生物電抗無創(chuàng)心排監(jiān)測(cè)對(duì)呼吸困難患者病因診斷的臨床研究

潘建光 李紅艷 王新航 張宏英黃進(jìn)寶呂 驍馬晨暉 翁 恒 李天林，3

1 福建醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院福州肺科醫(yī)院呼吸內(nèi)科、RICU（福州350008）

2 福建醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院福州肺科醫(yī)院影像科（福州350008）

3 廈門長(zhǎng)庚醫(yī)院呼吸內(nèi)科（廈門361026）

急性呼吸困難及處于疾病穩(wěn)定期的呼吸困難急性加重是呼吸內(nèi)科及呼吸危重癥監(jiān)護(hù)病房（RICU）常見的癥狀，正確的病因診斷和治療影響患者的預(yù)后。其中急性心力衰竭和肺源性呼吸困難最為常見。肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管（pulmonary artery catheterization，PAC）和脈搏指示劑連續(xù)心排量監(jiān)測(cè)（pulse indicator continuous cardiac output，PiCCO），均為有創(chuàng)性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，存在血源性感染的風(fēng)險(xiǎn)。心臟彩色多普勒超聲技術(shù)是傳統(tǒng)有創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)評(píng)估的有益補(bǔ)充，但對(duì)操作者的技術(shù)要求高。Noninvasive cardiac output monitoring（NICOM，美國(guó)Cheetah Medical公司）是近年內(nèi)發(fā)展的，利用生物電抗技術(shù)（Bioreactance）無創(chuàng)心排量和血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。NICOM和PAC監(jiān)測(cè)心排量（cardiac output，CO）結(jié)果無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且CO變化具有良好的相關(guān)性［1-2］。本文旨在探討利用NICOM系統(tǒng)監(jiān)測(cè)心臟指數(shù)（cardiac index，CI）聯(lián)合總外周阻力指數(shù)（total peripheral resistance index，TPRI）對(duì)呼吸困難患者進(jìn)行病因診斷的臨床價(jià)值研究。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象采用前瞻性觀察性研究的方法，選擇本院呼吸科和RICU2014年1月—2017年12月收治的以急性呼吸困難或慢性呼吸困難急性加重的患者共113例，所有患者均知情同意。入選標(biāo)準(zhǔn)：所有入選患者本次就診均以急性呼吸困難或慢性呼吸困難急性加重為主訴，年齡≥18周歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：24小時(shí)內(nèi)缺血性胸痛，心電圖提示急性心肌梗死，心臟移植，心包積液或心包壓塞，胸壁外傷，上氣道阻塞，胸廓畸形，休克，需要血管活性藥物維持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全，嚴(yán)重三尖瓣缺損，嚴(yán)重胸大動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)異常，安裝心臟起搏器，對(duì)NICOM電極片及導(dǎo)電糊過敏，拒絕行NICOM監(jiān)測(cè)或不配合的患者。

1.2 研究方法

1.2.1 分組 所有入選患者由2位具有主治醫(yī)師或以上職稱的醫(yī)師，在不告知NICOM檢測(cè)結(jié)果的情況下，共同根據(jù)2010年中華醫(yī)學(xué)會(huì)心血管病學(xué)分會(huì)編委會(huì)組織編寫的《急性心力衰竭診斷和治療指南》［3］，依據(jù)患者臨床癥狀、體征、入院后當(dāng)天檢測(cè)的氨基末端B型鈉尿肽（N-terminal pro-brain natriuretic peptide，NT-proBNP）、心臟彩超、胸片及治療結(jié)果等綜合判斷為金標(biāo)準(zhǔn)分為心力衰竭組和非心力衰竭組，如果出現(xiàn)兩者診斷不一致時(shí)，再由一位主任醫(yī)師進(jìn)行判斷確認(rèn)，收集基礎(chǔ)疾病、性別、年齡、動(dòng)脈平均壓（mean arterial pressure，MAP）、NT-proBNP等資料。

1.2.2 NICOM心排量監(jiān)測(cè) 所有入選患者按照NICOM用戶手冊(cè)進(jìn)行放置電極片、校準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)的操作，監(jiān)測(cè)心排量（CO）、心指數(shù)（CI）、總外周阻力（total peripheral resistance，TPR）、總外周阻力指數(shù)（TPRI）、平均動(dòng)脈壓（MAP）、心率（heart rate，HR），體表面積（body surface area，BSA），收集入院當(dāng)天治療前數(shù)據(jù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；非正態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位數(shù)（四分位數(shù)）［M（QL-QU）］，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)（百分比）［n（%）］表示，組間比較采用卡方檢驗(yàn)χ2檢驗(yàn)；繪制受試者工作曲線（ROC曲線），評(píng)價(jià)CI和TPRI預(yù)測(cè)急性心力衰竭的臨床價(jià)值，采用約登指數(shù)找出最佳截?cái)嘀担?jì)算敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值（positive predictive value，PPV）、陰性預(yù)測(cè)值（negative predictive value，NPV）、陽(yáng)性似然比（positive likelihood ratio，LR+）、陰性似然比（negative likelihood ratio，LR-）。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 心力衰竭組和非心力衰竭組患者的基本臨床資料對(duì)比心力衰竭組患者中高血壓性心臟病和冠心病患者所占的比例及NT-proBNP值均高于非心力衰竭組（P值均小于0.01），非心力衰竭組患者的慢性阻塞性肺疾病所占的比例高于心力衰竭組（P＜0.05）。兩組的其余基本臨床資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P值均大于0.05）。見表1。2.2 心力衰竭組和非心力衰竭組患者的NICOM監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

表1 心力衰竭組和非心力衰竭組患者的基本臨床資料對(duì)比

心力衰竭組患者的CO、CI、SV、SVI低于非心力衰竭組（P值均小于0.001）；心力衰竭組患者TPR和TPRI均高于非心力衰竭組（P值均小于0.001）。見表2

表2 心力衰竭組和非心力衰竭組患者的NICOM監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

表2 心力衰竭組和非心力衰竭組患者的NICOM監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比

參數(shù)CO（L/min）CI[L/（min·m-2）]TPR（dynes.sec/cm5）TPRI[dynes.sec/（cm5·m-2）]心力衰竭組（n=55）4.27±1.21 2.58±0.54 1 670.27±473.05 2 683.76±632.90非心力衰竭組（n=58）5.52±1.66 3.23±0.74 1 314.76±374.61 2 173.40±509.65 t-4.579-5.313 4.441 4.733 P值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001

2.3 CI和TPRI對(duì)心力衰竭致呼吸困難的病因診斷價(jià)值

針對(duì)心力衰竭和非心力衰竭繪制ROC曲線，CI曲 線 下 面 積（AUC）為0.792（95%CI：0.708～0.875，P=0.000），當(dāng)CI截?cái)嘀等?.65L/（min·m-2）時(shí)，診斷心力衰竭的敏感度為63.6%，特異度為87.9%；TPRI的AUC為0.733（95%CI：0.641～0.825，P＜0.001），當(dāng)TPRI截?cái)嘀等?353dynes.sec/（cm5·m-2）時(shí)，診斷心力衰竭的敏感度為72.7%，特異度為67.2%；CI聯(lián)合TPRI診斷心力衰竭的敏感度為80%，特異度為65.5%，敏感度較單一檢測(cè)增高，特異度較單一檢測(cè)CI下降。見表3。

表3 CI和TPRI對(duì)心力衰竭致呼吸困難的病因診斷價(jià)值

3 討論

急性呼吸困難或慢性呼吸困難急性加重是呼吸科和RICU常見的急癥，不恰當(dāng)?shù)脑\斷和處理會(huì)影響到患者的預(yù)后。而且急性心力衰竭和慢性阻塞性疾病急性加重等嚴(yán)重呼吸道阻塞性肺疾病臨床表現(xiàn)表現(xiàn)上存在一定的相似之處，快速診斷存在一定的難度［4］。例如把急性心力衰竭作為慢性阻塞性肺疾病急性加重處理會(huì)造成嚴(yán)重的血流動(dòng)力學(xué)紊亂［5］，如果將慢性阻塞性肺疾病急性加重誤診為急性心力衰竭，不恰當(dāng)應(yīng)用嗎啡，有可能造成患者呼吸抑制，給患者帶來不良的預(yù)后，甚至死亡［6］。因此正確對(duì)呼吸困難患者進(jìn)行病因診斷，并給予恰當(dāng)?shù)闹委煟瑢?duì)呼吸困難患者的預(yù)后至關(guān)重要。

肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管（PAC，Swan-Ganz導(dǎo)管）是目前血流動(dòng)力學(xué)診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但作為有創(chuàng)性監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，存在血源性感染的風(fēng)險(xiǎn)。心臟彩色多普勒超聲和肺部超聲雖然是無創(chuàng)性檢查，盡管有研究顯示肺部超聲聯(lián)合NT-proBNP鑒別心源性呼吸困難的敏感度為82.02%，特異度為90.91%，但對(duì)操作者的技術(shù)要求高［7］。NICOM是生物電抗技術(shù)無創(chuàng)心排量和血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由于從心室泵出的血流當(dāng)經(jīng)過胸腔時(shí)，將引起射頻波相位移的改變，經(jīng)過胸部的外側(cè)電極，施加已知頻率的電流，內(nèi)側(cè)電極記錄信號(hào)，類似于多普勒的概念，記錄頻率相位移的改變，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為血流情況，測(cè)量相位移可以精確計(jì)算出血流的相關(guān)參數(shù)。雖然目前仍無法確定NICOM能否可替代PAC，但是與PAC對(duì)比其測(cè)定CO符合率高，具有良好的相關(guān)性（r=0.77～0.82），并可連續(xù)監(jiān)測(cè)CO變化，動(dòng)態(tài)跟蹤C(jī)O的變化趨勢(shì)［1-2］。NICOM也可以準(zhǔn)確測(cè)定肺動(dòng)脈高壓患者的CO，對(duì)急慢性肺動(dòng)脈高壓患者的治療效果進(jìn)行無創(chuàng)的評(píng)估［8］。但是嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全、嚴(yán)重三尖瓣缺損可能會(huì)高估CO，嚴(yán)重胸大動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)異常亦有可能影響CO準(zhǔn)確性，使用單電極的外置或內(nèi)置起搏器可能會(huì)對(duì)NICOM的信號(hào)產(chǎn)生影響，因此在將這些患者納入排除標(biāo)準(zhǔn)。

CI是評(píng)估心臟泵血功能的客觀指標(biāo)，是單位體表面積（BSA）計(jì)算出來的心輸出量，即CO/BSA。當(dāng)心臟泵功能衰竭時(shí)患者出現(xiàn)端坐呼吸，咳粉紅色泡沫痰等急性肺水腫表現(xiàn)。有研究顯示心源性休克存活患者的CI高于病死組，CI是預(yù)測(cè)心源性休克患者的28天病死率的危險(xiǎn)因素，心指數(shù)的改善是心源性休克心功能改善的重要指標(biāo)［9］。在本研究中發(fā)現(xiàn)，心力衰竭組的CI顯著低于非心力衰竭組的患者（2.58±0.54 vs 3.23±0.74 L/min，P＜0.001）。ROC曲線 下 面 積 為0.792（95%CI：0.708～0.875，P＜0.001），當(dāng)CI截?cái)嘀等?.65L/min·m-2時(shí)，雖然診斷心力衰竭的敏感度不高，但特異度為87.9%，PPV達(dá)到83.3%，減少了誤診率，有助于指導(dǎo)臨床治療，改善非心力衰竭患者的預(yù)后，避免阿片肽類藥物不恰當(dāng)使用造成長(zhǎng)期慢性II型呼吸衰竭患者的呼吸抑制，給患者帶來不良預(yù)后［6］。血液流速尤其在流速過低時(shí)可能會(huì)影響NICOM的檢測(cè)結(jié)果［10］，有研究顯示NICOM與PAC對(duì)比，在CO 4～6 L/min時(shí)兩者的相關(guān)性最好，CO低于4 L/min時(shí)NICOM會(huì)高估CO；相反，當(dāng)CO高于6 L/min時(shí)，NICOM會(huì)低估CO［2］。這可能是本研究得出的CI診斷心力衰竭截?cái)嘀?.65 L/min·m-2高于2.2 L/min·m-2的原因。

總外周阻力（TPR）、總外周阻力指數(shù)（TPRI）是評(píng)價(jià)心臟后負(fù)荷重要指標(biāo)之一，同時(shí)也是評(píng)估患者治療效果和預(yù)后的的危險(xiǎn)因素［9］。急性心力衰竭的患者血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)提示CI下降，體循環(huán)阻力代償性增加即TPR和TPRI代償性增加。有研究顯示TPRI在伴有收縮功能障礙的急性充血性心力衰竭患者明顯增高，尤其在肺水腫的患者中增高更為明顯［11］。TPRI與CI負(fù)相關(guān)［12］，但TPRI受血管活性藥物（如去甲腎上腺素）影響，本研究排除了使用血管活性藥物患者。在本研究中發(fā)現(xiàn)，心力衰竭組患者的TPRI較非心力衰竭增高（2 683.76±632.90 vs 2173.40±509.65 dynes.sec/（cm5·m-2），P＜0.001），符合急性心力衰竭患者的血流動(dòng)力學(xué)改變。當(dāng)作為診斷心力衰竭的單一指標(biāo)時(shí)TPRI的AUC為0.733（95%CI：0.641～0.825，P＜0.001），當(dāng)TPRI截?cái)嘀等?353dynes.sec/（cm5·m-2）時(shí)，診斷心力衰竭的敏感度為72.7%，特異度為67.2%；其診斷心力衰竭的診斷效率不理想。

在本研究中發(fā)現(xiàn)，臨床醫(yī)生診斷心力衰竭的患者的CI較非心力衰竭患者低，TPRI較非心力衰竭患者高，存在低心排量和高外周阻力的血流動(dòng)力學(xué)改變。單一使用CI或TPRI進(jìn)行診斷，存在敏感度差等不足，本研究顯示進(jìn)行聯(lián)合并聯(lián)試驗(yàn)診斷心力衰竭的敏感度提高到80%，較單一檢測(cè)增高，特異度較單一檢測(cè)CI下降可提高診斷心力衰竭所致呼吸困難的敏感性。本研究顯示心力衰竭組的高血壓性心臟病和冠心病及NT-proBNP均較非心力衰竭組高，因此臨床醫(yī)師可根據(jù)此結(jié)果及CI和TPRI監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)病因進(jìn)行更為明確的診斷。

綜上所述，利用NICOM監(jiān)測(cè)CI和TPRI對(duì)呼吸困難的病因診斷具有重要的價(jià)值，NICOM監(jiān)測(cè)CI對(duì)心力衰竭所致的呼吸困難特異度高，聯(lián)合TPRI檢測(cè)可提高敏感度。