每搏連續無創血壓監測系統的研究進展

陳美琪，林風輝，薛貽敏（通信作者）

福建醫科大學省立臨床醫學院·福建省立醫院重癥醫學四科 （福建福州 350001）

容量及容量反應性評估是液體管理的核心。無論是在手術室、ICU、急診室還是普通病房，液體治療都是臨床醫師每天面臨的最具挑戰和最重要的任務。臨床上可通過血流動力學監測充分了解患者的循環容量狀態和心功能情況，尤其是高風險的手術和危重患者。目前，血流動力學監測方法分為有創監測和無創監測。侵入性持續監測系統，如肺動脈漂浮導管（即Swan-Ganz 導管）和脈搏指示連續心排量監測技術（pulse-indicated continuous cardiac output，PiCCO），具有準確性高、瞬時檢測指標變化及血液采樣方便等優點，但導管置入費時，且存在創傷、出血、血栓形成或感染等風險，故臨床應用受到一定的限制。近年來，血流動力學監測手段逐步向無創、實時、長時監測的方向發展，由奧地利CNSystems 醫療股份有限公司制造的每搏連續無創血壓監測系統（continuous non-invasive arterial pressure monitor system，CNAP）是非侵入性動脈波輪廓分析技術的代表，具有連續、無創、實時、準確等優點，且操作簡單。目前，CNAP 已廣泛應用于各臨床科室。本研究針對CNAP 的工作原理、與其他監測系統的比較及在臨床科室的應用情況進行綜述。

1 CNAP 的工作原理

CNAP是基于動脈容積鉗制法[1]的原理，將合適尺寸的袖帶傳感器放置在患者的中指和示指上，用肱動脈袖帶壓校準，通過指套紅外傳感器采集心臟每次搏動的血容量信號后（圖1），使用特定的運算法則即消除血管收縮偽差和糾正基線漂移（Vasomotoric Elimination and Reconstructed Identification of the Initial set-point，VERIFI），從而獲得與主動脈一致的每搏、即時、連續無創動脈血壓數據，將測得的每搏收縮壓（systolic blood pressure，SBP）、舒張壓（diastolic blood pressure，DBP）、平均動脈壓（mean blood pressure，MAP）和脈搏匯成動脈血壓波形和脈搏趨勢圖，實現連續無創血壓、連續無創心排量（cardiac output，CO）、連續無創脈壓變異/每搏量變異（pulse pressure variation/stroke volume variation，PPV/SVV）及外周血管阻力（systemic vascular resistance，SVR）“三合一”監測體系（圖2）[2]。

2 CNAP 與其他血流動力學監測系統的比較

2.1 與有創血壓監測系統的比較

有創血壓監測系統通過壓力檢測儀直接測量血壓，不僅可準確、動態、連續地顯示血壓變化，還可以隨時采集動脈血進行血氣分析，對于評估患者病情具有重要意義，但其臨床操作過程需注意避免血栓形成、感染、假性動脈瘤、血腫等并發癥[3]。CNAP 是一種可靠、無創、持續血流動力學監測系統，已被證實能夠獲取與有創動脈導管系統相媲美的實時動脈血壓[4]。在圍手術期，應用CNAP 監測患者的血流動力學變化可以節約成本并避免給患者造成進一步的損傷。

2.2 與PiCCO 的比較

PiCCO 是一種新型微創血流動力學監測系統，通過經肺熱稀釋法結合動脈脈搏輪廓分析技術，從而獲取CO、PPV/SVV、SVR、胸內血容量（intrathoracic blood volume，ITBV）、全心舒張末期容積（global end-dilution volume，GEDV）及血管外肺水（extra vascular lung water，EVLW）等信息。PiCCO雖為微創操作，但仍可能導致動脈栓塞、假性動脈瘤、局部感染和血腫形成，且監測費用相對高昂[5]。CNAP 則無以上相關損傷，部分手指灌注不良的患者在使用CNAP 過程中可能出現手指淤青的情況，暫停監測或縮短雙手指套切換時間即可有效避免。另外，PiCCO 需校正零點，且其監測結果受患者呼吸方式、體位、導管放置位置的影響[6]。而CNAP 則不受上述條件限制。但需要指出的是，PiCCO 可監測ITBV、GEDV 及EVLW，CNAP 則不能，且對于嚴重休克或者上肢動脈硬化的患者，CNAP 的準確性也可能受到影響，需參考滲透指數（penetration index，PI）來保證參數的質量[7]。

2.3 與超聲心輸出量監測系統的比較

超聲心輸出量監測系統（ultrasonic cardiac output monitor，USCOM）通過超聲多普勒技術描記動脈血流頻譜，可連續監測心指數（cardiac index，CI）、外周血管阻力指數（system vascular resistance index，SVRI）、峰值流速（peak velocity of flow，Vpk）、肌力指數（smith madigan inotropy index，SMII）、射血時間百分比(ejection time percentage，ET%)、氧輸送量（oxygen delivery，DO2）等。已有研究證實，由USCOM測定的CO與使用PiCCO測定的CO一致性良好[8]。但是，USCOM受操作者個人技術因素的影響較大，亦與血流方向監測角度及軟組織密度密切相關，如肥胖、肺氣腫、胸腔積液、嚴重氣促等會影響測量結果。另外，有研究發現，部分年齡＞50歲的患者在麻醉過程中運用USCOM監測的圖像質量明顯下降[9]。CNAP則不需要依賴高質量的圖像，影響因素相對較少，且對操作者的個人技術要求低，只需接受簡單培訓即可準確操作。

2.4 與胸電生物阻抗法的比較

胸電生物阻抗法（impedance cardiography，ICG）的工作原理是歐姆定律，心動周期中血管容積變化時可相應地引起電阻抗變化，ICG 正是基于主動脈血液變化的生理基礎來實現血流動力學監測。已有研究表明，ICG 可運用于重癥患者血流動力學管理[10]及心力衰竭的診療[11]中。最近一項研究發現，與吲哚青綠染料稀釋法（co measurements captured by the indocyanine green dye dilution method，CODD）比較，慢性阻塞性肺疾病患者在休息至最大活動耐量過程中，運用ICG 測得的CO 與CODD的測量結果一致性良好[12]。因ICG 安全無創、操作簡單、實時連續等特點，在臨床上具有一定的應用價值，但其并不適用于嚴重的心律失常、心臟瓣膜病、高度水腫、胸腔積液、胸部手術創傷及電極片皮膚過敏等患者，同時電極片的粘貼位置、松緊程度也可能會對結果產生影響（主要影響電阻測量），并產生一定耗材消耗。與ICG 相比較，CNAP 適用人群廣泛，影響因素少，可根據患者體型選擇合適的袖帶，且能重復使用，無需一次性耗材。

3 CNAP 在臨床的應用進展

3.1 在圍手術期監護方面的運用

血流動力學優化管理能降低圍手術期不良事件的發生率及患者的病死率。侵入性監測被視為是血流動力學監測的“金標準”，但存在動脈損傷的風險，而且血管外科手術患者可能無可供置管的動脈，CNAP的應用就顯得尤為重要[13]。2013年，有學者提出不同觀點，認為雖然CNAP可以在合理的時間間隔內監測到血流動力學的急性變化，但其精確度仍有待提高，所以只能作為血流動力學發生變化的一個參考，不能完全替代有創監測[14]。2014年，有研究發現，與以往的成人研究相比，重度肥胖青少年進行減肥手術時，CNAP監測的準確性略低于先前的報道[15]。但是，隨著進一步的研究，越來越多的學者認為，盡管CNAP有一定的局限性，其在圍手術期監護方面仍發揮著重要作用?；颊吒┡P位時，CNAP測得的MAP準確性仍較高，避免了行背部手術的患者運用有創監測時導管脫出的風險[16]。CNAP能夠提供跟有創監測一致的實時血流動力學監測，在某些情況下可以替代有創監測，如心臟病患者的非心臟手術及心導管檢查、Allen試驗陽性、無法行橈動脈置管和有血管疾病的患者[17]。在治療方面，基于CNAP測量的PPV制定的液體管理方案能夠減少髖關節或膝關節置換手術患者的術后并發癥及輸血需求[18]。2017年的一項研究表明，CNAP與有創血壓監測系統測得的MAP、DAP、SAP一致性良好[±s：SAP，（-2.06±6.51）mmHg；MAP，（0.50±4.36）mmHg；DAP，（3.06±6.81）mmHg；誤差率＜28.3%。可接受的范圍：SAP，-12.65～8.47；MAP，-6.86～7.40；DAP，-9.99～15.26]，可用于監測全身麻醉手術患者的血流動力學變化[4]。

3.2 在ICU 液體復蘇方面的運用

液體復蘇可能使休克患者的重要臟器恢復灌注。輸注250～500 ml 液體后，每搏輸出量（stroke volume，SV）增加10%～15%，定義為有容量反應性[19]。盡管在ICU 中，有時補液是一線治療方案，但僅有40%的重癥患者具有容量反應性，容量超負荷已被證實是重癥患者死亡的獨立危險因素[20-21]。Bednarczyk等[22]在一項系統回顧及薈萃分析中指出，在需要急性容量復蘇的重癥患者中，以容量反應性評估為指導的目標導向治療與患者的病死率、ICU 停留時間及機械通氣時間密切相關。為了更準確地評估患者的容量狀態及容量反應性，早在2012年，Monnet 等[23]曾將CNAP 分別與被動抬腿試驗（passive leg raise，PLR）、呼氣末阻塞試驗及容量負荷試驗相結合，比較CNAP 與PiCCO 各自測得的血壓（blood pressure，BP）及 PPV，發現 CNAP 在監測BP 方面存在17%的誤差，但其測得的PPV 用于預測容量反應性的準確度較高。因此，在實際臨床運用中，我們可以將CNAP 與PLR 結合應用，動態監測ICU 患者的CO 及PPV 變化，從而實現容量狀態的監測及容量反應性的評估。2015年，有學者提出，重癥患者應用CNAP 測得的MAP 及DBP 與有創監測的一致性較好，可用CNAP 初步評估其循環容量狀態[24]。Wagner 等[25]在2016年的一項研究中證實，應用CNAP 測得的CO 也可用于評估機械通氣或使用血管活性藥物的重癥患者的血流動力學變化。

3.3 在心血管疾病方面的運用

Schramm 等[26]在經導管主動脈瓣置換術中發現，CNAP能快速而準確地監測從心臟循環驟停到血壓恢復至基線整個過程中的血壓變化水平，甚至在老年高危患者行主動脈瓣置換術時運用CNAP 監測血流動力學有著同樣高的準確度、精確度，故可將CNAP 應用于心血管病介入診療過程中[27]。然而，Roth 等[28]在2018年進行了一項前瞻性對照研究，該研究納入了84例慢性穩定性心力衰竭患者（左心室射血分數≤45%），發現隨著患者心功能下降，CNAP 會高估其CO 水平，因此在指導心力衰竭患者治療方面還需要更多的研究證據來支持。體位性低血壓（postural hypotension，PH）與心血管疾病的發病率和病死率有關，通過CNAP 可從顯示屏直觀地監測即時的動態血壓變化和脈搏趨勢圖并分析與其相關的因素，有利于篩查PH，從而進行PH 患者的教育并及時調整降壓方案[29]。高血壓在我國是常見病、多發病，為了確定一個健康設備是否能減輕長期不運動所致的高血壓效應，2019年Sackner 等[30]使用CNAP 實現了精確的血流動力學監測，有助于高血壓的管理，開拓了CNAP 在心血管健康評估方面的應用市場。

3.4 在急診診療及院外轉運方面的運用

急診科常規采用心電監護儀間歇監測血壓來評估患者循環狀態，該監測技術受體位因素影響大，且不能連續、實時監測。CNAP 與心電監護儀間歇測量的血壓一致性良好，且能連續、實時監測[31]。2019年，Hansen 等[32]在開展一項關于院前緊急轉運患者期間的血流動力學監測研究中提到，在納入的59例患者中，CNAP 能夠持續監測到54例（92%）患者的血流動力學情況，數據丟失的主要原因是MAP 低于可檢測范圍、手指動脈收縮引起脈搏波減少或患者運動過度，但這54例患者均未出現并發癥及不良事件。因此，不管是在院前轉運還是急診診療過程中，CNAP 都有較大的臨床應用空間。

3.5 在兒科監護方面的運用

CNAP 多數運用于成人，對疾病的診治具有一定的指導意義，相比之下，CNAP 在兒科的運用相對較少。Kako 等[33]首次調查CNAP 在兒科圍手術期的運用，該研究指出指套尺寸會影響血流動力學監測的準確性。雖然目前CNAP 在兒科中使用受限，但CNAP 有著無法忽視的自身優勢，若個性化指套研究能取得進一步技術突破，相信今后會有越來越多的研究來闡明CNAP 在兒科的適用性。

4 總結和展望

CNAP 基于動脈容積鉗制法的原理，填補了有創連續與無創間斷監測技術的不足，運用無創、效價比高、易操作的手段，通過實時、連續、全面、精確的血流動力學評估并制定更優化的血流動力學治療策略（即目標導向液體治療和藥物干預），從而減少住院時間和醫療成本，降低醫源性并發癥的發生率。但不可否認的是，運用CNAP 監測的血流動力學參數明顯少于有創監測系統，對于極危重癥患者，CNAP 不能系統、全面地評估其血流動力學情況，故不能完全取代有創監測。另外，因CNAP 監測結果受指套及袖帶尺寸、PI、活動干擾等因素影響，其在精確性及準確性方面仍存在爭議。有學者認為，CNAP 僅能為血流動力學發生變化提供參考價值。若能在袖套及指套研究方面取得更加顯著的技術突破及進一步優化運算法則，并采用更準確的校準方法，從而完善信號采集及數據處理，相信CNAP將在臨床科室及科學研究中大放異彩。