危重症微创/无创血流动力学监测技术

庄燕，陈明祺，戴林峰

(南京中医药大学附属医院 江苏省中医院 重症医学科，江苏 南京 210029)

·综述·

危重症微创/无创血流动力学监测技术

庄燕，陈明祺，戴林峰

(南京中医药大学附属医院 江苏省中医院 重症医学科，江苏 南京 210029)

危重症患者休克的发生率相当高，休克不能及时纠正将明显增加患者的死亡率。准确鉴别休克原因并及时有效处理对改善患者预后具有至关重要的作用。如何快速、有效地鉴别导致患者休克的主要原因并采取针对性的措施成为危重症领域重要课题，各种床旁血流动力学监测技术应运而生，使得临床医生可以较好地判断患者的血流动力学状态并及时评估治疗效果。随着电子计算机、影像及生物技术的发展，床旁血流动力学监测也经历了不同的发展时期，从单一、间断、有创监测到多参数、连续、微创或无创监测，为临床治疗决策的制定提供了有力帮助。过去十余年间，血流动力学监测技术在监护病房及手术室得到了快速发展，尤其是各种微创及无创监测技术。微创血流动力学监测技术主要是通过动脉脉搏轮廓分析或者超声多普勒技术实现对心输出量的监测，目前应用较多的监测方法包括脉搏指示连续心输出量监测(PiCCO)及食管多普勒；而无创血流动力学监测技术主要通过连续动脉压力波形分析或生物电阻抗法/生物电反应法来测量心输出量。微创及无创监测技术的最大特点是可以用最小的创伤来提供连续的心输出量参数，并实时显示患者的液体反应性，从而指导临床治疗。在本文中作者主要总结近年发展起来的微创或无创血流动力学监测技术，以期为临床工作提供参考。

血流动力学监测； 危重症； 微创监测； 无创监测； 综述

危重症患者休克的发生率相当高，休克不能及时纠正将明显增加患者的死亡率。导致休克的病因极其复杂，主要涉及以下几方面异常：低血容量、心脏功能异常以及血管张力改变。准确鉴别休克原因并及时有效处理对改善患者预后具有至关重要的作用。如何快速、有效地鉴别导致患者休克的主要原因并采取针对性的措施成为危重症领域重要课题，各种床旁血流动力学监测技术应运而生，使得临床医生可以较好地判断患者的血流动力学状态并及时评估治疗效果。肺动脉导管的使用因其操作复杂、有创且获益不大而逐渐减少[1]。跨肺热稀释法监测技术相对而言创伤要小，尽管在一些使用经验丰富的病房其并发症发生率很低，但也需要置入中心静脉及股动脉导管，且存在血流感染风险[2]。随着电子计算机、影像及生物技术的进步，微创/无创血流动力学监测技术也得到了较快发展。近年开始强调液体反应性，主要是基于以下两点：首先，部分危重症患者补液治疗后未见心输出量的增加(无液体反应性)；其次，危重症患者液体超负荷将导致死亡率增加[3]。如何准确评估危重症患者的液体反应性并指导有效安全的液体治疗对于改善预后非常重要[4]。微创及无创监测技术的最大特点是可以提供连续的心输出量以及实时显示患者的液体反应性。下文作者就近年发展起来的微创或无创血流动力学监测技术作一简单介绍，以期为临床工作提供参考。

1 微创血流动力学监测技术

微创血流动力学监测技术主要是通过动脉脉搏轮廓分析或者超声多普勒技术实现的，主要特点就是通过监测心输出量来反映患者循环状况。

1.1 基于动脉脉搏轮廓分析法的血流动力学监测技术

根据心室- 动脉相关关系，左心室每搏量及动脉顺应性主要决定了动脉脉搏压力及其轮廓，所以可根据压力脉搏波形估测每搏量[5]。不同生产厂家的设备会采用不同的算法，总体而言，需要外部校准的设备估测的心输出量更准确可靠些，但是需要经常再校准，特别是当血管张力发生改变或者治疗措施改变时[6]。脉搏轮廓分析系统的主要优势在于可以实时、快速追踪补液试验时心输出量的改变。该系统还可以自动计算出液体反应性的一些动态参数，诸如脉搏压力变异、每搏量变异。根据脉搏压力变异、每搏量变异来预测液体反应性一般用于机械通气的患者，对于自主呼吸患者、心律失常患者或者低肺顺应性、低潮气量的患者，则需要通过监测直腿抬高试验或者呼气末屏气过程中心输出量变化来判断容量反应性[7]。临床应用中需注意保证动脉压力信号的质量，避免测压管路中存在气泡或者测压线路过长。

1.1.1 需外部校准的动脉脉搏波形分析系统 目前通过外部校准动脉脉搏轮廓分析来获取心输出量的微创血流动力学监测系统主要有经肺温度稀释监测系统及锂稀释监测系统，下面分别加以介绍。

经肺温度稀释法：目前市售的运用经肺温度稀释法测量心输出量的微创血流动力学监测系统主要有PiCCO(Pulsion Medical Systems,Germany)和VolumeView(Edwards Lifesciences,USA)。该方法主要是通过温度随时间变化情况来获得指示剂的稀释程度，从而得到间断的心输出量及其他变量值[8- 9]。相较于肺动脉导管，此监测技术创伤小的多，但是仍然需要置入中心静脉导管(用于冷水弹丸式注射)及尖端含有热敏电阻的动脉导管。目前有设备可以将经肺温度稀释法和脉搏轮廓分析相结合，通过对温度稀释曲线的数学分析，可以计算出心输出量、全心舒张末期容积、心功能指数及射血分数、血管外肺水、肺血管渗漏指数等变量。研究表明，在循环不稳的患者中该方法测得的心输出量是可靠的[10]。基于心搏出量和动脉压力波形的相关性，可以通过连续3次注射冷水校准动脉压力波形，从而提供连续、实时的心输出量数据。经肺温度稀释法主要的优势在于可以提供血管外肺水参数，可以用来指导液体治疗，也可以用作预后判断。

锂稀释法：目前市售的锂稀释监测系统主要为LiD- COplus(LiDCO,UK)。锂稀释法是一种指示剂稀释技术，经中心静脉导管注射小剂量的氯化锂，然后通过锂感受器测量桡动脉导管端血液内锂水平，通过分析锂稀释曲线来测量心输出量。该方法与经肺温度稀释法测量的结果相关性较好[11]，但只能提供间断的心输出量数据，一般需要测量3次取平均值。该系统主要的不便在于需要注射氯化锂，不能频繁重复(锂蓄积)，没有氯化钠安全而且价格昂贵。氯化锂注射不仅用来校准系统，还可以测量单心动周期的心输出量、脉搏压力变异及每搏量变异。该系统的优势在于可使用桡动脉置管，但是不能提供更多血流动力学及容量参数。此外，研究发现，锂感受器的敏感性受较多药物影响[12]。

1.1.2 不需外部校准的动脉压力波形分析系统 目前有些监测仪器可以通过动脉导管记录的动脉压力波形得出每搏输出量从而提供连续的心脏输出量参数，比较常用的监测仪包括FloTrac (Edwards Lifesciences,USA)、LiDCOrapid (LiDCO,UK)、ProAQT(Pulsion Medical Systems,Germany)等。不同的监测仪采用不同的算法分析动脉压力波形，结合患者的性别、身高、体重、年龄等参数来推测心输出量[13]。与需要外部校准的监测仪不同，该类监测仪通过统计校准来修正异常监测值，并且可以使用任何动脉来监测。众所周知，对于血流动力学不稳的患者而言，频繁校准可以提供更加可靠的数据，所以当患者发生血流动力学急剧变化时，不需外部校准的动脉压力波形分析系统所提供的数据可靠性明显降低[14- 15]，因此，此类监测系统仅适用于血流动力学相对稳定的患者或者仅用于短期心输出量监测，比如外科手术过程中的心输出量监测。此外，不需外部校准的动脉压力波形分析系统仅能监测患者心输出量、脉搏压力变异及每搏输出量变异，对于血流动力学状况复杂的患者而言功能明显不足。

1.2 食管多普勒监测

目前最常用的食管多普勒监测系统为CardioQ(Deltex Medical,UK) ，该系统通过放置在食管内的超声探头探测降主动脉的直径及血流速度从而实时估算降主动脉内的血容量。基于血液在升主动脉及降主动脉连续分布的假说，可以根据降主动脉内的血流速度估算心输出量。食管多普勒估测心输出量的可靠性已在危重症患者及外科手术患者中得到证实[16- 17]。但是该监测技术存在一些局限性：首先，血液在上、下部分动脉系统内的分布受到血管张力的影响，尤其见于休克患者或者使用血管活性药物的情况下；其次，降主动脉的直径并非直接测量而来，而是根据患者的身高、体重等估算，而且此段的主动脉壁顺应性极好，能够根据平均动脉压的大小改变直径。因此，休克液体复苏时食管多普勒并不能真正反映心输出量的变化。另一方面，老式食管多普勒探头估测降主动脉直径时存在误差，从而使得测算出来的每搏输出量较真实数值差异较大；最后，当食管多普勒监测用于未镇静患者时会因患者的活动导致探头移位影响信号采集，故需要多次调整探头位置。鉴于以上原因，食管多普勒监测在重症监护病房的应用远不及手术室广泛，术中食管多普勒监测可用于目标导向的液体管理，而这种液体管理方式可以降低术后死亡率[18]。对于已经镇静的患者或者只需短期评估液体反应性的患者而言，在缺乏其他血流动力学监测设备时，可以考虑行食管多普勒监测。

2 无创血流动力学监测技术

随着电子计算机及生物技术的发展，近年出现了一些新的、完全无创的心输出量监测技术，为临床血流动力学的监测提供更多选择。

2.1 连续动脉压力波形分析

连续动脉压力波形分析通过容量叠加法[如Clear- sight(Edwards Lifesciences,USA),ex Nexfin (BMYE,NL),CNAP(CNSystems,Austria)]或者连续桡动脉张力测定法(如T- Line,Tensys,USA)进行。容量叠加法通过光学体积描记术监测心动周期内维持指端血液持续流动时的指头袖带压(食指或中指)来得到指头的动脉压力波形，而连续桡动脉张力测定法通过放置在桡动脉上面的电- 机械感受器记录桡动脉压力波形。通过脉搏轮廓法对这些动脉压力波形进行分析，可以得到不需外部校准的连续心输出量数值。已有一些研究证实了容量叠加法测量心输出量的可靠性，但是研究对象大都集中在手术患者[19- 20]。对于危重症患者及心脏手术后的患者而言，容量叠加法测量心输出量的可靠性较低，可能与患者血管张力的改变有关。连续桡动脉张力测定法出现时间比较短，目前相关研究尚少，还需要更多研究以评估其可靠性[21- 22]。尽管这些无创的监测技术简单、方便，但是在临床应用方便也存在一些局限：比如存在外周水肿、外周血管严重收缩均可影响容量叠加法测量的结果，外周肢体活动也会影响桡动脉感受器的信号采集，从而影响结果。

2.2 超声心动图

超声心动图本身是一种影像技术，可以直观评价心脏结构及功能，具有无创、可多次重复测量的特点，较其他影像技术而言具有较大优势(无辐射、多次重复、适合孕妇等特殊人群)，但是此技术受患者胸部透声情况、体位及各种管路影响，有时难以获得理想超声图像。超声心动图可以识别心脏结构或功能异常导致的循环不稳，具有血流动力学评估功能，可判断心脏收缩功能、舒张功能、瓣膜功能、大血管、心包结构等，尤其重要的是可以评估右心功能状况，从而指导液体治疗策略的制定、机械通气参数设置及药物治疗[23- 25]。超声心动图通过测量左心室流出道直径、主动脉速度时间积分计算每搏输出量，通过测量右心室功能面积改变评估右心室收缩功能，通过三尖瓣返流速度估算肺动脉压。超声心动图还可以用来无创评估危重症患者的容量状态及容量反应性[26]。传统二维超声心动图只能评估心动周期内的心脏功能，三维、四维超声心动图技术使得实时评估心功能成为可能。

2.3 其他无创监测技术

另外还有一些无创估测实时心输出量的技术，比如生物电阻抗法/生物电反应法及脉搏波通过时间法。胸内血容量随脉搏变化可以引起胸部电传导性能的改变，生物电阻抗法[BioZ(Cardiodynamics,USA),Aesculon(Osypka Medical,Germany)]/生物电反应法(NICOM,Cheetah Medical,Israel)就是通过心动周期内胸内电阻抗或电压变化推测心输出量。该方法通过体表电极导入低幅、高频电流，测量通过胸部的电流，从而估测心输出量[27]。临床研究结果显示，对于心脏外科患者，生物电阻抗法测量的心输出量结果可靠[28- 29]，但在其他非心脏手术的危重患者应用结果不太满意[30]。此外，生物电阻抗法/生物电反应法估测心输出量受较多因素影响，比如胸腔积液、肺水肿、心律失常、电干扰、心脏起搏以及活动等[31]。

脉搏波通过时间法如esCCO(Nihon Kohden,Japan)可以连续、实时评估心输出量，该技术需要记录心电图及脉搏血氧饱和度波形。理论上脉搏波通过时间(比如从心电图R波出现到指端动脉脉搏波出现的时间)与每搏输出量成反比关系。但临床研究显示危重患者采用脉搏波通过时间法估测的心输出量与其他方法估测的心输出量差异较大[32- 33]，导致这种差异的原因可能由于患者存在血管收缩、指端温度低以及心律失常等。此外，缩血管药物的使用也影响结果的判断。

3 小 结

在过去的几十年间，血流动力学监测发展迅速，从有创监测发展为微创、无创监测，从间断监测发展为连续、实时监测。一些新的反映容量状况及容量反应性的血流动力学参数的出现为危重症患者的治疗提供了新的参考工具，有助于提高危重症患者的救治成功率。目前无创的血流动力学监测技术主要用于外科手术患者，在危重症患者中的应用价值还需要更多临床数据的支持。

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2016- 12- 20

2017- 06- 10

庄燕(1977-)，女，江苏淮阴人，副主任医师，医学博士。E- mail:athena2004112@163.com

庄燕，陈明祺，戴林峰.危重症微创/无创血流动力学监测技术 [J].东南大学学报:医学版,2017,36(5)：872- 876.

R459.7

A

1671- 6264(2017)05- 0872- 05

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.05.039

(本文编辑：何彦梅)