無創血流動力學監測儀評估射血分數保留型心力衰竭的價值研究

張瑞琪 張黎軍

心力衰竭是各種心臟疾病的嚴重表現或晚期階段，主要表現為呼吸困難、運動耐力下降和體液潴留(肺淤血、體循環淤血及外周水腫)等，全球范圍內約有4000萬人患心力衰竭，且其患病率呈持續升高的趨勢，病死率和再住院率也居高不下，由此造成了巨大的醫療負擔[1]。據統計，在心力衰竭患者中，約有50%以上為射血分數保留型心力衰竭(HFpEF),相對于射血分數降低的心力衰竭(HFrEF), HFpEF發生率逐年上升，其全因病死率和預后與HFrEF比較，差異無統計學意義[2]。很多國內外心力衰竭指南都推薦了HFpEF患者的診斷標準[1,3]。但由于病因眾多、病理生理機制復雜，臨床癥狀和體征缺乏特異性，準確識別HFpEF仍具有一定的挑戰。有研究者嘗試用無創血流動力學監測儀來評估和監測心力衰竭，但關于該儀器在HFpEF領域的研究尚少。本研究擬以HFpEF患者為主要研究對象，同時設置HFrEF組和正常對照組，探討無創血流動力學監測儀診斷HFpEF的價值。

對象與方法

1.研究對象：選取2020年7月～2021年7月于武漢大學人民醫院老年病科、心內科確診為心力衰竭的80例患者，根據2018年中國心力衰竭指南診斷標準，分為HFpEF組(n=38)和HFrEF組(n=42)，排除有以下疾病者：①嚴重的瓣膜反流，如二尖瓣、三尖瓣、主動脈瓣、肺動脈瓣狹窄或關閉不全，先天性心臟病(先天性心內或心外分流)等；②心包及心內膜疾病，如縮窄性心包炎、心包積液、心內膜纖維化等；③嚴重肝腎功能不全。同期從筆者醫院體檢中心選取45例健康志愿者作為正常組。3組研究對象一般資料[年齡、性別、體表面積(BSA)]差異無統計學意義。本研究獲得筆者醫院醫學倫理學委員會批準(倫理審批號：WDRY2022-K127)，所有受試者均簽署知情同意書。

2.檢測指標與方法：所有納入研究對象在同一時間段完成血液樣本采集、心臟彩超參數測量以及無創血流動力學檢測。(1)血液樣本采集：研究對象禁食12～14h,靜息平臥狀態下抽取3ml靜脈血，統一送往武漢大學人民醫院檢驗中心，采用德國西門子AD-VIA2400型生化分析儀及其相關試劑，檢測指標包括N末端B型利鈉肽原(NT-proBNP)、谷丙轉氨酶(ALT)、谷草轉氨酶(AST)、肌酐(Cr)、腎小球濾過率(eGFR)、尿酸(UA)、乳酸脫氫酶(LDH)、超敏C反應蛋白(hs-CRP)。(2)超聲心動圖檢測：所有入選者均采用筆者醫院超聲室HPSonos 5500型超聲診斷儀、S4探頭[頻率(2.0～4.0)MHz]測量心臟相關參數，包括左心室射血分數(LVEF)、左心房內徑(LAD)、左心室舒張末期內徑(LVDD)，組織多普勒測量舒張早期二尖瓣口血流速度(E)、舒張晚期二尖瓣口血流速度(A)、舒張早期二尖瓣環運動速度(e),并計算舒張功能(E/e)。(3)無創血流動力學檢測:使用以“數字式微信號增幅還原”技術為基礎的胸阻抗法無創血流動力學監測儀(千帆CSM3100)，研究對象取仰臥位，用沾濕0.9%氯化鈉溶液的棉球擦拭雙側頸部及胸部(耳垂向下與頸根部連線，腋中線與劍突水平線的交點區域)皮膚，待干燥后用砂片打磨皮膚去除污垢及角質層，連接電極片，測量相關指標：心排出量(CO)、心臟指數(CI)、心搏出量(SV)、心搏指數(SI)、心率變律性(HRV)、胸液傳導性(TFC)、每搏變異率(SVV)、血管容積(IVV)、每搏外周阻力(SSVR)、每搏外周阻力指數(SSVRI)、系統阻力(SVR)、血管彈性(VA)、左心室做功(LSW)、左心室做功指數(LSWI)、射血前期(PEP)、左心室射血時間(LVET)、收縮時間比(STR)、射血期收縮指數(EPCI)、變力狀態指數(ISI)、收縮變力性(COPDI)。

結 果

1.研究對象的基線特征:3組研究對象的性別、年齡、身高、體重、體表面積比較，差異均無統計學意義，HFpEF組和HFrEF組心功能分布及基礎疾病比較，差異均無統計學意義(P均>0.05)，具有可比性,詳見表1。

表1 3組一般資料的比較

2.各組無創血流動力學指標以及心臟彩超指標(LAD、LVDD、E/e)的比較：單因素方差分析顯示， 在3組間分布比較中差異有統計學意義(P<0.05)的指標包括CI、SV、SI、HRV、TFC、IVV、SSVR、LSW、LSWI、PEP、LVET、STR、EPCI、LAD、LVDD、E/e。LSD事后檢驗分析顯示，與正常組比較，HFpEF組TFC、SSVR、PEP、STR、LAD值升高(P<0.05)， EPCI值降低(P<0.05)。HFrEF組HRV、TFC、IVV、SSVR、PEP、STR、LAD、LVDD升高(P<0.05)，CI、SV、SI、LSW、LSWI、LVET、EPCI降低(P<0.05)。與HFrEF組比較，HFpEF組SV、SI、LSW、LSWI、LVET升高，IVV、PEP、STR、LVDD降低,詳見表2。

表2 各組無創血流動力學指標及LAD、LVDD、E/e的比較

3.無創血流動力學指標與E/e的相關性分析：經Pearson相關分析，指標TFC、SSVR、SSVRI、SVR、VA、PEP、STR與E/e呈正相關(P<0.05)，CO、CI、SV、SI、HRV、IVV、LSW、LSWI、LVET、EPCI與E/e呈負相關(P<0.05)，詳見表3。

表3 無創血流動力學指標與E/e的相關性

4.無創血流動力學指標評估HFpEF的能力(ROC曲線分析)：對HFpEF組差異有統計學意義(相對正常組)的無創血流動力學指標進行ROC曲線分析，探討上述指標是否可以評估HFpEF,結果顯示，TFC、PEP、STR所對應的ROC曲線下面積分別為0.730、0.808、0.774，差異均有統計學意義(P<0.001)，表明TFC、PEP、STR可用于評估HFpEF，詳見圖1、表4。

圖1 無創血流動力學指標評估HFpEF的ROC曲線

表4 無創血流動力學指標評估HFpEF的ROC曲線結果

討 論

人的胸腔宛如導體，腔內組織導電性能各有不同，血液阻抗最小，骨骼與空氣阻抗最大。當心臟收縮射血，血流速度加快，則阻抗降低，當心臟舒張充盈，血流速度減緩時，阻抗增加，胸阻抗法無創血流動力學檢測儀以此為基礎將人體內血流信號轉化為可實測的值，可用來全面監測心臟心排量、前后負荷、心肌收縮力等參數，包括反映心臟前負荷的指標TFC、SVV、IVV，反映心臟后負荷的指標SSVR、SSVRI、SVR、VA，反映心肌收縮力的指標LSW、LSWI、PEP、LVET、STR、EPCI、ISI、COPDI，反映心排出量的指標CO、SV、CI、SI，具有操作簡便、完全無創、實時連續、重復性好等優點[4]。研究表明，用此儀器的相關指標變化評估心功能，其結果準確、可靠，與有創血流動力學監測結果相關性較好[5～7]。Sadauskas等[8]研究發現，無創血流動力學參數STR、PEP與LVEF具有相關性。Malfatto等[9]研究發現，TFC的升高可以反映舒張性心力衰竭。

左心室舒張末壓(LVEDP)常被用于評估左心室的舒張功能，中心靜脈導管、肺動脈漂浮導管等侵入性血流動力學監測可以直接測量心臟整個周期的血流動力學變化，通過測量左心室壓力衰減常數(Tau)和LVEDP全面評估心肌松弛性和順應性，是診斷舒張功能障礙的金標準[10, 11]。但侵入性技術因價格高昂、操作復雜、技術要求高等問題，臨床應用受限，僅被用于評估復雜的或診斷不明確的病例和驗證替代的檢測方法[12]。臨床上仍首選超聲心動圖E/e值評估HFpEF患者的LVEDP和舒張功能[13]。既往研究表明，對于有血流動力學改變的心力衰竭、高血壓患者，無創血流動力學監測儀參數與侵入性血流動力學監測結果也具有良好的相關性，因此在臨床上常被用做心力衰竭和高血壓等疾病治療和管理的輔助手段[14～16]。

本研究結果顯示，無創血流動力學指標TFC、PEP、STR與反映心臟舒張功能的指標E/e值呈正相關。進一步行ROC曲線分析發現，TFC、PEP、STR曲線下面積差異均有統計學意義(AUC>0.5，P均<0.001)。由此可推論，當TFC、PEP、STR值升高時，E/e值也隨之升高，提示舒張功能障礙。胸液傳導性(TFC)反映心臟前負荷，代表心臟收縮前所承受的容量負荷，也就是心室舒張末期的容量和壓力。收縮時間比(STR)是射血前期(PEP)(二尖瓣關閉至主動脈瓣開啟的時間)與左心室射血時間(LVET)的比值，即PEP/LVET,反映心肌收縮舒張能力，HFpEF患者由于心肌舒張功能障礙且后負荷增大，LVET縮短，PEP相對延長，所以STR值升高。因此，TFC、PEP、STR升高是HFpEF患者的血流動力學特點，本研究結果與此相符。

本研究還發現，相較于正常組，不僅HFpEF組TFC、PEP、STR值升高，HFrEF組的TFC、PEP、STR值亦是升高的，這說明HFrEF患者不僅存在收縮功能受損同時還伴有舒張功能受損。那么，如何通過該儀器的血流動力學參數的變化來區分患者心力衰竭類型呢？在單因素方差分析結果中可以發現，HFrEF組SV、SI、LSW、LSWI較HFpEF組降低，然而這些指標在HFpEF組和正常組比較，差異無統計學意義。SV和SI代表左心室一次心動周期的排出量，LSW和LSWI代表左心室做功，當心臟收縮功能障礙時，心臟泵血能力下降，因此每搏排出量和左心做功量均相應降低，所以HFrEF組SV、SI、LSW、LSWI是降低的，而HFpEF組不降低。因此，當心力衰竭患者的TFC、PEP、STR值升高，SV、SI、LSW、LSWI值正常時，符合HFpEF；若該患者心臟彩超射血分數正常更進一步明確了HFpEF診斷。

HFpEF由于臨床異質性，其診斷金標準因其侵入性致臨床應用受限，目前普遍使用的組織多普勒超聲，也存在某些局限性，如操作者主觀因素、重復性不佳等，因此尋找其他有效的評估方法很有必要，本研究發現無創血流動力學監測儀輔助診斷HFpEF具有無創、重復性好、操作簡便、價格低廉等優點，為臨床診斷HFpEF提供了有用工具。

本研究中各組所納入的樣本量較少，并且性別因素是HFpEF發生、發展的危險因素之一，本研究中每組的性別比例分布不均衡，其中男性所占比例遠高于女性，對研究結果的準確性可能會有影響。綜上所述，無創血流動力學監測儀參數可用于評估舒張功能障礙，對輔助診斷HFpEF具有一定的參考價值。