无创血流动力学监测指标心脏指数对重症手足口病预测价值

范江花 罗海燕 杨龙贵 段 蔚 贺 杰 陶 艳 祝益民



·论著·

无创血流动力学监测指标心脏指数对重症手足口病预测价值

范江花 罗海燕 杨龙贵 段 蔚 贺 杰 陶 艳 祝益民

目的 探讨无创血流动力学监测对重症手足口病患儿的预测价值。方法 2014年4月1日至2014年12月1日湖南省儿童医院PICU收治的手足口病且行无创血流动力学监测的患儿为手足口病组，依据病情严重程度分为一般病例亚组、重症亚组和危重症亚组；依据预后分为生存亚组和死亡亚组。以同期住院的、性别分布与病例组相匹配的、心功能正常患儿为对照组。两组均以ICON无创心输出量测量仪行床旁监测，采集常规参数、泵功能、后负荷、心肌收缩力和胸液水平的15项指标，比较对照组和手足口病组及其亚组间的差异，对单因素分析有显著性意义的因素进一步行多因素Logistic回归分析，并对各指标进行ROC曲线，并计算最佳界值及其敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值。结果 研究期间纳入手足口病组患儿95例，男62例，年龄 6月龄至8岁；一般病例亚组31例、重症亚组42例和危重症亚组22例。存活亚组81例，死亡亚组14例。对照组纳入48例，男30例，年龄4月至7岁。两组性别、年龄分布差异无统计学意义。①对照组与一般病例亚组、重症亚组和危重症亚组比较，心排量(CO)、心脏指数(CI)、心搏出量(SV)、心搏指数(SI)、系统血管阻力(SVR) 、系统血管阻力指数(SVRI)、每博变异率(SVV)、射血前期时间( PEP) 、左心室射血时间( LVET)、射血分数(EF)、收缩时间比(STR)和胸腔液体水平(TFC)差异有统计学意义。②手足口病死亡亚组STR、SVR、SVRI、PEP和TFC较存活亚组明显增高， CO、CI、SV、SI、SVV、LVET和EF较存活亚组显著下降，差异均有统计学意义(P<0.05)。③多因素Logistic多因素回归分析结果显示，CI、SVV与死亡呈负相关，OR分别为0.568(95%CI 0.030～0.939)和0.637(95%CI 0.033～0.731)，SVR、PEP、STR和TFC与死亡呈正相关，OR分别为2.003(95%CI 1.929～4.008)、2.040(95%CI 1.935～4.157)、1.011(95%CI 1.040～1.881)和1.979(95%CI 1.087～3.011)。④CI指标受试者工作特征曲线下面积为0.792，CI取2.0 L·min-1·m-2时预测死亡的敏感度和特异度分别为64.2%(95%CI 56.5～73.1)和80.2%(95%CI 70.7～88.5)。结论 无创血流动力学监测对重症手足口病患儿的救治具有指导意义，SVR、PEP、STR和TFC指标与重症手足口病死亡呈正相关，CI指标预测死亡的价值较好。

重症手足口病； 无创血流动力学监测； 儿童

重症手足口病是危及患儿生命的肠道病毒感染，可累及脑干脑炎，严重时可导致神经源性肺水肿或肺出血，甚至心肺衰竭而死亡。其原因之一是病毒侵犯脑干后导致自主神经系统功能紊乱，交感神经功能亢进，儿茶酚胺大量释放，出现心动过速、血压升高、血管张力和阻力的快速变化，左心功能异常等循环系统的紊乱，从而出现心肺功能衰竭[1,2]。因此，对重症手足口病患儿行心肺功能监测，对其救治具有指导意义。目前无创血流动力学监测在国内外主要用于成人心肺功能的监测，应用于儿童手足口病的心肺功能监测报道甚少。本研究应用无创血流动力学监测系统——ICON无创心输出量测量仪对重症手足口病患儿进行监测，评估不同严重程度手足口病患儿的心输出量和心输出指数等参数，考察影响手足口病患儿预后的监测指标。

1 方法

1.1 手足口病组纳入标准 ①2014年4月1日至2014年12月1日湖南省儿童医院(我院)PICU收治的手足口病且行无创心输出量监测的患儿；②手足口病诊断符合文献[3]标准。

1.2 手足口病组亚组 根据手足口病组中病例的严重程度[3]分为一般病例亚组，重症亚组和危重症亚组；根据预后分为生存亚组和死亡亚组。

1.3 对照组纳入标准 同期入住我院的普通病房年龄、性别分布与手足口病组相匹配的心功能正常患儿。

1.4 无创血流动力学监测

1.4.1 监测方法 采用德国生产的 ICON无创心输出量测量仪(电子心力测量法，Electrical Cardiometry)，采用放置在颈部和胸部的心电传感器对血流量、阻力、收缩性和液体量的进行连续性测量的方法。床旁监测心排量(CO)、心脏指数(CI)，胸腔液体水平(TFC)等参数，检测过程由经过专门培训的人员操作。分别在额前、左侧胸锁乳突、心前区及左侧大腿外侧贴专用电极片，监测并记录15项参数。

1.4.2 监测指标 ①常规参数: 心率(HR) 、平均压(MAP)；②泵功能: CO 、CI、心脏搏出量(SV) 、心搏指数(SI)；③后负荷: 系统血管阻力(SVR)、系统血管阻力指数(SVRI)、每博变异率(SVV)；④心肌收缩力:射血前期时间( PEP) 、左心室射血时间( LVET)、收缩时间比( STR)、射血分数(EF)；⑤TFC。

1.5 资料截取 从病史中截取以下指标进入本文分析，①一般情况：性别、年龄、诊断、入PICU时病情严重程度等资料；②无创血流动力学监测，取入我院PICU当日的连续3次监测结果的平均值；③结局：存活和死亡。

1.6 统计学分析 利用 Epidata3.0 建立数据库录入数据，采用SPSS 18.0 软件行统计学分析，P<0.05为差异有统计学意义。

1.6.2 多因素分析 对单因素分析有显著性意义的因素进一步行多因素Logistic回归分析，考察手足口病患儿死亡相关的无创心输出量监测指标。

1.6.3 诊断准确性参数分析 绘制受试者特征工作(ROC)曲线多因素分析有统计学意义的无创心输出量监测指标对患儿死亡的预测价值，计算曲线下面积(AUC)和最佳界值，统计四格表参数，计算敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及其95%CI。

2 结果

2.1 一般情况 研究期间纳入手足口病组95例，男62例，女33例，年龄 6月龄至8岁，其中<1岁为13 例， ～3岁为58 例，>4岁为 24 例。一般病例亚组31例，重症亚组42例，危重症亚组22例。存活81例，死亡14例。对照组纳入48例，男30例，女18例，年龄4个月至7岁，与手足口病组性别、年龄分布差异无统计学意义。

2.2 对照组和手足口病组各项血流动力学监测指标比较 对照组与一般病例亚组、重症亚组和危重症亚组，HR、MAP比较差异无统计学意义， CO、 CI、SV、SI、SVR、SVRI、SVV、PEP、LVET、EF、STR和TFC差异有统计学意义，且病情越严重， CO、CI、SV、EF和STR水平越低，而反应血管阻力SVR、SVRI越大，反应血管充盈率SVV越小，TFC越高(P<0.05)。

2.3 手足口病组不同预后病例血流动力学监测指标比较 手足口病生存亚组和死亡亚组HR、MAP差异无统计学意义，死亡亚组STR、SVR、SVRI、PEP和TFC较生存亚组明显增高， CO、CI、SV、SI、SVV、LVET和EF较生存亚组显著下降，差异均有统计学意义(P<0.05)。

表1 对照组和手足口病组各项血流动力学指标比较±s)

表2 手足口病组生存和死亡亚组血流动力学指标比较±s)

2.4 手足口病组患儿死亡多因素logistic回归分析 设因变量为Y，Y=0为生存，Y=1为死亡，将单因素分析筛选出的有统计学意义的CO、CI、SV、SVR、SVV、PEP、STR和TFC等12项指标作为连续变量，多因素Logistic回归分析显示，CI(Waldχ2=2.076,OR=0.568，95%CI:0.030～0.939，P=0.008)、SVV(Waldχ2=6.800,OR=0.637，95%CI:0.033～0.731，P=0.018)与死亡呈负相关，SVR(Waldχ2=3.971，OR=2.003，95%CI :1.929～4.008，P=0.016)、PEP(Waldχ2=2.523，OR=2.040，95%CI：1.935～4.157，P=0.047)、STR(Waldχ2=3.444，OR=1.011，95%CI:1.040～1.881，P=0.045)、TFC(Waldχ2=3.306，OR=1.979，95%CI:1.087～3.011，P=0.049)与死亡呈正相关。

2.5 各项指标预测手足口病患儿预后的价值 对多因素Logistic分析有统计学意义的指标行ROC曲线分析， CI、SVV、STR、TFC和SVR指标的AUC(SE)分别为0.792(0.171)、0.675(0.141)、0.650(0.133)、0.642(0.175)和0.583(0.127)，其中CI的ROC AUC>0.70(图1)，提示对死亡具有较好的预测价值。

图1 心脏指数预测手足口病患儿预后的ROC曲线

表3显示，取CI截点值为2.0 L·min-1·m-2时， 敏感度和特异度分别为64.2%和80.2%，阳性预测值为36%，阴性预测值为92.9%。

表3 不同心脏指数预测手足口病患儿死亡的诊断参数

3 讨论

重症手足口病患儿病情进展迅速，因而监测患儿心肺功能情况以评估病情严重程度至关重要，才能及时进行临床干预，降低病死率。近年来微创和无创心功能监测仪逐渐被应用于临床[4～7]，无创心功能监测仪可监测心肺功能，是危重病患者监测的重要内容之一，对重症患儿的救治具有指导意义[8～10]。

无创心功能监测仪是利用电子心力测量法在胸电生物阻抗与心脏速率、收缩力、胸腔液体含量、射血前期和左心室射血分数相关测量变化方面的生理模型和方程。Spar等[11]研究比较儿童电子测速法(EV-CO)及热稀释法监测心输出量(TD-CO)，结果发现平均心输出量分别为(3.44 ± 1.71)和(3.66 ± 1.71) L·min-1,差异无统计学意义，且两者相关性较好(r=0.89)。Osthaus等[12]对幼猪使用EV-CO和跨肺热稀释法(TPTD-CO)监测心输出量，提示两者具显著相关性 (P<0.000 1,r=0.82)。也有研究将比较电测速仪法(LVOev)与超声心动图(LVOecho)无创监测左心输出量，显示两者监测结果相似 (R2=0.55)[13]。上述研究提示电测速仪法监测无创心输出量监测能提供直观、有效和直接相关的心功能监测，对临床有应用价值[14，15]。且使用无创心输出量测定与缩短危重患者住院时间有关[16]。

本研究发现对照组与手足口病一般病例亚组、重症亚组和危重症亚组比较， HR、MAP差异无统计学意义， CO、 CI、SV、SI、SVR、SVRI、SVV、PEP、LVET、EF、STR和TFC指标差异有统计学意义(P<0.05)，与左心功能呈正相关的指标CO、CI、SV、SI、LVET和EF水平与手口足病严重程度呈正相关，即在危重症亚组(肺水肿或肺出血时)呈降低趋势, 而与左心功能呈负相关的指标PEP和STR值与疾病严重程度呈负相关；反映血管阻力SVR、SVRI明显增加，血管充盈率SVV越小，TFC越高。SVV为每博输出量变异率，可预测心血管系统对液体负荷的反应效果，从而更准确地判断循环系统前负荷状态，是目前唯一可以无创监测血管内液体量的参数，反映血管内血容量充盈程度。临床上常被用来监测危重症病例的血管内容量状态[17,18]，指导液体管理。研究证明SVV用于评价心脏对容量负荷的反应优于CVP和PAWP[19]。本研究多因素Logistic回归分析显SVV、CI是死亡的保护因素，CI越高，提示机体心功能越好，SVV越高，提示机体有效血容量充足，反之SVV越小，提示机体有效血容量不足，出现肺水肿或肺出血时TFC明显增高，且病情越重(P<0.05)。符合重症手足口病患者的发病机制，由于脑干严重受损，交感神经过度兴奋产生全身高血压和血管收缩，出现循环衰竭，加上大量血液转移至肺部循环系统，出现肺水肿和肺出血，因此，手足口病患儿病情越重，血管收缩越明显，TFC越高，对临床判断预后有指导意义。

多因素logistic回归分析显示无创心输出量指标SVR、PEP、STR和TFC为重症手足口病死亡的危险因素，SVR反映系统血管阻力，PEP为射血前期时间，明显增高提示左心衰患儿左心室每搏做功减少, 射血前期时间延长全身血流和组织灌流减少。 STR是反映心泵效率的敏感指标, 增高也提示左心功能下降，有研究证实STR可作为反映心力衰竭的一重要指标。TFC代表胸腔内液体量的多少，重症手足口病患儿交感神经过度兴奋，产生全身高血压和血管收缩，大量血液转移至肺部循环系统，致TFC明显增高，无创血流动力学监测与血浆脑利钠肽水平有相关性, 与文献报道一致[20]。本研究对无创心输出量各项指标预测预后的ROC曲线下面积比较发现， CI指标的ROC AUC为0.792, 具有一定的价值，其余4项指标ROC AUC<0.7，对预后判断的价值不足。本研究发现取CI截点值为2.0 L·min-1·m-2时，敏感度和特异度分别为64.2%和80.2%，阳性预测值为36%，阴性预测值为92.9%。CI是CO除以体表面积所得的数值，心室率和SV为其2个重要的决定因素。因此，CI较其他心脏参数更能全面反应心脏功能，可用于不同体型患者进行心脏输出功能的客观比较。中国台湾学者对EV71感染后心脏功能进行研究，认为EV71感染所致神经源性肺水肿病例存在明显的SI和射血分数明显下降，指出了“急性暴发性休克综合征”是病理生理关键问题[21]。王红英等[22]通过斑点追踪技术研究左心功能，发现存在明显局部及整体收缩功能减低，均证明了重症手足口病患儿心功能的变化，因此CI预测预后更优于其他指标的原因可能是与反应重症手足口病发病机制相一致。

无创心输出量无创、具有高敏感度、高准确性和良好重复性，且操作简便易掌握的监测方法[23,24]。可连续、实时、快速、直接反映心脏每搏输出量的情况，能使临床医生手足口病组纳入标准 在第一时间掌握血流动力学资料，准确性还是精确性都与有创心功能监测相似,并避免有创监测等出现的并发症，对指导临床准确治疗具有十分重要的意义[25]。因此为心肺功能评估提供依据，值得临床应用。

[1]Nadel S．Hand, foot, mouth, brainstem, and heart disease resulting from enterovirus 71. Crit CareMed, 2013, 41(7):1821-1822

[2]范江花, 胥志跃, 隆彩霞,等. 儿童重症手足口病并神经源性肺水肿死亡的危险因素. 实用儿科临床杂志 , 2011, 26(18) :1407-1409

[3]中华人民共和国卫生部． 肠道病毒71 型( EV71) 感染重症病例临床救治专家共识( 2011 年版)

[4]Cecchini S, Schena E, Notaro M, et al. Non-invasive estimation of cardiac output in mechanically ventilated patients: a prolonged expiration method. Ann Biomed Eng, 2012 ,40(8):1777-1789

[5]Pugsley J, Lerner AB. Cardiac output monitoring: is there a gold standard and how do the newer technologies compare?. Semin Cardiothorac Vasc Anesth, 2010, 14(4):274-282

[6]Waldron NH, Miller TE, Thacker JK, et al. A prospective comparison of a noninvasive cardiac output monitor versus esophageal Doppler monitor for goal-directed fluid therapy in colorectal surgery patients. Anesth Analg, 2014,118(5):966-975

[7]Terada T, Oiwa A, Maemura Y, et al. Comparison of the ability of two continuous cardiac output monitors to measure trends in cardiac output: estimated continuous cardiac output measured by modified pulse wave transit time and an arterial pulse contour-based cardiac output device. J Clin Monit Comput, 2016,30(5):621-627

[8]蔡华波,宋萍,张蕾,等. 监测心排量在重症手足口病患儿中的临床应用.中国当代儿科杂志, 2012,14(4):271-275

[9]Coté CJ, Sui J, Anderson TA,et al.Continuous noninvasive cardiac output in children: is this the next generation of operating room monitors? Initial experience in 402 pediatric patients. Paediatr Anaesth, 2015,25(2):150-159

[10]Fischer MO1, Fellahi JL. Noninvasive cardiac output monitoring with Nexfin: we really need impact studies.Anesth Analg, 2014,118(1):238-239

[11]Spar DS, Vincent JA, Torres A, et al. Comparison of noninvasive measurement of cardiac output, electrical velocimetry with thermodilution measurement of cardiac output in children.Intensive Care Med, 2011,8(6):133-137

[12]Osthaus WA, Huber D, Beck C, et al. Comparison of electrical velocimetry and transpulmonary thermodilution formeasuring cardiac output in piglets. Paediatr Anaesth, 2007,17(8):749-755

[13]Noori S, Drabu B, Soleymani S, et al. Continuous non-invasive cardiac output measurements in the neonate by electrical velocimetry: a comparison with echocardiography. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed, 2012,97(5):F340-343

[14]Grollmuss O, Demontoux S, Capderou A, et al. Electrical velocimetry as a tool for measuring cardiac output in small infants after heartsurgery. Intensive Care Med, 2012, 38(6):1032-1039

[15]Trinkmann F, Berger M, Doesch C, et al. Comparison of electrical velocimetry and cardiac magnetic resonance imaging for the non-invasive determination of cardiac output. J Clin Monit Comput, 2016,30(4):399-408

[16]Absi MA, Lutterman J, Wetzel GT. Noninvasive cardiac output monitoring in the pediatric cardiac intensive care unit. Current Opinion in Cardiol,2010,25(2):77-79

[17]Li C, Lin FQ, Fu SK, et al．Stroke volume variation for prediction of fluid responsiveness in patients undergoing gastrointestinal surgery．Int J Med Sci, 2013,10(2):148-155

[18]Suehiro K, Rinka H, Ishikawa J, et al. Stroke volume variation as a predictor of fluid responsiveness in patients undergoing airway pressure release ventilation. Anaesth Intensive Care,2012,40(5):767-772

[19]黄磊，张卫星，蔡文训,等．每搏输出量变异预测严重感染和感染性休克患者容量反应性的价值.中华急诊医学杂志,2010,19(9):916-920

[20]Felker GM, Petersen JW,Mark DB. Natriuretic peptide in the diagnosis and management of heart failure.CMJA, 2006, 175 (6) : 611-617

[21]陆国平 朱启镕.肠道病毒71型感染所致危重症手足口病诊治中的一些思考. 中华儿科杂志, 2012,50(4):244-248

[22]王红英，李健如，虢艳，等．超声斑点追踪技术评价手足病患儿左心室局部收缩功能．中国医学影像技术，2011，27(7)：1418-1421

[23]Bubenek-Turconi SI, Craciun M, Miclea I, et al. Noninvasive continuous cardiac output by the Nexfin before and after preload-modifying maneuvers: a comparison with intermittent thermodilution cardiac output. Anesth Analg, 2013,117(2):366-372

[24]Napoli AM. Physiologic and clinical principles behind noninvasive resuscitation techniques and cardiac output monitoring. Cardiol Res Pract, 2012,2012:531908

[25]Bartels SA, Stok WJ, Bezemer R, et al. Noninvasive cardiac output monitoring during exercise testing: Nexfin pulse contour analysis compared to an inert gas rebreathing method and respired gas analysis.J Clin Monit Comput, 2011,25(5):315-321

(本文编辑：丁俊杰)

The prognostic value of noninvasive hemodynamic monitoring index on children with severe hand, foot and mouth disease

FAN Jiang-hua, LUO Hai-yan, YANG Long-gui, DUAN Wei, HE Jie, TAO Yan, ZHU Yi-min

(Department of Pediatric Intensive Care Unit, Hunan Provincial Children's Hospital, Changsha 410007, China)

FAN Jiang-hua，E-mail: fjhlsl_2008@163.com

Objective To discuss the prognostic value of noninvasive hemodynamic monitoring index on children with severe hand, foot and mouth disease.MethodsThe children who were admitted to the PICU of Hunan children's hospital and receiving noninvasive cardiac monitoring from April 1st, 2014 to December 1st, 2014 for hand, foot and mouth disease were collected in our study. They were divided into general cases subgroups, severe subgroups and critical subgroups according to the illness severity; and divided into survival group and death group according to the prognosis. In the same period in the hospital the gender matched cases with normal cardiac function were as control group. Fifteen indicators including conventional parameters, pump function, after the load, the myocardial contraction force and thoracic fluid level were monitored by ICON noninvasive cardiac output measurement instrument in two groups. The differences of the control group and hand, foot and mouth disease groups were analyzed, the factors significant to the single analysis were further analyzed with multiariable logistic regression analysis, the ROC curves were made for the indexes, and calculated the optimal boundary value and its sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value.ResultsDuring the study period 95 cases of children with hand, foot and mouth disease were included, male 62 cases, aged 6 months to 8 years; 31 in general cases subgroups, 42 in severe subgroups and 22 in critical subgroups, 81 in survival group and 14 in death group. Control group included 48 cases, male 30 cases, aged 4 months to 7 years. There was no statistically significant difference in gender, age distribution between two groups. ① Comparing the control group, general cases subgroups, severe subgroups and critical subgroups, the levels of CO, CI, SV, SI, SVR, SVRI, SVV, PEP, LVET, EF, STR, TFC were significantly different(P<0.05). ② The levels of STR, SVR, SVRI, PEP and TFC in the death group were significantly higher than those in the survival group. Meanwhile the levels of CO, CI, SV, SI, SVV, LVET and EF were obviously lower than those in the survival group (P<0.05). ③ The Logistic regression analysis showed CI and SVV were death protective factors, OR was 0.568 and 0.637 respectively，SVR、PEP、STR、TFC were death protection factors in children with severe hand, foot and mouth disease，OR was 2.003(95%CI 1.929-4.008),2.040(95%CI 1.935-4.157),1.011(95%CI 1.040-1.881) and 1.979(95%CI 1.087-3.011),respectively. ④ CI index area under the receiver-operating characteristic curve was 0.792. CI 2.0 L·min-1·m-2for predicting the sensitivity of the death and specific degrees was 64.2%和80.2% respectively. ConclusionNoninvasive hemodynamic monitoring was valuable in the treatment of children with severe hand, foot and mouth disease. SVR、PEP、STR、TFC were death protective factors in children with severe hand, foot and mouth disease .

Severe hand, foot and mouth disease; Noninvasive hemodynamic monitoring; Pediatric

十二五国家科技支撑计划:2012BAI04B01

湖南省儿童医院重症监护一科 长沙,410007

范江花，E-mail: fjhlsl_2008@163.com

10.3969/j.issn.1673-5501.2016.05.005

2016-04-23

2016-09-06)