无创血流动力学监测系统NICOM在产科的应用与展望*

吴兰综述 马玉姗审校

(1．四川大学华西第二医院麻醉科，四川 成都 610041；2.出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室，四川 成都 610041)

当前，妊娠合并子痫前期[1-2]或妊娠合并心脏病[3-9]、急性心肌梗塞[10]、急性肺栓塞[11]患者越来越多，这部分患者血流动力学变化巨大，监测心输出量(cardiac output, CO)等参数有利于临床治疗决策的制定。经肺动脉导管的热稀释法是测定的金标准[12]，但其操作复杂、可引起多种并发症[13-15]，时效滞后，使用意义受到质疑[16]。无创血流动力学监测包括心脏彩超、连续多普勒超声心排监测仪[17]、生物电阻抗(以noninvasive cardiac output monitoring, NICOM为代表)系统，以其无创和无放射性的优势，在产科重症患者有良好的临床应用前景。本文对无创血流动力学监测系统NICOM的作用原理，优势和缺陷，以及在产科危重患者中应用及进展做一综述。

1 NICOM系统简介

1.1 NICOM系统基本原理 NICOM基本原理为电阻抗法，具体如下：我们将胸部视为圆柱形的导电晶体，胸部内主要物质为血液和气体，其中气体的导电性可以忽略不计，而血液作为强导电性物质，心脏射血之后胸部阻抗会发生变化，影响胸部的导电性。此导电晶体具有对抗交流电的电阻抗和电抗。固定频率(30KHz～100KHz)的交流电通过胸廓时,电阻抗与胸廓两端电压成正比,而电抗则会造成释放电流与电压之间的相位移(φ)。心脏搏动可以引起释放电流与电压之间的相位移变化，另外也会引起胸廓两端电压的变化。有研究表明，降主动脉的最大血流速度与dZ/dtmax和dφ/dtmax均成正比[18-19]。生物电阻抗方法是通过测量电流曲线与电压曲线之间的相位移来测量每搏输出量(stroke volume, SV)。1974年，首次由Kubicek等[20]找出了每搏输出量(stroke volume，SV)的计算公式：SV=C×VET×dφ/dtmax,C为常数。由公式可以看出，SV除了与dφ/dtmax有关,还与心室射血时间(ventricular rejection time, VET)有关——心电图上QRS波的高峰为起点,dφ/dt曲线上0 时刻为终点,两点之间的时间为VET。

经过多年实践，多种胸腔阻抗法无创血流动力监测仪被研制成功并应用于临床[21],但结果一直不理想[22-23]。直至2007年Keren等[18]设计的以生物电阻抗为基础的NICOM系统，才在测量SV和CO时表现出与传统测量方法的可比性及较高的准确率。

1.2 NICOM的操作方法和适应证 首先放置传感器：一共四个传感器，在保证四个传感器将心脏包裹起来的前提下，可放置于患者的前胸或者后背的任意位置；第二，设置患者基本信息，包括性别、身高、年龄、体重。第三，选择70KHz的高频，低幅(2.5mA)交流电信号通过胸部传导，电信号循阻力最小的路径传导至主动脉，通过阻抗的变化则可以计算出SV。此监护适用于所有患者，除外安装了分钟通气量式(MV)起搏器的患者。

1.3 NICOM测量的参数 NICOM能直接测量的参数包括胸腔积液量(TFC)、加速指数(ACI)、速率指数(VI)、心率(HR)。通过直接测量参数以及患者的身高、体质量和无创血压，可以计算的参数包括CO、心指数(CI)、SV、心搏指数(SI)、体循环血管阻力(SVR)、体循环血管阻力指数(SVRI)、全身外周阻力(TPR)、左心室每搏作功指数(LVSWI)、左心室作功指数(LCWI)、收缩时间比率(STR)、估计的传输氧指数(eDO2I)、射血前期(PEP)、左心室射血时间(LVET)。

2 NICOM与其他血流动力学监测方法的比较

2.1 与肺动脉漂浮导管法比较 肺动脉漂浮导管(pulmonary arterial catheters, PAC)是血流动力学监测的金标准,可作为验证新的血流动力学监测仪器准确性和精确性的首选对照。Sguara等[24]研究表明,与PAC测得的CO相比,NICOM的敏感性及特异性均为93%,可接受程度为85%。Lamia等[25]研究表明，PAC和NICOM均能很好地反应CO的动态变化，而且两者有很好的关联性。肺动脉漂浮导管价格昂贵,需要有经验的人进行的有创操作；有可能发生严重的并发症，例如心律失常、感染、血栓形成、肺动脉破裂出血、肺栓塞及心包填塞等；留置导管的时间不宜超过5天,不适用于长时间多次反复使用,限制了其临床长时间广泛应用；加之PAC被证实不能改善成人ICU患者的预后[26]，其常规应用也受到限制。NICOM是一种无创、经济、简单的测量方法,使用者操作简单；测量时间为30秒～1分钟,比肺动脉漂浮导管的5分钟明显缩短,能实时反映出患者的心脏功能情况；可减少外源性冷物质进入患者体内造成的应激；但目前NICOM对右心系统的监测是一个盲区。

2.2 与脉搏指示连续心排血量技术(PiCCO)的比较 PiCCO相对PAC而言是一种比较微创的经肺热稀释法，其操作过程是将一根特殊的热稀释导管置入股动脉，冷试剂经中心静脉置管注入右心房，流经肺循环，外周动脉感受温度的变化以及动脉脉搏波形,以此计算出SV和CO来评价血流动力学状态，同时计算血管外肺水(EVLW)来评价肺水肿状态。NICOM和PiCCO有相同的CO和SV的监测性能[27]；EVLW可以在床旁量化肺水，预测感染性休克[28]，指导治疗。PiCCO为微创技术,仍然需要穿刺中心静脉和股动脉,这可能会导致血肿、感染及大出血等并发症,尤其是在合并凝血功能障碍的危重病患者中。PiCCO也不是一项实时监测技术，反映的是几分钟之前的血流动力学状况，但是PiCCO能直接提供前负荷数据及肺水情况,NICOM却无法做到。

2.3 与唯捷流系统(Flotrac-Vigileo, FV)的比较 根据动脉压力波形曲线下面积与CO成正比的原理,Vigileo通过分析动脉压力波形测定CO。此操作相比PiCCO更为微创，仅需要桡动脉穿刺置管,接Vigileo传感器即可，出现并发症的风险低。临床试验证明,NICOM与Vigileo两种方法测量的CO均和PAC测量的CO呈现良好的相关性(rB=0.77 和rF=0.69),也对CO的变化均呈现出良好的敏感性[29]。Vigileo监测结果易受到患者手臂移动或者主动脉病变的影响，与NICOM相比，Vigileo不能测量TFC，不能评估胸腔积液量，另外两者均在患者的右心功能评价上有局限性。

2.4 与连续多普勒超声心排监测仪(USCOM)的比较 USCOM可以精确监测CO，探头放置于胸前，经胸测量肺动脉、主动脉血流，从而计算出CO、SV等。超声的优势在于能提供心肌收缩、前负荷、后负荷等左心功能信息。但是，心脏彩色超声数据可靠性需要考证,一方面取决于操作者自身的水平，另一方面在患者并存心律失常、肺部疾病尤其机械通气时，数据采集易受干扰。NICOM只需要在胸廓表面放四个传感器,操作简单,连续测量,无明显并发症,缺点在于不能看到心脏结构。研究发现，两种监测方法的结果可比性极高，但NICOM不依赖于操作者且能连续测量，优势明显[30]。

3 NICOM在重症患者心肺功能监测方面的临床应用

3.1 孕妇血流动力学基本数据监测 妊娠期孕妇血流动力学发生巨大的变化。NICOM为一种简单有效的无创操作技术，不依赖于操作者即可获得可靠地数据。Doherty等[31]比较超声心动图和NICOM两种技术测量中孕期至29周初产妇的CO和SV，发现两者的相关性良好，进一步证实NICOM在孕妇监测中的可靠性。由于妊娠期血红蛋白的生理性稀释，肺动脉漂浮导管的在孕期实施的不可行性，NICOM方法与经典的肺动脉漂浮导管的相关性不能得到确证。因此，基于NICOM建立孕妇血流动力学的基础数据，可用于指导临床。CO监测应作为产科麻醉的常规监测，其不仅能指导危重产妇治疗，还能认识妊娠的生理、病理以及孕妇对麻醉药物、液体容量以及药物的反应性[32-33]。

3.2 重度子痫前期的监测 重度子痫前期是一种妊娠期发生的高血压疾病，以高血压、蛋白尿、全身浮肿为主要的表现，其中血压升高不仅仅带来心脏后负荷的增加，长期高血压也可能影响孕妇的心脏功能。NICOM监测已经成功地应用于重度子痫前期，能够识别非孕妇、健康孕妇和重度子痫前期孕妇三种群体的显著血流动力学表象，可以为治疗提供监测，同时也能及时反映出孕妇对于药物治疗的反映[34]。

3.3 妊娠合并心脏疾病的监测 NICOM已经被用于测量肺动脉高压患者，其精确度高于Swan TD[35]。妊娠合并心脏疾病通常情况下为未发现或者治疗的先天性心脏病，孕妇的心脏结构和肺动脉压力等已经发生改变，NICOM能及时监测CO和外周阻力，指导这类患者的治疗。NICOM用于指导围产期心肌病患者的剖宫产麻醉、产后监测及容量治疗[36]。

3.4 预测妊娠期高血压疾病及胎儿发育迟滞 有研究表明[37]，在孕14周进行NICOM的测量可早期预测孕产妇是否在孕期产生重度子痫前期或者子痫，还能预测孕期是否会发生胎儿生长受限，这是一项极富创新性的应用。早期预测母胎界面的疾病并进行干预能明显改善孕妇和新生儿的结局，带来巨大的社会效益。

3.5 指导危重孕产妇容量的复苏 产后大出血是孕产妇死亡的第一位因素；液体复苏是产后大出血休克患者抢救中的重要环节,但液体复苏不当会导致器官功能恶化甚至增加死亡率,故有必要评估患者的容量反应性以精确指导补液。虽然NICOM不能直接测量前负荷和血管外肺水,但是TFC可以反映出胸腔积液和胸腔含水状态,可将TFC和其他指标，例如SV结合起来分析评价容量状态。TFC和SV均低提示容量不足,需加强补液治疗；高TFC和低SV提示心功能不全或胸腔积液； TFC和SV均高，则提示高容量状态。被动抬腿试验(passive legraising, PLR)可有效预测容量反应性。具体实施过程为床边被动抬高下肢45°,由于重力影响会额外增加约150～300ml的回心血量,这时监测SV、CO等血流动力学指标有助于评估容量负荷,指导容量的复苏。Benomar等[38]用NICOM评估75 例心脏术后入ICU患者血流动力学情况。测量基础水平的CO, 500ml胶体快速扩容后CO ,被动抬腿试验后CO及恢复后CO结果显示,NICOM对容量复苏有较好的反应性,能用于容量复苏时的监测,同时，国内也有研究证实这一结果[39]。

3.6 指导孕产妇充血性心力衰竭的治疗 孕妇一旦发生充血性心力衰竭，即应在心衰控制后尽早终止妊娠。对于妊娠合并充血性心力衰竭的患者，仅有血压和心率并不能很好地反应心功能。NICOM能监测SVR、CO，对充血性心力衰竭患者的治疗策略有指导意义，同时为心脏药物疗效评价提供了高质量的监测。对于需要注射强心药物的心功能Ⅲ-Ⅳ级患者，可以通过NICOM系统即刻显示VI、ACI，帮助医师决定有效的治疗剂量；也可以通过VI、ACI指导强心药物的使用。这两个参数的意义在于描述了心肌的收缩性，及时反映心肌对于决定强心药物的治疗反映。

3.7 呼吸困难的鉴别 呼吸困难是孕产妇入急诊室常见主诉,治疗前首先应鉴别心源性和肺源性。常见的鉴别方法为抽血查脑钠肽等血清标志物及超声心动图检查心脏结构；但实验室结果获取较慢，早期往往难以进行超声检测。一项以呼吸困难为主诉的回顾性研究中使用NICOM测量了CI和TFC,心源性呼吸困难者的TFC高于哮喘及COPD患者,且心源性呼吸困难者CI对体位变化的反应性低于非急性心力衰竭者。NICOM监测只需几分钟的时间, 且不受肾功能、肥胖等因素的影响，明显缩短了呼吸困难鉴别诊断时间，是一种较为快速、可靠的辅助诊断方法[40]。

3.8 指导心肌梗塞患者的救治 妊娠期急性心肌梗塞发生率为十万分之3～10，尽管发生率低，但妊娠期的发生率仍是育龄期女性的3～4倍，其病死率为5.1%～38%。连续监测妊娠期急性心肌梗塞患者的CO，判别患者危险程度的同时还可检测患者对治疗系统的反应。NICOM可提供心梗后准确、连续的CO值。有研究将NICOM应用于急性心肌梗塞静脉溶栓成功的患者，溶栓再通后ACI明显提高，CI和VI迅速增高，SVRI明显下降，提示溶栓再通后心脏收缩力增加，心输出量增减，周围循环改善。NICOM监测急性心肌梗死溶栓时血流动力学可作为判断溶栓成功的重要的客观指标。

4 小结

传统血流动力学监测方法风险高、收益低，仅适用于部分产科危重患者。近年来，微创及无创技术的进步使得重症疾病实时普遍的血流动力学测定变为现实。NICOM系统无创、操作简单、费用低、安全，可动态连续实时监测CO及与其有关的血流动力学参数，在产科重症疾病中得到了很好的应用。虽然NICOM系统还有抗干扰能力差，易受患者呼吸、心律失常及手术操作等的干扰的缺点，在危重患者中的准确性受到了一定的质疑[41]。但是NICOM可以和微创技术互补，实现全方位血流动力学监测；另外NICOM新应用为患母胎界面疾病的孕妇的心肺功能监测带来了福音。