經肺動脈多普勒法與連續熱稀釋法測量瓣膜置換術患者心臟指數的一致性分析

王振紅等

x[摘要] 目的 分析經食管超聲心動圖（TEE）經主肺動脈（MPA）測量的心臟指數（CIMPA）與肺動脈導管連續熱稀釋法監測心臟指數（CIPAC）的一致性。 方法 選擇2013年4～6月在南京市第一醫院擇期行單純二尖瓣置換術（MVR）或同期主動脈瓣膜置換術（DVR）的25例患者為研究對象。麻醉誘導后將TEE探頭經口腔置入食管，于心肺轉流術（CPB）后15 min（T1）、30 min（T2）、45 min（T3）、60 min（T4）和關胸后5 min（T5）、10 min（T6）、15 min（T7）時測定經主肺動脈的CIMPA，同時記錄各時間點經肺動脈導管測定的CIPAC。采用Bland-Altman PLOT一致性檢驗分析CIMPA與CIPAC的一致性，采用線性回歸分析兩者的相關性。 結果 兩種測量方法共168對CI值，兩種方法測量CI的平均值為2.8 L/（min·m2），偏差為0.66 L/（min·m2），一致性界限為（-2.59～3.89）L/（min·m2），偏差的百分誤為117%。CIPAC與CIMPA的回歸方程為y=2.3+0.06x（r=0.21，P < 0.01），相關程度較弱。 結論 TEE經主肺動脈測量CI與肺動脈導管連續熱稀釋法監測CI的一致性較差，不可替代肺動脈導管熱稀釋法用于瓣膜置換術患者CI的監測。

[關鍵詞] 經食管超聲心動圖；心排血量；心臟指數；導管插入術；Swan-Ganz

[中圖分類號] R542.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）06（b）-0084-05

Consistency analysis of transesophageal echocardiography technique through the main pulmonary artery and continuous thermodilution technique in the detection of cardiac index of patients with valve replacement

WANG Zhenhong SHI Hongwei WEI Haiyan GE Yali ZHAO Yamei TAO Hongwei

Department of Anesthesiology， Nanjing Hospital Affiliated to Nanjing Medical University the First Hospital of Nanjing Cardiovascular Hospital of Nanjing， Jiangsu Province， Nanjing 210006， China

[Abstract] Objective To identify the agreement of cardiac index between transesophageal echocardiography technique through the main pulmonary artery and continuous thermodilution technique. Methods 25 patients who were scheduled for mitral valve replacement （MVR） or aortic valve replacement （AVR） simultaneously undergoing cardiopulmomary bypass in Nanjing first hospital from April to June in 2014 were included. The TEE probe was inserted after tracheal intubation. Cardiac index （CI） derived from TEE through the main pulmonary artery （CIMPA） and pulmonary artery catheter （CIPAC） were collected at seven study periods： approximately 15 min （T1）， 30 min （T2）， 45 min （T3）， 60 min （T4） after termination of cardiopulmonary bypass， and approximately 5 min （T5）， 10 min （T6）， 15 min （T7） after closure of the incision. The consistency of CIMPA and CIPAC was analyzed by Bland-Altman plot method and linear regression analysis was used to analyzed the correlation coefficients between CIMPA and CIPAC. Results There are 168 matching data measured by two methods. The mean CI was 2.8 L/（min·m2）， bias was 0.66 L/（min·m2）， limit of agreement was from -2.59 to 3.89 L/（min·m2）， and the percentage error was 117%. A weak correlation between CIMPA and CIPAC was found （y=2.3+0.06x， r=0.21， P < 0.01）. Conclusion There is a poor agreement of CI between TEE technique through the main pulmonary artery and continuous thermodilution technique， and thermodilution technique is irreplaceable in the monitoring of CI in patients with valve replacement.

[Key words] Transesophageal echocardiography technique； Cardiac output； Cardiac index； Catheterization； Swan-Ganz

經食管超聲心動圖（TEE）作為一種微創診斷工具，進入臨床應用的20多年來，在心臟手術患者術中心臟功能的評估和麻醉治療中發揮了至關重要的作用。心排血量（CO）是圍術期評估血流動力學最重要的基本指標之一，心臟指數（CI）是CO與單位體表面積（BSA）的比值，可以對個體進行直接比較。超聲多普勒法可以對血流動力學進行定量的評估，通過測量計算出每搏量（SV）后，可由SV和心率（HR）得到CO[1]。相比較于經肺動脈導管熱稀釋法測量CO的“金標準”，TEE具有無創、不干擾手術操作、不污染術野等優點，并可以清楚連續的監控心臟結構功能。先前的研究主要比較TEE經主肺動脈測量的CO與經肺動脈導管熱稀釋法（單次注射法）測量的CO間的一致性，而本研究比較與驗證了TEE經主肺動脈測量瓣膜置換患者的CI與經肺動脈導管熱稀釋法（連續法）測量的CI間的一致性，為臨床瓣膜病患者提供一種微創的、持續的、準確的術中血流動力學監測方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2013年4～6月南京市第一醫院（以下簡稱“我院”）胸心血管外科擇期行單純二尖瓣置換術（MVR）或同期主動脈瓣膜置換術（DVR）的患者25例，男12例，女13例，年齡25～78歲，BSA為1.32～1.87 cm2，美國麻醉醫師學會（ASA）分級Ⅱ～Ⅲ級，NYHA心功能分級Ⅱ～Ⅲ級，術前左室射血分數（LVEF）≥45%，術前未使用正性肌力藥物，排除合并臟器功能障礙、中或重度三尖瓣反流、肺動脈高壓的患者。本研究經我院醫學倫理委員會批準，所有患者簽署同意書。

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法與監測 患者于麻醉誘導實施前30 min行肌肉注射苯巴比妥鈉0.1 g和東莨菪堿0.3 mg。入室后開放靜脈通路，監測ECG、血氧飽和度；行左側橈動脈穿刺監測動脈血壓。麻醉誘導：咪達唑侖0.05～0.1 mg/kg，丙泊酚1.5～2.0 mg/kg，舒芬太尼1 μg/kg，羅庫溴銨0.6～1.0 mg/kg。麻醉維持：丙泊酚4～6 mg/（kg·h），瑞芬太尼0.2～0.4 μg/（kg·min），順苯磺酸阿曲庫銨2 μg/（kg·min），七氟烷0.5～1.0 MAC，采用多功能氣體濃度監護儀監測呼末二氧化碳分壓（PetCO2）和七氟烷吸入濃度。于CPB前、后適量追加舒芬太尼。氣管插管后經右頸內靜脈穿刺置入Swan-Ganz漂浮導管（7.5 Fr，774 HF），監測中心靜脈壓（CVP）、肺毛細堵塞壓（PAOP），連接連續心排量監護儀（vigilance Ⅱ，Edwards Lifesciences Co.，美國）監測連續心排血量（CCO）。

術中監測鼻咽溫和尿量，維持麻醉深度指數（CSI）40～60。CPB停機后，采用臨時起搏器經右心室表面起搏心臟，起搏心室率控制在90次/min，術中維持CVP 8～12 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），平均動脈壓（MAP）≥70 mm Hg，LVEF≥45%。MAP、CVP、PAOP在呼氣末讀取數據。

1.2.2 TEE經主肺動脈計算CIMPA的方法 氣管插管后，經口腔將多平面TEE探頭（4.5～6.5 MHz；PET-510MA，TOSHIBA，日本）插入食管，連接成像系統（Aplio XG-790A，TOSHIBA，日本）進行數據采集。某個時相的血流速度時間總和被稱為速度-時間積分（VTI），VTI可以被理解為血流在每一心動周期經過的距離，因此也被稱為“搏出距離”。經主肺動脈測量VTIMPA的獲取切面為經食管中上段升主動脈短軸切面，將脈沖多普勒的取樣容積置于主肺動脈處測量，通過描記多普勒血流曲線邊界，超聲機內的計算機軟件自動得出VTI，連續3個心動周期取其平均值，測量方法見圖1。在相同平面的同一位置測量主肺動脈直徑DMPA 3次，取其平均值（測量方法見圖2）。用圓形面積計算公式計算主肺動脈橫截面積CSA：CSAMPA=π×（DMPA/2）2=0.785×DMPA2。SV為CSA與VTI的乘積，即：SVMPA=CSAMPA×VTIMPA。根據公式計算CIMPA=（SV×HR）/BSA。

分別于CPB后15 min（T1），30 min（T2）、45 min（T3）、60 min（T4）和關胸后5 min（T5）、10 min（T6）、15 min（T7）時測量VTIMPA；為減少誤差，同一患者所有時間點的DMPA均采用首次測量值計算截面積；同時記錄在各時間點經Swan-ganz肺動脈導管測定的CCO，取各時間點連續3次的CCO值，測量方法見圖3。取其平均值，根據公式計算CIPAC，CIPAC=CCO/BSA。

1.3 統計學方法

采用MedCalc9.2.10統計軟件進行統計處理。正態分布資料用均數±標準差（x±s）表示，非正態分布資料用中位數（M）及四分位數（P25～P75）表示。正態分布資料組內比較采用重復測量方差分析，非正態分布資料組內比較采用Kruskal-Wallis H檢驗，若P < 0.05，采用兩兩比較的t檢驗或秩和檢驗。兩種方法測量的CIPAC與CIMPA一致性分析采用Bland-Altman PLOT一致性檢驗[2-3]，并計算偏差的百分誤。CIPAC與CIMPA的定量描述采用一元直線回歸方程。以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

25例患者中1例置換機械瓣膜患者CPB停機后，心室率超出控制范圍，變異度大，保留數據不做分析，有效病例24例，男12例，女12例。患者術中主動脈阻斷時間（118.90±29.23）min，CPB時間（159.14±29.10）min，手術時間（282.38±46.63）min。

2.1 不同時間點患者血流動力學的比較

不同時間點血流動力學指標及兩種方法測量的CI值比較，差異無統計學意義（P > 0.05）。見表1。

2.2 兩種方法測量的CI值Bland-Altman一致性分析

兩種測量方法共168對CI值。兩種方法測量CI的平均值為2.8 L/（min·m2），偏差為正偏差0.66 L/（min·m2），95%的一致性界限為-2.59～3.89 L/（min·m2）。CI偏差的百分誤定義為偏差的2個標準差（SD）與兩種方法測量的CI值的均數[（CIPAC+CIMPA）/2]的比值，即CI值偏差的百分誤=2SD/[（CIPAC+CIMPA）/2]。兩種方法測量CI偏差的百分誤為117%。CIPAC與CIMPA的回歸方程為y=2.3+0.06x（r=0.21，P < 0.01），兩種測量方法相關性較弱。見圖4。

實線表示CIMPA與CIPAC平均偏差為正偏差0.66 L/（min·m2）；虛線表示95%的一致性界限為-2.59～3.89 L/（min·m2）。

3 討論

心臟瓣膜病患者存在不同程度的瓣膜結構功能異常及心功能不全，術中隨時監測患者血流動力學改變評價心功能顯得尤為重要。Swan-Ganz導管是經右頸內靜脈插入肺動脈導管聯合溫度稀釋法來監測血流動力學，是目前評價心排血量的最佳工具之一。由于Swan-Ganz有一定的操作風險、造價昂貴及嚴重的并發癥，近年來人們不斷在尋找新的微創監測CO的工具來部分替代術中Swan-Ganz導管的應用[4-5]。TEE是心血管外科手術過程中持續監測血流動力學的一種無創、準確的重要工具，它不僅為心臟外科醫生決定手術方式、麻醉醫師術中及時合理用藥提供了參考，而且它特有的彩色多普勒系統在判斷心臟瓣膜狹窄及反流程度，評價所換人工瓣膜功能等方面有顯著優點。Lopes等[6]的動物實驗結果顯示TEE經主肺動脈評估CO是準確可行的，這與劉悅等[7]早期的研究心臟瓣膜置換術的患者，TEE經主肺動脈與漂浮導管熱稀釋法測定的CO值具有良好的相關性（r=0.946，P < 0.01），是一致的，但是他們早期采用的漂浮導管為人工間斷注射熱稀釋法，這提示了本研究采用新型漂浮導管測量CO（自動連續熱稀釋法）與TEE法測量CO一致性的必要性和可行性。

獲取準確的血流動力學資料依賴于超聲聲束與血流方向平行、臨近血流的最小干擾及面積或直徑的準確測量。二尖瓣病變患者大多合并有房顫，在測量VTIMPA時，對房顫患者一般要求測量8～10次取其平均值，所以本研究對術前患者的CIMPA不做統計。CPB停機后，起搏心室率控制在90次/min，為固定心室律，我們在同一解剖部位測量主肺動脈的直徑，測量3次直徑取其平均值，測量VTIMPA時保證獲取最大血流信號，測量3個心動周期，取其平均值，大大減少了測量誤差。

前人的研究顯示，TEE計算CO與漂浮導管熱稀釋法得出的結果有較好的相關性，但往往是在左室流出道或主動脈瓣平面做的測量[8-9]，是對左心輸出量的直接反映。在心臟無異常分流的情況下，左心排血量與右心排血量是大致相等的，而心臟瓣膜病患者存在不同程度的二尖瓣、主動脈瓣和三尖瓣的反流。也曾有文獻報道在三尖瓣反流的心臟患者，漂浮導管熱稀釋法測得的CO偏低[10]。本研究是TEE經主肺動脈與漂浮導管連續熱稀釋法測定的CI值的比較，兩種方法皆是右心輸出量的直接反映，統計結果顯示兩種方法存在顯著的統計學差異，TEE經主肺動脈測量的CIMPA高于Swan-Ganz導管測量的CIPAC，有弱相關性（r=0.21，P < 0.01）。

Critchley等[11]認為百分誤低于30%時一致性良好，臨床上可以接受兩者相互替代。本研究Bland-Altman一致性分析結果顯示，CI值偏差的百分誤為117%，CIPAC與CIMPA線性回歸方程為CIPAC=2.3+0.06CIMPA（r=0.21，P < 0.01），相關性較弱，兩種方法不可相互替代。兩種方法測量的CI值存在差異的原因可能有以下幾點：①呼氣末正壓通氣的影響。Jean-Luc等[12]報道多普勒心動圖測量心臟指數時應用呼氣末正壓通氣，其測量值有明顯的增加（19±11）%。②合并三尖瓣的反流。在風心病的患者中，約有50%的患者存在多瓣膜病變，本研究并未排除部分行三尖瓣成型術的患者。在嚴重三尖瓣反流的心臟患者，用漂浮導管熱稀釋法測定的CO是偏低的，且三尖瓣反流的嚴重程度，與經多普勒和漂浮導管熱稀釋法測定心輸出量的相關性成正比[10]。③TEE對血流動力學參數改變的反應及時性。有文獻報道，在搬動心臟時，經食管超聲多普勒測定的連續心排量變化反應及時，而Swan-Ganz導管滯后[13-14]。

本研究的不足之處有以下幾點：①本研究中置換的人工瓣膜有機械瓣膜和生物瓣膜兩種，不同的瓣膜種類可能對停機后的血流動力學有不同的影響，與機械瓣膜相比，生物瓣膜有更好的血流動力學性能[14]。②與左室流出道和主動脈瓣口相比，主肺動脈在心動周期的幾何形態改變較大，如前所述，直徑測定的偏差將引起橫截面積的平方改變，擴大了測量誤差。這也使得超聲多普勒經主肺動脈測量CO的可靠性不如經主動脈瓣和左室流出道[15-17]，但是TEE經主動脈瓣或左室流出道測量CO比經肺動脈測量操作要復雜。③本研究僅限于行瓣膜置換術的患者，未研究行冠脈搭橋術的患者，可在以后的臨床實踐中擴大樣本量做進一步研究。

綜上所述，本研究以行單純二尖瓣置換或同時合并主動脈瓣置換的患者為研究對象，應用TEE經主肺動脈多普勒法和肺動脈導管連續熱稀釋法兩種方法測量CI，結果顯示兩種方法不可相互替代。

[參考文獻]

[1] Zoghbi WA，Quinones MA. Determination of cardiac output by Doppler echocardiography：a critical appraisal [J]. Herz，1986，11（5）：258-268.

[2] 陳卉.Bland-Altman分析在臨床測量方法一致性評價中的應用[J].中國衛生統計，2007，24（3）：308-309，315.

[3] Bland JM，Altman DG. Agreed statistics： measurement method comparison [J]. Anesthesiology，2012，116（1）：182-185.

[4] 杜伯祥，史宏偉，宋杰，等.非體外循環冠狀動脈旁路移植術患者FloTrac-Vigileo系統與肺動脈導管技術監測心指數的一致性[J].中華麻醉學雜志，2011，31（8）：958-960.

[5] Costa MG，Chiarandini P，Scudeller L，et al. Uncalibrated continuous cardiac output measurement in liver transplant patients：LiDCO rapid system versus pulmonary artery catheter [J]. J Cardiothorac Vasc Anesth，2014，28（3）：540-546.

[6] Lopes PC，Sousa MG，Camacho AA，et al. Comparision between two methods for cardiac output measurement in propofol-anesthetized dogs：thermodilution and Doppler [J]. Veterinary Anaesthesia and Analgesia，2010，37（5）：401-408.

[7] 劉悅，徐美英，于布為，等.心臟手術中漂浮導管與經食道超聲心動圖測量心排血量的比較[J].第二軍醫大學學報，1995，16（2）：192-193.

[8] Perrino AJ，Harris SN，Luther MA. Intraoperative determination of cardiac output using multiplane transesophageal echocardiography： a comparison to thermodilution [J]. Anesthesiology，1998，89（2）：350-357.

[9] Darmon PL，Hillel Z，Mogtader A，et al. Cardiac output by transesophageal echocardiography using continuous-wave Doppler across the aortic valve [J]. Anesthesiology，1994， 80（4）：796-805，25A.

[10] Balik M，Pachl J，Hendl J. Effect of the degree of tricuspid regurgitation on cardiac output measurements by thermodilution [J]. Intensive Care Med，2002，28（8）：1117-1121.

[11] Critchley LA，Critchley JA. A meta-analysis of studies using bias and precision statistics to compare cardiac output measurement techniques [J]. J Clin Monit Comput，1999，15（2）：85-91.

[12] Jean-Luc F，Vincent C，Cyril C，等.健康志愿者心臟指數的無創性評估胸阻抗心動圖與多普勒超聲心動圖的對比研究[J].麻醉與鎮痛，2011，7（2）：17-24.

[13] 芮燕，岳云.經食管超聲多普勒與Swan-Ganz導管測定的連續心輸出量相關性比較[J].中華麻醉學雜志，2002， 22（2）：91-93.

[14] 張麗華，王巖，劉愛琴，等.經食管超聲評價微創外科房間隔缺損封堵術中患者心功能及血流動力學[J].北京生物醫學工程，2012，31（4）：407-410.

[15] 張明柱，李向欣，李春亮.不同類型人工心臟瓣膜質量及安全性的評價[J].中國組織工程研究與臨床康復，2009， （21）：4149-4152.

[16] Stewart WJ，Jiang L，Mich R，et al. Variable effects of changes in flow rate through the aortic， pulmonary and mitral valves on valve area and flow velocity：impact on quantitative Doppler flow calculations [J]. J Am Coll Cardiol，1985，6（3）：653-662.

[17] 張麗華，王巖，劉愛琴，等.便攜式超聲心動圖儀在急診中的臨床應用價值[J].北京生物醫學工程，2013，32（4）：411-414.

（收稿日期：2015-01-27 本文編輯：任 念）