超聲心輸出量監測儀在新生兒中的應用與研究進展

肖 雪 綜述，蘆 起 審校

(重慶醫科大學附屬兒童醫院新生兒診療中心/國家兒童健康與疾病臨床醫學研究中心/兒童發育疾病研究教育部重點實驗室/兒童發育重大疾病國家國際科技合作基地/兒科學重慶市重點實驗室,重慶 400014)

超聲心輸出量監測儀(USCOM)是目前運用日益廣泛的無創心輸出量(CO)監測儀之一，具有無創、便捷、操作簡易、連續監測、可重復性好等優點。臨床上最早應用于急救醫學中心，能可靠地評估急診患者的CO[1]，在急診醫學及重癥監護室中具有重要應用價值。USCOM不僅與肺動脈導管熱稀釋法具有很好的相關性，還與作為評估其他新的無創CO監測技術標尺的多普勒超聲心動圖(ECHO)在CO監測上具有很好的一致性[2]，在新生兒中的應用也越來越廣泛。本文就USCOM監測技術在新生兒中的研究現狀進行綜述。

1 USCOM的應用原理

USCOM 根據多普勒連續波原理，使用超聲探頭連續地接收波束里每一個紅細胞的反射，采集紅細胞在給定時間內的運行距離、血流方向、收縮期射血和舒張期時間、心率，利用管體中流體體積計算方法得出通過升主動脈和肺動脈血流量，從而獲取左、右CO。根據待測者的身高、體重，利用已經通過驗證的內部公式[3]，計算出各血流動力學參數，從而定量化評估心功能。鑒于其應用原理，USCOM監測的準確性受多普勒角度的影響，測量時多普勒波束應盡量保持和血流方向一致。除此之外，空氣、骨骼及脂肪組織對多普勒波束也會有一定影響。

1.1USCOM常用參數及應用 USCOM常用參數包括每搏心輸出量(SV)、心輸出量(CO)、心臟指數(CI)、肌力指數(INO)、勢動能比(PKR)、外周血管阻力(SVR)、外周血管阻力指數(SVRI)、每分鐘距離(MD)、每搏量變異度(SVV)、流動時間(FT)、校正流動時間(FTc)等。其中INO直接反映心肌功能，CO可指導容量負荷和兒茶酚胺類藥物的治療，通過動態監測用藥前后CO變化了解機體反應的敏感性及藥物療效。MD可以評估血液通過外周循環的容易程度及外周循環的通暢程度，同時受血液黏滯度的影響。SVV和FTc可預測液體治療的反應性，用于指導個體補液及血管活性藥物的應用，實現心排出量和組織器官氧供的最優化[4]，且FTc比B型利尿鈉肽或中心靜脈壓具有更好的預測價值[5]。KALAFAT等[6]發現SV、SVR和SVRI可顯著提高產婦手術分娩風險預測的準確性，母體和胎兒的血流動力學參數可能是胎兒窘迫的有力預測指標[7]。此外，產婦血流動力學指標(CO、SV、SVR)有助于區別胎兒生長受限和小于胎齡兒[8]。但是，目前新生兒時期大多數基礎生理血流動力學指標，包括胎齡及日齡相關的正常血壓范圍都未建立正常參考值。

1.2位置選擇 左、右CO的監測是通過計算流經主動脈瓣和肺動脈瓣的血流量實現的。監測左CO需在胸骨上窩或鎖骨上窩處將超聲探頭方向對準主動脈瓣、微調探頭，選擇當顯示器上信號最強和速度最高的位置以獲得最準確的結果。右CO監測則在胸骨左側第2～5肋間隙將超聲探頭指向頭部對準肺動脈，使探頭線與肋骨走向保持平行，選擇最響和最強的信號音以獲得最準確的多普勒血流頻譜。有研究者提出被檢者身體向左傾斜約20°時可減少肺對信號采集的干擾，以獲得更準確的結果[3]。正常情況下，左CO等于右CO，當主動脈瓣或肺動脈瓣發生病變時，建議選擇沒有病變的主動脈瓣或肺動脈瓣進行監測。

2 USCOM在新生兒中的應用

新生兒從胎兒循環過渡到成人循環伴隨著復雜的血流動力學變化，特別是合并危重癥的新生兒，其血流動力學狀態不穩定，不易制訂安全有效的治療方案，因此對新生兒血流動力學變化的監測尤其重要。國內有研究者采用USCOM技術分別對50例正常足月新生兒和30例早產兒[胎齡(33.2±1.6)周]的血流動力學變化進行監測，指出新生兒的CO隨體重、胎齡的增加而升高[8]，并提供了早產兒[胎齡(33.2±1.6)周]CO、CI、SV的95%的可信區間供臨床參考。DONI等[9]研究了足月新生兒出生后48 h的血流動力學參數，得出上述相似的結論，并建議將USCOM用于新生兒重癥監護病房的床旁快速評估。雖然前期以USCOM對新生兒包括危重新生兒CO監測的準確性研究為主，但是近幾年對新生兒疾病監測及評估的研究的報道越來越多，尤其如血流動力學顯著的動脈導管未閉、新生兒休克、重度窒息、缺氧缺血性腦病等血流動力學不穩定的重癥患兒。

2.1USCOM與動脈導管未閉(hsPDA) hsPDA是影響早產兒死亡率和致病率的重要因素之一，早產兒合并hsPDA，尤其合并有表現為具有血流動力學意義的hsPDA時，容易出現心臟血流動力學變化，關于早產兒hsPDA是否治療及何時治療顯得尤其重要。國內外有研究者發現，合并hsPDA的早產兒較未合并hsPDA的早產兒左CO明顯增加，提出左CO可作為早產兒hsPDA早期預測指標。此外，有研究發現，主動脈及肺動脈CI、MD對臨床需處理hsPDA有較好的診斷價值[10-11]。當主動脈CI≥2.95 L/(min·m2)、MD≥21.50 m/min 時，提示早產兒存在臨床需處理的hsPDA；若同時肺動脈CI≥4.55 L/(min·m2)、MD≥26.50 m/min，則需及時采取關閉動脈導管的治療措施。利用USCOM可實現早期發現并指導hsPDA的治療，減少如肺出血、壞死性小腸結腸炎、心功能衰竭等并發癥的發生，提高早產兒的生存質量。

2.2USCOM與新生兒感染性休克 感染性休克是新生兒死亡的重要原因之一，其在起病時即可表現為心血管功能不全，需要及時有效的液體復蘇或血管活性藥物治療。近年來，HONG等[12]在56例感染性休克新生兒的臨床研究中發現，感染性休克早期的患兒表現為CO明顯降低的低容量狀態；經補充血容量及血管活性藥物治療后呈現出高動力的循環狀態，外周血管阻力下降，CO及CI較治療前顯著升高。USCOM監測可快速獲得休克患兒心臟功能及整體循環狀態的指標[13]，可實現床旁無創血流動力學監測，以明確休克的血流動力學狀態,指導合理使用血管活性藥物,提高感染性休克患兒的治療成功率。

2.3USCOM與新生兒窒息 通過USCOM對心率、CI變化的監測有助于窒息新生兒的管理。大約有10%的新生兒在出生時需要復蘇，準確的心率評估有助于指導復蘇，以降低新生兒窒息發病率和病死率。已有研究者在豬仔新生兒窒息模型中得出USCOM可準確評估窒息時的心率[14]。既往多中心、前瞻性研究發現，新生兒窒息會導致CO的重新分配，導致其心功能綜合指數明顯降低，建議加強窒息新生兒心肺復蘇，及早增加冠狀動脈和全身血流灌注[15]。此外，SERGEEVA等[16]發現，新生兒缺氧缺血性腦病的患兒CI下降、SVRI升高，缺氧缺血可誘發低動力心血管疾病，需及時監測和糾正；利用USCOM及早發現CI、SVRI變化，并進行有針對性的治療，防止進一步加重大腦的低灌注損傷。

2.4USCOM與血流動力學的最優化 USCOM可以作為評估CO和液體反應性的重要血流動力學工具[17]，通過USCOM監測可實現新生兒液體管理，包括灌注評估、液體治療及液體治療反應性評估，達到血流動力學的最優化。O′BRIEN等[18]提出，新生兒需要進行實時、連續的CO監測，避免過度液體治療，減少因細胞外液量增加導致的不良預后，特別是膿毒癥或術中的新生兒。國內外學者利用USCOM進行容量反應性評估發現SVV和FTc可預測新生兒膿毒癥休克液體治療的反應性[5-6，19]。此外，在2018年第九屆世界兒科重癥監護學會聯合會上有研究者指出，當被動抬腿后CI%升高超過10%就可以潛在地預測體液反應性，且特異性良好。血流動力學參數是評估液體復蘇效果及調整液體復蘇方案的重要依據，早期液體復蘇是感染性休克重要的抗休克治療措施，及時發現感染性休克，建立先進的監測機制，實施適當的抗生素和血流動力學策略，有助于早期目標導向的感染性休克治療，以改善微循環及臟器灌注，減輕全身性炎癥反應，顯著改善預后。早產兒腦室周圍-腦室內出血(PV-IVH)是早產兒常見的顱內病變，其腦低灌注缺血后的再灌注是PV-IVH血流動力學基礎，全身血壓成為腦血流量和顱內灌注壓的主要決定因素[20]，對早產兒血流動力學的監測與管理可能將有助于降低因全身血壓變化相關的PV-IVH的發生率。

3 USCOM的局限性

雖然，USCOM 在監測新生兒CO及血流動力學變化中具有快速、易操作、便攜、可床旁動態監測等優點[21]。USCOM和肺動脈導管熱稀釋法(“金標準”)具有很好的相關性，前者可信區間更窄，對血流動力學變化的監測敏感性更高，可避免肺動脈導管熱稀釋法操作中由心導管置入所產生的并發癥[22]。目前USCOM各參數在國內外已有針對正常足月兒的參考值[23]。但是，近年來，有關USCOM與傳統超聲(ECHO)一致性的研究發現，USCOM測量的CO值存在測值高估的現象，不足以推薦USCOM作為CO的一種測量方法[24-25]。這和前期USCOM與肺動脈導管熱稀釋法對CO監測具有良好一致性[2，22-23]是存在爭議的，需大樣本、多中心的研究進一步證實。但值得一提的是，即使是電子心力測量法在CO監測上也有測值高估的現象[26]。

綜上所述，USCOM是一種連續、非侵入性CO測量方法，在新生兒中具有很高的可重復性，適用于新生兒血流動力學的縱向評估，有助于提高血流動力學不穩定的危重患兒的治療成功率，建議將USCOM用于新生兒重癥監護病房的床旁快速評估。雖然目前應用廣泛的無創CO監測法和傳統超聲相比普遍存在測值高估的現象，但USCOM的敏感性較高，仍值得推廣。迄今為止，USCOM只有針對正常足月新生兒的參考值，其絕對值與新生兒的胎齡、體重有關，若能制定各個胎齡、體重對應的參考值，將有助于實現早產兒及足月兒(如hsPDA、新生兒感染性休克等疾病)血流動力學的最優化管理。此外，USCOM監測的CO、CI、INO、SVV、FTc等參數在臨床診治中具有重要意義[4-6]，其在新生兒中的應用值得進一步深入研究和證實。