無創(chuàng)心功能測定

　　發(fā)展簡史

　　1966年美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Kubicek教授根據(jù)歐姆定律提出了計算每搏輸出量的線性公式即胸腔電生物阻抗法（Thoracic Electrical Bioimpedance，TEB），并為美國太空總署(NASA)研制出世界上第一臺應(yīng)用胸腔阻抗法的血流動力學(xué)檢測設(shè)備，用于宇航生理研究。為了使胸阻抗法能適用于臨床，許多專家學(xué)者提出了改進(jìn)意見。20世紀(jì)90年代末期至本世紀(jì)初期，采用最新計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號濾波技術(shù)，胸腔阻抗法血流動力學(xué)監(jiān)測技術(shù)獲得了突破性進(jìn)展，大量的臨床實踐表明，這種方法已達(dá)到了準(zhǔn)確可靠、適合臨床應(yīng)用的階段。但由于其對信號濾波處理技術(shù)要求很高，有些不成熟產(chǎn)品對市場造成了一些負(fù)面影響。

　　技術(shù)原理

　　20世紀(jì)60年代美國明尼蘇達(dá)大學(xué)庫比賽克（Kubicek）教授根據(jù)歐姆定律提出了胸腔電生物阻抗法（Thoracic Electrical Bioimpedance，TEB），用于無創(chuàng)心功能檢查。

　　歐姆定律即導(dǎo)體電阻與其橫截面積成反比。當(dāng)心臟收縮與舒張時，胸腔大血管容積隨血流量而變化，電阻抗隨之產(chǎn)生變化。胸腔阻抗將隨著心臟的收縮與舒張發(fā)生搏動性變化：心臟射血時，左心室內(nèi)的血液迅速流入主動脈，主動脈血容量增加，體積增大，阻抗減?。恍呐K舒張時，主動脈彈性回縮血容量減少，體積減小，阻抗增大。因此，通過檢測胸腔電阻抗的變化，可直接反映心臟的機(jī)械功能。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　無創(chuàng)心功能測定也稱無創(chuàng)心臟血流動力測定。血流動力學(xué)是指與動脈系統(tǒng)相關(guān)的血流參數(shù)，對多種疾病的臨床診斷、預(yù)后和治療決策有重要意義。過去，這些血流動力學(xué)參數(shù)的獲得依賴于有創(chuàng)測定技術(shù)。包括動脈穿刺、肺動脈內(nèi)導(dǎo)管技術(shù)等。但是，有創(chuàng)技術(shù)對于普通的心血管患者（例如高血壓病人）并不適用。

　　最初，美國太空總署（NASA）將該項無創(chuàng)心功能技術(shù)用于宇航員心功能狀態(tài)監(jiān)測，用于宇航生理研究，開創(chuàng)了無創(chuàng)心功能技術(shù)的先河。在歐美地區(qū)，無創(chuàng)心功能檢查已成為全民醫(yī)保報銷范圍內(nèi)檢查項目。在我國，該技術(shù)已在多家醫(yī)院完成臨床研究，研究結(jié)果獲得中國無創(chuàng)心功能學(xué)會的認(rèn)可。

　　以胸腔阻抗法（TEB）為基礎(chǔ)的無創(chuàng)心功能測定方法，為連續(xù)監(jiān)測血流動力學(xué)變化和對心功能進(jìn)行評價提供了一種新的方法。該方法具有、安全無創(chuàng)、操作簡便、準(zhǔn)確可靠、重復(fù)性好等特點，而且可連續(xù)監(jiān)測多個參數(shù)。自從1998年以來，對無創(chuàng)心功能的準(zhǔn)確性進(jìn)行了確認(rèn)。多項國內(nèi)外臨床研究結(jié)果表明：與有創(chuàng)檢測結(jié)果相比，該技術(shù)具有很高的相關(guān)性和精確性，所測參數(shù)與有創(chuàng)法的相關(guān)系數(shù)可高達(dá)0.9以上，因此在多個醫(yī)療領(lǐng)域有重要應(yīng)用價值。

　?。?）心血管病高危人群危險性分層及心血管事件的預(yù)測。

　?。?）心血管疾病患者（冠心病、高血壓病、心律失常、腦卒中、心臟術(shù)后等）的輔助診斷、治療隨訪過程中心臟的泵功能監(jiān)測、評估。

　?。?）急危重病領(lǐng)域：臨床應(yīng)用無創(chuàng)血流動力監(jiān)測系統(tǒng)操作簡便，檢測準(zhǔn)確可靠，可重復(fù)性好，是早期病情判斷、指導(dǎo)臨床治療和判斷預(yù)后一種有效的監(jiān)測手段。

　?。?）外科患者麻醉及術(shù)中血流動力學(xué)監(jiān)測：連續(xù)同步顯示生理數(shù)據(jù)，根據(jù)檢測值可對循環(huán)功能障礙作出早期診斷和糾正。

　　價值

　　無創(chuàng)心功能測定在體檢普查中價值體現(xiàn)在以下二點：

　　1） 核心價值：早期預(yù)警心功能下降

　　針對心血管病高危人群或健康人群而言，無創(chuàng)心功能檢查能夠“早發(fā)現(xiàn)，

　　可逆轉(zhuǎn)”。當(dāng)心功能出現(xiàn)早期異常，即僅僅出現(xiàn)功能障礙時即加以有效干預(yù)，往往可以通過非藥物治療，例如適當(dāng)鍛煉、健康飲食、調(diào)整生活方式，取得良好效果，使早期心功能異常得到控制甚至逆轉(zhuǎn)；其它心臟檢查（心電圖、超聲心動圖、冠脈CT、核磁共振、核素掃描等）基本針對器質(zhì)性病變，即疾病已導(dǎo)致明確的解剖形態(tài)學(xué)變化，導(dǎo)致病理性血流灌注和功能障礙，因而多數(shù)難以逆轉(zhuǎn)，治療效果可能不甚理想。

　　2） 適用于大規(guī)模人群的篩查

　　無創(chuàng)心功能測定技術(shù)具有安全無創(chuàng)、操作簡便、重復(fù)性好、費(fèi)用低廉等特點，而且可連續(xù)監(jiān)測多個參數(shù)，因此在健康人群體檢普查中有重要應(yīng)用價值。是其它無創(chuàng)心臟檢查項目無法替代的：

　?、傩碾妶D：心電圖是體檢人群最常用的無創(chuàng)心臟檢查方法之一，其主要作用是幫助判斷心臟電活動是否正常，主要用于診斷心律失常、診斷有無心肌缺血或心肌梗死并判斷其部位、診斷心臟擴(kuò)大、肥厚。但是，心電圖無法提供準(zhǔn)確定量衡量心臟泵功能。

　?、诔曅膭訄D：應(yīng)用超聲波探查心臟和大血管的無創(chuàng)性檢查方法，可檢測心臟的解剖結(jié)構(gòu)，判斷心功能。通過各種負(fù)荷超聲心動圖，提高了對冠心病的診斷敏感性和特異性。然而該方法的檢查時間較長，花費(fèi)較高，操作者依賴性強(qiáng)，不能滿足多次連續(xù)心功能測定的臨床需要。而且健康人群的大規(guī)模體檢陽性率低，如無明確的臨床病史提示，有較高漏檢風(fēng)險，因此該項技術(shù)并不適用于健康人群的篩查，而應(yīng)作為心臟病患者或高危人群的診斷手段。

　　功能參數(shù)

　　無創(chuàng)心功能核心指標(biāo)是心臟泵血功能參數(shù)，一方面其反映心臟收縮泵血能力，另一方面反映心臟是否能滿足給全身供血需求。

　　由于心動周期過程中胸腔阻抗的變化主要由胸主動脈體積和血容量的變化引起的，無創(chuàng)心功能可直接計算出左室射血量：每搏血容量(Stroke Volume，SV)，心率和每搏血容量的乘積即每分鐘心輸出量(CO)，單位體表面積的心輸出量即心指數(shù)（CI）。這些參數(shù)與心臟功能和心肌的變力狀態(tài)直接相關(guān)。

　　根據(jù)搏指數(shù)SVI、心率HR，心泵狀態(tài)可大致分為四種類型：正常型、亢奮型、代償型、減弱型。不同心泵狀態(tài)提示不同的潛在生理性或病理性因素。其中，亢奮型、代償型、減弱型都是重要早期預(yù)警信號，提示器質(zhì)性病變及突發(fā)不良事件可能性增高，應(yīng)積極采取措施預(yù)防或治療。

　　無創(chuàng)心功能另外重要指標(biāo)是前負(fù)荷與后負(fù)荷，分別反映左心室收縮前、收縮后遇到的阻力。其中，總外周阻力（Total Peripheral Resistance, TPR）反映左心室射血時，遇到的來自主動脈及全身血管的阻力，與血管順應(yīng)性、血液粘稠度密切相關(guān)，主要反映機(jī)體外周血管舒縮狀態(tài)。臨床研究發(fā)現(xiàn)心衰患者的外周血管阻力明顯高于肺源性疾病所致呼吸困難患者。而長期總外周阻力偏高，可能導(dǎo)致心肌肥厚等器質(zhì)性病變。

　　綜上所述，通過無創(chuàng)心功能連續(xù)監(jiān)測指標(biāo)，以血流動力學(xué)為指導(dǎo)，可使患者心臟前負(fù)荷、后負(fù)荷及心肌收縮力三者達(dá)到最優(yōu)化，使藥物應(yīng)用更有針對性，更合理，明顯提高療效。

　　臨床應(yīng)用

　　血壓是最常用的心血管功能指標(biāo)。高血壓的定義為動脈壓力等于或者高于(140/90)mmHg，然而血壓本身不能完全反映心血管系統(tǒng)的整體狀況。高血壓是心輸出量、全身血管阻力或者二者同時升高的結(jié)果。深入了解高血壓病理生理的各項基本參數(shù)，對于指導(dǎo)高血壓的診斷、預(yù)后和治療決策有重要價值。

　　大量研究表明高血壓病人可以分為不同的亞群，其血流動力學(xué)表現(xiàn)差異很大。通過血流動力學(xué)測定，可將高血壓患者分為：原發(fā)性心排量增高與原發(fā)性全身血管阻力升高。二者在藥物的選擇上有很大差異，前者一般推薦降低心率、心排的藥物，后者則一般推薦血管擴(kuò)張劑。對高血壓患者的血流動力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)檢測，評價其變化趨勢是評價病情發(fā)展、治療效果和進(jìn)一步干預(yù)的基礎(chǔ)，具有非常重要的價值。

　　通過無創(chuàng)心功能監(jiān)測可以無創(chuàng)地、精確地測定患者的血流動力學(xué)狀態(tài)，即確定患者的血流動力學(xué)基線狀態(tài)，根據(jù)經(jīng)驗選擇藥物治療方案；并且在治療過程中對患者進(jìn)行定時連續(xù)檢測，使醫(yī)生了解治療效果是否理想，從而指導(dǎo)制定最佳的個體化治療方案。研究顯示，以無創(chuàng)心功能參數(shù)作為靶向的指導(dǎo)治療，會大大提高藥物治療高血壓的達(dá)標(biāo)率。無創(chuàng)心功能的這種“獨特性”，使其有望成為一種評價高血壓治療的有價值的工具。