外周静脉波形分析的临床应用进展

曹丹丹 王金荣

河北医科大学附属哈励逊国际和平医院重症医学科，河北衡水 053000

中心静脉压（central venous pressure，CVP）是反映全身血容量及心功能变化的常用指标，但属于有创技术，对医疗资源及技术要求高，紧急情况下难以实施[1-7]。近年来研究证实，外周静脉压（peripheral venous pressure，PVP）与CVP 高度相关，相关系数0.87～0.95，成为一种有潜力的CVP 替代指标[8-10]。由于外周静脉顺应性高，PVP 变化幅度小，对各种干扰非常敏感，临床应用受限。随着信号放大技术的进步，PVP 波形捕获技术明显提高，逐渐发展成准确评估血容量的新方法[11-18]。现就PVP 生理学特点、获取方法及临床应用进展进行阐述。

1 PVP 生理学特点

静脉系统分为两个主要部分：中心静脉（总血容量18%）和外周静脉（总血容量45%），后者顺应性更高[顺应性分别是4、110 ml/mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）][19]。CVP 波形包括3 个峰值（a、c、v 波）和两个谷值（x、y波），表示血液流经心脏时的压力波动趋势，与心动周期密切相关[20]。其中，x 波代表右心房开始舒张，右心房压迅速下降；y 波代表三尖瓣开放，右心室开始舒张，右心房迅速排空。

PVP 负向波幅较小，形态与CVP 显著不同（图1），可能与波形方向（前向压缩波vs.后向压缩波）、瓣膜相关衰减、顺应性增加和/或与心脏的距离有关，且较CVP 平均数值更高（分别是5.5、4.6 mmHg）[21]。

图1 PVP、CVP、ECG 波形示例

2 静脉波形获取方法

目前主要有两种方法：一种是经上臂、前臂或手腕浅静脉留置导管（14-22G），少数经股静脉放置6F鞘管或12F 三通导管，外部连接压力传感器，获取PVP 波形[15-16，22]。根据外周静脉波形随心动周期的振幅变化，细化波形频域分析，进行容量评估。原始静脉信号基频（等于脉冲）通过傅里叶变换将波形反卷积到频域，还可显示其他不可见频率-包括由呼吸周期产生的低频波和高频谐波。在低血容量和高血容量状态下，计算这些频率的相对振幅或功率贡献比例，称为直接转导波形的外周静脉波形分析（peripheral in travenous waveform analysis，PIVA）[15-16]。另一种是近些年新开发的无创技术——非侵入性静脉波形分析（non-invasive venous waveform analysis，NIVA），使用专门压电传感器，放在腕关节掌侧皮肤表面，直接捕获外周静脉波形信号（图2），然后在频域进行快速傅里叶变换，放大静脉低压波形计算NIVA 值，估算肺动脉闭合压，反映血管内容积[12-13，23]。多项研究证实NIVA 值与血管内容积线性相关，可定量评估[12，18，24]。

①NIVA 装置由压电晶体传感器和外部控制盒组成；②传感器固定于腕部掌侧面。传感器内电信号传输到控制盒，在控制盒中被放大并转换为数字信号，最终通过USB 端口传输到计算机进行分析。

3 静脉波形临床应用

3.1 早期识别低血容量

低血容量最常见于出血事件，出血早期由于神经体液代偿机制，生命体征变化不明显[25-26]。Bonasso 等[15]证明猪模型急性失血10%，PVP 即显著改变，而心率和收缩压变化不明显。Hocking 等[22]在猪模型中也证明，PIVA 可检测轻微失血（200 ml，总血容量7%），而血压和心率在失血400 ml 时仍无变化。在大鼠实验中也发现类似结果，失血量仅2%时PIVA 即出现变化，达到4%、6%、8%、10%和12%时PIVA 显著下降，而血压及超声心动图变化滞后且不敏感[27]。因此，静脉波形分析可更早地发现失血，以及定量评估失血量。

相对于动物试验，临床证据较少。将健康受试者下肢置于负压舱内，通过调节舱内真空负压减少静脉回流，模拟低血容量状态。随着负压增加PVP 显著下降，恢复期PVP 明显增加，证实在血流动力学变化之前PVP 即可识别低血容量[28]。Alvis 等[12]报道NIVA 可检测健康献血者500 ml 的失血量，灵敏度为92%，特异度为84%。尽管PVP 在健康人中有良好的预测能力，但对于临床出血者尚无研究报道，需要进一步验证。

除了出血，另一个常见问题是脱水，PIVA/NIVA同样适用。Sobey 等[24]发现，颅骨重建手术儿童NIVA 与血容量净变化多线性相关（r=0.67）。血液透析者PIVA变化与超滤量多强相关（R2=0.77）[11]。急性失代偿心力衰竭患者利尿后，液体排出量与PIVA 变化多显著相关（R2=0.78）[16]。NIVA 具有类似预测能力，透析者透析结束时NIVA 评分明显低于透析前水平，且NIVA 变异率可预测透析期间低血压事件，灵敏度为80%，特异度为100%[18]。因此，对于脱水高危人群，周围静脉波形能够较常规指标（如液体出入量、心率和血压）更早识别低血容量，预测低血压事件或评价干预效果[23]。

3.2 评估容量过负荷

对于心力衰竭住院患者，PVP 与CVP 高度相关。一项针对急性心力衰竭患者的研究显示（平均射血分数为31%），PVP 与CVP 相关系数为0.947，相差0.4 mmHg[29]。另有针对心力衰竭、心脏移植和接受左室辅助装置患者的研究显示相似结果（R2=0.93）[8]。心导管置入术中，二者量化关系为CVP=（0.86×PVP）+1.3，PVP 较CVP 平均高出1.2 mmHg，95%一致性限度是-5.2～2.8 mmHg[30]。

针对门诊患者，NIVA 能准确反映肺动脉闭合压，预测短期入院风险。最近针对门诊接受右心导管检查的心力衰竭患者，开发的NIVA 算法与肺动脉闭合压高度相关（r=0.92），可预测30 d 入院风险（NIVA 阈值为18 分，灵敏度为91%，特异度为56%），且能够预测肺动脉闭合压＞18 mmHg 这一静脉充血阈值[13，31]。NIVA 简单、无创，建议在门诊推广应用[32]。

3.3 其他应用

其他应用场景相对较少，主要集中于肺炎和房颤消融术。通过分析新型冠状病毒感染住院患者NIVA静脉波形的呼吸成分，计算呼吸指数为0.64，预测氧疗需求的灵敏度为92%，特异度为47%，阳性预测值为93%[32]。该指数在早期分诊和预测氧疗需求方面可能具有前景。

最近针对房颤导管冷冻消融术的两项研究，显示了PVP 评估膈肌损伤的良好特性。由于该手术可能会损伤膈神经，需要从上腔静脉或锁骨下静脉某个部位刺激膈神经，腹部触诊评估膈肌收缩能力，以判断膈肌损伤[33-36]。对股静脉压力波形监测发现，膈神经麻痹发作前总会出现波形衰减，这一新技术可早期识别膈神经损伤[37]。主要机制是膈肌运动可引起胸腔压力变化，进而影响PVP 变化，随着膈肌功能逐渐下降甚至完全丧失，PVP 呈现出持续动态的特征性变化过程。后续进一步研究证实，消融过程中冷冻能量结束时PVP 振幅轻度降低，如果进行性降低甚至超过50%，则提示膈神经麻痹即将发生，此时腹部触诊发现膈肌运动进行性减弱和运动减少；如果PVP 波形近乎消失，表现为锯齿状等电线，提示出现膈神经麻痹。因此，股静脉PVP 实时监测，能够减少膈神经损伤风险，且成本低、易获得、重复性好，比传统腹部触诊法更有效[38-39]。

4 静脉波形分析的局限性

首先，PVP 波幅低、信号弱，手术电灼器和换能器移动可能会干扰信号，心律失常者可能因频率峰值不规则而无法分析[13，39]。其次，血管活性药物影响也较大，如去甲肾上腺素会增加信号功率，低估容量状态，而血管舒张剂如硝普钠，则有相反作用[17]。此外，麻醉药物如丙泊酚和异氟醚，能够导致血管明显舒张，影响PVP 波形分析[10]。因此，临床应用时需要排除上述因素影响。

当前临床中已经能够成熟地获取PIVA 和NIVA，实时进行波形分析，准确评估容量状态，甚至预测短期预后，但仍需进一步研究来验证静脉波形分析的临床价值。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。