无创伤性心功能检查高海青1一、概述心血管疾病是当代最常见的疾病，其发病率在我国居首位。近几年来，
我国对心血管病的基础与临床研究取得了很大的进步，促进了心血管疾病防治工作的发展，我们知道，心血管病的科学、合理治疗来自正确的诊断，而了解有关疾病过程中心脏功能的变化将对病情和病变的评估以及防治措施的选择和预后
的判断有着重要的指导意义。随着对心脏功能的生理学基础和在疾病过程中心脏功能的病理生理学改变的不断深入了解，心脏功能检查尤其是无创心功能检查在我国已普遍开展。不同的无创性心功能检查方法如心尖搏动图、颈动、
静脉搏动图、心阻抗图、肺阻抗血流图、心导纳图、超声心动图和放射性核素法等在多种心血管疾病和一些周身疾病引起的心血管病变的临床应用中积累了不少的经验，对心脏泵功能常用参数的评价及临床意义亦进行了较为深入的研讨，且日趋标准化；对一些疾病的无创
心功能检查与有创检查结果进行了相关性对照研究，显示了无创心功能检查简便易行、安全可靠的特点，尤其适用于那些不能接受有创检查的病人（如长年卧床、危重抢救、多种疾病并存的老年人）、常规术前心功能评估以及尚无条件进行有创检查的基层医疗单位使用。
本章简要回顾以往无创心功能检查方法，如：心尖搏动图、颈动、静脉搏动图、心导纳图、肺阻抗血流图等，着重介绍心阻抗技术的最新进展及在临床上的应用。其他如超声心动图和放射性核素法等由于心功能检测只是其部分功能，
故在此不做介绍。二、心尖搏动图心尖搏动图（Apexcardiogram，ACG）是记录心尖部位、心尖搏动所致的低频振动的图形，其波形持续的时间长短与心尖搏动在胸壁停留或离
去时间密切相关。因此，若能同步记录心电图、心音图，能正确反映每一心动周期中的各个间期及相对幅度，可帮助估计心脏功能。当心尖搏动换能器放置部位不当会出现各种伪差，如：如果探头放置部位偏
离心尖搏动中心0.5cm以上，即可出现伪差图形。另外，心尖搏动法在过度肥胖、心尖搏动弥散、女性乳房悬垂、肺气肿、严重右室肥厚、左侧胸膜病变等情况下，心尖搏动触不清楚，描记有困难。有报告约有10%的人记录不出心尖搏动波。
三、颈动脉搏动图用压电传感器将动脉壁一张一缩的波动转化为电能，然后放大记录得到曲线，成为脉搏图。如果记录到的是颈总动脉的脉搏，则称颈动脉搏动图（CarotidpulseTracing，CPT或Carotidarteryrecord，CAR）。现多采用间接
颈动脉脉搏记录，即将传感器放在颈总动脉的体表部来作记录。记录时应屏住呼吸，并嘱患者避免吞咽动作，防止波形变异。一般颈动脉波的波幅要足够大，防
1作者单位：山东大学齐鲁医院，山东济南25012
止因波幅不足使图形失真或间期短缩。四、颈静脉搏动图颈静脉搏动图（Jugularvenouspulse,JSP）与颈动脉搏动图相似，用换能器置于颈静脉处，将颈静脉收缩与舒张的波动转换为电能，加以放
大记录成一曲线，此为颈静脉搏动图。颈静脉搏动图也易受呼吸的影响，因为当在吸气时胸腔内压力呈负压，使颈静脉内压下降；在呼气时，胸腔内压力升高，静脉血入心受阻，故颈静脉内压力
升高。为了排除呼吸的影响，应让患者屏气后再做记录。颈静脉搏动图可反映出右心房与右心室中压力和容积的变化，由于颈静脉容积的改变与右房压力曲线改变相似，故颈静脉搏动图可用来评价右心功能。
五、心阻抗图1、概述心阻抗图（ImpcdanceCardiogram，ICG）又称心阻抗血流图（Impedance
Rheocardiogram）、胸腔阻抗血流图（ThoraciImpedanceRHeogram）、阻抗心动图等，是一种判断心脏功能，反映心脏血液动力学变化的无创性检查方法，亦是阻抗血流图的一种应用。早在50年代初，Nyboer与Kubicek共同应用直接式
阻抗血流图技术来探求一种非创伤性检测排血量的方法。1966年Kubicek提出应用阻抗血流图技术来测定心搏量的方法，即Kubicek公式，并将此法应用于宇航员生理的研究。此后，国内外学者广泛深入地进行了实验研究与临床应用，认
为心阻抗图除可较准确地提供心输出量之外，还能同时提供许多生理与病理信息，多数人认为心阻抗图具有操作简单，结果稳定，重复性好等优点。近年来，国内外一些学者针对Kubicek公式中存在的一些缺点进行了修正，
如Sramek于1983年提出的一种线性基础阻抗模型的每搏输出量方程式，我国的一些学者也于1983年提出了包含有颈围和胸围尺寸参加运算的公式，并于以后进一步提出了圆台圆锥体组合模型的心搏量公式，使心阻抗图测定每搏输出量的
相关性提高，更趋于合理。2、原理心阻抗技术是用来测量电信号通过胸部传导时的阻力或阻抗的。电信号通过
胸部传导时总是寻找阻力最小的路径，因为体内血液导电性最强，而胸部的血液主要集中在主动脉，这样，每次心脏搏动时，主动脉的血容量和血流速度都会发生变化，从而导致电信号传导的阻抗或阻力发生相应的变化，应用这些随时间变
化的阻抗即可计算出每次心脏搏动的泵血量（即搏出量）。3、心阻抗图的生理基础为了解阻抗变化的生理基础，许多学者进行了大量实验研究，实验目的是把
被测血流，压力、容积、与阻抗波相关联，对生理变化的波形进行跟踪。Witsoe通过动物实验证明，阻抗下降主要与血液快速进入主动脉有关，主要起源于主动脉容量的变化。一些学者对dz/dt峰值与主动脉流量之间的时间关
系作了观察，证明升主动脉流量探头所记录到的流量峰值与同时记录的dz/dt峰
值在时间上十分接近，提示dz/dt与升主动脉射血有关。Patterson在动物试验中发现，如完全性左心机械式交替阻断，即左心每隔一次跳动射血，右心室正常搏动，此时可以看到左心不射血时右心输出的效果。发现左心不射血时，阻抗没有
什么变化，此结果提示血液射入主动脉是产生阻抗变化的原因。GedesGGG等用20%氯化钠溶液经导管分别注入左、右心室，结果表明胸部总阻抗均下降，注入右心室总阻抗降低较左心室明显，并观察到阻抗波在氯化钠注入左心室的第一次搏动
幅度较注入右心室明显，提示左心室射血造成阻抗搏动性变化较右心室明显，而基础阻抗变化主要受右心室影响。4、心阻抗技术的重要进展
20世纪80年代以前，由于受当时相关领域技术发展水平的限制，心阻抗技术在“测量模型”、“信号处理技术”、“特征点测定”以及“计算公式”等方面存在着许多缺陷和不足，使当时国内外推出的胸腔阻抗法血流动力学检测设备普遍
存在着可靠性差、操作复杂、不能连续监测、适用范围有限等问题，主要表现在：4.1、“带状环形电极”测量模型存在着严重的缺陷：（1）对检测电极带的位置和松紧度有严格的要求，重复操作的误差较大；
（2）电极带容易受到“肌电噪声”和外部噪声信号的干扰。4.2、信号处理技术有很大的局限性：（1）不能有效滤除各种干扰信号，难以获得清晰稳定的胸腔阻抗信号波形；
（2）不能剔除胸腔阻抗信号中的呼吸变量，只能在屏气状态下检测，因此：1）不能获取确切的主动脉阻抗信号；2）不能进行连续监测；
3）不适于对屏气困难者进行监测。4.3、不具备准确测定心动周期内心脏活动各间期特征点的技术：不能准确测定“主动脉瓣开放点”（B点）、“主动脉瓣关闭点”（X点）等，
并直接影响“左室射血时间”（LVET）等的准确性，因而不能准确测定“每搏输出量”（SV）等参数值。4.4、Kubicek计算方法存在着一定不足：
（1）可适用于部分健康人，不适于过胖或过瘦者；（2）不适用于胸腔体液增多，如肺水肿、输液过量等；经过30多年的发展，在国内外医学专家、工程技术专家们的不懈努力和计
算机等高科技的推动下，20世纪90年代末期，胸腔阻抗法血流动力学监测技术获得了突破性进展，大量的临床实践表明，这种方法已达到了准确可靠、适合临床应用的阶段。
胸腔阻抗法血流动力学监测技术主要突破和进展包括以下几个方面：4.1、推出了采用导电凝胶式电极（一次性心电电极）的“点电极”测量模型：
（1）、解决了“带状环形电极”测量模型存在的“肌电噪声”和外部干扰；
（2）、操作简便易行，无重复操作误差，从根本上解决了可靠性问题。4.2、采用了“数字信号处理”（DSP）和“实时多任务并行处理”等最新计算机技术新成果：
能够有效地滤除各种干扰信号，包括呼吸变量成份，可在自由呼吸状态下检测，并获得清晰稳定的胸腔主动脉阻抗信号ΔZ的波形，为准确测定“每搏输出量”（SV）提供了可靠的基础；实现了实时连续监测。
4.3、应用计算机人工智能的“模式识别”技术：可以准确测定各种不同情况下患者心脏活动各间期的特征点，包括“主动脉瓣开放点”（B点）、“主动脉瓣关闭点”（X点）等，确保LVET、SV等参数的
测定结果准确可靠。同时也使其它计算参数的准确性具备了可靠的基础。4.4、推出了新一代的计算每搏输出量的方法学：解决了Kubicek法所存在的不足，使胸腔阻抗法血流动力学监测技术可以适
用于不同病理状况的患者，极大拓宽了胸腔阻抗法的临床适用范围。5、与热稀释法的对比“热稀释法”是国际公认的测定“心输出量”的“金标准”。自1994年以来，
国内外学者应用Swan-Ganz导管（漂浮导管）进行了大量的“胸腔阻抗法”与“热稀释法”的临床对照研究，发现新一代的“胸腔阻抗法”与“热稀释法”具有良好的相关性。临床试验证明，新一代胸腔阻抗法血流动力学监测技术已达到
准确可靠、适合临床应用的阶段。5.1、1994年在美国南加州医学院的Shoemaker教授领导的多中心临床试验中，对68例危重患者的“心输出量”实施“胸腔阻抗法”与“热稀释法”同步
监测，并对所获得的842对数据进行统计分析。结果为：二者对比相关系数r=0.86，p<0.001。5.2、1998年中国协和医科大学协和医院应用国产新一代“胸腔阻抗法”的
“无创血流动力监测系统”和“热稀释法”同时监测6例胸部手术后危重患者的“心脏指数”，研究结果发现二者的平均相关系数为：r=0.856。5.3、200年Shoemaker教授同时应用“胸腔阻抗法”和“热稀释法”监测214例患
者的“心输出量”，并以Zo>15Ω和dz/dt>0.3Ω/S2为标准，发现两者相关系数为：R=0.856。技术上的突破，极大地促进了胸腔阻抗法血流动力学监测技术在临床上的应用。1996年，该技术获得FDA批准。
6、正常阻抗图与阻抗微分图6.1、胸腔阻抗图是指用波的形式表现的胸腔电阻的变化，它反映了一个心动周期内胸腔电阻受心脏活动的影响。
此图由A、C、V三个波组成（见图），它们分别与心房收缩、心室收缩、心室舒张相联系。
A波A波出现在心电图QRS波之前P波之后，即在第一心音之前，是与第4心音同时出现的负向波（向下波）。A波随P波出现，与心房收缩有关，因为心房纤颤、心房扑动、室性早搏、完全性房室传导阻滞等患者，ΔZ不出现A
波。A波系心房收缩后房内压上升时腔静脉回流减少，而胸腔内血量暂时减少所致。正常时ΔZ的A波较小，有时甚至难以分辨。但当左心室顺应性降低，左室舒张末压增高时，A波深大。
C波C波是继A波后最高大的向上主波，显示阻抗的减少。C波的起点相当于主动脉瓣的开放，可作为心室开始射血的标志。C波的起点相当于在心电图QRS波与ST段之间。一般与心音图上第一心音第三成分相对应。C波上升速率
代表心室射血的速度，心室在快速射血期内射血速度越快，C波的上升就越陡直。当达到射血的最高点后，心室则进入缓慢射血期，C波的曲线就折返下降。C波结束相当于主动脉瓣关闭，左室射血终止。故C波主要反映心肌收缩力和心搏
出量。V波V波是C波后出现的第二个向上偏转的波，显示阻抗的减少，也即C波后的又一个上升波。它与心室舒张有关，相当于主动脉瓣关闭后，主动脉弹性
回缩所致。6.2、胸腔阻抗微分图胸腔阻抗微分图是胸腔阻抗图对时间的导数，表示阻抗图随时间变化的速
率，它在实际应用中比阻抗图意义更大，因此对胸腔阻抗微分图的分析便显得格外重要。阻抗微分图与心动周期时相相关的有三个波和四个点（见图），它比ΔZ的
各波显示更清晰，比ΔZ更具应用价值。在一个心动周期中，阻抗微分波由房缩波（A波）、室缩波（C波）、室舒波
（O波）等组成，反映了一个心动周期内心脏活动各间期内主动脉和腔静脉的血流量变化情况，包括：Q—B：射血前期，包括房缩波末期和左心室等容收缩期；
BC：快速射血期；C—X：缓慢射血期；XO：左心室等容舒张期；
O—A：快速充盈期、缓慢充盈期、房缩期。（1）、房缩波（A波、Adz/dt）A波是继心电图P波后出现的一个负向波，波谷与第四心音相对应。A波产生和形成负向波的原因：在心房收缩前，心室充
盈已完成70%，静脉回流减慢，胸腔大静脉和心房内储有较多血液；当心房收缩时，一定容量的血液由心房进入心室，由于腔静脉受到逆行性压力，致使部分血液向外周返流，使胸腔内的血量有所减少，导致胸部阻抗有所增大，因此在正常
情况下，A波一般呈负向。此外，在心房纤颤、心房扑动、室性早搏、完全性房室传导阻滞等患者的微分波上无A波，由此可以看出A波的产生与心房收缩有关。实验证明，左心室顺应性降低时，舒张末期室内压增高；心房被动性加强收
缩时，A波幅度往往增大，时间延长，故A波可作为了解左心室顺应性的指标之一。（2）、室缩波（C波、CdZ/dt）C波波形为正向，是心阻抗微分图中振幅最
大者。C波出现在心电图QRS波之后。C波起始于微分波上的B点，它与第一心音的主动脉瓣成分相对应，也即起始于半月瓣的开放，心室射血开始，C波迅速上升，约经0.04-0.06秒达顶峰，后迅速下降到基线以下，终止在X点。从顶
峰到微分波的基线，即为C波振幅，C波振幅越高，则心室射血量越多。既往Kubicek认为C波主要由主动脉血流速率所致，但是Baterson及后藤等许多学者经动物试验与人体观察发现阻抗微分波形的变化基于心脏活动过程中体循环、
肺循环以及心腔的血流变化，因此，可认为阻抗微分波实系胸腔内心血管血流动态变化的综合反映。有一些学者认为C波的成分主要由主动脉、肺动脉血流速率组成，它与心室收缩力及心搏出量有关。当心室收缩时心室射血使主动脉及肺
动脉容量增加，心室收缩时还牵拉心房引起腔静脉和肺静脉回流增加，但以主动脉容量增加为主。此时，胸部阻抗降低，即产生一高大的正向波，由此可见，这些血流的变化主要取决于心肌收缩功能的好坏。正常人C波顶峰为锐利的单峰，
当左右心室机械收缩或动脉射血速率不同时，C波顶峰可有切迹或呈双峰状。因此，C波顶峰出现切迹或呈双峰状时反映心室收缩不协调。（3）、室舒波（O波，OdZ/dt）O波系C波后的第二个正向波，出现在心
电图T波之后，与心音图的二尖瓣开瓣音相对应，O波表示二尖瓣开放，心室开始充盈。它反映舒张早期心室容积的变化，代表心室舒张功能。O波产生的机制为：在C波终止点X点代表心室射血完毕，此时房室瓣尚未开放，即在心室等
容舒张期，心房和大静脉内血量不断增加，压力持续上升而引起胸部阻抗减少，形成了O波的上升枝。当房室瓣开放后，血液快速流入心室，心房和大静脉压力下降，血液量减少，引起胸部阻抗增大，形成O波的降枝。正常人的O波顶
峰略为圆钝，O波波幅一般不超过C波的四分之一，当左室舒张功能障碍时则可出现明显增高的O波。（4）、射血点（B点）B点发生在A波之后，是C波的起点，目前以B15
（基线距C波顶峰的15%处）定为心脏射血的起始点，B点略后于心电图R波
之顶峰，一般与心音图第一心音的主动脉瓣成分相对应。（5）、射血终点（X点）于C波之后出现的一个小的负向波，即为X波，其波谷为X点，X波一般较尖锐，是微分波的最低点。X点多在心电图T波终
点，与心音图第二心音主动脉瓣关闭成分相对应，代表主动脉瓣关闭，射血结束。X波形成的机理，可能是当主动脉回缩，使其蓄积在主动脉中的血液迅速向外周和主动脉根部两个方向流动，导致胸部阻抗增大，形成X波的降枝，然后，由
于主动脉瓣关闭的反冲力使主动脉根部的血液流向主动脉干，形成X波的升枝。故X波的形成与舒张期主动脉和肺动脉的弹性回缩有直接关系。X波的深浅和主动脉瓣返流程度成正比关系，两者相关性高，相关系数R=0.89。X波对确定
主动脉瓣返流程度有一定的价值。（6）、肺动脉瓣关闭点（Y点）即X点后在X波升枝中出现的一个小挫折点，其产生机理为：由于肺动脉血液变化发生较主动脉迟缓和弱，故在X波升
枝中途形成挫折，此即为Y点，Y点位于X点之后约0.01-0.02秒处，与心音图第二心音肺动脉关闭成分相对应，代表右心室射血终止。（7）、充盈点（Z点）Z点位于O波之后，为O波结束时的转折点，位于
心电图P波之前，与心音图第三心音同步。该点常不十分明显。7、心阻抗微分图对心脏功能的测定心阻抗图法所测参数
7.1、心脏泵血功能参数：共6项①SV②CO③SVI（搏指数）④CI（心脏指数）⑤EF⑥C（dz/dt）max(C波，室缩波)：表示心肌收缩的最大射血速率。
7.2、心脏收缩功能参数：共7项。①PEP（射血前期）：包括心房收缩后期的一段时间及全部等容收缩期。②LVET（左室射血期，B-X）：从左室开始射血起（即主动脉瓣开放）至
射血终止（主动脉瓣关闭）③PEP/LVET：判断心肌正性收缩力的指标；④Q-S
2(总电机械收缩时间)；从心室电激动开始至机械收缩结束（主动脉瓣关闭）的时间，是最适判断心肌正性变力效应的指标，＞0.43为延长，＜0.37为缩短。
上述四项又称STI（心脏收缩时间间期，前三种与心率有关需校正）。⑤Q-Z间期（左心功能指数）：左心室激活时间及快速射血时间，间期缩短心缩力强，间期延长心缩力弱。
⑥HI（心脏收缩力指数，心缩力指数）HI与SV相关性好。心肌损伤愈重HI愈低，随其修复HI逐渐升高，用于AMI较好。⑦IC（心肌收缩指数）
7.3、心脏舒张功能参数：共5项①A2-O间期（等容舒张期）：主动脉瓣关闭到二尖瓣尚未开放（心室处于
密闭状态）。②A（dz/dt）max(A波，房缩波)：高大A波是左室顺应性降低和左室舒张终末压增高的一种反应；
③O（dz/dt）max(O波，室舒波)：它代表二尖瓣开放，心室开始充盈，它反映舒张早期的心室容量的变化，代表心室舒张功能。④A/C（舒张波形指数）：如比值增大提示左室舒张功能受损。主要是舒张
晚期功能受损；⑤O/C：比值增大，舒张早期功能受损7.4、心脏前负荷参数：共2项
①PCWP（肺毛细血管楔压）②LVEDP（左室舒张末压）7.5、心脏后负荷参数：共2项
①AC（血管顺应性）②TPR（总外周阻力）7.6、作功：共4项
①SW（左室每搏作功）②CW（左室每分钟作功）③SWI（搏功指数）
④CWI（心功指数）8、心阻抗技术在临床上的应用心阻抗技术可广泛应用于临床的各方面，具有无创、简便、快速、连续等
优点，具体在临床上的应用如：（1）、各种心脏疾病及其所致心功能障碍的检查，用于心功能失代偿的早期：如高血压心脏病、冠心病、风心病、肺心病、各种心肌病等。（2）、各种非
心脏病所致血流动力学的改变：如：高血压；肾功能衰竭时血液透析的液体容积测定；损伤、容积耗竭或疾病引起的心功能变化；早期肺水肿的测定等。（3）、监护室需要心脏监护或连续监护的各种病人。（4）、手术过程中的心功能监护：
如：麻醉师可以了解与麻醉剂有关的血流动力学功能变化；外科医生可以了解心血管手术过程中心功能状态；检测胸腔体液量。（5）、对急诊病人可以快速检测其血流动力学状态，根据检测参数进行治疗，赢得抢救时间。（6）、监护高危妊
娠。（7）、治疗中，用于药物点滴和输液管理，通过了解用药前后血流动力学参数的变化而了解治疗效果，以改进治疗方案或及时进行抢救。（8）、对健康人群查体、筛选，以发现早期或轻度疾病引起的血流动力学参数的改变，有助于早期
诊断和防治。（9）、用于临床教学和科研：如研究药物对心功能的影响等。六、心导纳图心导纳图（Admitancecardiography,ADCG）是在心阻抗图的技术上提出来的，不同的是心导纳技术是采用电容积描记技术来测定机体某段血管
容积的改变，由于导纳与阻抗互为倒数，因此导纳图与阻抗图的形态、切迹完全
相似，仅方向相反。心导纳图的性能及所测参数基本与心阻抗图相似，在此不再一一赘述。七、肺阻抗血流图
肺阻抗血流图（ImpedancePulmonaryRheogram,IPR），亦称肺血流图、肺阻抗图，是利用阻抗血流图仪来测定肺部阻抗变化，以反映肺部血液循环状态的方法。肺循环是小循环，它受右心功能和小循环有关因素的影响。所以肺阻抗血流
图能通过反映肺部血液循环来推断肺部疾患，并可根据肺部血液动力血的不同状况，来判断心脏的功能，尤其是右心功能状况。肺阻抗血流图对诊断肺源性心脏病、先天性心脏病、风湿性心脏病和判断右
心功能有重要参考价值，尤其对肺静脉淤血的监护是一种非常有效的手段。八、外源性气体再呼吸技术外源性气体再呼吸技术，是用持续的通气气体浓度分析方法来无创伤地测定有效肺血流（QEP）的方法，在无肺内分流时，它等于
心输出量。但是QEP并非总的心输出量，这是因为心输出量部分分流通过没有明显气体交换的区域，因此测得的QEP需要被校正。校正时需从检测者的动脉和混合静脉血标本氧含量来确定分流分数。分流分数=（CcapO2－CaO2）/
(CcapO2－CvO2)，其中，CcapO2为肺毛细血管氧含量，CaO2为动脉血氧含量，CvO2为混合静脉血氧含量，这样，通过分流分数可计算分流量，并计算出心输出量（CO）=QEP+分流量。
本方法了为了解心脏的泵功能状态，如：SV、CO等，提供了一种快速简洁的途径。我科于今年引进CHMT3001型阻抗式无创心脏血流动力监测仪，对老年人
心功能的评价、指导临床治疗以及术前心功能的评估等起到了很好的效果，各科室如有心功能检测方面的需求，可直接到我们干部保健科门诊进行检查，我科工作人员会提供细致周到的无创心功能检测服务。
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