超声心输出量监测仪在新生儿中的应用与研究进展

肖 雪 综述，芦 起 审校

(重庆医科大学附属儿童医院新生儿诊疗中心/国家儿童健康与疾病临床医学研究中心/儿童发育疾病研究教育部重点实验室/儿童发育重大疾病国家国际科技合作基地/儿科学重庆市重点实验室,重庆 400014)

超声心输出量监测仪(USCOM)是目前运用日益广泛的无创心输出量(CO)监测仪之一，具有无创、便捷、操作简易、连续监测、可重复性好等优点。临床上最早应用于急救医学中心，能可靠地评估急诊患者的CO[1]，在急诊医学及重症监护室中具有重要应用价值。USCOM不仅与肺动脉导管热稀释法具有很好的相关性，还与作为评估其他新的无创CO监测技术标尺的多普勒超声心动图(ECHO)在CO监测上具有很好的一致性[2]，在新生儿中的应用也越来越广泛。本文就USCOM监测技术在新生儿中的研究现状进行综述。

1 USCOM的应用原理

USCOM 根据多普勒连续波原理，使用超声探头连续地接收波束里每一个红细胞的反射，采集红细胞在给定时间内的运行距离、血流方向、收缩期射血和舒张期时间、心率，利用管体中流体体积计算方法得出通过升主动脉和肺动脉血流量，从而获取左、右CO。根据待测者的身高、体重，利用已经通过验证的内部公式[3]，计算出各血流动力学参数，从而定量化评估心功能。鉴于其应用原理，USCOM监测的准确性受多普勒角度的影响，测量时多普勒波束应尽量保持和血流方向一致。除此之外，空气、骨骼及脂肪组织对多普勒波束也会有一定影响。

1.1USCOM常用参数及应用 USCOM常用参数包括每搏心输出量(SV)、心输出量(CO)、心脏指数(CI)、肌力指数(INO)、势动能比(PKR)、外周血管阻力(SVR)、外周血管阻力指数(SVRI)、每分钟距离(MD)、每搏量变异度(SVV)、流动时间(FT)、校正流动时间(FTc)等。其中INO直接反映心肌功能，CO可指导容量负荷和儿茶酚胺类药物的治疗，通过动态监测用药前后CO变化了解机体反应的敏感性及药物疗效。MD可以评估血液通过外周循环的容易程度及外周循环的通畅程度，同时受血液黏滞度的影响。SVV和FTc可预测液体治疗的反应性，用于指导个体补液及血管活性药物的应用，实现心排出量和组织器官氧供的最优化[4]，且FTc比B型利尿钠肽或中心静脉压具有更好的预测价值[5]。KALAFAT等[6]发现SV、SVR和SVRI可显著提高产妇手术分娩风险预测的准确性，母体和胎儿的血流动力学参数可能是胎儿窘迫的有力预测指标[7]。此外，产妇血流动力学指标(CO、SV、SVR)有助于区别胎儿生长受限和小于胎龄儿[8]。但是，目前新生儿时期大多数基础生理血流动力学指标，包括胎龄及日龄相关的正常血压范围都未建立正常参考值。

1.2位置选择 左、右CO的监测是通过计算流经主动脉瓣和肺动脉瓣的血流量实现的。监测左CO需在胸骨上窝或锁骨上窝处将超声探头方向对准主动脉瓣、微调探头，选择当显示器上信号最强和速度最高的位置以获得最准确的结果。右CO监测则在胸骨左侧第2～5肋间隙将超声探头指向头部对准肺动脉，使探头线与肋骨走向保持平行，选择最响和最强的信号音以获得最准确的多普勒血流频谱。有研究者提出被检者身体向左倾斜约20°时可减少肺对信号采集的干扰，以获得更准确的结果[3]。正常情况下，左CO等于右CO，当主动脉瓣或肺动脉瓣发生病变时，建议选择没有病变的主动脉瓣或肺动脉瓣进行监测。

2 USCOM在新生儿中的应用

新生儿从胎儿循环过渡到成人循环伴随着复杂的血流动力学变化，特别是合并危重症的新生儿，其血流动力学状态不稳定，不易制订安全有效的治疗方案，因此对新生儿血流动力学变化的监测尤其重要。国内有研究者采用USCOM技术分别对50例正常足月新生儿和30例早产儿[胎龄(33.2±1.6)周]的血流动力学变化进行监测，指出新生儿的CO随体重、胎龄的增加而升高[8]，并提供了早产儿[胎龄(33.2±1.6)周]CO、CI、SV的95%的可信区间供临床参考。DONI等[9]研究了足月新生儿出生后48 h的血流动力学参数，得出上述相似的结论，并建议将USCOM用于新生儿重症监护病房的床旁快速评估。虽然前期以USCOM对新生儿包括危重新生儿CO监测的准确性研究为主，但是近几年对新生儿疾病监测及评估的研究的报道越来越多，尤其如血流动力学显著的动脉导管未闭、新生儿休克、重度窒息、缺氧缺血性脑病等血流动力学不稳定的重症患儿。

2.1USCOM与动脉导管未闭(hsPDA) hsPDA是影响早产儿死亡率和致病率的重要因素之一，早产儿合并hsPDA，尤其合并有表现为具有血流动力学意义的hsPDA时，容易出现心脏血流动力学变化，关于早产儿hsPDA是否治疗及何时治疗显得尤其重要。国内外有研究者发现，合并hsPDA的早产儿较未合并hsPDA的早产儿左CO明显增加，提出左CO可作为早产儿hsPDA早期预测指标。此外，有研究发现，主动脉及肺动脉CI、MD对临床需处理hsPDA有较好的诊断价值[10-11]。当主动脉CI≥2.95 L/(min·m2)、MD≥21.50 m/min 时，提示早产儿存在临床需处理的hsPDA；若同时肺动脉CI≥4.55 L/(min·m2)、MD≥26.50 m/min，则需及时采取关闭动脉导管的治疗措施。利用USCOM可实现早期发现并指导hsPDA的治疗，减少如肺出血、坏死性小肠结肠炎、心功能衰竭等并发症的发生，提高早产儿的生存质量。

2.2USCOM与新生儿感染性休克 感染性休克是新生儿死亡的重要原因之一，其在起病时即可表现为心血管功能不全，需要及时有效的液体复苏或血管活性药物治疗。近年来，HONG等[12]在56例感染性休克新生儿的临床研究中发现，感染性休克早期的患儿表现为CO明显降低的低容量状态；经补充血容量及血管活性药物治疗后呈现出高动力的循环状态，外周血管阻力下降，CO及CI较治疗前显著升高。USCOM监测可快速获得休克患儿心脏功能及整体循环状态的指标[13]，可实现床旁无创血流动力学监测，以明确休克的血流动力学状态,指导合理使用血管活性药物,提高感染性休克患儿的治疗成功率。

2.3USCOM与新生儿窒息 通过USCOM对心率、CI变化的监测有助于窒息新生儿的管理。大约有10%的新生儿在出生时需要复苏，准确的心率评估有助于指导复苏，以降低新生儿窒息发病率和病死率。已有研究者在猪仔新生儿窒息模型中得出USCOM可准确评估窒息时的心率[14]。既往多中心、前瞻性研究发现，新生儿窒息会导致CO的重新分配，导致其心功能综合指数明显降低，建议加强窒息新生儿心肺复苏，及早增加冠状动脉和全身血流灌注[15]。此外，SERGEEVA等[16]发现，新生儿缺氧缺血性脑病的患儿CI下降、SVRI升高，缺氧缺血可诱发低动力心血管疾病，需及时监测和纠正；利用USCOM及早发现CI、SVRI变化，并进行有针对性的治疗，防止进一步加重大脑的低灌注损伤。

2.4USCOM与血流动力学的最优化 USCOM可以作为评估CO和液体反应性的重要血流动力学工具[17]，通过USCOM监测可实现新生儿液体管理，包括灌注评估、液体治疗及液体治疗反应性评估，达到血流动力学的最优化。O′BRIEN等[18]提出，新生儿需要进行实时、连续的CO监测，避免过度液体治疗，减少因细胞外液量增加导致的不良预后，特别是脓毒症或术中的新生儿。国内外学者利用USCOM进行容量反应性评估发现SVV和FTc可预测新生儿脓毒症休克液体治疗的反应性[5-6，19]。此外，在2018年第九届世界儿科重症监护学会联合会上有研究者指出，当被动抬腿后CI%升高超过10%就可以潜在地预测体液反应性，且特异性良好。血流动力学参数是评估液体复苏效果及调整液体复苏方案的重要依据，早期液体复苏是感染性休克重要的抗休克治疗措施，及时发现感染性休克，建立先进的监测机制，实施适当的抗生素和血流动力学策略，有助于早期目标导向的感染性休克治疗，以改善微循环及脏器灌注，减轻全身性炎症反应，显著改善预后。早产儿脑室周围-脑室内出血(PV-IVH)是早产儿常见的颅内病变，其脑低灌注缺血后的再灌注是PV-IVH血流动力学基础，全身血压成为脑血流量和颅内灌注压的主要决定因素[20]，对早产儿血流动力学的监测与管理可能将有助于降低因全身血压变化相关的PV-IVH的发生率。

3 USCOM的局限性

虽然，USCOM 在监测新生儿CO及血流动力学变化中具有快速、易操作、便携、可床旁动态监测等优点[21]。USCOM和肺动脉导管热稀释法(“金标准”)具有很好的相关性，前者可信区间更窄，对血流动力学变化的监测敏感性更高，可避免肺动脉导管热稀释法操作中由心导管置入所产生的并发症[22]。目前USCOM各参数在国内外已有针对正常足月儿的参考值[23]。但是，近年来，有关USCOM与传统超声(ECHO)一致性的研究发现，USCOM测量的CO值存在测值高估的现象，不足以推荐USCOM作为CO的一种测量方法[24-25]。这和前期USCOM与肺动脉导管热稀释法对CO监测具有良好一致性[2，22-23]是存在争议的，需大样本、多中心的研究进一步证实。但值得一提的是，即使是电子心力测量法在CO监测上也有测值高估的现象[26]。

综上所述，USCOM是一种连续、非侵入性CO测量方法，在新生儿中具有很高的可重复性，适用于新生儿血流动力学的纵向评估，有助于提高血流动力学不稳定的危重患儿的治疗成功率，建议将USCOM用于新生儿重症监护病房的床旁快速评估。虽然目前应用广泛的无创CO监测法和传统超声相比普遍存在测值高估的现象，但USCOM的敏感性较高，仍值得推广。迄今为止，USCOM只有针对正常足月新生儿的参考值，其绝对值与新生儿的胎龄、体重有关，若能制定各个胎龄、体重对应的参考值，将有助于实现早产儿及足月儿(如hsPDA、新生儿感染性休克等疾病)血流动力学的最优化管理。此外，USCOM监测的CO、CI、INO、SVV、FTc等参数在临床诊治中具有重要意义[4-6]，其在新生儿中的应用值得进一步深入研究和证实。