超聲心輸出量監(jiān)測儀在新生兒中的應(yīng)用與研究進(jìn)展

肖 雪 綜述，蘆 起 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院新生兒診療中心/國家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/兒童發(fā)育重大疾病國家國際科技合作基地/兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400014)

超聲心輸出量監(jiān)測儀(USCOM)是目前運(yùn)用日益廣泛的無創(chuàng)心輸出量(CO)監(jiān)測儀之一，具有無創(chuàng)、便捷、操作簡易、連續(xù)監(jiān)測、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。臨床上最早應(yīng)用于急救醫(yī)學(xué)中心，能可靠地評估急診患者的CO[1]，在急診醫(yī)學(xué)及重癥監(jiān)護(hù)室中具有重要應(yīng)用價(jià)值。USCOM不僅與肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法具有很好的相關(guān)性，還與作為評估其他新的無創(chuàng)CO監(jiān)測技術(shù)標(biāo)尺的多普勒超聲心動圖(ECHO)在CO監(jiān)測上具有很好的一致性[2]，在新生兒中的應(yīng)用也越來越廣泛。本文就USCOM監(jiān)測技術(shù)在新生兒中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 USCOM的應(yīng)用原理

USCOM 根據(jù)多普勒連續(xù)波原理，使用超聲探頭連續(xù)地接收波束里每一個(gè)紅細(xì)胞的反射，采集紅細(xì)胞在給定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行距離、血流方向、收縮期射血和舒張期時(shí)間、心率，利用管體中流體體積計(jì)算方法得出通過升主動脈和肺動脈血流量，從而獲取左、右CO。根據(jù)待測者的身高、體重，利用已經(jīng)通過驗(yàn)證的內(nèi)部公式[3]，計(jì)算出各血流動力學(xué)參數(shù)，從而定量化評估心功能。鑒于其應(yīng)用原理，USCOM監(jiān)測的準(zhǔn)確性受多普勒角度的影響，測量時(shí)多普勒波束應(yīng)盡量保持和血流方向一致。除此之外，空氣、骨骼及脂肪組織對多普勒波束也會有一定影響。

1.1USCOM常用參數(shù)及應(yīng)用 USCOM常用參數(shù)包括每搏心輸出量(SV)、心輸出量(CO)、心臟指數(shù)(CI)、肌力指數(shù)(INO)、勢動能比(PKR)、外周血管阻力(SVR)、外周血管阻力指數(shù)(SVRI)、每分鐘距離(MD)、每搏量變異度(SVV)、流動時(shí)間(FT)、校正流動時(shí)間(FTc)等。其中INO直接反映心肌功能，CO可指導(dǎo)容量負(fù)荷和兒茶酚胺類藥物的治療，通過動態(tài)監(jiān)測用藥前后CO變化了解機(jī)體反應(yīng)的敏感性及藥物療效。MD可以評估血液通過外周循環(huán)的容易程度及外周循環(huán)的通暢程度，同時(shí)受血液黏滯度的影響。SVV和FTc可預(yù)測液體治療的反應(yīng)性，用于指導(dǎo)個(gè)體補(bǔ)液及血管活性藥物的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)心排出量和組織器官氧供的最優(yōu)化[4]，且FTc比B型利尿鈉肽或中心靜脈壓具有更好的預(yù)測價(jià)值[5]。KALAFAT等[6]發(fā)現(xiàn)SV、SVR和SVRI可顯著提高產(chǎn)婦手術(shù)分娩風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的準(zhǔn)確性，母體和胎兒的血流動力學(xué)參數(shù)可能是胎兒窘迫的有力預(yù)測指標(biāo)[7]。此外，產(chǎn)婦血流動力學(xué)指標(biāo)(CO、SV、SVR)有助于區(qū)別胎兒生長受限和小于胎齡兒[8]。但是，目前新生兒時(shí)期大多數(shù)基礎(chǔ)生理血流動力學(xué)指標(biāo)，包括胎齡及日齡相關(guān)的正常血壓范圍都未建立正常參考值。

1.2位置選擇 左、右CO的監(jiān)測是通過計(jì)算流經(jīng)主動脈瓣和肺動脈瓣的血流量實(shí)現(xiàn)的。監(jiān)測左CO需在胸骨上窩或鎖骨上窩處將超聲探頭方向?qū)?zhǔn)主動脈瓣、微調(diào)探頭，選擇當(dāng)顯示器上信號最強(qiáng)和速度最高的位置以獲得最準(zhǔn)確的結(jié)果。右CO監(jiān)測則在胸骨左側(cè)第2～5肋間隙將超聲探頭指向頭部對準(zhǔn)肺動脈，使探頭線與肋骨走向保持平行，選擇最響和最強(qiáng)的信號音以獲得最準(zhǔn)確的多普勒血流頻譜。有研究者提出被檢者身體向左傾斜約20°時(shí)可減少肺對信號采集的干擾，以獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果[3]。正常情況下，左CO等于右CO，當(dāng)主動脈瓣或肺動脈瓣發(fā)生病變時(shí)，建議選擇沒有病變的主動脈瓣或肺動脈瓣進(jìn)行監(jiān)測。

2 USCOM在新生兒中的應(yīng)用

新生兒從胎兒循環(huán)過渡到成人循環(huán)伴隨著復(fù)雜的血流動力學(xué)變化，特別是合并危重癥的新生兒，其血流動力學(xué)狀態(tài)不穩(wěn)定，不易制訂安全有效的治療方案，因此對新生兒血流動力學(xué)變化的監(jiān)測尤其重要。國內(nèi)有研究者采用USCOM技術(shù)分別對50例正常足月新生兒和30例早產(chǎn)兒[胎齡(33.2±1.6)周]的血流動力學(xué)變化進(jìn)行監(jiān)測，指出新生兒的CO隨體重、胎齡的增加而升高[8]，并提供了早產(chǎn)兒[胎齡(33.2±1.6)周]CO、CI、SV的95%的可信區(qū)間供臨床參考。DONI等[9]研究了足月新生兒出生后48 h的血流動力學(xué)參數(shù)，得出上述相似的結(jié)論，并建議將USCOM用于新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房的床旁快速評估。雖然前期以USCOM對新生兒包括危重新生兒CO監(jiān)測的準(zhǔn)確性研究為主，但是近幾年對新生兒疾病監(jiān)測及評估的研究的報(bào)道越來越多，尤其如血流動力學(xué)顯著的動脈導(dǎo)管未閉、新生兒休克、重度窒息、缺氧缺血性腦病等血流動力學(xué)不穩(wěn)定的重癥患兒。

2.1USCOM與動脈導(dǎo)管未閉(hsPDA) hsPDA是影響早產(chǎn)兒死亡率和致病率的重要因素之一，早產(chǎn)兒合并hsPDA，尤其合并有表現(xiàn)為具有血流動力學(xué)意義的hsPDA時(shí)，容易出現(xiàn)心臟血流動力學(xué)變化，關(guān)于早產(chǎn)兒hsPDA是否治療及何時(shí)治療顯得尤其重要。國內(nèi)外有研究者發(fā)現(xiàn)，合并hsPDA的早產(chǎn)兒較未合并hsPDA的早產(chǎn)兒左CO明顯增加，提出左CO可作為早產(chǎn)兒hsPDA早期預(yù)測指標(biāo)。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，主動脈及肺動脈CI、MD對臨床需處理hsPDA有較好的診斷價(jià)值[10-11]。當(dāng)主動脈CI≥2.95 L/(min·m2)、MD≥21.50 m/min 時(shí)，提示早產(chǎn)兒存在臨床需處理的hsPDA；若同時(shí)肺動脈CI≥4.55 L/(min·m2)、MD≥26.50 m/min，則需及時(shí)采取關(guān)閉動脈導(dǎo)管的治療措施。利用USCOM可實(shí)現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)并指導(dǎo)hsPDA的治療，減少如肺出血、壞死性小腸結(jié)腸炎、心功能衰竭等并發(fā)癥的發(fā)生，提高早產(chǎn)兒的生存質(zhì)量。

2.2USCOM與新生兒感染性休克 感染性休克是新生兒死亡的重要原因之一，其在起病時(shí)即可表現(xiàn)為心血管功能不全，需要及時(shí)有效的液體復(fù)蘇或血管活性藥物治療。近年來，HONG等[12]在56例感染性休克新生兒的臨床研究中發(fā)現(xiàn)，感染性休克早期的患兒表現(xiàn)為CO明顯降低的低容量狀態(tài)；經(jīng)補(bǔ)充血容量及血管活性藥物治療后呈現(xiàn)出高動力的循環(huán)狀態(tài)，外周血管阻力下降，CO及CI較治療前顯著升高。USCOM監(jiān)測可快速獲得休克患兒心臟功能及整體循環(huán)狀態(tài)的指標(biāo)[13]，可實(shí)現(xiàn)床旁無創(chuàng)血流動力學(xué)監(jiān)測，以明確休克的血流動力學(xué)狀態(tài),指導(dǎo)合理使用血管活性藥物,提高感染性休克患兒的治療成功率。

2.3USCOM與新生兒窒息 通過USCOM對心率、CI變化的監(jiān)測有助于窒息新生兒的管理。大約有10%的新生兒在出生時(shí)需要復(fù)蘇，準(zhǔn)確的心率評估有助于指導(dǎo)復(fù)蘇，以降低新生兒窒息發(fā)病率和病死率。已有研究者在豬仔新生兒窒息模型中得出USCOM可準(zhǔn)確評估窒息時(shí)的心率[14]。既往多中心、前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，新生兒窒息會導(dǎo)致CO的重新分配，導(dǎo)致其心功能綜合指數(shù)明顯降低，建議加強(qiáng)窒息新生兒心肺復(fù)蘇，及早增加冠狀動脈和全身血流灌注[15]。此外，SERGEEVA等[16]發(fā)現(xiàn)，新生兒缺氧缺血性腦病的患兒CI下降、SVRI升高，缺氧缺血可誘發(fā)低動力心血管疾病，需及時(shí)監(jiān)測和糾正；利用USCOM及早發(fā)現(xiàn)CI、SVRI變化，并進(jìn)行有針對性的治療，防止進(jìn)一步加重大腦的低灌注損傷。

2.4USCOM與血流動力學(xué)的最優(yōu)化 USCOM可以作為評估CO和液體反應(yīng)性的重要血流動力學(xué)工具[17]，通過USCOM監(jiān)測可實(shí)現(xiàn)新生兒液體管理，包括灌注評估、液體治療及液體治療反應(yīng)性評估，達(dá)到血流動力學(xué)的最優(yōu)化。O′BRIEN等[18]提出，新生兒需要進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)的CO監(jiān)測，避免過度液體治療，減少因細(xì)胞外液量增加導(dǎo)致的不良預(yù)后，特別是膿毒癥或術(shù)中的新生兒。國內(nèi)外學(xué)者利用USCOM進(jìn)行容量反應(yīng)性評估發(fā)現(xiàn)SVV和FTc可預(yù)測新生兒膿毒癥休克液體治療的反應(yīng)性[5-6，19]。此外，在2018年第九屆世界兒科重癥監(jiān)護(hù)學(xué)會聯(lián)合會上有研究者指出，當(dāng)被動抬腿后CI%升高超過10%就可以潛在地預(yù)測體液反應(yīng)性，且特異性良好。血流動力學(xué)參數(shù)是評估液體復(fù)蘇效果及調(diào)整液體復(fù)蘇方案的重要依據(jù)，早期液體復(fù)蘇是感染性休克重要的抗休克治療措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)感染性休克，建立先進(jìn)的監(jiān)測機(jī)制，實(shí)施適當(dāng)?shù)目股睾脱鲃恿W(xué)策略，有助于早期目標(biāo)導(dǎo)向的感染性休克治療，以改善微循環(huán)及臟器灌注，減輕全身性炎癥反應(yīng)，顯著改善預(yù)后。早產(chǎn)兒腦室周圍-腦室內(nèi)出血(PV-IVH)是早產(chǎn)兒常見的顱內(nèi)病變，其腦低灌注缺血后的再灌注是PV-IVH血流動力學(xué)基礎(chǔ)，全身血壓成為腦血流量和顱內(nèi)灌注壓的主要決定因素[20]，對早產(chǎn)兒血流動力學(xué)的監(jiān)測與管理可能將有助于降低因全身血壓變化相關(guān)的PV-IVH的發(fā)生率。

3 USCOM的局限性

雖然，USCOM 在監(jiān)測新生兒CO及血流動力學(xué)變化中具有快速、易操作、便攜、可床旁動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)[21]。USCOM和肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法(“金標(biāo)準(zhǔn)”)具有很好的相關(guān)性，前者可信區(qū)間更窄，對血流動力學(xué)變化的監(jiān)測敏感性更高，可避免肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法操作中由心導(dǎo)管置入所產(chǎn)生的并發(fā)癥[22]。目前USCOM各參數(shù)在國內(nèi)外已有針對正常足月兒的參考值[23]。但是，近年來，有關(guān)USCOM與傳統(tǒng)超聲(ECHO)一致性的研究發(fā)現(xiàn)，USCOM測量的CO值存在測值高估的現(xiàn)象，不足以推薦USCOM作為CO的一種測量方法[24-25]。這和前期USCOM與肺動脈導(dǎo)管熱稀釋法對CO監(jiān)測具有良好一致性[2，22-23]是存在爭議的，需大樣本、多中心的研究進(jìn)一步證實(shí)。但值得一提的是，即使是電子心力測量法在CO監(jiān)測上也有測值高估的現(xiàn)象[26]。

綜上所述，USCOM是一種連續(xù)、非侵入性CO測量方法，在新生兒中具有很高的可重復(fù)性，適用于新生兒血流動力學(xué)的縱向評估，有助于提高血流動力學(xué)不穩(wěn)定的危重患兒的治療成功率，建議將USCOM用于新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房的床旁快速評估。雖然目前應(yīng)用廣泛的無創(chuàng)CO監(jiān)測法和傳統(tǒng)超聲相比普遍存在測值高估的現(xiàn)象，但USCOM的敏感性較高，仍值得推廣。迄今為止，USCOM只有針對正常足月新生兒的參考值，其絕對值與新生兒的胎齡、體重有關(guān)，若能制定各個(gè)胎齡、體重對應(yīng)的參考值，將有助于實(shí)現(xiàn)早產(chǎn)兒及足月兒(如hsPDA、新生兒感染性休克等疾病)血流動力學(xué)的最優(yōu)化管理。此外，USCOM監(jiān)測的CO、CI、INO、SVV、FTc等參數(shù)在臨床診治中具有重要意義[4-6]，其在新生兒中的應(yīng)用值得進(jìn)一步深入研究和證實(shí)。