每搏连续无创血压监测系统的研究进展

陈美琪，林风辉，薛贻敏（通信作者）

福建医科大学省立临床医学院·福建省立医院重症医学四科 （福建福州 350001）

容量及容量反应性评估是液体管理的核心。无论是在手术室、ICU、急诊室还是普通病房，液体治疗都是临床医师每天面临的最具挑战和最重要的任务。临床上可通过血流动力学监测充分了解患者的循环容量状态和心功能情况，尤其是高风险的手术和危重患者。目前，血流动力学监测方法分为有创监测和无创监测。侵入性持续监测系统，如肺动脉漂浮导管（即Swan-Ganz 导管）和脉搏指示连续心排量监测技术（pulse-indicated continuous cardiac output，PiCCO），具有准确性高、瞬时检测指标变化及血液采样方便等优点，但导管置入费时，且存在创伤、出血、血栓形成或感染等风险，故临床应用受到一定的限制。近年来，血流动力学监测手段逐步向无创、实时、长时监测的方向发展，由奥地利CNSystems 医疗股份有限公司制造的每搏连续无创血压监测系统（continuous non-invasive arterial pressure monitor system，CNAP）是非侵入性动脉波轮廓分析技术的代表，具有连续、无创、实时、准确等优点，且操作简单。目前，CNAP 已广泛应用于各临床科室。本研究针对CNAP 的工作原理、与其他监测系统的比较及在临床科室的应用情况进行综述。

1 CNAP 的工作原理

CNAP是基于动脉容积钳制法[1]的原理，将合适尺寸的袖带传感器放置在患者的中指和示指上，用肱动脉袖带压校准，通过指套红外传感器采集心脏每次搏动的血容量信号后（图1），使用特定的运算法则即消除血管收缩伪差和纠正基线漂移（Vasomotoric Elimination and Reconstructed Identification of the Initial set-point，VERIFI），从而获得与主动脉一致的每搏、即时、连续无创动脉血压数据，将测得的每搏收缩压（systolic blood pressure，SBP）、舒张压（diastolic blood pressure，DBP）、平均动脉压（mean blood pressure，MAP）和脉搏汇成动脉血压波形和脉搏趋势图，实现连续无创血压、连续无创心排量（cardiac output，CO）、连续无创脉压变异/每搏量变异（pulse pressure variation/stroke volume variation，PPV/SVV）及外周血管阻力（systemic vascular resistance，SVR）“三合一”监测体系（图2）[2]。

2 CNAP 与其他血流动力学监测系统的比较

2.1 与有创血压监测系统的比较

有创血压监测系统通过压力检测仪直接测量血压，不仅可准确、动态、连续地显示血压变化，还可以随时采集动脉血进行血气分析，对于评估患者病情具有重要意义，但其临床操作过程需注意避免血栓形成、感染、假性动脉瘤、血肿等并发症[3]。CNAP 是一种可靠、无创、持续血流动力学监测系统，已被证实能够获取与有创动脉导管系统相媲美的实时动脉血压[4]。在围手术期，应用CNAP 监测患者的血流动力学变化可以节约成本并避免给患者造成进一步的损伤。

2.2 与PiCCO 的比较

PiCCO 是一种新型微创血流动力学监测系统，通过经肺热稀释法结合动脉脉搏轮廓分析技术，从而获取CO、PPV/SVV、SVR、胸内血容量（intrathoracic blood volume，ITBV）、全心舒张末期容积（global end-dilution volume，GEDV）及血管外肺水（extra vascular lung water，EVLW）等信息。PiCCO虽为微创操作，但仍可能导致动脉栓塞、假性动脉瘤、局部感染和血肿形成，且监测费用相对高昂[5]。CNAP 则无以上相关损伤，部分手指灌注不良的患者在使用CNAP 过程中可能出现手指淤青的情况，暂停监测或缩短双手指套切换时间即可有效避免。另外，PiCCO 需校正零点，且其监测结果受患者呼吸方式、体位、导管放置位置的影响[6]。而CNAP 则不受上述条件限制。但需要指出的是，PiCCO 可监测ITBV、GEDV 及EVLW，CNAP 则不能，且对于严重休克或者上肢动脉硬化的患者，CNAP 的准确性也可能受到影响，需参考渗透指数（penetration index，PI）来保证参数的质量[7]。

2.3 与超声心输出量监测系统的比较

超声心输出量监测系统（ultrasonic cardiac output monitor，USCOM）通过超声多普勒技术描记动脉血流频谱，可连续监测心指数（cardiac index，CI）、外周血管阻力指数（system vascular resistance index，SVRI）、峰值流速（peak velocity of flow，Vpk）、肌力指数（smith madigan inotropy index，SMII）、射血时间百分比(ejection time percentage，ET%)、氧输送量（oxygen delivery，DO2）等。已有研究证实，由USCOM测定的CO与使用PiCCO测定的CO一致性良好[8]。但是，USCOM受操作者个人技术因素的影响较大，亦与血流方向监测角度及软组织密度密切相关，如肥胖、肺气肿、胸腔积液、严重气促等会影响测量结果。另外，有研究发现，部分年龄＞50岁的患者在麻醉过程中运用USCOM监测的图像质量明显下降[9]。CNAP则不需要依赖高质量的图像，影响因素相对较少，且对操作者的个人技术要求低，只需接受简单培训即可准确操作。

2.4 与胸电生物阻抗法的比较

胸电生物阻抗法（impedance cardiography，ICG）的工作原理是欧姆定律，心动周期中血管容积变化时可相应地引起电阻抗变化，ICG 正是基于主动脉血液变化的生理基础来实现血流动力学监测。已有研究表明，ICG 可运用于重症患者血流动力学管理[10]及心力衰竭的诊疗[11]中。最近一项研究发现，与吲哚青绿染料稀释法（co measurements captured by the indocyanine green dye dilution method，CODD）比较，慢性阻塞性肺疾病患者在休息至最大活动耐量过程中，运用ICG 测得的CO 与CODD的测量结果一致性良好[12]。因ICG 安全无创、操作简单、实时连续等特点，在临床上具有一定的应用价值，但其并不适用于严重的心律失常、心脏瓣膜病、高度水肿、胸腔积液、胸部手术创伤及电极片皮肤过敏等患者，同时电极片的粘贴位置、松紧程度也可能会对结果产生影响（主要影响电阻测量），并产生一定耗材消耗。与ICG 相比较，CNAP 适用人群广泛，影响因素少，可根据患者体型选择合适的袖带，且能重复使用，无需一次性耗材。

3 CNAP 在临床的应用进展

3.1 在围手术期监护方面的运用

血流动力学优化管理能降低围手术期不良事件的发生率及患者的病死率。侵入性监测被视为是血流动力学监测的“金标准”，但存在动脉损伤的风险，而且血管外科手术患者可能无可供置管的动脉，CNAP的应用就显得尤为重要[13]。2013年，有学者提出不同观点，认为虽然CNAP可以在合理的时间间隔内监测到血流动力学的急性变化，但其精确度仍有待提高，所以只能作为血流动力学发生变化的一个参考，不能完全替代有创监测[14]。2014年，有研究发现，与以往的成人研究相比，重度肥胖青少年进行减肥手术时，CNAP监测的准确性略低于先前的报道[15]。但是，随着进一步的研究，越来越多的学者认为，尽管CNAP有一定的局限性，其在围手术期监护方面仍发挥着重要作用。患者俯卧位时，CNAP测得的MAP准确性仍较高，避免了行背部手术的患者运用有创监测时导管脱出的风险[16]。CNAP能够提供跟有创监测一致的实时血流动力学监测，在某些情况下可以替代有创监测，如心脏病患者的非心脏手术及心导管检查、Allen试验阳性、无法行桡动脉置管和有血管疾病的患者[17]。在治疗方面，基于CNAP测量的PPV制定的液体管理方案能够减少髋关节或膝关节置换手术患者的术后并发症及输血需求[18]。2017年的一项研究表明，CNAP与有创血压监测系统测得的MAP、DAP、SAP一致性良好[±s：SAP，（-2.06±6.51）mmHg；MAP，（0.50±4.36）mmHg；DAP，（3.06±6.81）mmHg；误差率＜28.3%。可接受的范围：SAP，-12.65～8.47；MAP，-6.86～7.40；DAP，-9.99～15.26]，可用于监测全身麻醉手术患者的血流动力学变化[4]。

3.2 在ICU 液体复苏方面的运用

液体复苏可能使休克患者的重要脏器恢复灌注。输注250～500 ml 液体后，每搏输出量（stroke volume，SV）增加10%～15%，定义为有容量反应性[19]。尽管在ICU 中，有时补液是一线治疗方案，但仅有40%的重症患者具有容量反应性，容量超负荷已被证实是重症患者死亡的独立危险因素[20-21]。Bednarczyk等[22]在一项系统回顾及荟萃分析中指出，在需要急性容量复苏的重症患者中，以容量反应性评估为指导的目标导向治疗与患者的病死率、ICU 停留时间及机械通气时间密切相关。为了更准确地评估患者的容量状态及容量反应性，早在2012年，Monnet 等[23]曾将CNAP 分别与被动抬腿试验（passive leg raise，PLR）、呼气末阻塞试验及容量负荷试验相结合，比较CNAP 与PiCCO 各自测得的血压（blood pressure，BP）及 PPV，发现 CNAP 在监测BP 方面存在17%的误差，但其测得的PPV 用于预测容量反应性的准确度较高。因此，在实际临床运用中，我们可以将CNAP 与PLR 结合应用，动态监测ICU 患者的CO 及PPV 变化，从而实现容量状态的监测及容量反应性的评估。2015年，有学者提出，重症患者应用CNAP 测得的MAP 及DBP 与有创监测的一致性较好，可用CNAP 初步评估其循环容量状态[24]。Wagner 等[25]在2016年的一项研究中证实，应用CNAP 测得的CO 也可用于评估机械通气或使用血管活性药物的重症患者的血流动力学变化。

3.3 在心血管疾病方面的运用

Schramm 等[26]在经导管主动脉瓣置换术中发现，CNAP能快速而准确地监测从心脏循环骤停到血压恢复至基线整个过程中的血压变化水平，甚至在老年高危患者行主动脉瓣置换术时运用CNAP 监测血流动力学有着同样高的准确度、精确度，故可将CNAP 应用于心血管病介入诊疗过程中[27]。然而，Roth 等[28]在2018年进行了一项前瞻性对照研究，该研究纳入了84例慢性稳定性心力衰竭患者（左心室射血分数≤45%），发现随着患者心功能下降，CNAP 会高估其CO 水平，因此在指导心力衰竭患者治疗方面还需要更多的研究证据来支持。体位性低血压（postural hypotension，PH）与心血管疾病的发病率和病死率有关，通过CNAP 可从显示屏直观地监测即时的动态血压变化和脉搏趋势图并分析与其相关的因素，有利于筛查PH，从而进行PH 患者的教育并及时调整降压方案[29]。高血压在我国是常见病、多发病，为了确定一个健康设备是否能减轻长期不运动所致的高血压效应，2019年Sackner 等[30]使用CNAP 实现了精确的血流动力学监测，有助于高血压的管理，开拓了CNAP 在心血管健康评估方面的应用市场。

3.4 在急诊诊疗及院外转运方面的运用

急诊科常规采用心电监护仪间歇监测血压来评估患者循环状态，该监测技术受体位因素影响大，且不能连续、实时监测。CNAP 与心电监护仪间歇测量的血压一致性良好，且能连续、实时监测[31]。2019年，Hansen 等[32]在开展一项关于院前紧急转运患者期间的血流动力学监测研究中提到，在纳入的59例患者中，CNAP 能够持续监测到54例（92%）患者的血流动力学情况，数据丢失的主要原因是MAP 低于可检测范围、手指动脉收缩引起脉搏波减少或患者运动过度，但这54例患者均未出现并发症及不良事件。因此，不管是在院前转运还是急诊诊疗过程中，CNAP 都有较大的临床应用空间。

3.5 在儿科监护方面的运用

CNAP 多数运用于成人，对疾病的诊治具有一定的指导意义，相比之下，CNAP 在儿科的运用相对较少。Kako 等[33]首次调查CNAP 在儿科围手术期的运用，该研究指出指套尺寸会影响血流动力学监测的准确性。虽然目前CNAP 在儿科中使用受限，但CNAP 有着无法忽视的自身优势，若个性化指套研究能取得进一步技术突破，相信今后会有越来越多的研究来阐明CNAP 在儿科的适用性。

4 总结和展望

CNAP 基于动脉容积钳制法的原理，填补了有创连续与无创间断监测技术的不足，运用无创、效价比高、易操作的手段，通过实时、连续、全面、精确的血流动力学评估并制定更优化的血流动力学治疗策略（即目标导向液体治疗和药物干预），从而减少住院时间和医疗成本，降低医源性并发症的发生率。但不可否认的是，运用CNAP 监测的血流动力学参数明显少于有创监测系统，对于极危重症患者，CNAP 不能系统、全面地评估其血流动力学情况，故不能完全取代有创监测。另外，因CNAP 监测结果受指套及袖带尺寸、PI、活动干扰等因素影响，其在精确性及准确性方面仍存在争议。有学者认为，CNAP 仅能为血流动力学发生变化提供参考价值。若能在袖套及指套研究方面取得更加显著的技术突破及进一步优化运算法则，并采用更准确的校准方法，从而完善信号采集及数据处理，相信CNAP将在临床科室及科学研究中大放异彩。