胸電生物阻抗（Thoracic Electrical Bioimpedance，簡(jiǎn)稱TEB）及其在心阻抗血流圖（Impedance Cardiography，簡(jiǎn)稱ICG）中的應(yīng)用，有著深厚的學(xué)術(shù)和技術(shù)背景。

　　胸電生物阻抗技術(shù)基于歐姆定律，即導(dǎo)體電阻與其橫截面積成反比。當(dāng)心臟收縮與舒張時(shí)，胸腔大血管容積隨血流量而變化，電阻抗隨之產(chǎn)生變化。這一原理為無(wú)創(chuàng)心功能檢查提供了可能。1966年，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)的Kubicek教授根據(jù)歐姆定律提出了計(jì)算每搏輸出量的線性公式，即胸腔電生物阻抗法（TEB）。他的這一貢獻(xiàn)為無(wú)創(chuàng)心功能檢查技術(shù)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

　　Kubicek教授不僅提出了TEB理論，還為美國(guó)太空總署（NASA）研制出世界上第一臺(tái)應(yīng)用胸腔阻抗法的血流動(dòng)力學(xué)檢測(cè)設(shè)備，用于宇航生理研究。這一技術(shù)的應(yīng)用，標(biāo)志著無(wú)創(chuàng)心功能檢查技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的階段。為了使胸阻抗法能適用于臨床，許多專家學(xué)者提出了改進(jìn)意見(jiàn)。20世紀(jì)90年代末期至本世紀(jì)初期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號(hào)濾波技術(shù)的飛速發(fā)展，胸腔阻抗法血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)獲得了突破性進(jìn)展。大量的臨床實(shí)踐表明，這種方法已達(dá)到了準(zhǔn)確可靠、適合臨床應(yīng)用的階段。

　　20世紀(jì)90年代末期 ，TEB 血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展 ，阻抗信號(hào)波動(dòng)通過(guò)創(chuàng)新的 ZMARCTM 算法（調(diào)整主動(dòng)脈順應(yīng)性算法） ，1998 年該算法通過(guò)美國(guó) FDA 認(rèn)證 ，它利用人體胸部（包括皮膚、骨骼、脂肪、肌肉等）及胸腔內(nèi)（如肺臟、大血管、血液等）不同組織具有不同導(dǎo)電性的原理，通過(guò)研究電流通過(guò)胸部時(shí)阻抗的變化規(guī)律來(lái)評(píng)估血流動(dòng)力學(xué)和心臟功能狀況。這種技術(shù)可以連續(xù)、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)， 每搏輸出量／每搏輸出量指數(shù)（StrokeVolume／Index ，SV／SVI） 、心輸出量／心臟指數(shù)（Cardiac Out‐put／Index ，CO／CI） 、外周血管阻力／外周血管阻力指數(shù)（Sys‐temic Vascular Resistance／Index ，SVR／SVRI ） 、胸 液 成 份（Thoracic Fluid Content ，TFC） 、速度指數(shù) （Velocity Index ，VI） 、加速度指數(shù)（Acceleration Index ，ACI） 、射血前期（Pre‐Ejection Period ，PEP） 、左室射血時(shí)間（Left Ventricular Ejec‐tion Time ，LVET ） 、收縮時(shí)間比率 （Systolic Time Ratio ，STR） 、左室作功／左室作功指數(shù)（Left Cardiac Work／Index ，LCW／ LCWI） 。

　　一、TEB與其它血液動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)方法的比較

　　1.與Swan‐Ganz導(dǎo)管法比較

　　準(zhǔn)確性：熱稀釋法連續(xù)測(cè)定心排量是公認(rèn)的金標(biāo)準(zhǔn)，多中心臨床研究顯示，與TEB測(cè)定的CO二者相關(guān)系數(shù)（r＝0.86，P＜0.001），Swan‐Ganz導(dǎo)管通過(guò)監(jiān)測(cè)肺動(dòng)脈楔壓等參數(shù)為評(píng)估前負(fù)荷提供了重要的信息；測(cè)心肌收縮力和后負(fù)荷相關(guān)參數(shù)均為間接計(jì)算得出。

　　連續(xù)性：TEB技術(shù)因其無(wú)創(chuàng)、安全、易操作等優(yōu)點(diǎn)，在臨床應(yīng)用中具有較高的連續(xù)性和實(shí)用性。它適用于多種需要血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的場(chǎng)景，如ICU、手術(shù)室、急診室等。而Swan‐Ganz導(dǎo)管由于導(dǎo)管需要留置在體內(nèi)，且不能長(zhǎng)期留置，因此其監(jiān)測(cè)的連續(xù)性受到一定限制。導(dǎo)管需要定期更換或拔除，且患者在活動(dòng)或體位變化時(shí)可能影響導(dǎo)管的穩(wěn)定性和監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　重復(fù)性：由于TEB技術(shù)采用無(wú)創(chuàng)方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且電極位置相對(duì)固定，因此可以較容易地獲取到重復(fù)性較好的血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。在多次測(cè)量中，只要保持電極位置穩(wěn)定，就可以獲得較為一致的數(shù)據(jù)結(jié)果。雖然Swan-Ganz導(dǎo)管法也能提供高精度的血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，但由于其有創(chuàng)性和導(dǎo)管位置的變動(dòng)性，特別是在導(dǎo)管位置調(diào)整或患者體位變化時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性不夠。

　　便捷性：Swan-Ganz導(dǎo)管法的操作相對(duì)復(fù)雜，需要醫(yī)護(hù)人員具備較高的專業(yè)技能和經(jīng)驗(yàn)。由于Swan-Ganz導(dǎo)管不能長(zhǎng)期留置，因此需要反復(fù)置管，這增加了患者的并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)和醫(yī)療成本。TEB技術(shù)的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，只需在患者身上安置好獲取信號(hào)的電極，并發(fā)送和接收電信號(hào)即可。醫(yī)護(hù)人員可以較容易地掌握這項(xiàng)技術(shù)，并在臨床中快速應(yīng)用。

　　綜上所述，TEB由于其無(wú)創(chuàng)、連續(xù)、重復(fù)、便捷等特點(diǎn)，在功能性血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域可代替Swan-Ganz導(dǎo)管，除心臟手術(shù)、肝移植等復(fù)雜手術(shù)中，Swan-Ganz導(dǎo)管法也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　2.與超聲心動(dòng)圖進(jìn)行比較

　　超聲心動(dòng)圖利用超聲波的回聲原理，通過(guò)探頭發(fā)射超聲波并接收其回聲來(lái)顯示心臟和大血管的結(jié)構(gòu)及功能。超聲波能夠穿透胸壁和軟組織，清晰地顯示心臟內(nèi)部的解剖結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化。

　　準(zhǔn)確性：兩者在評(píng)估心臟功能方面都具有較高的準(zhǔn)確性，但側(cè)重點(diǎn)不同。TEB更側(cè)重于通過(guò)電阻抗變化來(lái)評(píng)估心搏量和心功能參數(shù)，而超聲心動(dòng)圖則更側(cè)重于心臟結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況的評(píng)估，最常用的射血分?jǐn)?shù)反映的是心臟收縮功能，但由于心肌功能不全，射血分?jǐn)?shù)可能無(wú)法準(zhǔn)確反映心臟的真實(shí)收縮功能，例如，在感染性休克等情況下，即使心輸出量不降低或反而增加。

　　連續(xù)性：TEB能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)多個(gè)參數(shù)，如心率、心輸出量等，提供實(shí)時(shí)的心功能評(píng)估。超聲心動(dòng)圖在連續(xù)性監(jiān)測(cè)方面存在一定局限性。并且不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)。

　　重復(fù)性：超聲心動(dòng)圖高度依賴操作者的技術(shù)和手法；TEB技術(shù)由于其獨(dú)特的測(cè)量原理和先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，在重復(fù)性方面更具優(yōu)勢(shì)。

　　便捷性：TEB技術(shù)在操作便捷性、數(shù)據(jù)獲取速度和患者體驗(yàn)方面表現(xiàn)突出，適用于需要快速獲取血液動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的場(chǎng)合；而超聲心動(dòng)圖則提供了更詳細(xì)的心臟結(jié)構(gòu)和功能信息，適用于多種心臟疾病的診斷和評(píng)估。

　　綜上所述，超聲心動(dòng)圖操作費(fèi)時(shí)且技術(shù)要求較高，而TEB系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單而且可以連續(xù)測(cè)定，TEB系統(tǒng)可以提供更豐富的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，使心臟功能評(píng)價(jià)更趨完善，同時(shí)可以專門評(píng)價(jià)心肌收縮能力，心臟泵血功能，較射血分?jǐn)?shù)更準(zhǔn)確，反映更靈敏，可以彌補(bǔ)超聲心動(dòng)圖檢查的不足。而超聲心動(dòng)圖的優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)心臟結(jié)構(gòu)做出準(zhǔn)確判斷,是無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)檢查不能代替的。

　　3.與脈搏指示連續(xù)心排血量技術(shù)（PiCCO）法比較

　　PiCCO采用的方法是經(jīng)肺溫度稀釋技術(shù)和動(dòng)脈脈搏波形曲線下面積分析技術(shù)。經(jīng)肺溫度稀釋技術(shù)（TPTD）是一種通過(guò)注入冷指示劑（通常為冰生理鹽水）到中心靜脈系統(tǒng)，并監(jiān)測(cè)動(dòng)脈血液中溫度變化的方法，以此來(lái)計(jì)算心輸出量（CO）及其他血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

　　動(dòng)脈脈搏波形曲線下面積分析技術(shù)是一種通過(guò)分析動(dòng)脈壓力波形曲線下面積來(lái)連續(xù)計(jì)算心輸出量的方法。該技術(shù)基于每搏輸出量與主動(dòng)脈壓曲線的幅度及形狀之間的關(guān)系，通過(guò)對(duì)外周動(dòng)脈壓力波形的幾何學(xué)進(jìn)行分析，估測(cè)在主動(dòng)脈水平的動(dòng)脈曲線，并通過(guò)專用公式計(jì)算出每搏輸出量。由于耗材昂貴以及操作的復(fù)雜性，目前臨床上應(yīng)用較多的技術(shù)為動(dòng)脈脈搏波形曲線下面積分析技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合TPTD數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。

　　準(zhǔn)確性：TPTD技術(shù)存在冷指示劑再循環(huán)較大的問(wèn)題，且在心輸出量很低時(shí)（如低于2L/min），可能因技術(shù)可靠性的不確定而無(wú)法提供準(zhǔn)確測(cè)量。動(dòng)脈脈搏波形曲線下面積分析技術(shù)主要是測(cè)量的外周阻力，所以在前負(fù)荷、心肌收縮力的反映參數(shù)通常是間接計(jì)算得出，準(zhǔn)確性需要進(jìn)一步驗(yàn)證；且在動(dòng)脈阻力改變時(shí)，測(cè)得的數(shù)值可能會(huì)發(fā)生漂移，需要定期使用TPTD數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)以確保準(zhǔn)確性。

　　連續(xù)性：TPTD只能間斷測(cè)量，無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)心輸出量的動(dòng)態(tài)變化。動(dòng)脈脈搏波形曲線下面積分析技術(shù)是可以連續(xù)檢測(cè)到 ，但是在某些情況下（如動(dòng)脈阻力改變時(shí)），測(cè)得的數(shù)值可能會(huì)發(fā)生漂移，需要定期使用TPTD數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)以確保準(zhǔn)確性。

　　重復(fù)性：TPTD的重復(fù)性受到注射量、溫度、速度、患者循環(huán)狀態(tài)、設(shè)備校準(zhǔn)等多種因素的影響，重復(fù)性不穩(wěn)定；動(dòng)脈脈搏波形曲線下面積分析技術(shù)由于高度依賴TPDP的校準(zhǔn)，繼而重復(fù)性也不穩(wěn)定。

　　便捷性：動(dòng)脈脈搏波形分析技術(shù)通常只需要中心靜脈和動(dòng)脈兩個(gè)導(dǎo)管，而TPDP可能需要其他特殊設(shè)備。因此，在設(shè)備準(zhǔn)備和插入方面，動(dòng)脈脈搏波形分析技術(shù)相對(duì)可能更為簡(jiǎn)潔。

　　二、TEB應(yīng)用的局限性

　　盡管TEB技術(shù)在臨床應(yīng)用中具有安全、準(zhǔn)確、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，但仍存在一些局限性。

　　1.對(duì)于大型側(cè)開(kāi)胸手術(shù)、重度燒傷的患者，由于頸胸部貼放電極片的位置被占用，TEB 系統(tǒng)無(wú)法采集信號(hào)可能會(huì)收到干擾，也可以進(jìn)行電極的平移的方式解決這一局限性。

　　2.某些電極區(qū)域重度皮下水腫的患者，由于電阻抗信號(hào)太弱，干擾性的生物電過(guò)高，TEB采集信號(hào)的時(shí)間通常會(huì)變長(zhǎng)。

　　三、TEB各品牌介紹

　　1.BioZ

　　最早的TEB設(shè)備是由美國(guó)公司CardioDynamics International于1998年研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。于2000年前后進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。采用的是胸阻抗原理，需在頸部?jī)蓚?cè)貼電極，當(dāng)血液從心臟泵出流經(jīng)胸腔的主動(dòng)脈時(shí)，胸腔的血流量增大，電阻抗減少，以測(cè)得主動(dòng)脈的速度、流量（ΔZ）及 ΔZ 對(duì)時(shí)間的微積分 dz/dt，經(jīng)過(guò)處理后可提供每搏輸出量/每搏輸出量指數(shù)（SV/SVI）等多個(gè)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

　　2011年深圳市麥德安醫(yī)療設(shè)備有限公司與CardioDynamics International合作，將BioZ無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化。自此，TEB的無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)手段廣泛應(yīng)用于中國(guó)醫(yī)療市場(chǎng)；由CHEST雜志發(fā)表的文獻(xiàn)顯示BioZ與肺漂浮導(dǎo)管相關(guān)性達(dá)到0.89，準(zhǔn)確性得到驗(yàn)證。其專利技術(shù)ZMARC?算法基于年齡差異調(diào)整主動(dòng)脈順應(yīng)性以優(yōu)化心輸出量正常區(qū)間值，可最大程度降低主動(dòng)脈順應(yīng)性差異帶來(lái)的干擾，保證無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提升了TEB的準(zhǔn)確性。

　　2.NiCAS

　　NiCAS是采用全身阻抗法的原理。放置兩個(gè)傳感器于雙側(cè)腕部，以連續(xù)檢測(cè)全身電流傳導(dǎo)。 輸入低頻高幅電流，通過(guò)全身，檢測(cè)電流傳導(dǎo)遇到的阻力測(cè)得系列血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。符合FDA關(guān)于和TD-CO達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)生物等價(jià)性。

　　由以色列公司NIMEDIACL生產(chǎn)，于2014年前后進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。由于采集信號(hào)的傳感器放置于四肢，距離心臟較遠(yuǎn)，其準(zhǔn)確性受人體干擾因素多，如低血壓、伴有肢體水腫、靜脈曲張、肌肉萎縮患者、心律失常等，均可影響血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)的可靠性。

　　3.ICON

　　ICON是采用胸阻抗的原理，在頸部和胸廓的左側(cè)放置四個(gè)傳感器，可以連續(xù)性測(cè)量胸部?jī)?nèi)導(dǎo)電性的變化。通過(guò)輸送一個(gè)低幅高頻的電流穿過(guò)胸部，電流遇到阻力(由多種原因引起)可以被測(cè)量。

　　由德國(guó)公司Osypka Medical的生產(chǎn)，于2013年前后進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。ICON有兩個(gè)型號(hào)，分別是C1、C2；其中C1較為基礎(chǔ)或入門級(jí)的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備，參數(shù)相對(duì)較少，由于體積和顯示屏幕較小，通常需要額外配置顯示器，其信號(hào)采集、設(shè)備穩(wěn)定性有待驗(yàn)證；C2則是一個(gè)功能更為全面、性能更為優(yōu)越的高級(jí)型號(hào)，其顯示界面為英文，打印報(bào)告為B5尺寸，不適用于中國(guó)的臨床應(yīng)用。ICON的準(zhǔn)確性高度依賴專用耗材——傳感器；且單側(cè)電極的胸阻抗測(cè)量方法有待驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。

　　綜上所述，TEB無(wú)創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展前景廣闊，未來(lái)將在技術(shù)創(chuàng)新、便攜化、智能化、多模態(tài)融合等方面取得更多突破。同時(shí)，隨著臨床應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展和政策支持力度的加大，TEB技術(shù)有望為更多患者帶來(lái)福音，成為醫(yī)療領(lǐng)域的重要技術(shù)支撐。

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