1. 引言
无创全身阻抗心输出量监测系统(Noninvasive Cardiac System, NICaS)是一种新型血流动力学导航仪，利用生物阻抗原理对心输出量及其衍生物进行无创测量。通过把2个专用电极片分别放置在患者对侧手腕和脚踝(手腕内侧桡动脉上方和/或内踝胫后动脉上方)，将交流电(30 kHz, 1.4 mA)通过2个电极输入到患者体内，测量生物阻抗及其随时间的波动，根据不同器官组织电阻不同，记录体内液体的分布情况，必要时连接3导联心电图以监测脉搏变化。在监测初期，将患者年龄、性别、体重、身高及血压输入仪器，后每20秒会计算一组参数，在1分钟监测期间内连续获得3次监测值，取其平均值作为患者的NICaS数值。该技术可连续准确的进行心功能和循环血量监测，帮助临床医生进行容量管理、及时调整血管活性药物，不仅可以减少心衰、肺水肿及死亡的发生，还可以有效降低机械通气事件，提高患者生存率。
2. NICaS与其他血流动力学方法的比较
血流动力学参数是心脏和危重症患者液体管理的重要参考。据文献报道[1]，在评估不同监测指标的研究中，20%的血流动力学管理(如液体管理、儿茶酚胺或利尿剂)均参考血流动力学监测值进行决策或调整。因此，快速无创地监测血流动力学参数可帮助医生进行临床评估，改善患者预后。监测该参数的技术大致可分为有创(包括热稀释法等)、微创(包括脉搏轮廓分析、部分气体再呼吸、经食管超声心动图等)和非侵入性(包括胸腔阻抗法、光电体积描记法和生物阻抗心动图等)。
2.1. NICaS与热稀释法
热稀释法(Thermodilution Method, TD)基于向患者体内注射一定量低温液体，通过分析温度–时间变化曲线计算心输出量(Cardiac Output, CO)。尽管争议不断，但侵入性Swan-Ganz肺动脉导管插入(Pulmonary Artery Catheterization, PAC)热稀释技术仍被认为是金标准。然而，对于急需诊断和管理的急危重症患者，迫切需要一种无创经济且准确实用的技术来监测该类人群的血流动力学，而NICaS作为一种新型无创监测技术表现出了不可或缺的价值。
为评估NICsS监测肺动脉高压(Pulmonary Hypertension, PH)患者血流动力学的可靠性，Taniguchi Y等人[2]调查了65例连续接受右心导管插入术(Right Cardiac Catheterization，RHC，诊断PH的金标准)的患者，其中2/3患有肺动脉高压，另外1/3患有慢性血栓栓塞性PH。研究者分别用NICaS和TD监测患者CO，发现两者具有较强相关性，认为NICaS监测CO是评估PH的有用工具。另有Bhavya G等人[3]设计了一项前瞻性观察性临床研究，旨在对比NICaS和TD监测心脏术后患者CO和心脏指数(Cardiac Index, CI)的准确性，研究招募了23名接受冠状动脉旁路移植术的成年患者，均于不同时间间隔同时进行两种仪器监测，直到患者脱离机械通气，同样证明了NICaS可准确监测CO和CI，且NICaS与TD所得的CO和CI具有良好的相关性。
2.2. NICaS与脉搏指示连续心输出量监测
脉搏指示连续心输出量监测(Pulse Indicator Continous Cadiac Output, PiCCO)是将经肺热稀释技术和动脉搏动曲线分析技术相结合，采用TD测量单次CO，并通过分析动脉压力波形曲线下面积与CO的相关关系，获取CO、每搏量(Stroke Volume, SV)和每搏变异指数(Stroke Variation Index, SVV)，以达到多数据联合应用监测血流动力学变化的目的。
为研究NICaS和PiCCO的相关性，郭芳等人[4]前瞻性纳入了197例脓毒症患儿，根据血流动力学监测方法分为A组(同时行PiCCO和NICaS监测)和B组(单纯NICaS监测)，发现在脓毒症患儿中，NICaS与PiCCO所得CI及SVV具有较好的一致性，NICaS可为该类患儿提供简单无创、连续可靠的血流动力学监测。另一项研究中，Gao X等人[5]为探讨NICaS在急性重度农药中毒患者血流动力学中的临床指导价值，入组了200例2017年1月至2019年8月入住哈里森国际和平医院的重度急性有机磷农药中毒(Acute Organophosphorus Pesticide Poisoning, AOPP)或中度急性百草枯中毒(Acute Paraquat Poisoning, APP)患者，将其随机分为NICaS组(n = 68)、PiCCO组(n = 67)和经验性治疗组(n = 65)，分析相关数据发现与经验组相比，另外两组AOPP和APP死亡率均较低；此外，该组研究人员同时前瞻性收录了102例中重度APP患者的临床资料[6]，随机分为NICaS组(n = 36)、PiCCO组(n = 32)和经验治疗组(n = 34)，分析并结合以上结果，研究者认为NICaS可有效监测急性农药中毒患者的血流动力学指标。
2.3. NICaS与超声心动图
在急性心血管护理协会和ESC心力衰竭协会急性心力衰竭委员会编写小组的专家共识文件中[7]，已经明确证明超声(Ultrasound, UCG)在正确评估充血和心脏血流动力学中的作用，但UCG尚且无法评估全身液体总量(Total Body Water, TBW)和外周血管总阻力(Total Peripheral Vascular Resistance, TPR)。
为明确NICaS和UCG监测血流动力学的相关性，吴文燊等人[8]对30例新生儿同时使用NICaS和UCG监测CO；另有陈朴等人[9]对138例ICU危重症患者同时应用以上两种方法监测CO，最终均证实两种方法所得CO一致性良好，且NICaS更简便经济。除对于CO的监测外，Germain MJ等人[10]对17名接受血液透析(Hemodialysis, HD)治疗的患者分别于每次治疗的第1和最后1小时进行NICaS和UCG监测，分析后发现两者所得SV同样具有良好的一致性，NICaS是HD期间SV实用的监测方法。这两种无创监测方法，还被应用于脓毒症人群，有研究[11] [12]收录了健康成人(n = 30)及脓毒症患者(n = 46)的临床资料，发现与UCG相比，NICaS不但同样准确地测出健康者及脓毒症者的CO和SV，而且NICaS独有的反应左室收缩功能的格兰夫–高尔指数(Granff-Gower Index, GGI)与左室射血分数(Left Ventricular Ejection Fraction, LVEF)呈正相关。
3. NICaS在各系统中的应用
目前CO评估是高级血流动力学管理的基石，NICaS作为一种新型无创经济的CO监测技术，尽管已在多个系统和科室中得到了较为广泛的应用，但大多用途仍集中在研究领域。以下是对NICaS在各系统中应用的汇总。
3.1. NICaS在心血管系统中的应用
随着科技进步和人们生活习惯的改变，心血管疾病正在以迅雷之势威胁着人类健康。急性心肌梗死(Acute Myocardial Infarction, AMI)等心血管急危重症不仅发病率和死亡率持续不降，还时常伴有各种严重并发症，如急性心力衰竭(Acute Heart Failure, AHF)，对于该人群，早期明确诊断及液体管理显得尤为重要。
为验证NICaS在AHF中的效用，研究者[13]设计了一项前瞻性双盲队列研究，入组了122例充血性心力衰竭(Congestive Heart Failure, CHF)患者，分别于RHC期间(n = 40)、接受冠状动脉搭桥术(n = 51)及加重治疗期间(n = 31)进行NICaS和TD监测，发现NICaS可准确监测出不同治疗期间CHF患者CO和CI的变化，研究者认为NICaS可在广泛心脏临床情况下快速且精准地监测CO。另有Anshory M等人[14]为评估NICaS对急诊科不同人种AHF者预后的预测价值，将急诊科确诊为AHF的患者分为A组(n = 40，来自意大利的白种人)和B组(n = 71，来自印度尼西亚和新加坡的亚洲人)，发现在A组中，AHF者到达急诊室时的NICaS数据可预测住院时间，能随时记录并观察各项指标变化并了解HF程度，且NICaS所得TBW与NYHA及CCS分级正相关，可帮助医生选择合适的治疗方法，以预防血流灌注不足、指导液体管理并减少住院时间；此外，该研究者还发现NICaS评价AHF者血流动力学和充血可增强诊断、定制管理计划、对风险进行分层并预测白种人和亚洲患者的结局。
众所周知，高血压是一种常见的严重危害人类健康的疾病，我国高血压患病率呈上升趋势，且控制水平远未达到预期标准。有效控制高血压，可明显减少对主要脏器的损害及并发症的发生。平鑫等人[15] [16]将200例高血压患者随机分为实验组(n = 100，应用NICaS指导降压药物选择)和对照组(n = 100，按常规原则选择药物)，分析后认为应用NICaS指导高血压的药物治疗在血压控制方面优于传统方式，且并发症发生率更低。
除AHF和高血压外，NICaS还应用于心血管系统其他疾病。郭龙哲等人[17]入组了120例接受PCI治疗的AMI患者，随机分为实验组(应用NICaS监测血流动力学，精准指导AHF预防及治疗用药)和对照组(常规制定AMI患者PCI术后治疗方案)，分析发现NICaS对患者心脏功能及容量可进行更准确及系统的评估，显著改善了患者术后7天及术后半年的心脏功能，提高了整体疗效，为及时防治AHF提供新的理论依据。康磊等人[18]入组了爆发性心肌炎(Fulminant Myocarditis, FM)患儿39例，随机分为A1组(n = 21，参照NICaS制定治疗方案)和A2组(n = 18，参照经胸超声心动图制定治疗方案)，证实了两种方法对FM患儿CI一致性良好，可为该人群提供简单可靠的血流动力学监测，改善预后。Grinberg T等人[19]收录了97例因重度主动脉瓣狭窄(Aortic Stenosis, AS)行经导管主动脉瓣植入术(Transcatheter Aortic Valve Implantation, TAVI)患者的临床资料，应用NICaS评估患者血流动力学变化(TAVI之前、TAVI后不久、出院时、随访期间)，观察到TAVI术后不久使用NICaS在AS患者中独特的短期适应性血流动力学变化，认为TAVI术后立即进行NICaS评估有助于了解复杂的血流动力学变化。除此之外，为证明生物阻抗装置可监测部分血流动力学参数早期应激后的变化，以作为严重缺血的潜在标志，Goldkorn R等人[20]前瞻性入组了198例进行临床指征的心肌灌注成像(Myocardial perfusion imaging, MPI)患者，于运动前后立即行NICaS监测，通过MPI将静息和应激血流动力学参数的差异与心肌缺血的严重程度比较，研究表明NICaS所得部分血流动力学参数应激后的立即变化可作为单光子发射计算机断层扫描MPI的重要辅助手段，用于早期监测心肌缺血。另外，Rafaeli Rabin R等人[1]还证实了NICaS可以通过实时监测血流动力学从而评估早产儿是否存在动脉导管未闭。
3.2. NICaS在其他系统中的应用
除了在心血管系统，NICaS在其他系统中也有所应用。
对于危重患者，孙志辉等人[21]入组了66例危重患者，均匀分成院内A组(n = 33，NICaS指导液体管理)和院内B组(n = 33，常规方法指导液体管理)，最终得出结论：应用NICaS指导危重患者液体管理可减少并发症及死亡率，极大改善患者生存。
在急性中毒中，宁文龙等人[22] [23]选取了33例急性有机磷中毒给予机械通气的患者，随机分为研究组(n = 15，NICaS监测)和对照组(n = 18，无NICaS监测)，得出结论：NICaS应用于急性有机磷农药中毒时，不仅对鉴别肺水肿和HF具有诊断意义，还对指导阿托品在该类患者的使用剂量上有指导意义。
对于脓毒症休克，李立方等人[24]选取河北省儿童医院急性白血病脓毒症休克患儿49例，分为对照组(n = 26，UCG监测下治疗)和观察组(n = 23，NICaS指导治疗)，分析后得出结论：白血病脓毒症休克患儿抢救治疗中，用NICaS监测患儿心功能及血容量变化有利于规范容量管理及血管活性药物使用，改善血流动力学，减少并发症，提高抢救成功率。另有研究者[25]收集了65例脓毒症休克患者的临床资料，随机分为NICaS组(n = 33，常规复苏联合NICaS指导液体复苏)和对照组(n = 32，常规液体复苏)，最终认为NICaS指导下的液体复苏可有效改善微循环灌注和血流动力学，降低病死率。
对于感染性休克，研究人员[12]前瞻性录入96例感染性休克患者，据28天临床结局分为存活组(n = 64)和死亡组(n = 32)，存活组CI、GGI和总外周阻力指数(Total Peripheral Resistance Index, TPRI)较死亡组明显增高，且多巴酚丁胺负荷下ΔCI是该类患者存活的独立预测因子、ΔTPRI是死亡的独立预测因子，研究认为ΔCI和ΔTPRI是预测感染性休克预后的重要指标。
对于机械通气，研究者[26]收集了60例老年腹部手术后机械通气患者的临床资料，随机分为对照组(传统补液原则补液)和试验组(NICaS指导补液)，研究表明NICaS可帮助老年腹部术后机械通气患者改善氧合指数，减少机械通气时间，缩短住院时间。
在近年新型疾病COVID-19患者中，Zabeeda W等人[27]回顾性分析了相关数据，发现NICaS不仅可简单有效地评估该类患者血流动力学变化，还可通过远程监测指导临床管理。
另有在剖腹产中，Çavuş Z等人[28]前瞻性收录了95例该患者，发现NICaS可分别于剖宫产术前、术中和术后监测血流动力学，有助于医生更准确的评估该类患者的心脏功能。且无症状的轻微左室收缩功能障碍也可以被NICaS技术准确监测，对于早期发现左室功能不全有重要意义。
4. 总结和展望
NICaS作为一种新型无创血流动力学监测技术，其价值不仅在心血管系统中得到证实，在其他各系统中的应用也得到了充分肯定。但由于NICaS通过中国海关标准不足8年[22]，使用时间短，并且受其他因素影响，需进一步完善应用标准，熟练掌握该技术的使用。除NICaS外，利钠肽、PiCCO及UCG等技术相辅相成，综合应用多种方法不仅有利于治疗决策及患者管理，还可提供更多科学数据，指导临床实践。
基金项目
国家自然科学基金面上项目(82370251)；陕西省重点研发项目(2022SF-600)。
NOTES
*通讯作者。