胸阻抗法测量心脏指数和射血分数的临床研究
作者：王厚力 于学忠 文武斌 刘秀兰 邵孝鉷
单位：王厚力 于学忠 邵孝鉷(中国医学科学院 中国协和医科大学 北京协和医院急诊科，100730)；文武斌 刘秀兰(进修医师)
关键词：胸阻抗；血流动力监测；心脏指数；射血分数
中国急救医学000404 [摘 要] 目的 评价胸阻抗法测量心脏指数和左心射血分数两项指标的准确性及临床应用价值。方法 65位成人非瓣膜病患者，同时用彩色超声和胸阻抗法测量左心射血分数(EF)值；6位非胸部手术后的危重病患者，在用Swan-Ganz导管测量心脏指数的同时，用胸阻抗法测量心脏指数，每位患者取10对数据。结果 胸阻抗法测量的左心EF值为57.4±5.9%，彩色超声同时测量的EF值为63.5±8.8%，t检验两种方法测量的结果无统计差异(P>0.05)，两种测量方法的结果无相关性(r=0.04)；Swan-Ganz导管与胸阻抗法的对照结果说明，两种测量方法的结果有较好的相关性(1例r=0.693，其余5例r≥0.800)，平均相关性r=0.856。结论 胸阻抗法测量左心射血分数的结果不适合用作临床指标；胸阻抗法可用于连续监测患者的心脏指数。建议这种监测是在胸阻抗不受其它因素明显影响的情况下进行，如：机械通气的条件改变或大量补液等。
, 百拇医药
[中图分类号] R 319；R 318.01 [文献标识码] A
[文章编号] 1002-1949(2000)04-0204-03
Clinical investigation of measurement of cardiac index and ejection fraction index by means of thoracic impendance method
WANG Hou-li, YU Xue-zhong,WEN Wu-bin,et al.
(Department of Emergency Medicine, Peking Union Medical College Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences & Chinese Peking Union Medical College,Beijing 100730,China)
, 百拇医药
[Abstract] Objective To evaluate the accuracy and clinical use of cardiac index and ejection fraction derived from transthoracic electrical bioimpedance (TEB).Methods Sixty-five adult non-valvular disease patients were examined with TEB and color doppler simultaneously,coupled EF values derived from each method were compared;6 non-chest-operation patients were examined with TEB and Swan-Ganz for cardiac index(CI),10 couples of CIs were derived from each patient.Results The left ventricular EF derived from TEB and ultrasonic methods were 57.4±5.9% and 63.5±8.8% respectively,the results were poor related,r=0.04.Cis derived from Swan-Ganz catheters and TEB are closely related r=0.856. Conclusions The bioimpedance method was not suitable for examination of EF,but this method can be used to monitor the cardiac performance continuously and the results can accurately reflect changes of patient's circulations.
, 百拇医药
[Key words] Bioimpedance； Hemodynamics； Cardiac output； Stroke volume
目前在临床普遍采用的血流动力学监测手段是对危重病人行Swan-Ganz导管检查。由于该项检查有导致创伤、感染、出血及费用昂贵等缺点，在基层医院很难开展。胸阻抗法操作简便，尤其适合不宜或不能接受有创检查的病人。近年来，许多国外的学者以胸阻抗法为手段监测患者的血流动力学变化，取得了重要的研究成果。为进一步评价胸阻抗法的准确性和临床应用价值，我们设计了本项研究。
1 材料与方法
选择65例非瓣膜病的成人患者，男性31例，女性34例，平均年龄51.5±15.5岁。全部患者为窦性心律，2例患者在检查的过程中有偶发的房早或室早。患者平卧休息10分钟后，由同一位做专业心脏超声检查的技师完成全部患者的超声心动图检查，测量EF值(EFUS)；同时采用国产的无创血流动力监测系统进行阻抗法的监测，得到阻抗法测量的EF值(EFBio)。在全部研究过程中，心脏彩超技师不了解阻抗法的检查结果。
, 百拇医药
对6位危重病患者进行对照性研究。4位男性，2位女性，平均年龄53.3±12.1岁。全部为非胸部手术后的危重病患者，均接受呼吸机辅助通气治疗。每位患者在Swan-Ganz导管测量血流动力学参数的同时，进行胸阻抗法的测量，各取10组数据。
对所得数据进行统计分析，数据表达为平均值±标准差。把65对EFUS和EFBio数据进行t检验和相关性分析。6位接受Swan-Ganz导管和胸阻抗法检查对照研究的患者，把每位患者的10对数据，进行t检验和相关性分析。
2 结果
胸阻抗法测量的左心EF值57.4±5.9%，彩色超声同时测量的EF值为63.5±8.8%。t检验两种方法测量的结果无统计差异(P>0.05)，两组数据无相关性(r=0.04)。胸阻抗法和彩色超声查的左心EF值结果见图1。
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图1 彩色超声与胸阻抗法测量的左心EF值
6位接受Swan-Ganz导管与胸阻抗法对照研究的心脏指数测量结果见附表。每位患者10对数据配对t检验，结果说明两种方法的测量结果均值无显著差异，而且两种方法测量的心脏指数有较好的相关性(1例r=0.693，其余5例r≥0.800)。平均相关性r=0.856。Swan-Ganz导管和胸阻抗法监测的心脏指数结果见图2。
附表 Swan-Ganz导管与胸阻抗法同时监测的心脏指数数据与分析结果 病例
Swan-Ganz导管
胸阻抗法
P值
相关性
1
, 百拇医药
4.588±1.272
4.107±1.054
>0.05
0.926
2
3.416±1.041
3.84±0.848
>0.05
0.845
3
4.345±0.965
4.588±1.272
, 百拇医药
>0.05
0.933
4
3.823±1.170
2.776±0.681
>0.05
0.800
5
3.35±1.064
3.252±0.839
>0.05
0.941
, 百拇医药
6
3.639±1.047
2.625±0.638
>0.05
0.693
图2 热稀释法与胸阻抗法测量的心脏指数
3 讨论
本研究的结果说明胸阻抗法测量EF值与心脏彩超法测量的EF值无相关性。在以前的文献报道中，Paul E Marik等[1]把心室造影技术得到的EF值与胸阻抗法的结果进行对比，结论也是说明两种测量方法的结果无相关性。我们采用与彩色超声对照的原因有：与心室造影相比，彩色超声具有操作简便，可在短期内连续重复测量；虽然心脏超声检查不能作为测量心室射血分数的金标准，但其性能稳定，结果准确可靠，该方法提供的左心射血分数是临床医师评价患者心脏功能的重要依据。而且在本研究中，由同一位有经验的技师操作，其结果是有临床价值和可靠的。
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Bowling等[2]把胸阻抗法测量的EF值与放射性核素心室造影进行对比，结果显示胸阻抗法的结果不适合用作临床资料。我们的研究结果也支持这一观点。
氧输送、氧摄取等参数对危重病患者的治疗及预后判断有重要意义。因此，临床工作中常监测患者的心脏指数。Shoemaker等[3]分析了842对热稀释法与阻抗法同时测量的CO结果，其相关性为0.86。但Clancy、Sageman等[4，5]的研究结果并不支持两者有相关性。我们进行的对照研究说明，Swan-Ganz导管与胸阻抗法测量心脏指数有较好的相关性，平均r=0.856。分析影响结果的原因，我们认为可能存在以下因素。
进行Swan-Ganz导管与胸阻抗法对照研究时，许多作者选择了外科术后或危重病患者，这类患者通常接受呼吸机辅助通气。正压通气改变了正常的呼吸生理，肺功能残气量(FRC)、呼吸比(I：E)等因呼吸机设定条件的不同而有差异，可能会影响胸部阻抗的测量。正压通气对循环系统的影响包括静脉回流减少、肺循环阻力增加、心脏舒张受限及左、右心相互作用等，心功能受到影响，Swan-Ganz导管可测量出心脏指数的变化。由于两种检测方法的原理不同，正压通气对其检测值的影响不可能是平行的，这可能是影响相关性的原因之一。
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在以前的研究中，我们注意到正压通气对胸阻抗法测量心脏指数结果的影响，因此在本研究的过程中，我们避免了在检测阶段对呼吸机工作参数作较大的调整，包括呼吸模式、呼吸比、呼气末正压(PEEP)等，因此减少了胸部阻抗受正压通气条件变化的影响。
外科术后和危重病患者常接受大量输液治疗，补液的成分和量也可能对检测的结果产生影响。胸部体液量的多少直接影响阻抗法的检测结果，此时Swan-Ganz导管检查能直接准确测量心脏指数。在本项研究的过程中，全部患者为非开胸手术的患者，术后生命体征相对平衡，无失血性休克、感染性休克发生，手术后接受常规补液治疗。这就避免了在研究过程中因大量补液导致的阻抗法测量结果受到较大影响的情况。
胸阻抗法测量心脏指数的优点是操作方便，个体检查时可重复性好、相关性高。因此许多国外的学者把该方法用于妊娠妇女孕期血流动力学的监测[6，7]，外科患者麻醉及术中血流动力学监测[8，9]，运动过程中血流动力学的监测[10]，了解药物对循环系统的影响等[11]，都取得了明显的进展。这可能是由于在上述研究中避免了明显影响阻抗法结果的因素。在对危重病患者的监测中，胸阻抗法可以较早地取得有临床价值的数据。结合其它无创的监测手段，如经皮血氧饱和度仪等，可以了解患者的重要循环参数，对指导治疗和判断预后都有意义[3]。
, 百拇医药
[参考文献]
[1]Marik PE,Pendelton JE,Smith R.A comparison of hemodynamic parameters derived from transthoracic electrical bioimpedance with those parameters obtained by thermodilution and ventricular angilgraphy[J].Crit Care Med,1997,25(9):1545-1550.
[2]Bowling LS,Sageman WS,O Connor SM,et al.Lack of agreement between measurement of ejection fraction by impedance cardiography versus radionuclide ventruculography[J].Crit Care Med,1993,21:1523-1527.
, 百拇医药
[3]Shoemaker WC,Belzberg H,Wo CJ,et al.Multicenter study of noninvasive monitoring system as alternatives invasive monitoring of acutely ill emergency patients[J].Chest,1998,114(6):1643-1652.
[4]Clancy TV,Norman K,Roynolds R,et al.Cardiac output measurement in critical care patients:Thoracic electrical bioimpedance versus thermodilution[J].J Trauma,1991,31:1116-1121.
[5]Sageman WS,Amundson DE.Thoracic electrical bioimpedance measurement of cardiac output in post aorta-coronary bypass patient[J].Crit Care Med,1993,21:1139-1142.
, 百拇医药
[6]Park GE,Hauch MA,Curlin F,et al.The effects of varying volumes of crystalloid administration before cesarean delivery on maternal hemodynamics and colloid osmotic pressure[J].Anesth-Analg,1996,83(2):299-303.
[7]Van-Oppen AC,Van-der-Tweel-I,Alsbach GP,et al.A longitudinal study of maternal hemodynamics during normal pregnancy[J].Obstet-Gynecol,1996,88(1):40-46.
[8]Sear JW,Jewkes C,Wanigasekera V.Hemodynamic effects during induction, laryngoscopy,and intubation with eltanolone (5 beta-pregnanolone) or propofol.A study in ASA Ⅰ and Ⅱ patients[J].J Clin Anesth,1995,7(2):126-131.
, 百拇医药
[9]Critchley LA,Stuart JC,Conway F,et al.Hypotension during subarachnoid anaesthesia:haemodynamic effects of ephedrine[J].Br J Anaesth,1995,74(4):73-78.
[10]Kilgour RD,Mansi JA,Williams PA.Cardiodynamic respinses during seated and supine recovery from supramaximal exercise[J].Can J Appl Physiol,1995,20(1):52-64.
[11]Sundberg S,Lilleberg J,Nieminen MS,et al.Hemodynamic and neurohumoral effects of levosimendan,a new calcium sensitizer,at rest and during exercise in healthy men[J].Am J Cardiol,1995,75(15):1061-1066.
[收稿：1999-04-29，修回：1999-09-20], http://www.100md.com
单位：王厚力 于学忠 邵孝鉷(中国医学科学院 中国协和医科大学 北京协和医院急诊科，100730)；文武斌 刘秀兰(进修医师)
关键词：胸阻抗；血流动力监测；心脏指数；射血分数
中国急救医学000404 [摘 要] 目的 评价胸阻抗法测量心脏指数和左心射血分数两项指标的准确性及临床应用价值。方法 65位成人非瓣膜病患者，同时用彩色超声和胸阻抗法测量左心射血分数(EF)值；6位非胸部手术后的危重病患者，在用Swan-Ganz导管测量心脏指数的同时，用胸阻抗法测量心脏指数，每位患者取10对数据。结果 胸阻抗法测量的左心EF值为57.4±5.9%，彩色超声同时测量的EF值为63.5±8.8%，t检验两种方法测量的结果无统计差异(P>0.05)，两种测量方法的结果无相关性(r=0.04)；Swan-Ganz导管与胸阻抗法的对照结果说明，两种测量方法的结果有较好的相关性(1例r=0.693，其余5例r≥0.800)，平均相关性r=0.856。结论 胸阻抗法测量左心射血分数的结果不适合用作临床指标；胸阻抗法可用于连续监测患者的心脏指数。建议这种监测是在胸阻抗不受其它因素明显影响的情况下进行，如：机械通气的条件改变或大量补液等。
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[中图分类号] R 319；R 318.01 [文献标识码] A
[文章编号] 1002-1949(2000)04-0204-03
Clinical investigation of measurement of cardiac index and ejection fraction index by means of thoracic impendance method
WANG Hou-li, YU Xue-zhong,WEN Wu-bin,et al.
(Department of Emergency Medicine, Peking Union Medical College Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences & Chinese Peking Union Medical College,Beijing 100730,China)
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[Abstract] Objective To evaluate the accuracy and clinical use of cardiac index and ejection fraction derived from transthoracic electrical bioimpedance (TEB).Methods Sixty-five adult non-valvular disease patients were examined with TEB and color doppler simultaneously,coupled EF values derived from each method were compared;6 non-chest-operation patients were examined with TEB and Swan-Ganz for cardiac index(CI),10 couples of CIs were derived from each patient.Results The left ventricular EF derived from TEB and ultrasonic methods were 57.4±5.9% and 63.5±8.8% respectively,the results were poor related,r=0.04.Cis derived from Swan-Ganz catheters and TEB are closely related r=0.856. Conclusions The bioimpedance method was not suitable for examination of EF,but this method can be used to monitor the cardiac performance continuously and the results can accurately reflect changes of patient's circulations.
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[Key words] Bioimpedance； Hemodynamics； Cardiac output； Stroke volume
目前在临床普遍采用的血流动力学监测手段是对危重病人行Swan-Ganz导管检查。由于该项检查有导致创伤、感染、出血及费用昂贵等缺点，在基层医院很难开展。胸阻抗法操作简便，尤其适合不宜或不能接受有创检查的病人。近年来，许多国外的学者以胸阻抗法为手段监测患者的血流动力学变化，取得了重要的研究成果。为进一步评价胸阻抗法的准确性和临床应用价值，我们设计了本项研究。
1 材料与方法
选择65例非瓣膜病的成人患者，男性31例，女性34例，平均年龄51.5±15.5岁。全部患者为窦性心律，2例患者在检查的过程中有偶发的房早或室早。患者平卧休息10分钟后，由同一位做专业心脏超声检查的技师完成全部患者的超声心动图检查，测量EF值(EFUS)；同时采用国产的无创血流动力监测系统进行阻抗法的监测，得到阻抗法测量的EF值(EFBio)。在全部研究过程中，心脏彩超技师不了解阻抗法的检查结果。
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对6位危重病患者进行对照性研究。4位男性，2位女性，平均年龄53.3±12.1岁。全部为非胸部手术后的危重病患者，均接受呼吸机辅助通气治疗。每位患者在Swan-Ganz导管测量血流动力学参数的同时，进行胸阻抗法的测量，各取10组数据。
对所得数据进行统计分析，数据表达为平均值±标准差。把65对EFUS和EFBio数据进行t检验和相关性分析。6位接受Swan-Ganz导管和胸阻抗法检查对照研究的患者，把每位患者的10对数据，进行t检验和相关性分析。
2 结果
胸阻抗法测量的左心EF值57.4±5.9%，彩色超声同时测量的EF值为63.5±8.8%。t检验两种方法测量的结果无统计差异(P>0.05)，两组数据无相关性(r=0.04)。胸阻抗法和彩色超声查的左心EF值结果见图1。
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图1 彩色超声与胸阻抗法测量的左心EF值
6位接受Swan-Ganz导管与胸阻抗法对照研究的心脏指数测量结果见附表。每位患者10对数据配对t检验，结果说明两种方法的测量结果均值无显著差异，而且两种方法测量的心脏指数有较好的相关性(1例r=0.693，其余5例r≥0.800)。平均相关性r=0.856。Swan-Ganz导管和胸阻抗法监测的心脏指数结果见图2。
附表 Swan-Ganz导管与胸阻抗法同时监测的心脏指数数据与分析结果 病例
Swan-Ganz导管
胸阻抗法
P值
相关性
1
, 百拇医药
4.588±1.272
4.107±1.054
>0.05
0.926
2
3.416±1.041
3.84±0.848
>0.05
0.845
3
4.345±0.965
4.588±1.272
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>0.05
0.933
4
3.823±1.170
2.776±0.681
>0.05
0.800
5
3.35±1.064
3.252±0.839
>0.05
0.941
, 百拇医药
6
3.639±1.047
2.625±0.638
>0.05
0.693
图2 热稀释法与胸阻抗法测量的心脏指数
3 讨论
本研究的结果说明胸阻抗法测量EF值与心脏彩超法测量的EF值无相关性。在以前的文献报道中，Paul E Marik等[1]把心室造影技术得到的EF值与胸阻抗法的结果进行对比，结论也是说明两种测量方法的结果无相关性。我们采用与彩色超声对照的原因有：与心室造影相比，彩色超声具有操作简便，可在短期内连续重复测量；虽然心脏超声检查不能作为测量心室射血分数的金标准，但其性能稳定，结果准确可靠，该方法提供的左心射血分数是临床医师评价患者心脏功能的重要依据。而且在本研究中，由同一位有经验的技师操作，其结果是有临床价值和可靠的。
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Bowling等[2]把胸阻抗法测量的EF值与放射性核素心室造影进行对比，结果显示胸阻抗法的结果不适合用作临床资料。我们的研究结果也支持这一观点。
氧输送、氧摄取等参数对危重病患者的治疗及预后判断有重要意义。因此，临床工作中常监测患者的心脏指数。Shoemaker等[3]分析了842对热稀释法与阻抗法同时测量的CO结果，其相关性为0.86。但Clancy、Sageman等[4，5]的研究结果并不支持两者有相关性。我们进行的对照研究说明，Swan-Ganz导管与胸阻抗法测量心脏指数有较好的相关性，平均r=0.856。分析影响结果的原因，我们认为可能存在以下因素。
进行Swan-Ganz导管与胸阻抗法对照研究时，许多作者选择了外科术后或危重病患者，这类患者通常接受呼吸机辅助通气。正压通气改变了正常的呼吸生理，肺功能残气量(FRC)、呼吸比(I：E)等因呼吸机设定条件的不同而有差异，可能会影响胸部阻抗的测量。正压通气对循环系统的影响包括静脉回流减少、肺循环阻力增加、心脏舒张受限及左、右心相互作用等，心功能受到影响，Swan-Ganz导管可测量出心脏指数的变化。由于两种检测方法的原理不同，正压通气对其检测值的影响不可能是平行的，这可能是影响相关性的原因之一。
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在以前的研究中，我们注意到正压通气对胸阻抗法测量心脏指数结果的影响，因此在本研究的过程中，我们避免了在检测阶段对呼吸机工作参数作较大的调整，包括呼吸模式、呼吸比、呼气末正压(PEEP)等，因此减少了胸部阻抗受正压通气条件变化的影响。
外科术后和危重病患者常接受大量输液治疗，补液的成分和量也可能对检测的结果产生影响。胸部体液量的多少直接影响阻抗法的检测结果，此时Swan-Ganz导管检查能直接准确测量心脏指数。在本项研究的过程中，全部患者为非开胸手术的患者，术后生命体征相对平衡，无失血性休克、感染性休克发生，手术后接受常规补液治疗。这就避免了在研究过程中因大量补液导致的阻抗法测量结果受到较大影响的情况。
胸阻抗法测量心脏指数的优点是操作方便，个体检查时可重复性好、相关性高。因此许多国外的学者把该方法用于妊娠妇女孕期血流动力学的监测[6，7]，外科患者麻醉及术中血流动力学监测[8，9]，运动过程中血流动力学的监测[10]，了解药物对循环系统的影响等[11]，都取得了明显的进展。这可能是由于在上述研究中避免了明显影响阻抗法结果的因素。在对危重病患者的监测中，胸阻抗法可以较早地取得有临床价值的数据。结合其它无创的监测手段，如经皮血氧饱和度仪等，可以了解患者的重要循环参数，对指导治疗和判断预后都有意义[3]。
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[参考文献]
[1]Marik PE,Pendelton JE,Smith R.A comparison of hemodynamic parameters derived from transthoracic electrical bioimpedance with those parameters obtained by thermodilution and ventricular angilgraphy[J].Crit Care Med,1997,25(9):1545-1550.
[2]Bowling LS,Sageman WS,O Connor SM,et al.Lack of agreement between measurement of ejection fraction by impedance cardiography versus radionuclide ventruculography[J].Crit Care Med,1993,21:1523-1527.
, 百拇医药
[3]Shoemaker WC,Belzberg H,Wo CJ,et al.Multicenter study of noninvasive monitoring system as alternatives invasive monitoring of acutely ill emergency patients[J].Chest,1998,114(6):1643-1652.
[4]Clancy TV,Norman K,Roynolds R,et al.Cardiac output measurement in critical care patients:Thoracic electrical bioimpedance versus thermodilution[J].J Trauma,1991,31:1116-1121.
[5]Sageman WS,Amundson DE.Thoracic electrical bioimpedance measurement of cardiac output in post aorta-coronary bypass patient[J].Crit Care Med,1993,21:1139-1142.
, 百拇医药
[6]Park GE,Hauch MA,Curlin F,et al.The effects of varying volumes of crystalloid administration before cesarean delivery on maternal hemodynamics and colloid osmotic pressure[J].Anesth-Analg,1996,83(2):299-303.
[7]Van-Oppen AC,Van-der-Tweel-I,Alsbach GP,et al.A longitudinal study of maternal hemodynamics during normal pregnancy[J].Obstet-Gynecol,1996,88(1):40-46.
[8]Sear JW,Jewkes C,Wanigasekera V.Hemodynamic effects during induction, laryngoscopy,and intubation with eltanolone (5 beta-pregnanolone) or propofol.A study in ASA Ⅰ and Ⅱ patients[J].J Clin Anesth,1995,7(2):126-131.
, 百拇医药
[9]Critchley LA,Stuart JC,Conway F,et al.Hypotension during subarachnoid anaesthesia:haemodynamic effects of ephedrine[J].Br J Anaesth,1995,74(4):73-78.
[10]Kilgour RD,Mansi JA,Williams PA.Cardiodynamic respinses during seated and supine recovery from supramaximal exercise[J].Can J Appl Physiol,1995,20(1):52-64.
[11]Sundberg S,Lilleberg J,Nieminen MS,et al.Hemodynamic and neurohumoral effects of levosimendan,a new calcium sensitizer,at rest and during exercise in healthy men[J].Am J Cardiol,1995,75(15):1061-1066.
[收稿：1999-04-29，修回：1999-09-20], http://www.100md.com