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1、ICG与容量管理摘 要 应用漂浮导管监测血流动力学变化可以改善高危患者的预后，但其放置过程是创伤性操作且费用昂贵，以经胸生物阻抗技术为基础的无创心排监测系统以其无创，实时，简便，测量准确，重复性好等优点越来越受到人们的重视，尤其是对患者容量状态的指示作用对临床医生的诊断和治疗都必不可少。关键词 ICG，TFC，容量管理随着医学的发展，人们对危重症患者的治疗越来越深入，对血流动力学监测手段的要求不断提高，传统的以肺动脉导管为基础的监测系统已不能满足不同患者的多样性需求。测心排血量在临床中已得到广泛使用，其方法应该是既简单又准确（1）。但目前应用最广泛的是指示剂稀释法、温度稀释法或者直接Fick法
2、，这些技术是有创伤的，代价又较昂贵且易引起并发症，如因置管引起的感染、出血、气胸等（2）。美国每年有超过60万患者接受心脏手术，应用漂浮导管将导致住院时间延长和住院费用额外增加。因此无创血流动力学监测日益受到关注，因为它与患者连接方便，无需担心给患者带来创伤，且患者乐于接受，费用相对低廉。新一代胸腔阻抗法（Thoracic Electrical Bioimpedance，TEB）血流动力学监测仪（即心阻抗血流图仪ICG）具有操作简便、实时测量、测量准确、可重复性好等优点，。ICG操作是经由点状或带状电极发射一个低压（2.5-4mA）高频（70-100kHz）交流电流穿过胸腔。由感知电极探知电阻
3、的改变。胸主动脉血流容量和速度的改变引起了可感知的胸腔导电率的改变。搏动的血流通过胸主动脉引起胸阻抗的改变作为血容量改变的方式（function）（1，3）。这种震荡基线组成的总体胸阻抗（Z0）显示为阻抗的震荡性减少（Z），并且能进一步表达为阻抗的函数（dZ/dt）。这种函数显示与SV成比例，当知道心率时，可以推出CO（1，4-8）。根据CO，胸腔液体含量（TFC）等参数，可以帮助临床医生更好的进行液体管理。本文就心阻抗血流图（ICG）的发展历程，实用性研究，尤其是容量管理做了相关探讨。历史及理论发展1932 年Atzler 利用高频弱电流成功地描记了循环系统的阻抗图。1937 年Mann 利
4、用惠斯电桥原理测量了生物电阻抗的变化。如果把这两个人的实践作为阻抗图检测技术和检测仪器研究工作的开始, 那么至今已经有60 多年。然而真正给阻抗图理论奠基的要算是Nyboer , 他最早采用四电极法对阻抗图作定量计算的研究, 1940 年他证明了圆柱形血管的容积改变和阻抗成正比, 但容积增加时阻抗减小。这就是有名的Nyboer 公式。公式告诉我们, 在给生物体通电的情况下, 就可利用阻抗的变化来反映体内搏动性血流和呼吸造成的容积变化Kubicek等首次将ICG用于实践。1966 年Kubicek 采用恒流式仪器,用环形四电极, 通过阻抗微分图(阻抗对时间的一阶导数图) 计算每搏量获得成功, 并
5、可据此进一步计算心脏泵功能及血液动力学的一些指标。胸腔阻抗法血流动力学监测仪的测量原理是: 根据欧姆定律，电流与电阻成反比。高频电流通过人体时产生阻抗且可以进入深部组织，从而反映内脏血流的容积变化。随着心脏收缩和舒张活动，主动脉内的容积随血流量而变化，故其阻抗也随血流量而变化。心脏射血时，左心室内的血液迅速流入主动脉，主动脉血容量增加，体积增大，阻抗减小；当心脏舒张时，主动脉弹性回缩血容量减少，体积减小，阻抗增大。因此胸腔阻抗将随着心脏的收缩和舒张发生搏动性变化。自20世纪60年代Kubicek为美国太空总署研制出世界第一台应用胸腔阻抗法的血流动力学检测设备至今已发展了30余年，新一代胸腔阻抗
6、法采用数字化阻抗信号定量技术将对其相应的阻抗变化进行数字化处理，可自行感知阻抗信号的增益，以提高测量和计算的准确性和更新性。它可以连续同步显示生理指标，有助于对心、肺脏进行完整而系统的诊断。这样有助于早期发现并可能预防多器官功能衰竭的发生。阻抗图检测生物体功能最大的优点在于无创伤, 重复性好, 因此除了心脏检测上的应用外, 在其他方面也有较多的应用。例如: 肺阻抗呼吸图可以作窒息监视; 肺阻抗血流图可诊断肺心病。实用性研究血流动力学监测手段多种多样，有创监测如通过Swan-Ganz导管的热稀释法，Fick法和染色剂稀释法属于有创方法；微创检测形式有经食道多普勒超声学检测和不通过Swan-Gan
7、z导管的热稀释法；无创检测核素心血池显像，胸腔阻抗法和部分重复呼吸法。由于胸腔阻抗法无创血流动力学监测系统具有无可替代的优势，受到众多医学界专家的青睐，将其与现存的有创及无创血流动力学监测方法做了多方面的比较，以确定这种方法的准确性，可靠性以及可行性等的国内外研究极多。1，和热稀释法比较 生物阻抗技术是分析心脏搏动时经胸电压相位变化对给定的经胸高频电流变化的反应情况。以胸部生物电阻抗技术为基础的连续无创心输出量（CO）监测设备就是阻抗心动图（ICG，也称NICOM）。Raval等（3）进行了对5个中心包含心脏导管室，心外监护室和重症监护室共111名患者的研究比较ICG和热稀释法（TD）。结果显
8、示ICG和TD的测量值高度相关，在临床环境中具有可接受的正确性。表明这种装置可以使医生在一些目前不能获得CO信息的患者中得到有效信息，以帮助诊断和指导治疗。相比于通过使用肺动脉导管的热稀释法（PAC-CCO）对心输出量进行半持续性测定，Squara等（4）评估了ICG在临床的应用。共收集到65888对测定CO的数据。CO的平均参考值是2.79-9.27L/min。在PAC-CCO稳定期（斜率10%，2SD/mean20%），ICG和热稀释法的相关性r=0.82；误差+0.160.52L/min(+4.011.3%)，相对误差是9.1%7.8%。在85%的患者中相对误差20%。在CO增加期间，两
9、种测量方法在96%的患者中测得的斜率是相似的，同样，在96%的患者中组内相关性成正相关。在CO减少期间，相对应的数值分别为90%和84%。ICG的精确度要优于热稀释法。当血流动力学发生变化时，ICG的改变比热稀释法快3.13.8分钟（p0.01）。Sageman等（5）研究了20例冠状动脉旁路移植术后和瓣膜置换术后的患者，分别记录了216个时点的经热稀释法和胸腔阻抗法所得的CI值，结果表明，二者相关性非常好，r=0.95，精确性=0.40L/minm2，偏差=0.07L/minm2。ICG可以用在许多不需要有创监测的设备中，生物阻抗技术由此而发展起来，但是由于其先天的低信噪比在一些临床设备中的
10、受到限制。为了评价ICG的使用价值，Keren等（6）建立了一个能提供75kHz电流并且记录经胸电压相位改变（d/dt）的装置。CO和d/dt峰值、心率、心室射血时间的乘积相关。结果：9只猪的临床前研究和27名患者的临床研究均显示用血流相关的经胸电流信号转换的方法测量无创CO的可行性，用Swan-Ganz导管和无创心排系统测定的CO值分别为5.18L/min和5.17L/min，在研究值的范围上有很高的相关性（r=0.90）。国内亦有类似研究。孙大金等（7）对16名冠状动脉搭桥的病人用阻抗法、温度稀释法和呼末CO2 法同时测定心排血量。结果：(1) 心排血量:阻抗法与温度稀释法对比相关系数r
11、= 0.83 ( P 0.01) 。阻抗法与呼末CO2 法对比相关系数r = 0.88 ( P 0101) ; (2) 心脏指数:阻抗法与温度稀释法对比相关系数r = 0.73( P 0.01) 。阻抗法与呼末CO2 法对比相关系数r= 0.76 ( P 0.01) ; (3) 每搏量:阻抗法与温度稀释法对比相关系数r = 0.83 ( P 0.01) 。阻抗法与呼末CO2 法对比相关系数r = 0.63 ( P 0.01) ; (4) 每搏指数:阻抗法与温度稀释法对比相关系数r = 0.75 ( P 0.01) 。阻抗法与呼末CO2 法对比相关系数r = 0.66 ( P 0.01) ; (
12、5) 外周循环阻力:阻抗法与温度稀释法对比相关系数r = 0.92 ( P 0.01) 。显见ICG和其他有创或无创血流动力学监测方法相关性好，临床应用可靠，具有很高实用性。南京医科大学附属南京市第一医院ICU施乾坤等应用ICG法对6例危重患者进行了监测，结果：CI（有创）=3.000.43L/minm2，CI（无创）=2.960.50 L/minm2，r=0.893，p0.001，表明两组数据相关性好；t检验：p0.05，表明两组数据无显著性差异。PCWP=16.120.86mmHg，TFC=42.31.29kohm-1，r=0.575，p0.001，表明两个指标相关性好，统计学有显著性意义
13、。 说明胸腔阻抗法可以一定程度上代替热稀释法。2，和超声心动图比较基于生物阻抗技术的无创心输出量监测（NICOM）提供了一种便携式方法去评估心室功能，由超声心动优化心脏再同步治疗（CRT）是高劳动强度的。Khan（8）比较了NICOM和超声心动图在简化最佳CRT装置程度的能力。在所有病人中心输出量（co）在优化设置后比基线显著增加（5.661.4比4.351.1L/MIN，P15%的敏感性81%,特异性92%（AUC0.86）。由NICOM确定的最佳房室延迟由超生心动确认，40/47(85%，r=0.89,p0.001)，而心室间延迟则为39/47(83%，r=0.89,p0.001)。可见，
14、和超声心动图相比，ICG是一种简便，可靠，便携式的装置。3，和脉搏轮廓技术比较 Marque等（9）设计比较两种心排监测系统的临床可行性：一个基于脉搏轮廓系统（Flotrac-Vigileo），一个基于生物阻抗系统（NICOM），以持续热稀释法（PAC-CCO）作为参照。连续记录29个患者，每种装置采集12099个同步监测结果（417107/人）。在稳定状态下，NICOM、Vigileo和PAC-CCO相关分别为0.77和0.69。误差为：-0.010.84(NICOM),-0.010.81(Vigileo),无显著差异。NICOM相对误差：94%的患者30%，79%的患者20%。测量值围绕趋
15、势线变异率（精确性）三种方法没有差异。NICOM预测心输出量改变的敏感性和特异性分别为0.91和0.95。ICG的使用范围广泛，可以在多种类型患者中进行血流动力学监测。有创肺动脉导管作为评估血流动力学状态的一种方法历史悠久。而ICG是一种新兴的准确，无创获得血流动力学信息的技术，和有创方法比较风险和花费都大大降低。Silver等（10）进行了前瞻性观察研究以确定是否ICG的使用可以减少CCU中重症患者放置肺动脉导管的需要。结果表明：ICG数据的提供允许医生避免了10/14患者肺动脉导管的放置（71%，95%可信区间（41.9%，91.6%）。当使用ICG时，医生报告信息有用为10/10（100
16、%，95%可信区间（74.1%，100.0%）并且在6/10患者改善预后（60%，95%可信区间（26.2%，87.8%）。ICG能够在CCU患者中代替肺动脉导管帮助临床医师做出医学决定并改善患者预后。在肺动脉高压病人（PH）的治疗中，心排血指数（CI）的测量是一种有价值的诊断和预后判断工具。胸部电阻抗（TEB）能够反映心脏周期中大血管内的血流变化从而可以无损伤地测量心排血指数（CI）。Yung等（11）对于三种不同方法：胸部电阻抗测量心排血指数（CI）TEB（CITEB），直接FICK法（CIFICK）和温度稀释法TD（CITD）在测量心排血指数（CI）的精确度方面进行了三种方式的比较。在此研究中，TEB与创伤性方法之间有很好的相关性（TEB法比较 直接FICK法，TEB法 比较 TD法），两种创伤性方法之
