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孙艳玲:心排量在心血管疾病评定中的探索

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  心脏,人体生命的动力之泵,一刻不停地把富含氧气的血液输送至人体的每一个器官每一寸肌肤,永不停息流动的血液意味着生命的鲜活,心脏每一搏搏出的血量的多少决定着生命的质量,人类探索血流动力学的脚步从未停止,从有创、半有创至无创,科技的进步使测量方法日益精准而简单,新一代无创动静态心排量监测系统从国外至国内,逐渐走进我们的视野,在心血管疾病中评定中的重要作用逐渐被大家认识和应用,我们在临床中也在不断应用和探索。

一、无创动静态心排的技术原理

  技术原理为新一代心室血流阻抗波形描记法,基本原理为欧姆定律,电阻=电压/电流,即经胸腔过一个固定高频低幅电流,可得到胸部各不同密度的组织的阻抗值。不同密度中血液是最导电的物质,可通过专利高频滤波技术HD-Z 得到心室血流阻抗信号,将滤波得到的血流阻抗得到后,描记整个心室血流随心动周期血液量变化而变化的阻抗值,即得到反映速度的阻抗波,将其微积分后形成反映加速度的变化的阻抗波形图。通过计算实时波形图,得到每搏量sv等多项血流动力学参数。


??新一代心室血流阻抗波形描记法完全摈弃了原有的ZO阻抗检测法,而采用最新阻抗波形实时校准分析法,从而全面检测心排量、前后负荷、心肌收缩力等指标,从而在临床中实现从血流动力学角度动、静态全面评估心脏功能。


??无创动静态心排监测方法与TD热稀释法所检测值的相关系数是89%,重复性相关度高且不依赖操作者,可以灵敏记录细微血流动力学改变,与有创方法具有可比性。

??无创动静态心排测量系统具备静息、动态、监护三种工作模式分析血流动力学变化趋势。

??(1)血流动力学静息评估模式,指病人保持卧位或坐位静息状态监测。

??(2)血流动力学动态评估模式,这包括被动抬腿负荷试验,同步记录6分钟步行试验,同步运动平板试验、心肺运动试验。

??(3)康复治疗中监护模式,针对康复前,过程及康复后动态模式监护病人。

二、无创动静态心排的监测参数

  无创动静态心排可连续监测13个参数,其中包括心率HR。


??左室排血功能的四个参数:每搏输出量SV、每搏指数SVI、心排量CO、心指数CI,动态监测时可以观察到每搏输出量持续下降的拐点即每搏阈。


??心肌收缩功能的四个参数:心收缩指数CTI、左心室做功指数LCWi=Mvo2、左室收缩时间VET、射血分数EF。动态监测时可以观察到心肌收缩力阈。


??前负荷的两个参数:前负荷率EDFR=PCWP*3.5-5  左室舒张末期容积EDV,动态监测时可以观察到前负荷增高点。


??后负荷的两个参数:外周血管阻力SVR)、外周血管阻力指数SVRi,动态监测时可以观察到外周血管阻力异常增高点。

三、无创动静态心排监测的五大功能

  1、 血流动力学心阻抗图,由心室收缩波(S波)、心室舒张波(O波)、心房收缩波(A波)构成,可观察室壁运动的情况。双峰S波提示左右心室收缩不同步,高A波即房缩波高,提示心室壁 室壁僵硬、顺应性差、舒张功能不良。高O波:提示前负荷增高、液体超载。


??临床价值:用于收缩及舒张性心衰的鉴别、起搏器安装评价、收缩同步性评估、液体负荷超载鉴别、高血压前兆评估。

??2、 血流动力学静息评估柱状图:基于病人在静息状态下SV、SVI、HR、CO、CI、SABP、DABP、MABP、CTI、VET、EDFR、SVR、SVRI、EDV、EF等血流动力学参数基线平均数值,包括反映心排血量、心肌收缩力、前负荷、左心做功和外周血管阻力等心功能状态。各参数的判读用柱状图形及颜色区分,柱状图主要给出各参数静息正常参考范围的低限、高限及基线平均值,其中红色代表基线平均值高血流动力学连续评估趋势图:是血流动力学所有参数动态连续实时的表现,反映静息血流动力学是否稳定以及运动中血流动力学各参数趋势变化是否正常。于上限、黄色代表低于下限、绿色代表正常。


??临床价值:用于评估心功能:心排血量、心肌收缩力、前负荷外周血管阻力、心输出量。


??3、 血流动力学连续评估趋势图:是血流动力学所有参数动态连续实时的表现,反映静息血流动力学是否稳定以及运动中血流动力学各参数趋势变化是否正常。


??床旁康复心功能监护指导


??临床价值:床旁静态连续:血流动力学稳定性监测、抬腿负荷试验评估心功能储备、心律失常血流波动分析、体液管理、容量负荷试验,运动负荷下的连续监测:血流动力学每搏阈、最大心排血量、心肌缺血血流动力学表现、与六分钟步行试验、运动平板、CPX联合应用制定运动处方。


??4、 血流动力学平衡图:人体血流动力学循环系统正常情况下是平衡状态,以心脏排血与外周回流为整体循环,在不同疾病状态下会变现为排血与外周阻力的失衡。根据不同血流循环状态结合病情给予生命指证初步判定。血流动力学平衡图中横坐标为外周血管阻力,纵坐标为左心做功指数,绿色的框内代表血流循环状态正常,纵坐标高于绿色框代表左心做功(或排血)偏高,低于绿色框代表左心做功(或排血)偏低,横坐标高于绿色框代表外周阻力偏高,低于绿色框代表外周阻力偏低。绿色和黄色之间为轻度异常,黄色和红色之间为中度异常,超过红色为重度异常。


??临床价值:鉴别休克、高血压类型、评估血流循环状态。


??5、 血流动力学性能图:用于评估运动中排血灌注。以心率HR为横坐标和心输出量CO 为纵坐标,分出运动中正常人心排血量的高限和低限。运动中心排血量在正常范围则数值在两线之间,在高线之上代表高于正常范围,在低线之下代表低于正常范围。


?? 临床价值:运动排血灌注功能评估、评估运动储备及灌注功能。

四、无创动静态心排在冠心病中的作用

  弥补冠心病检测中动态血流动力学检测的空白,可提高冠心病无创诊断的特异性和敏感性,提高冠心病的诊断率、甄别冠心病不稳定病变。

??目前冠心病心肌缺血的无创诊断方法包括心电图(静息和发作时比较)、心电图运动负荷试验、药物负荷超声心动图、放射性核素心肌显像和冠状动脉CT显像。超声心动图通过观察室壁运动变化判断心肌缺血,核素心肌显像通过观察室壁对核素的吸收强弱判断心肌缺血,可以间接判断心肌收缩力变化,二者诊断心肌缺血的敏感性和特异性略高于心电图运动负荷试验。但由于心电图运动负荷试验容易获得,检测方法简便,仍是目前临床最多使用的检测手段,因此如何提高其诊断特异性和敏感性值得进一步研究。


??心肌缺血发作时首先表现为左心室收缩力和收缩速度降低、射血速度减慢、左心室心搏量和心排血量降低、左心室舒张末期压和血容量增加等左室收缩舒张功能障碍的血流动力学变化,随后导致心肌缺氧和代谢改变,随后出现心电图ST-T改变。因此动态观察心肌缺血时每搏量和左室收缩速度等变化,可以更早期发现心肌缺血,结合心电图ST-T改变可以更准确诊断心肌缺血。

??冠心病患者给予无创动态心排量监测联合心电运动负荷试验或心肺运动试验,在递增踏车负荷试验下,实时、连续监测运动中血流阻抗图、每搏输出量、心输出量、心肌收缩力以及前后负荷等血流动力学参数来评估心脏泵血功能。当运动中心肌缺血发作时首先表现为左心室收缩力、每搏输出量和心排血量降低等左室收缩舒张功能障碍的血流动力学改变,进而导致心肌缺氧缺血和代谢改变,随后出现心电图ST-T改变。因此,在运动下监测心脏血流动力学参数变化,可以更早发现心肌缺血,结合心电图ST-T改变可以更准确的诊断心肌缺血,弥补冠心病检测中动态血流动力学检测的空白,可提高冠心病无创诊断的特异性和敏感性,提高冠心病的诊断率。


??已经明确诊断冠心病的患者中行动态心排监测运动负荷试验可以依据左心室收缩力、每搏输出量和心排血量降低等左室收缩舒张功能障碍的血流动力学改变和心电图变化以及临床症状,甄别不稳定型病变。

五、无创动静态心排在高血压中的作用

  早期诊断高血压、高血压分型及指导精准用药和高血压管理。

??高血压的实质是一种血流动力学异常的疾病,血压=心输出量x外周阻力,可表现为外周血管阻力增高、心率增快、血容量增加或心肌收缩力增强等,分为心输出量增高型或/和外周血管阻力增高型。从血压机制形成机制上讲,心脏做功之一就是保持血压,使外周组织得到足够的氧和营养物质,并带走废物,因此决定血压高低的主要因素是心输出量和外周血管阻力。


??血压和外周血管阻力均属于心脏射血的后负荷,所谓外周血管阻力是指小动脉和微动脉对血流的阻力,是形成血压的基本因素之一。根据流体力学血流遇到的阻力可从压力梯度就流量计算而来,即血流阻力R=压力梯度(P1-P2)/Q,但是SVR或SVRI不能直接测量常用下面计算公式:SVR=80(MAP-CVP)/CI,CVP比较小常常使用近似公式SVR=80*MAP/CO,一般情况下舒张压高低主要反映外周阻力的大小。CO是指心输出量,是每搏输出量和心率的乘积,心缩期每搏输出量增大,射入主动脉的血量增多,管壁所受的张力增加,收缩压增高,因此心输出量影响收缩压,Lcwi=(MAP - PCWP) * CI * 0.0144(PCWP常默认正常或忽略)。可见CO 、MAP、SVRI是相互联系的整体。

??临床上我们长期监测和观察静态血压,对运动中血压的观察甚少,且没有形成统一标准。在形成稳定高血压之前,机体长期处于无症状状态,运动中血压异常升高是形成高血压、脑梗死及其他心血管疾病的先兆。运动中血流动力学与血压的表现为心输出量CO持续增加,外周血管阻力下降,MAP维持在70-140mmHg范围较正常。若运动中血压升高异常,则反映血管壁的顺应性减低或/和心输出量灌注增高,可以早期干预。

??长期高血压的患者中一部分会引起心室壁顺应性减低,即心室舒张末期不良,心房未完全收缩时心室舒张充盈压已经足够,心室开始进入收缩期。在血流动力学阻抗图中表现为房缩波A增高,在高血压治疗和控制中,最终使得A波恢复正常是最理想的高血压治疗结果。对心室壁或外周血管的顺应性的调节,运动治疗中有氧和抗阻训练是比较有效的方案。

??高血压早期,外周血管阻力即出现上升,随着高血压的发展,外周血管阻力明显增加并出现心输出量下降。甚至在高血压前期患者,也证实外周血管阻力已开始增高。还有研究显示有些高血压只表现为心输出量或心肌收缩力等增高,在用药上以降低心功能为主,如β受体阻滞剂,在利尿剂的使用上主要看前负荷的情况。在外周血管阻力增高型的高血压中,更倾向于选择血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)、血管紧张素受体拮抗剂(ARB)与钙拮抗剂等扩张外周血管、改善血管顺应性的药物。对于难治性高血压患者,在用药数量不变的情况下,血流动力学指导下的抗高血压用药可取得更加满意的控制率。还有一些文献显示,即使在血压控制良好的患者中,仍有近一半存在外周血管阻力的增加,表明这些患者体内的神经内分泌系统仍处于异常激活状态,提示单纯药物控制好血压是不够的,要结合运动治疗、饮食指导、心里调节等个体化康复方案,恢复异常的血流动力学,减少靶器官的损害。另外一些血压异常表现为舒张压增高为主,血流动力学监测多表现为外周血管阻力增高,在药物治疗和有氧运动效果不佳时,建议下肢多肌肉群的抗阻训练,增加外周血管的顺应性会达到更好的舒张压控制。

六、无创动静态心排在心衰中的作用

  无创动静态心排量监测血流动力学是心衰评估中一个有利的武器。因为各型心衰急性发作时皆存在着血流动力学的紊乱,监测心衰患者的血流动力学变化能更客观、更准确地评估患者的心脏功能指标,及时发现心脏功能的异常,给予更准确的评定以指导临床治疗。


??1、预防:早期鉴别高危病人从而优化治疗。适用于所有疑似心功能异常者,如:心衰、高血压、心功能不全、冠心病等
单纯静息评估(1min监测时间)评定基础心功能:心排血量、心肌收缩力、前、后负荷等。


??2、诊断:血流动力学参数用于诊断,明确心衰类型:a收缩性 b舒张性 、评估用药的有效性和安全性。

??收缩性心衰的判定:用高O波提示液体负荷超载,结合每搏量、心输出量等偏低、EDFR增高、结合临床心衰症状判定收缩性心衰等同于心脏超声EF减低。

??舒张性心衰的判定:用高A波提示心房排血速率增强,心室壁舒张功能不良,结合心衰症状、每搏量、心输出量等正常EDFR增高或正常判定舒张性心衰,等同于心脏超声EF正常却有心衰症状。

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??3、管理:血流动力学参数用于容量管理和指导治疗。


??A 容量管理。


??被动抬腿负荷试验即容量负荷试验,在无创动态心排的实时监护下,模拟容量负荷试验,将静脉血从下肢和内脏转移到胸腔,暂时可逆的增加静脉回心血量300-400ml,从而观察增加心脏前负荷后SV 、EDFR、HR等趋势变化来评定心功能。抬腿负荷试验阳性标准是每搏输出量增量>=10%-15%。观察标准:动态心排抬腿后最SV成上升趋势,计算公式为:(最大值减-静息平均值)/静息平均值.EDFR小于67。若阳性提示心功能储备功能可,可耐受补液治疗,可耐受心脏康复I期指导。若阴性提示心功不能承受液体负荷量的增加,此时EDFR也增加。建议利尿,同时结合心功能的指标,考虑是否强心等治疗方案。若静息评估HR偏高,怀疑是血容量不足引起的时。评估中趋势变化示若患者心率明显下降(下降幅度为10%左右),则说明患者存在血容量不足,应给与充分补液。若患者心率未见明显变化,则提示患者心率快可能不是容量不足所致,应积极寻找其他原因。若患者心率明显增加,则说明患者可能存在心功能不良或容量相对过多,应立即给予抬高床头,置于半坐卧位。并采取其他相应处置。


??B、指导血管活性药物(强心,扩血管,减低心肌收缩力等药物)的使用。


??心排血量:SV、CO 、CI、SVI偏低,提示心排血量不足,外周组织器官缺血缺灌注状态、心功能下降,体液不足。可行被动抬腿负荷试验后给予强心或补液。


??心肌收缩力:CTI和EF偏低,心功能低下,给予强心药物。


??前负荷:EDFR或O波偏高,EDFR/5约为PCWP,反应心室早期充盈压,给予利尿药物。


??后负荷:SVRI、SVR偏高,外周循环阻力偏高,给予扩血管药物。


??4、康复:血流动力学参数监护用于I期康复指导


??在动态心排的监护下进行,康复中宜控制在较静息心率增加20次左右,每搏量呈上升趋势,同时患者感觉不大费力(Borg评分<12).如果康复中心率增加大于20次,每搏量呈下降趋势,患者感觉费力,宜减少强度。

七、无创动静态心排在心律失常中的作用

  实时监测恶性心律失常血流动力学状态、辨别心律失常病因。


??急性恶性心律失常出现血流动力学不稳定时,无创静态心排量因无创、快捷、不受操作人员限制而起到快速实时监测每搏量、心输出量,并且评估危险程度和观测药物治疗效果。


??稳定性心律失常,如频发房性早搏、室性早搏、阵发性室上速,可以行动静态心排查找病因,缺乏运动的人往往是气血亏虚、低心排所致,可给予补益气血提高心排量治疗则效果良好。运动中若心排量增加,早搏减少则提示无器质性病变。若运动中心排量下降同时早搏增加并合并心电ST-T改变,则提示存在器质性病变,需要进一步检查。目前无创动静态心排在心律失常中的应用正在临床探索中。

八、无创动静态心排在重症中的作用

  1、基础静息心排量监测心功能状态并实时监测重症患者的血流动力学。


??2、通过抬腿负荷试验管理重症患者的容量状态。


??3、辅助判定休克类型,依据血流动力学状态鉴别心源性休克、神经源性休克、感染性休克和过敏性休克。


??4、指导血管活性药物(强心,扩血管,减低心肌收缩力等药物)的使用并观察治疗效果。


??5、监测重症患者I期康复、联合六分钟步行试验制定重症患者运动处方,动态监测判断运动效果。


??通过6分钟步行试验中的每搏输出量SV趋势变化找到平台期,结合60-80%HR制定合适(即安全又有效)的运动处方,若容量反应性未恢复者,动态心排会指出更加安全有效的运动靶点。

九、无创动静态心排在心脏康复中的作用

  1、无创动态心输出量监测联合六分钟步行试验,评估心脏储备功能及制定步行康复运动处方,多应用于心衰患者I期康复、老年患者、肥胖患者、运动能力低下患者。


??2、动态无创心输出量监测联合运动心肺测试,评估患者心肺功能,心脏冠脉缺血阈及冠脉灌注阈制定运动处方,多应用于冠心病患者、高血压患者、心律失常患者等。

??a.毎搏阈  每搏输出量增加进入平台期,而心率不是最大的点。


??b.心肌缺血阈 每搏输出量SV出现在运动负荷下的持续减低点。

??c.前负荷率增高点  运动中前负荷增高,心室血液淤积点。


??d.判定氧利用度的增加。动静脉氧含量差D(a-v)=VO2/CO


??3、最终实现联合运动心肺试验的无氧阈实现运动处方的安全性好有效性,即:冠脉灌注最好的点,有氧功能的最大点,实现侧支循环的最好建立。


??4、动态无创心输出量监测对早期心脏运动康复全程实时监测及时调整康复方案。康复监护是保证安全性的重要部分,在患者抬腿负荷试验正常前提下,开始运动康复,开始有氧训练,抗阻训练过程中,实时佩戴动态无创心输出量测量系统,密切观察每搏输出量SV的上升趋势变化,若出现下降,要及时预警,减轻康复运动量。EDFR大于67也是减轻运动量的指证。

??无创血流动力学医学研究时代来临之时,无创动静态心排量监测这项技术的实用性及在心血管疾病的连续评估和阶段评定中的价值正在被重视及普及。对于心血管疾病的管理,我们有了连续评估的结果、阶段性对患者整体的评定,应该对患者从心脏康复的角度,通过药物、心理、运动、营养、预防及生活方式、长期随访等多方面、多学科做好分级分期管理。

专家简介

行政职务:

  洛阳市第一中医院心内科主任

学术兼职(部分):

  1.洛阳市第六届学术技术带头人  

  2.洛阳市医学会心血管分会副主委

  3.中国中医药促进会豫西地区心血管预防与康复专家委员会主委

工作历程: 

  在洛阳市第一中医院从事心内科临床和管理工作的20余年中,始终遵循中医治未病的理念,并尝试摸索出中西医结合的基层医院心脏康复临床模式。

       自2010年以来,结合临床、科研和教学的需要,开始聚焦于传统经方和中医外治法在心脏康复中的应用 ;2011年成立豫西地区首家体外反搏中心,迈开了豫西地区特定病种心脏康复实践的第一步;2016年初成立了豫西首家中西医结合心脏预防康复中心,在洛阳市第一中医院院领导班子的支持下,通过医疗资源和系统装备的扩大调整,开始逐步拓宽心脏重症和心脏康复的临床工作范围,并取得了一定的成绩和心得。