外周靜脈波形分析的臨床應用進展

曹丹丹 王金榮

河北醫(yī)科大學附屬哈勵遜國際和平醫(yī)院重癥醫(yī)學科，河北衡水 053000

中心靜脈壓（central venous pressure，CVP）是反映全身血容量及心功能變化的常用指標，但屬于有創(chuàng)技術，對醫(yī)療資源及技術要求高，緊急情況下難以實施[1-7]。近年來研究證實，外周靜脈壓（peripheral venous pressure，PVP）與CVP 高度相關，相關系數0.87～0.95，成為一種有潛力的CVP 替代指標[8-10]。由于外周靜脈順應性高，PVP 變化幅度小，對各種干擾非常敏感，臨床應用受限。隨著信號放大技術的進步，PVP 波形捕獲技術明顯提高，逐漸發(fā)展成準確評估血容量的新方法[11-18]。現就PVP 生理學特點、獲取方法及臨床應用進展進行闡述。

1 PVP 生理學特點

靜脈系統分為兩個主要部分：中心靜脈（總血容量18%）和外周靜脈（總血容量45%），后者順應性更高[順應性分別是4、110 ml/mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）][19]。CVP 波形包括3 個峰值（a、c、v 波）和兩個谷值（x、y波），表示血液流經心臟時的壓力波動趨勢，與心動周期密切相關[20]。其中，x 波代表右心房開始舒張，右心房壓迅速下降；y 波代表三尖瓣開放，右心室開始舒張，右心房迅速排空。

PVP 負向波幅較小，形態(tài)與CVP 顯著不同（圖1），可能與波形方向（前向壓縮波vs.后向壓縮波）、瓣膜相關衰減、順應性增加和/或與心臟的距離有關，且較CVP 平均數值更高（分別是5.5、4.6 mmHg）[21]。

圖1 PVP、CVP、ECG 波形示例

2 靜脈波形獲取方法

目前主要有兩種方法：一種是經上臂、前臂或手腕淺靜脈留置導管（14-22G），少數經股靜脈放置6F鞘管或12F 三通導管，外部連接壓力傳感器，獲取PVP 波形[15-16，22]。根據外周靜脈波形隨心動周期的振幅變化，細化波形頻域分析，進行容量評估。原始靜脈信號基頻（等于脈沖）通過傅里葉變換將波形反卷積到頻域，還可顯示其他不可見頻率-包括由呼吸周期產生的低頻波和高頻諧波。在低血容量和高血容量狀態(tài)下，計算這些頻率的相對振幅或功率貢獻比例，稱為直接轉導波形的外周靜脈波形分析（peripheral in travenous waveform analysis，PIVA）[15-16]。另一種是近些年新開發(fā)的無創(chuàng)技術——非侵入性靜脈波形分析（non-invasive venous waveform analysis，NIVA），使用專門壓電傳感器，放在腕關節(jié)掌側皮膚表面，直接捕獲外周靜脈波形信號（圖2），然后在頻域進行快速傅里葉變換，放大靜脈低壓波形計算NIVA 值，估算肺動脈閉合壓，反映血管內容積[12-13，23]。多項研究證實NIVA 值與血管內容積線性相關，可定量評估[12，18，24]。

①NIVA 裝置由壓電晶體傳感器和外部控制盒組成；②傳感器固定于腕部掌側面。傳感器內電信號傳輸到控制盒，在控制盒中被放大并轉換為數字信號，最終通過USB 端口傳輸到計算機進行分析。

3 靜脈波形臨床應用

3.1 早期識別低血容量

低血容量最常見于出血事件，出血早期由于神經體液代償機制，生命體征變化不明顯[25-26]。Bonasso 等[15]證明豬模型急性失血10%，PVP 即顯著改變，而心率和收縮壓變化不明顯。Hocking 等[22]在豬模型中也證明，PIVA 可檢測輕微失血（200 ml，總血容量7%），而血壓和心率在失血400 ml 時仍無變化。在大鼠實驗中也發(fā)現類似結果，失血量僅2%時PIVA 即出現變化，達到4%、6%、8%、10%和12%時PIVA 顯著下降，而血壓及超聲心動圖變化滯后且不敏感[27]。因此，靜脈波形分析可更早地發(fā)現失血，以及定量評估失血量。

相對于動物試驗，臨床證據較少。將健康受試者下肢置于負壓艙內，通過調節(jié)艙內真空負壓減少靜脈回流，模擬低血容量狀態(tài)。隨著負壓增加PVP 顯著下降，恢復期PVP 明顯增加，證實在血流動力學變化之前PVP 即可識別低血容量[28]。Alvis 等[12]報道NIVA 可檢測健康獻血者500 ml 的失血量，靈敏度為92%，特異度為84%。盡管PVP 在健康人中有良好的預測能力，但對于臨床出血者尚無研究報道，需要進一步驗證。

除了出血，另一個常見問題是脫水，PIVA/NIVA同樣適用。Sobey 等[24]發(fā)現，顱骨重建手術兒童NIVA 與血容量凈變化多線性相關（r=0.67）。血液透析者PIVA變化與超濾量多強相關（R2=0.77）[11]。急性失代償心力衰竭患者利尿后，液體排出量與PIVA 變化多顯著相關（R2=0.78）[16]。NIVA 具有類似預測能力，透析者透析結束時NIVA 評分明顯低于透析前水平，且NIVA 變異率可預測透析期間低血壓事件，靈敏度為80%，特異度為100%[18]。因此，對于脫水高危人群，周圍靜脈波形能夠較常規(guī)指標（如液體出入量、心率和血壓）更早識別低血容量，預測低血壓事件或評價干預效果[23]。

3.2 評估容量過負荷

對于心力衰竭住院患者，PVP 與CVP 高度相關。一項針對急性心力衰竭患者的研究顯示（平均射血分數為31%），PVP 與CVP 相關系數為0.947，相差0.4 mmHg[29]。另有針對心力衰竭、心臟移植和接受左室輔助裝置患者的研究顯示相似結果（R2=0.93）[8]。心導管置入術中，二者量化關系為CVP=（0.86×PVP）+1.3，PVP 較CVP 平均高出1.2 mmHg，95%一致性限度是-5.2～2.8 mmHg[30]。

針對門診患者，NIVA 能準確反映肺動脈閉合壓，預測短期入院風險。最近針對門診接受右心導管檢查的心力衰竭患者，開發(fā)的NIVA 算法與肺動脈閉合壓高度相關（r=0.92），可預測30 d 入院風險（NIVA 閾值為18 分，靈敏度為91%，特異度為56%），且能夠預測肺動脈閉合壓＞18 mmHg 這一靜脈充血閾值[13，31]。NIVA 簡單、無創(chuàng)，建議在門診推廣應用[32]。

3.3 其他應用

其他應用場景相對較少，主要集中于肺炎和房顫消融術。通過分析新型冠狀病毒感染住院患者NIVA靜脈波形的呼吸成分，計算呼吸指數為0.64，預測氧療需求的靈敏度為92%，特異度為47%，陽性預測值為93%[32]。該指數在早期分診和預測氧療需求方面可能具有前景。

最近針對房顫導管冷凍消融術的兩項研究，顯示了PVP 評估膈肌損傷的良好特性。由于該手術可能會損傷膈神經，需要從上腔靜脈或鎖骨下靜脈某個部位刺激膈神經，腹部觸診評估膈肌收縮能力，以判斷膈肌損傷[33-36]。對股靜脈壓力波形監(jiān)測發(fā)現，膈神經麻痹發(fā)作前總會出現波形衰減，這一新技術可早期識別膈神經損傷[37]。主要機制是膈肌運動可引起胸腔壓力變化，進而影響PVP 變化，隨著膈肌功能逐漸下降甚至完全喪失，PVP 呈現出持續(xù)動態(tài)的特征性變化過程。后續(xù)進一步研究證實，消融過程中冷凍能量結束時PVP 振幅輕度降低，如果進行性降低甚至超過50%，則提示膈神經麻痹即將發(fā)生，此時腹部觸診發(fā)現膈肌運動進行性減弱和運動減少；如果PVP 波形近乎消失，表現為鋸齒狀等電線，提示出現膈神經麻痹。因此，股靜脈PVP 實時監(jiān)測，能夠減少膈神經損傷風險，且成本低、易獲得、重復性好，比傳統腹部觸診法更有效[38-39]。

4 靜脈波形分析的局限性

首先，PVP 波幅低、信號弱，手術電灼器和換能器移動可能會干擾信號，心律失常者可能因頻率峰值不規(guī)則而無法分析[13，39]。其次，血管活性藥物影響也較大，如去甲腎上腺素會增加信號功率，低估容量狀態(tài)，而血管舒張劑如硝普鈉，則有相反作用[17]。此外，麻醉藥物如丙泊酚和異氟醚，能夠導致血管明顯舒張，影響PVP 波形分析[10]。因此，臨床應用時需要排除上述因素影響。

當前臨床中已經能夠成熟地獲取PIVA 和NIVA，實時進行波形分析，準確評估容量狀態(tài)，甚至預測短期預后，但仍需進一步研究來驗證靜脈波形分析的臨床價值。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。