無創血流動力學監測系統NICOM在產科的應用與展望*

吳蘭綜述 馬玉姍審校

(1．四川大學華西第二醫院麻醉科，四川 成都 610041；2.出生缺陷與相關婦兒疾病教育部重點實驗室，四川 成都 610041)

當前，妊娠合并子癇前期[1-2]或妊娠合并心臟病[3-9]、急性心肌梗塞[10]、急性肺栓塞[11]患者越來越多，這部分患者血流動力學變化巨大，監測心輸出量(cardiac output, CO)等參數有利于臨床治療決策的制定。經肺動脈導管的熱稀釋法是測定的金標準[12]，但其操作復雜、可引起多種并發癥[13-15]，時效滯后，使用意義受到質疑[16]。無創血流動力學監測包括心臟彩超、連續多普勒超聲心排監測儀[17]、生物電阻抗(以noninvasive cardiac output monitoring, NICOM為代表)系統，以其無創和無放射性的優勢，在產科重癥患者有良好的臨床應用前景。本文對無創血流動力學監測系統NICOM的作用原理，優勢和缺陷，以及在產科危重患者中應用及進展做一綜述。

1 NICOM系統簡介

1.1 NICOM系統基本原理 NICOM基本原理為電阻抗法，具體如下：我們將胸部視為圓柱形的導電晶體，胸部內主要物質為血液和氣體，其中氣體的導電性可以忽略不計，而血液作為強導電性物質，心臟射血之后胸部阻抗會發生變化，影響胸部的導電性。此導電晶體具有對抗交流電的電阻抗和電抗。固定頻率(30KHz～100KHz)的交流電通過胸廓時,電阻抗與胸廓兩端電壓成正比,而電抗則會造成釋放電流與電壓之間的相位移(φ)。心臟搏動可以引起釋放電流與電壓之間的相位移變化，另外也會引起胸廓兩端電壓的變化。有研究表明，降主動脈的最大血流速度與dZ/dtmax和dφ/dtmax均成正比[18-19]。生物電阻抗方法是通過測量電流曲線與電壓曲線之間的相位移來測量每搏輸出量(stroke volume, SV)。1974年，首次由Kubicek等[20]找出了每搏輸出量(stroke volume，SV)的計算公式：SV=C×VET×dφ/dtmax,C為常數。由公式可以看出，SV除了與dφ/dtmax有關,還與心室射血時間(ventricular rejection time, VET)有關——心電圖上QRS波的高峰為起點,dφ/dt曲線上0 時刻為終點,兩點之間的時間為VET。

經過多年實踐，多種胸腔阻抗法無創血流動力監測儀被研制成功并應用于臨床[21],但結果一直不理想[22-23]。直至2007年Keren等[18]設計的以生物電阻抗為基礎的NICOM系統，才在測量SV和CO時表現出與傳統測量方法的可比性及較高的準確率。

1.2 NICOM的操作方法和適應證 首先放置傳感器：一共四個傳感器，在保證四個傳感器將心臟包裹起來的前提下，可放置于患者的前胸或者后背的任意位置；第二，設置患者基本信息，包括性別、身高、年齡、體重。第三，選擇70KHz的高頻，低幅(2.5mA)交流電信號通過胸部傳導，電信號循阻力最小的路徑傳導至主動脈，通過阻抗的變化則可以計算出SV。此監護適用于所有患者，除外安裝了分鐘通氣量式(MV)起搏器的患者。

1.3 NICOM測量的參數 NICOM能直接測量的參數包括胸腔積液量(TFC)、加速指數(ACI)、速率指數(VI)、心率(HR)。通過直接測量參數以及患者的身高、體質量和無創血壓，可以計算的參數包括CO、心指數(CI)、SV、心搏指數(SI)、體循環血管阻力(SVR)、體循環血管阻力指數(SVRI)、全身外周阻力(TPR)、左心室每搏作功指數(LVSWI)、左心室作功指數(LCWI)、收縮時間比率(STR)、估計的傳輸氧指數(eDO2I)、射血前期(PEP)、左心室射血時間(LVET)。

2 NICOM與其他血流動力學監測方法的比較

2.1 與肺動脈漂浮導管法比較 肺動脈漂浮導管(pulmonary arterial catheters, PAC)是血流動力學監測的金標準,可作為驗證新的血流動力學監測儀器準確性和精確性的首選對照。Sguara等[24]研究表明,與PAC測得的CO相比,NICOM的敏感性及特異性均為93%,可接受程度為85%。Lamia等[25]研究表明，PAC和NICOM均能很好地反應CO的動態變化，而且兩者有很好的關聯性。肺動脈漂浮導管價格昂貴,需要有經驗的人進行的有創操作；有可能發生嚴重的并發癥，例如心律失常、感染、血栓形成、肺動脈破裂出血、肺栓塞及心包填塞等；留置導管的時間不宜超過5天,不適用于長時間多次反復使用,限制了其臨床長時間廣泛應用；加之PAC被證實不能改善成人ICU患者的預后[26]，其常規應用也受到限制。NICOM是一種無創、經濟、簡單的測量方法,使用者操作簡單；測量時間為30秒～1分鐘,比肺動脈漂浮導管的5分鐘明顯縮短,能實時反映出患者的心臟功能情況；可減少外源性冷物質進入患者體內造成的應激；但目前NICOM對右心系統的監測是一個盲區。

2.2 與脈搏指示連續心排血量技術(PiCCO)的比較 PiCCO相對PAC而言是一種比較微創的經肺熱稀釋法，其操作過程是將一根特殊的熱稀釋導管置入股動脈，冷試劑經中心靜脈置管注入右心房，流經肺循環，外周動脈感受溫度的變化以及動脈脈搏波形,以此計算出SV和CO來評價血流動力學狀態，同時計算血管外肺水(EVLW)來評價肺水腫狀態。NICOM和PiCCO有相同的CO和SV的監測性能[27]；EVLW可以在床旁量化肺水，預測感染性休克[28]，指導治療。PiCCO為微創技術,仍然需要穿刺中心靜脈和股動脈,這可能會導致血腫、感染及大出血等并發癥,尤其是在合并凝血功能障礙的危重病患者中。PiCCO也不是一項實時監測技術，反映的是幾分鐘之前的血流動力學狀況，但是PiCCO能直接提供前負荷數據及肺水情況,NICOM卻無法做到。

2.3 與唯捷流系統(Flotrac-Vigileo, FV)的比較 根據動脈壓力波形曲線下面積與CO成正比的原理,Vigileo通過分析動脈壓力波形測定CO。此操作相比PiCCO更為微創，僅需要橈動脈穿刺置管,接Vigileo傳感器即可，出現并發癥的風險低。臨床試驗證明,NICOM與Vigileo兩種方法測量的CO均和PAC測量的CO呈現良好的相關性(rB=0.77 和rF=0.69),也對CO的變化均呈現出良好的敏感性[29]。Vigileo監測結果易受到患者手臂移動或者主動脈病變的影響，與NICOM相比，Vigileo不能測量TFC，不能評估胸腔積液量，另外兩者均在患者的右心功能評價上有局限性。

2.4 與連續多普勒超聲心排監測儀(USCOM)的比較 USCOM可以精確監測CO，探頭放置于胸前，經胸測量肺動脈、主動脈血流，從而計算出CO、SV等。超聲的優勢在于能提供心肌收縮、前負荷、后負荷等左心功能信息。但是，心臟彩色超聲數據可靠性需要考證,一方面取決于操作者自身的水平，另一方面在患者并存心律失常、肺部疾病尤其機械通氣時，數據采集易受干擾。NICOM只需要在胸廓表面放四個傳感器,操作簡單,連續測量,無明顯并發癥,缺點在于不能看到心臟結構。研究發現，兩種監測方法的結果可比性極高，但NICOM不依賴于操作者且能連續測量，優勢明顯[30]。

3 NICOM在重癥患者心肺功能監測方面的臨床應用

3.1 孕婦血流動力學基本數據監測 妊娠期孕婦血流動力學發生巨大的變化。NICOM為一種簡單有效的無創操作技術，不依賴于操作者即可獲得可靠地數據。Doherty等[31]比較超聲心動圖和NICOM兩種技術測量中孕期至29周初產婦的CO和SV，發現兩者的相關性良好，進一步證實NICOM在孕婦監測中的可靠性。由于妊娠期血紅蛋白的生理性稀釋，肺動脈漂浮導管的在孕期實施的不可行性，NICOM方法與經典的肺動脈漂浮導管的相關性不能得到確證。因此，基于NICOM建立孕婦血流動力學的基礎數據，可用于指導臨床。CO監測應作為產科麻醉的常規監測，其不僅能指導危重產婦治療，還能認識妊娠的生理、病理以及孕婦對麻醉藥物、液體容量以及藥物的反應性[32-33]。

3.2 重度子癇前期的監測 重度子癇前期是一種妊娠期發生的高血壓疾病，以高血壓、蛋白尿、全身浮腫為主要的表現，其中血壓升高不僅僅帶來心臟后負荷的增加，長期高血壓也可能影響孕婦的心臟功能。NICOM監測已經成功地應用于重度子癇前期，能夠識別非孕婦、健康孕婦和重度子癇前期孕婦三種群體的顯著血流動力學表象，可以為治療提供監測，同時也能及時反映出孕婦對于藥物治療的反映[34]。

3.3 妊娠合并心臟疾病的監測 NICOM已經被用于測量肺動脈高壓患者，其精確度高于Swan TD[35]。妊娠合并心臟疾病通常情況下為未發現或者治療的先天性心臟病，孕婦的心臟結構和肺動脈壓力等已經發生改變，NICOM能及時監測CO和外周阻力，指導這類患者的治療。NICOM用于指導圍產期心肌病患者的剖宮產麻醉、產后監測及容量治療[36]。

3.4 預測妊娠期高血壓疾病及胎兒發育遲滯 有研究表明[37]，在孕14周進行NICOM的測量可早期預測孕產婦是否在孕期產生重度子癇前期或者子癇，還能預測孕期是否會發生胎兒生長受限，這是一項極富創新性的應用。早期預測母胎界面的疾病并進行干預能明顯改善孕婦和新生兒的結局，帶來巨大的社會效益。

3.5 指導危重孕產婦容量的復蘇 產后大出血是孕產婦死亡的第一位因素；液體復蘇是產后大出血休克患者搶救中的重要環節,但液體復蘇不當會導致器官功能惡化甚至增加死亡率,故有必要評估患者的容量反應性以精確指導補液。雖然NICOM不能直接測量前負荷和血管外肺水,但是TFC可以反映出胸腔積液和胸腔含水狀態,可將TFC和其他指標，例如SV結合起來分析評價容量狀態。TFC和SV均低提示容量不足,需加強補液治療；高TFC和低SV提示心功能不全或胸腔積液； TFC和SV均高，則提示高容量狀態。被動抬腿試驗(passive legraising, PLR)可有效預測容量反應性。具體實施過程為床邊被動抬高下肢45°,由于重力影響會額外增加約150～300ml的回心血量,這時監測SV、CO等血流動力學指標有助于評估容量負荷,指導容量的復蘇。Benomar等[38]用NICOM評估75 例心臟術后入ICU患者血流動力學情況。測量基礎水平的CO, 500ml膠體快速擴容后CO ,被動抬腿試驗后CO及恢復后CO結果顯示,NICOM對容量復蘇有較好的反應性,能用于容量復蘇時的監測,同時，國內也有研究證實這一結果[39]。

3.6 指導孕產婦充血性心力衰竭的治療 孕婦一旦發生充血性心力衰竭，即應在心衰控制后盡早終止妊娠。對于妊娠合并充血性心力衰竭的患者，僅有血壓和心率并不能很好地反應心功能。NICOM能監測SVR、CO，對充血性心力衰竭患者的治療策略有指導意義，同時為心臟藥物療效評價提供了高質量的監測。對于需要注射強心藥物的心功能Ⅲ-Ⅳ級患者，可以通過NICOM系統即刻顯示VI、ACI，幫助醫師決定有效的治療劑量；也可以通過VI、ACI指導強心藥物的使用。這兩個參數的意義在于描述了心肌的收縮性，及時反映心肌對于決定強心藥物的治療反映。

3.7 呼吸困難的鑒別 呼吸困難是孕產婦入急診室常見主訴,治療前首先應鑒別心源性和肺源性。常見的鑒別方法為抽血查腦鈉肽等血清標志物及超聲心動圖檢查心臟結構；但實驗室結果獲取較慢，早期往往難以進行超聲檢測。一項以呼吸困難為主訴的回顧性研究中使用NICOM測量了CI和TFC,心源性呼吸困難者的TFC高于哮喘及COPD患者,且心源性呼吸困難者CI對體位變化的反應性低于非急性心力衰竭者。NICOM監測只需幾分鐘的時間, 且不受腎功能、肥胖等因素的影響，明顯縮短了呼吸困難鑒別診斷時間，是一種較為快速、可靠的輔助診斷方法[40]。

3.8 指導心肌梗塞患者的救治 妊娠期急性心肌梗塞發生率為十萬分之3～10，盡管發生率低，但妊娠期的發生率仍是育齡期女性的3～4倍，其病死率為5.1%～38%。連續監測妊娠期急性心肌梗塞患者的CO，判別患者危險程度的同時還可檢測患者對治療系統的反應。NICOM可提供心梗后準確、連續的CO值。有研究將NICOM應用于急性心肌梗塞靜脈溶栓成功的患者，溶栓再通后ACI明顯提高，CI和VI迅速增高，SVRI明顯下降，提示溶栓再通后心臟收縮力增加，心輸出量增減，周圍循環改善。NICOM監測急性心肌梗死溶栓時血流動力學可作為判斷溶栓成功的重要的客觀指標。

4 小結

傳統血流動力學監測方法風險高、收益低，僅適用于部分產科危重患者。近年來，微創及無創技術的進步使得重癥疾病實時普遍的血流動力學測定變為現實。NICOM系統無創、操作簡單、費用低、安全，可動態連續實時監測CO及與其有關的血流動力學參數，在產科重癥疾病中得到了很好的應用。雖然NICOM系統還有抗干擾能力差，易受患者呼吸、心律失常及手術操作等的干擾的缺點，在危重患者中的準確性受到了一定的質疑[41]。但是NICOM可以和微創技術互補，實現全方位血流動力學監測；另外NICOM新應用為患母胎界面疾病的孕婦的心肺功能監測帶來了福音。