肺动脉导管与经胸心脏超声测量非体外循环冠脉搭桥术后心排量的对比研究

李连镇 梅举 何毅 刘浩 姜兆磊

作者单位：116100 辽宁省大连市，大连市友谊医院心胸外科（李连镇）；上海交通大学医学院附属新华医院心胸外科（梅举、何毅、刘浩、姜兆磊）

肺动脉导管与经胸心脏超声测量非体外循环冠脉搭桥术后心排量的对比研究

李连镇 梅举 何毅 刘浩 姜兆磊

作者单位：116100 辽宁省大连市，大连市友谊医院心胸外科（李连镇）；上海交通大学医学院附属新华医院心胸外科（梅举、何毅、刘浩、姜兆磊）

目的 对比研究肺动脉导管（PAC）和经胸心脏超声（TTE）测量非体外循环冠状动脉搭桥术（OPCABG）后心排量（CO）的偏差和一致性。方法 应用PAC和TTE检测265例OPCABG后患者心功能及血流动力学相关参数，根据Bland-Altman法分析两方法测量CO结果的一致性，最后通过二元Logistic回归分析造成两方法测量CO结果偏差的原因。结果 两种方法在相同患者同一时间点下测量CO的相关系数为r=0.68，偏差值为（1.82±1.27）L/min，95%置信区间为（-0.67～4.31）。射血分数＜40%、外周血管阻力＜700或＞1400 dys·n-1·cm-5，可以直接影响两种方法测量CO的一致性，并且测量时若并发心房颤动、左室游离壁及室间隔节段运动异常、三尖瓣中重度关闭不全、二尖瓣中重度关闭不全和主动脉瓣中重度关闭不全，均可造成两方法测量CO结果的较大偏差。结论 综合分析PAC与TTE的检测结果，才能更好地评价OPCABG后心功能和血流动力学。

非体外循环冠状动脉搭桥术； 肺动脉导管； 心排量监测； 血流动力学

心排量（cardiac out，CO）测定是心脏外科术后的重要内容，是监护医师正确判断患者心功能状态和及时作出正确处理决定的必要条件。肺动脉导管（pulmonary artery catheterization，PAC）通过热稀释法能够准确地测量CO和外周血管阻力（systemic vascular resistance，SVR），是CO测定的“金标准”[1]。但PAC是一项有创检测，并伴有心律失常、肺栓塞等风险，故应用仍具有一定局限性[2,3]。经胸心脏超声（transthoracic echocardiography，TTE）是临床应用更为广泛的技术，通过二维超声心动图即可计算出CO。本研究通过TTE和PAC测量非体外冠状动脉搭桥术（OPCABG）后CO结果的偏差和一致性分析，探讨两种方法对术后心功能和血流动力学评估的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 随机选取上海交通大学医学院附属新华医院心胸外科2014年6月至2016年6月行OPCABG患者315例，其中265例患者因术前心功能较差或术后血流动力学不稳定，于术中或术后植入PAC（Edwards肺动脉导管组件），女性126例，男性139例，年龄42～78（62±8）岁，体重52～105（77±11）kg，心功能Ⅱ级12例、Ⅲ级187例、Ⅳ级66例。

1.2 方法

1.2.1 TTE检查方法 患者术后回监护室第1、3、7天常规行床边TTE检查心功能；当患者出现血流动力学不稳定或者监护医师需调整治疗方式时，行床边TTE复查。TTE使用Philips IE33超声仪，二维多普勒取心尖四腔心切面和两腔心切面测量左心房内径（left atrial diameter，LA）、左室舒张期末内径（left ventricular diameter of the diastole，LVDd）、左室收缩期末内径（left ventricular diameter of the systole，LVDs）、射血分数（ejection fraction，EF）和CO；取左室短轴切面和心尖四腔心切面做局部室壁运动分析。所有指标连续测量3个周期后取平均值。

1.2.2 PAC检查方法 将PAC组件连接监护仪（Philips六导联监护仪）模块，在TTE检查同一时间点，经PAC弹丸式注射25℃生理盐水10 ml，在PAC肺动脉端温度探头感知血液温度变化后，监护仪显示出温度-时间曲线并自动得出CO值和每搏量（stroke volum，SV），连续注射3次取平均值并记录。而后于PAC肺动脉段球囊注入1.5 ml气体嵌顿肺小动脉，记录此时的肺动脉嵌压（pulmonary artery wedge pressure，PAWP），抽回气体，并记录平均动脉压（mean arterial pressure，mAP）、平均肺动脉压（mean pulmonary arterial pressure，mPAP）和中心静脉压（central venous pressure，CVP），输入监护仪模块后可自动计算出SVR并记录。

1.3 统计学方法 采用SPSS 21.0软件进行统计学分析。所有数据以患者例数或±s表示。对两种方法测量所得的CO通过Bland-Altman分析法进行一致性分析，计算两种方法测量所得CO的相关系数、偏差值、95%偏差值置信区间和可信度范围。根据可信度范围结果，将数据资料分为测量结果一致组和测量结果不一致组，对两组数据应用单因素方差分析法和二元Logistic分析法，明确造成两种方法测量CO偏差的原因。

2 结果

265例患者均在非体外循环下完成冠状动脉搭桥手术，术后行床边TTE检查（2.44±1.11）次，PAC检查（12.12±4.66）次，同时间点下完成两种测量共484次。

Bland-Altman分析法计算484次CO测量值，两种方法在相同患者同一时间点下测量CO的相关系数为r=0.68，偏差值为（1.82±1.27）L/min，95%置信区间为（-0.67～4.31）；两种方法测量CO非一致性次数为92次，即可信度范围为81%。因此Bland-Altman分析法得知两种方法测量CO相关性和一致性良好。Bland-Altman分析法结果如图1。

图1 两种心排量测量的Bland-Altman分析结果

进一步分析引起两方法测量CO差异的原因，根据可信度范围，将两种方法484次测量的所有数据分为测量结果不一致组（n=92）和测量结果一致组（n=392）。两组测量指标的单因素分析如表1。

根据两种测量CO方法是否引起结果不一致，将单因素分析结果进一步行二元Logistic回归分析，结果认为EF＜40%（OR=2.35，P＜0.05）、SVR＜700 dys·n-1·cm-5（OR=4.33，P＜0.05）和SVR＞1400 dys·n-1·cm-5（OR=7.53，P＜0.05）可以直接影响两种方法测量CO的一致性，并且测量时若并发心房颤动（OR=3.44，P＜0.05）、左室游离壁（OR= 24.65，P＜0.05）及室间隔节段运动（OR=11.53，P＜0.05）、三尖瓣中重度关闭不全（OR=22.23，P＜0.05）、二尖瓣中重度关闭不全（OR=12.75，P＜0.05）和主动脉瓣中重度关闭不全（OR=12.34，P＜0.05），均可造成两方法测量CO结果的较大偏差。Logistic回归分析结果见表2。

表1 两种方法测量CO不一致的单因素分析比较（±s，例）

表1 两种方法测量CO不一致的单因素分析比较（±s，例）

注：mAP：平均动脉压；mPAP：平均肺动脉压；CVP：中心静脉压；PAWP：肺动脉嵌压；SVR：外周血管阻力；LA：左心房内径；LVDd：左室舒张期末内径；EF：射血分数。1 mm Hg=0.133 kPa；1 cm H2O=0.098 kPa。与结果一致组比较，aP＜0.05，bP＜0.01

组别 例数 mAP（mm Hg） mPAP（mm Hg） CVP（cm H2O） PAWP（cm H2O） SVR（dys·n-1·cm-5） LA（mm）结果一致组 92 79.56±18.32 19.93±4.78 10.55±3.54 15.34±5.53 1025.62±350.61 49.31结果不一致组 392 82.07±18.83 20.71±4.52a 10.26±3.42 15.32±4.34 1228.37±294.83b 40.63a组别 LVDd（mm）EF（%）SVR＜700 dys·n-1·cm-5700＜SVR＜1400 dys·n-1·cm-5SVR＞1400 dys·n-1·cm-5阵发性心律失常 心房颤动 LA＞45 mm结果一致组 58.74 42.64 22 14 56 12 44 66结果不一致组 52.52a 48.52a 63a 218b 111a 42a 62b 54a室间隔节段运动结果一致组 33 34 2 38 4 13 53 62结果不一致组 47a 64b 5a 55a 11a 22a 98a 89a组别 EF＜40% 三尖瓣中重度关闭不全二尖瓣中重度狭窄二尖瓣中重度关闭不全主动脉瓣中重度狭窄主动脉瓣关闭不全左室游离壁节段运动

3 讨论

虽然超声医学和监护重症技术不断更新发展，越来越多的新技术用于心脏功能和血流动力学检测，但PAC和TEE仍是目前心脏外科术后心功能和血流动力学检测应用最广泛的技术[4]。TTE作为评价心脏收缩和舒张功能、左心室功能的主要手段，对于早期发现心血管功能异常，指导临床针对性治疗和抢救血流动力学不稳定患者，有非常重要的意义[5]。但是，由于TTE测量CO精确度不够理想、不能实时监测等问题，限制了其临床应用。因此，面对血流动力学不稳定的患者，如何结合PAC和TTE结果及时、准确地评估CO变化及相关血流动力学指标，是目前心脏外科术后监护急需解决的难题。本研究从两种方法测量CO结果一致性入手，分析造成测量结果偏差的原因，使监护医师能够更加客观地评估血流动力学和心脏功能状态，进而指导临床治疗。

表2 两种方法测量CO不一致的Logistic回归分析结果

TTE测量CO目前临床公认相对最准确的定量方法是双平面Simpson法。应用二维超声技术分别取心尖四腔心和心尖两腔心切面，描计舒张及收缩末期的心内膜，超声仪内置程序会根据所描计的心内膜，将左心室容积等效为沿左心室纵轴方向一系列厚度相等、容积不等的薄圆柱体容积的总和，从而计算出LVDd和LVDs，再根据超声探头感知的心率，进一步计算出CO。

左心室收缩前负荷即左心舒张末期压力或容积。TTE可直接通过双平面Simpson法得知LVDd。而PAC可以通过测量PAWP来评估左心前负荷状态。PAC可经血流漂浮并楔嵌到肺小动脉部位，当肺小动脉被楔嵌堵塞后，堵塞的肺小动脉段及与相对应的肺小静脉段内的血液即停滞，成为静态血流柱，其内压力相等。静态血流柱的远端即是引流肺静脉的结合点，持续静态的血流柱将嵌顿的导管顶端与邻近左房的肺静脉结合点连接起来，由于大的肺静脉血流阻力可以忽略不计，故PAWP近似左房压和左室舒张末期压力[6]。正常情况下左右心每搏量是相等的。本研究通过比较发现，如果右心存在三尖瓣中重度关闭不全，PAC所测值与TTE所测值存在较大差异，这是因为部分注射液因三尖瓣返流而不能被PAC头端温度传感器感知，可造成测量结果误差较大。同理，左心存在二尖瓣返流和主动脉瓣返流等情况时，PCWP与实际左心舒张末期压力不能完全等同。本研究也证实，在二尖瓣中重度关闭不全和主动脉瓣中重度关闭不全时，PAC所测值与TTE所测CO也存在较大偏差。

左心室射血后负荷主要有大动脉压力和SVR。人体大动脉具有一定的可扩张性，心脏射血后具有一定的储血作用，因此影响循环前向血流的因素是SVR。在心脏射血量相同时，SVR升高，血流速度减慢；SVR降低，血流速度增快。因此，PAC通过前向血流速度计算出的CO，可进一步推算出SVR值[7]。而二维超声只能测量左心容量，不能进一步反映血流速度。本研究也证明，在SVR明显高于或低于正常值的情况下，两种方法测量出的CO偏差较大。

冠心病患者因术前心肌血运障碍，心肌收缩力下降，虽然冠脉搭桥术可以改善冠脉血流，但局部心肌功能无法彻底恢复，造成局部室壁变薄甚至运动幅度较弱[8,9]。在这种情况下，TTE根据双平面Simpson法计算左心容积时，仅仅由一个切面来估算整个心室活动幅度，势必影响其测量结果的准确性。此外，频繁发作的心律失常，一方面使PAC模块和TTE探头感知有效心室率产生差异，另一方面也使心肌收缩和舒张活动障碍，最终造成两方法测量CO的差异。

综上所述我们认为，PAC和TTE在冠脉搭桥术后血流动力学和心功能评价时，若心脏存在较为严重的瓣膜返流、心律失常，以及心肌局部运动和外周循环阻力异常，两种方法测量CO具有较大偏差。这对于冠脉搭桥术后结合应用PAC和TTE，如何能更及时、有效、互补地了解心脏结构和功能变化具有很好的指导意义。

［1］Chernow B.Pulmonary artery flotation catheters.A statement by the American College of Chest Physicians and the American Thoracic Society.Chest，1997，111：261-262.

［2］Lee AJ，Cohn JH，Ranasinghe JS.Cardiac output assessed by invasive and minimally invasive techniques.Anesthesiol Res Pract，2011，1687：475-478.

［3］Tchorz KM，Chandra MS，Market RJ，et al.Comparison of hemodynamic measurements from invasive and noninvasive monitoring during early resuscitation.J Trauma Acute Care Surg，2012，72：852-860.

［4］Sangkum L，Liu GL，Yu L，et al.Minimally invasive or noninvasive cardiac outputmeasurement：an update.JAnesth，2016，30：461-480.

［5］Oh JK，Appleton CP，Hatle LK，et al.The noninvasive assessment of left ventricular diastolic function with two-dimensional and Doppler echocardiography.J Am Soc Echocardiogr，1997，10：246-270.

［6］Magder S.Invasive hemodynamic monitoring.Crit Care Clin，2015，31：67-87.

［7］何毅，梅举，丁芳宝，等.连续动脉心排量监测在冠脉搭桥术后危重患者中的应用.中国心血管病研究，2013，11：278-281.

［8］姜武，秦巍，郝建潮，等.280例冠状动脉旁路移植术临床分析.中国心血管病研究，2007，5：429-432.

［9］陈德峰，张健，叶海峰，等.左心功能低下患者体外循环心脏不停跳与非体外循环冠脉搭桥的对比研究.中国心血管病研究，2013，11：16-19.

Validation of cardiac output assessed by pulmonary artery catheter against transthoracic echocardiography in patients after coronary bypass graft

LI Lian-zhen＊，MEI Ju，HE Yi，et al.＊Department of Cardiothoracic Surgery，Friendship Hospital，Dalian 116100，China

MEI Ju，E-mail：ju_mei63@126.com

Objective To analyze the difference and agreement of cardiac output（CO）by pulmonary artery catheter and transthoracic echocardiography in patients after coronary bypass graft.Methods 256 patients after off-pump coronary bypass graft was recruited in this study.The heart functions and hemodynamic variations were measured by pulmonary artery catheter and transthoracic echocardiography at the same time from the same patients.According to the CO results，the difference and agreement of the both methods in measuring the heart functions and hemodynamic variations were evaluated by the logistic regression analysis.Results 484 measurement sets were obtained，the correlation index of both methods was 0.68.Bland-Altman plots showed good agreement: the bias was（1.82±1.27）L/min，95%CI was（-0.67-4.31）.Logistic regression analysis showed that ejection faction，systemic vascular resistance，regional wall motion abnormalities and valvular regurgitation could result in the difference of the two methods.Conclusion We should integrate the measurements from both of two methods when we assessed the heart functions and hemodynamic variations.

Off-pump coronary bypass graft； Pulmonary artery catheter； Cardiac output measurement； Hemodynamics

梅举，E-mail：ju_mei63@126.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2017．05．007

R654.2

A

1672-5301（2017）05-0409-05

2016-09-19）