生物電抗法-無創(chuàng)心排量監(jiān)測

生物電抗法—無創(chuàng)心排量監(jiān)測吳赤孫瑛張馬忠心排血量監(jiān)測是血流動力學(xué)監(jiān)測中的重要組成部分。熱稀釋法測量心排量因有創(chuàng)，風(fēng)險-受益比低以及費用高而受到質(zhì)疑，在臨床上的使用逐漸減少。[1]應(yīng)用生物電抗原理的無創(chuàng)心排量監(jiān)測，其應(yīng)用逐漸受到重視，本文對其基本原理，精確性評估，基本特點和臨床應(yīng)用作一簡要介紹。1基本原理生物電抗法主要原理為測量穿過胸腔的電壓和電流的相移。交流電路通常包含電阻和電抗，它們共同組成電阻抗，表示電路對交流電的抵抗程度。由于電阻抗的存在，電壓和電流達峰時間有差別，這個時間差稱為相移Φ（0°≤Φ≤90°，以角度為度量單位）。生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備向人體輸出高頻（75kHz）低幅的正弦交流電流，和人體胸腔組成回路。生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備輸出的電流經(jīng)過人體胸腔產(chǎn)生電壓，人體胸腔大動脈的搏動性血流形成對抗輸出電流的電阻和對抗電壓的電抗，電阻和電抗（電阻抗）使經(jīng)過人體胸腔的電流和電壓達峰時間不一致，產(chǎn)生相移。相檢測電極將相移信號反饋給生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備。只有搏動性血流才會引起相移，胸部絕大部分的搏動性血流來自于主動脈，因此，相移信號幾乎全部和主動脈血流相關(guān)。生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備信號的每一個點反映胸部液體的即時的相移。每一時刻的相移與搏出量緊密相關(guān)。（這里得到的信號為容量信號）流量是隨時間變化的容量，因此，可以將容量信號按照時間變化轉(zhuǎn)換成流量信號。通過生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備的流量信號可以計算得到dΦ/dtmax和VET，每搏量即可由dΦ/dtmax，VET和常數(shù)C相乘得到。每搏量乘以心率得到心排量。SV=C*VET*dΦ/dtmaxCO=SV*HR公式中SV為每搏量，C為常數(shù)，VET為左室射血時間，dΦ/dtmax為相移，CO為心排量，HR為心率。生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備由高頻正弦波產(chǎn)生器，兩對電極片，信號處理系統(tǒng)組成。兩對電極片放在受試者身體兩側(cè)，各自得到一個心排量的值，機器顯示的結(jié)果為兩側(cè)心排量的平均值。[2]2精確性評估多名研究者對生物電抗法的精確性進行評估。在臨床前的動物實驗中，9只開胸行體外循環(huán)的豬，生物電抗法和由體外循環(huán)機的流量計算出的心排血量的相關(guān)系數(shù)（r）為0.84；在臨床實驗中，27例放置Swan-Ganz導(dǎo)管的ICU患者由生物電抗法和熱稀釋法測得的心排量的平均值分別為5.18L/min和5.17L/min，相關(guān)系數(shù)r=0.90。[2]生物電抗法與主動脈血流法（AoQ）進行比較：測量獲得的心排量在826-2436ml/min之間。在心排量穩(wěn)定狀態(tài)下的數(shù)據(jù)中，AoQ法與生物電抗法的平均差值為63±38ml/min，誤差比為6.1%；在急性變化的數(shù)據(jù)中，AoQ法檢測到的心排量改變≥10%的事件中的21/23被生物電抗法檢測到（敏感性0.91）；在藥物或者液體注射而引起的AoQ＜10%的事件中沒作者單位：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心麻醉科，上海200127通訊作者:孫瑛yingsun821@有一次被生物電抗法檢測到（特異性1.0）。[3]以經(jīng)肺動脈熱稀釋法（PICCOTD）為參考方法，生物電抗與脈搏計數(shù)分析法（PICCOPC）進行比較：PICCOTD的心排量范圍為1.6-8L/min。在基礎(chǔ)水平，生物電抗法，PICCOPC和PICCOTD所測得的心排量分別為5.0±1.2L/min，4.7±1.4L/min和4.6±1.3L/min。生物電抗法，PICCOPC和PICCOTD的一致性區(qū)間分別為1.52L/min和1.77L/min。生物電抗法和PICCOPC的精確度分別為6±3%和6±5%。當(dāng)使用PEEP時，生物電抗法，PICCOPC和PICCOTD的心排量分別減少33±12%，31±14%和32±13%。每搏量的結(jié)果與心排量的結(jié)果一致。[4]在一項多中心臨床研究中，在重癥監(jiān)護病房的患者，生物電抗法與熱稀釋法測得的心排量高度相關(guān)（r=0.78，P<0.0001），兩種方法沒有顯著差異（P=0.55）；在做心導(dǎo)管的患者，兩種方法的結(jié)果類似（r=0.71，P<0.001），方法間沒有顯著差異（P=0.28）。[5]由以上數(shù)據(jù)可知，在成人患者當(dāng)中，生物電抗法測量心排量與其它方法的一致性良好。但在小兒當(dāng)中的應(yīng)用，生物電抗法需要進一步改進。在一項小兒心排血量的回顧性研究中，10名年齡在1-144個月的小兒的心指數(shù)為2.4±1.03L/min/1.73m2(范圍為1–4.9L/min/1.73m2)；心指數(shù)與年齡，體重，平均動脈壓緊密相關(guān)：心指數(shù)與年齡r=0.50，P=0.003，心指數(shù)與體重r=0.66，P=0.001，心指數(shù)與平均動脈壓r=0.369，P=0.037。體重<10公斤，10-20公斤的小兒與體重>20公斤的小兒的心指數(shù)有顯著差異。在新生兒中將生物電抗法與超聲法進行對比測量發(fā)現(xiàn)，生物電抗法得到的左心室輸出量（LVO）平均低于超聲法153±56ml/kg，百分比為31±8%。兩者相關(guān)性為r=0.95，p<0.001。盡管相關(guān)性良好，但是偏倚達31%，因此生物電抗法測量的心排量用于指導(dǎo)新生兒的臨床治療是不合適的。研究者分析指出，產(chǎn)生偏倚的原因可能有兩個方面：生物電抗法測心排量計算公式中的C值是由成人的數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出的，二是生物電抗法所使用的電極片不適合于新生兒。[7]3基本特點生物電抗法是一種無創(chuàng)的心排血量監(jiān)測方法，它不受患者體動，環(huán)境變化，濕度，電極位置等因素的影響。它能夠連續(xù)監(jiān)測心排血量，在生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備中，有兩種測量時間間隔可供選擇，30秒和1分鐘。生物電抗法測量心排量在以下情形中會產(chǎn)生偏倚：（1）使用單極電極的外部或內(nèi)部起搏器：產(chǎn)生人為的電信號干擾；（2）嚴重的肺動脈高壓：當(dāng)肺動脈壓力超過60mmHg時，生物電抗法會高估心排量；（3）嚴重的主動脈瓣關(guān)閉不全：生物電抗法會高估心排量；（4）嚴重的三尖瓣關(guān)閉不全（5）嚴重的胸主動脈畸形：人工主動脈瓣，大的動脈瘤等；（6）心內(nèi)分流：生物電抗法還沒有在有復(fù)雜心內(nèi)分流的先天性心臟病患者中進行驗證；（7）連續(xù)左心室輔助裝置：因為生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備測量的是主動脈的搏動性血流，無法測量這種連續(xù)血流。[8]4臨床應(yīng)用4.1評估心臟功能心肺運動實驗常用于心衰患者的診斷，但是缺乏心室功能的信息。氧攝取量反應(yīng)心衰患者的心室功能，但是臨床應(yīng)用不便。生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備可在心肺運動試驗時測量心排量。在運動狀態(tài)下，實驗對象的心排量和氧攝取量相關(guān)性良好，心排量的峰值和氧攝取量的峰值緊密相關(guān)（r=0.73，P<0.001）。因此，生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備能夠替代氧攝取量的測量，提供心衰患者心室功能的信息。[9]通過超聲進行心臟再同步化治療的優(yōu)化勞動強度很大，生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備能夠替代超聲進行治療前后心臟功能的評估。[10]4.2指導(dǎo)容量治療通過被動抬腿（PLR）試驗來預(yù)測液體反應(yīng)（FR）。75名重癥監(jiān)護病房的心臟手術(shù)術(shù)后患者，用生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備分別監(jiān)測基礎(chǔ)心排量，被動抬腿和液快速滴注500ml晶體液后的心排量。將被動抬腿和液體反應(yīng)分別定義為PLR≥0和FR≥0時，預(yù)測的敏感性和特異性為88%和100%；將被動抬腿和液體反應(yīng)分別定義為PLR>9和FR>9時，預(yù)測的敏感性和特異性為68%和95%。因此，對于特定人群，通過生物電抗心排量監(jiān)測設(shè)備進行被動抬腿試驗?zāi)軌蛑笇?dǎo)液體治療。[11]總之，應(yīng)用生物電抗原理的心排量監(jiān)測設(shè)備是一種無創(chuàng)且能連續(xù)測量的設(shè)備，在大多數(shù)情況下都表現(xiàn)出良好的精確性，但仍需更多的實驗來支持其應(yīng)用于臨床。[1]MARIKPE.NoninvasiveCardiacOutputMonitors:AState-ofthe-ArtReview[J].JCardiothoracVascAnesth,2013Feb;27(1):121-34.

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