1、 生物阻抗法生物阻抗法ICGICG技术技术与临床应用与临床应用1 Mindray ICG Module 血流动力学概念血流动力学概念 CardioDynamics CardioDynamics 公司简介公司简介 ICG ICG 技术简介技术简介历史历史原理原理操作操作 临床研究临床研究准确性和重复性准确性和重复性 临床应用临床应用心衰心衰,高血压与呼吸困难高血压与呼吸困难病例讨论病例讨论2血流动力学以监测心排量（血流动力学以监测心排量（COCO）为核心）为核心3血流动力学评价的重要参数血流动力学评价的重要参数1，心输出量心输出量/心脏指数（心脏指数（CO/CI）1）概念概念：CO 每分钟心脏泵
2、血量 4-8L/min CI 单位体表面积计算的心输出2.5-4.2L/min/m2 2）影响因素影响因素：前负荷前负荷;后负荷后负荷;心肌收缩力心肌收缩力;心率心率3）临床意义临床意义：A、心脏泵功能评价诊断指标心脏泵功能评价诊断指标B、监护危重病人时，监护危重病人时，注意：危重病人的基础代谢需求 比同样的健康人要高出很多。危重病人 CI=2.03.0 有生命危险（2.5属于正常 范围）心输出量/指数突然下降-有生命危险 CI低于1.8 就有严重生命危险；低于1.0将无法维持生命C、增加心率，前负荷，心肌收缩；减少后负荷可以增加心输出量增加心率，前负荷，心肌收缩；减少后负荷可以增加心输出量4
3、血流动力学评价的重要参数血流动力学评价的重要参数 2 2，搏出量搏出量/搏出指数（搏出指数（SV/SISV/SI）1）概念：SV 每次心跳左心室泵血量。60-130ml/次 SI 按体表面积计算的每搏输出量。30-65 2）临床意义 A、决定SV的基本因素：前负荷，心脏收缩，后负荷 B、导致低SV主要原因：低血容量（低前负荷）和左心功能障碍（心肌收缩不良）C、SVSV的变化是的变化是血流量血流量和和心肌收缩心肌收缩发生变化的早期信号发生变化的早期信号血压（血压（MAPMAP）1）概念：单位面积内血液对血管壁的侧压力 收缩压：血液由左室到主动脉最高时的压力 100-140mmHg 舒张压：血液由
4、主动脉到外周血管时的最低压力 70-90 mmHg2)临床意义临床意义：血压降低提示各脏器供血不足血压降低提示各脏器供血不足 5影响心输出量重要因素影响心输出量重要因素心肌收缩力前负荷后负荷6影响心输出量的重要因素影响心输出量的重要因素1）心脏前负荷心脏前负荷容量负荷容量负荷 前负荷增加前负荷增加心室代偿增大心室代偿增大心衰心衰 减低减低无血可排无血可排休克休克2）心脏后负荷心脏后负荷阻力负荷阻力负荷 后负荷增加后负荷增加心衰；高血压心衰；高血压 减低减低休克；低血容量休克；低血容量3）心肌收缩力心肌收缩力自身心肌纤维收缩能力自身心肌纤维收缩能力4）心率心率 7BioZ-ICG 血流动力学监测
5、的临床意义血流动力学监测的临床意义前负荷（TFC）后负荷（SVR）SV CO BP 心肌收缩力（ACI，VI）代偿代偿HRSVR原因原因结果结果各脏器供血不足各脏器供血不足-心肌缺血心肌缺血1）病人症状及体征发生变化之前，即可发现血液动力学改变）病人症状及体征发生变化之前，即可发现血液动力学改变2）通过压力、阻力、血流变化综合评价病人的病情，指导治疗）通过压力、阻力、血流变化综合评价病人的病情，指导治疗8血流动力学监测方法血流动力学监测方法心脏活动：心脏活动：1 1）心电活动心电活动 2 2）机械活动机械活动心电活动：电信号产生及传导心电活动：电信号产生及传导心律失常心律失常 监测：心电图，心
6、电监护，电生理监测：心电图，心电监护，电生理机械活动：机械活动：心脏机械收缩心脏机械收缩血流动力学血流动力学 监测：有创监测：有创-漂浮导管、漂浮导管、PiccoPicco 微创微创-Edwards-Edwards唯捷流唯捷流 无创无创-Bioz ICGBioz ICG9BioZ Monitor 血流动力学概念血流动力学概念 CardioDynamics CardioDynamics 公司简介公司简介 ICG ICG 技术简介技术简介历史历史原理原理操作操作 临床研究临床研究准确性和重复性准确性和重复性 临床应用临床应用心衰心衰,高血压高血压,和呼吸困难和呼吸困难病例讨论病例讨论10Cardi
7、oDynamics19981998，3 3 通过美国通过美国FDAFDA认证认证19981998，7 7 通过通过ISO9001/EN46001ISO9001/EN46001标准标准19981998，11 11 通过欧洲通过欧洲CECE认证认证20002000，5 5 通过中国进口医疗许可（唯一）通过中国进口医疗许可（唯一）美国政府医疗保险目录美国政府医疗保险目录:CPT Code 93701:CPT Code 93701NASDAQNASDAQ股票交易代码股票交易代码:CDIC:CDIC中国国家科技部课题中国国家科技部课题中国医学科学院基础医学研究所测量设定中国国人正常值标准中国医学科学院基
8、础医学研究所测量设定中国国人正常值标准BioZ BioZ 在全球范围内的分布和使用在全球范围内的分布和使用 7,000 BioZs 7,000 BioZs 和和BioZ Dxs BioZ Dxs 在超过在超过50 50 个国家内使用个国家内使用 300 300 篇文献发表在高水平学术杂志上篇文献发表在高水平学术杂志上11BioZ Monitor 血流动力学概念血流动力学概念 CardioDynamics CardioDynamics 公司简介公司简介 ICG ICG 技术简介技术简介历史历史原理原理操作操作 临床研究临床研究准确性和重复性准确性和重复性 临床应用临床应用心衰心衰,高血压高血压,
9、和呼吸困难和呼吸困难病例讨论病例讨论12ICG技术发展史技术发展史1940sICG Research Begins1960sICG Research Funded by NASA in USA1980sBoMed Commercializes ICG1995CardioDynamics begins R&D on next generation of ICG1998CardioDynamics introduces BioZ with ZMARC Algorithm1999US Medicare authorized reimbursement for ICG2001CardioDynamic
10、s and GE introduce worlds first ICG Module for Patient Monitoring Systems2007CardioDynamics and Mindray introduce Beneview/ICG Module13阻抗心动描记术阻抗心动描记术Impedance Cardiography(ICG)四对电极片分别至于颈部和胸部四对电极片分别至于颈部和胸部电流通过胸部传导，电信号循阻抗最小的路电流通过胸部传导，电信号循阻抗最小的路径主动脉传导径主动脉传导阻抗的基线值被测量阻抗的基线值被测量每次心跳，主动脉内的血容量和血流速度发每次心跳，主动脉内
11、的血容量和血流速度发生变化生变化相应发生的阻抗变化被测量相应发生的阻抗变化被测量阻抗的基线值和变化被用来测量和计算得出阻抗的基线值和变化被用来测量和计算得出血液动力学的参数血液动力学的参数14主动脉血容量改变胸阻抗主动脉血容量改变胸阻抗主动脉主动脉15BioZ-ICG 提供的参数提供的参数测量的参数测量的参数 Heart Rate 心率 Acceleration Index 加速指数 Velocity Index 速度指数 Thoracic Fluid Content 胸腔液体水平 Pre-Ejection Period 预射血期 LV Ejection Time 左室射血时间计算的参数计算的
12、参数 Stroke Volume/Index 每博输出量/每博指数 Cardiac Output/Index 心排量/心指数 SVR/SVRI 外周血管阻力/外周血管阻力指数 LVSWI/LCWI 左室做功/左室做功指数 Systolic Time Ratio 收缩时间比例16BioZ-ICG反映前负荷的参数反映前负荷的参数胸腔液体水平（胸腔液体水平（TFC）TFC三种成分：血管内，肺泡内，组织间隙内 无胸腔积液时TFC可以反映前负荷 有胸腔积液时TFC的变化趋势可以反映前负荷的变化趋势 临床意义：1、评价心脏前负荷，、评价心脏前负荷，TFCTFC与与PAOPPAOP成正相关；成正相关；2 2
13、、指导临床输液治疗，实时指导输液的量与输液速度、指导临床输液治疗，实时指导输液的量与输液速度17Bioz-ICG反映心肌收缩力的参数反映心肌收缩力的参数心肌收缩力的指标：心肌收缩力的指标：ACI；VI 临床意义临床意义：1 1、独有参数（有创无法提供），使心脏功能评价更趋完善；、独有参数（有创无法提供），使心脏功能评价更趋完善；2 2、专门评价心肌收缩能力，较、专门评价心肌收缩能力，较EFEF值更准确，反映更灵敏；值更准确，反映更灵敏；3 3、心衰，缺血性心肌病等情况反映明确；、心衰，缺血性心肌病等情况反映明确；4 4、实时指导应用心脏活性药物、实时指导应用心脏活性药物18Bioz-ICG反映
14、后负荷的参数反映后负荷的参数体血管阻力体血管阻力/阻力指数（阻力指数（SVR/SVRI）1 1）概 念：血 流 在 动 脉 系 统 内 遇 到 的 阻 力）概 念：血 流 在 动 脉 系 统 内 遇 到 的 阻 力 7 7 07 7 0 15001500dynes/sec/cmdynes/sec/cm-5-52 2）临床意义：临床意义：A A、代表后负荷代表后负荷B B、指导扩血管药物应用指导扩血管药物应用 SVRSVRCO=MAPCO=MAP19BioZ-ICG Monitor 血流动力学概念血流动力学概念 CardioDynamics CardioDynamics 公司简介公司简介 ICG
15、 ICG 技术简介技术简介历史历史原理原理操作操作 临床研究临床研究准确性和重复性准确性和重复性 临床应用临床应用心衰心衰,高血压高血压,和呼吸困难和呼吸困难病例讨论病例讨论20原有阻抗法主要存在问题原有阻抗法主要存在问题模拟信号采集，传输模拟信号采集，传输受呼受呼吸运动，肥胖，气胸，胸腔积吸运动，肥胖，气胸，胸腔积液等生理及病理状况的影响液等生理及病理状况的影响误差误差计算公式无法解决主动脉顺应计算公式无法解决主动脉顺应性（年龄，疾病）的干扰性（年龄，疾病）的干扰误差误差专用电极人体阻抗信号筛选技专用电极人体阻抗信号筛选技术的差异术的差异误差误差21美国美国CardioDynamicsCar
16、dioDynamics公司公司 Cardio Dynamics ICG Module 是建立在胸电生物阻抗法基础上，采用先进的专用阻抗电极系统、专利的DISQ技术及ZMARC算法，通过16种血流动力学参数来评估病人的血液动力学状况及评价心功能22Caridodynamics ICG ModuleCaridodynamics ICG Module采用的主要专利技术采用的主要专利技术 每次心动周期主动脉血流量及速度发生周期性变化，当一次性电极传输低频高幅电流通过胸腔，ICG专用胸电阻抗传感电极（BioZ Advasense Sensor）通过其5%5%氯化氯化钾水凝胶钾水凝胶中所特有的生物化学成分
17、，分析电脉冲穿过胸腔时频率的变化，将其相对应的阻抗变化进行数字化处理，并自动感知阻抗信号的增益，成为高性能的阻抗信号筛选器 23Caridodynamics ICG ModuleCaridodynamics ICG Module采用的主要专利技术采用的主要专利技术DISQDISQ技术技术（D数字I阻抗S信号Q数字化）使用独家专利数字信号处理技术将病人的阻抗信号数字化，该项技术结合高分辨率模拟数字转换，能自动测定阻抗信号增益。这使BIOZ.COM测量和计算的准确性和更新性大大提高。DISQDISQ技术是超越其他的胸电生技术是超越其他的胸电生理阻抗系统的重大进步。理阻抗系统的重大进步。199719
18、97年通过年通过FDAFDA。24Caridodynamics ICG ModuleCaridodynamics ICG Module采用的主要专利技术采用的主要专利技术ZMARCZMARC算法算法（Z Z阻抗阻抗M M调节调节ARAR主动脉主动脉C C还原）还原）是一种通过改变Sramek-Bernstein方程式来说明随年龄增长带来的主动脉顺应性变化并自动调整由于主动脉顺应性变化所引起的误差的独家专利计算方法，它可以对许多血液动力参数进行更精确的计算。ZMARC算法也是超越其他的胸电生理阻抗系统的重大进步。1998年通过美国FDA认证。25绝对准确性绝对准确性Sageman,et al.J
19、ournal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesiology.2002;16:8-1426相对准确性相对准确性“BioZ ICG BioZ ICG 和热稀释法对和热稀释法对CABGCABG术后病人测量其术后病人测量其CICI值在临床和值在临床和统计学上都是相等的统计学上都是相等的”.Sageman,et al.Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesiology.2002;16:8-1427算法的评价算法的评价 Van De Water,et al.,分别用4种ICG算法和热稀释法进行比较 52名
20、 CABG 术后病人AlgorithmAlgorithmCorrelation Correlation(r value)(r value)BiasBias(l/min)(l/min)Stand.Dev.Stand.Dev.(l/min)(l/min)Z MARC(1998 BioZ)0.93-0.181.09Sramek-Bernstein(1986)0.69-0.771.69Sramek(1983)0.60-1.461.63Kubicek(1966)0.56-1.711.81Van De Water,et al.,Chest 123:2028-2033“在现今所有的在现今所有的ICG ICG
21、 技术中技术中,Cardiodynamics,Cardiodynamics的的ZMarcZMarc算法相对比算法相对比TDTD法的准确性最高法的准确性最高,是目前世界上最先进的是目前世界上最先进的ICG ICG 技术技术”28高重复性高重复性ComparisonComparisonCorrelation Correlation(R value)(R value)Stand.Dev.Stand.Dev.(l/min)(l/min)TD 2 vs.TD 1TD 2 vs.TD 10.830.831.021.02TD 3 vs.TD 2TD 3 vs.TD 20.840.841.011.01TD 3
22、 vs.TD 1TD 3 vs.TD 10.830.831.071.07ICG 2 vs.ICG 1ICG 2 vs.ICG 10.970.970.440.44ICG 3 vs.ICG 2ICG 3 vs.ICG 20.980.980.390.39ICG 3 vs.ICG 1ICG 3 vs.ICG 10.970.970.430.43“相对于热稀释法测量的CO，ICG测量的CO变化更少，重复性更高.”Van De Water,et al.,Chest 123:2028-2033st.2003;123(6):2028-2033.5252名名CABGCABG术后病人分别用热稀释法和术后病人分别用热
23、稀释法和ICGICG进行三次连续的测量进行三次连续的测量29BioZ-ICG Monitor 血流动力学概念血流动力学概念 CardioDynamics CardioDynamics 公司简介公司简介 ICG ICG 技术简介技术简介历史历史原理原理操作操作 临床研究临床研究准确性和重复性准确性和重复性 临床应用临床应用心衰心衰,高血压高血压,和呼吸困难和呼吸困难病例讨论病例讨论30CardioDynamicsCardioDynamicsICG ModuleICG Module老干科、老干科、心内科、心内科、心外科、心外科、心功能室心功能室妇产科、妇产科、儿科儿科急诊科急诊科麻醉科、麻醉科、I
24、CUICU外科系统外科系统体检中心体检中心ICGICG主要应用临床领域及科室主要应用临床领域及科室高血压高血压呼吸困难呼吸困难心衰心衰31重症医学科重症医学科ICU的临床应用的临床应用 全麻后复苏患者的血流动力学监测 行机械通气患者的血流动力学监测 多发伤患者早期液体复苏中的血流动力学监测 控制液体量及输液速度 急性呼吸困难患者的鉴别诊断 急性心力衰竭患者的血流动力学监测32心输出量心输出量CO/CICO/CI心率心率HRHR前负荷前负荷TFCTFC每搏输出量每搏输出量SV/SISV/SI后负荷后负荷SVR/SVRISVR/SVRI心肌收缩力心肌收缩力VI/STRVI/STR-受体阻滞剂利尿剂
25、硝酸甘油醛固酮拮抗剂ACEI,ARB肼屈嗪其他血管扩张剂-受体阻滞剂短期内-受体阻滞剂剂量可能应下降，长期可能上升强心苷类药物心力衰竭病人通常表现为心输出量CO/CI和每搏射血量SV/SI降低，伴随前负荷增加，心肌收缩力减弱（与心动过速相关），和/或后负荷增加血液动力学治疗包括给利尿剂以降低血容量，扩血管药以降低后负荷氧运输量：DO2Hgb*SaO2*CO*1.36心衰：血流动力学状态和药物治疗心衰：血流动力学状态和药物治疗33Prospective Evaluation and Identification of Cardiac Decompensation in Patients with
26、 Heart Failure by Impedance Cardiography Test(PREDICT)Packer M,Abraham WT,Mehra MR,Yancy CW,et al.Utility of Impedance Cardiography for the Identification of Short-Term Risk of Clinical Decompensation In Stable Patients With Chronic Heart Failure.J Am Coll Cardiol.2006;47:2245-52.34 PREDICTPREDICT研究
27、研究:明确短期发生心衰事件的高危病人明确短期发生心衰事件的高危病人 心衰病人的前瞻性研究 多中心研究 美国22 个中心 212名心衰病人每两周随访一次，持续26周(2,316次病人随访)结果 ICG评分是未来心衰事件最强的预测指标(在纽约心脏学会心功能分级，心率，血压，病人自我评估和体重变化被首先考虑之后）ICG 评分TFCI,VI,LVET14天内心衰事件发生率=8.29 RR(p 0.0001)基于 SI 和TFC的心衰事件发生率心衰事件 14 days=6.46 RR (p 0.0001)30 days=3.33 RR (p 0.0001)60 days=2.60 RR (p 0.000
28、1)90 days=2.27 RR (p 35 35 35 35 35 35高风险组比低风险组高风险组比低风险组在在1414天内的心衰事天内的心衰事件发生率大七倍件发生率大七倍RR RR 7.0 7.0 P0.0001P0.0001PREDICT PREDICT 研究研究:血液动力学象限血液动力学象限HF Event 14 DaysPacker MI et al.J Am Coll Cardiol;2006;47:2245-52.36血液动力学状态血液动力学状态评估评估预计短期风险预计短期风险治疗选择治疗选择低灌注低灌注/充血充血SI35SI35TFCTFC3535正常灌注正常灌注/充血充血S
29、ISI3535TFCTFC3535低灌注低灌注/无充血无充血SI35SI35TFC35TFC35正常灌注正常灌注/无充血无充血SISI3535TFC35TFC35高风险高风险中等风险中等风险中等风险中等风险低风险低风险ICGICG血液动血液动力学检查力学检查 病史，体征病史，体征实验室检查实验室检查1.1.加用加用/增加利尿剂剂量增加利尿剂剂量2.2.后负荷高？后负荷高？加用加用/增加血管扩张剂剂量增加血管扩张剂剂量3.3.考虑缩短随访间期考虑缩短随访间期1.1.加用加用/增加利尿剂剂量增加利尿剂剂量2.2.后负荷高？后负荷高？加用加用/增加血管扩张剂剂量增加血管扩张剂剂量1.1.后负荷高？后
30、负荷高？加用加用/增加血管扩张剂剂量增加血管扩张剂剂量治疗方式不变治疗方式不变基于循证医学基于循证医学治疗方案：治疗方案：1.ACEI1.ACEI或血管紧或血管紧张素张素受体拮抗剂受体拮抗剂2.-2.-受体阻滞剂受体阻滞剂3.3.醛固酮拮抗剂醛固酮拮抗剂4.4.强心苷强心苷根据目标剂量给根据目标剂量给予或增加予或增加心衰心衰:ICG:ICG指导的治疗原则指导的治疗原则37HF Case Study HF Case Study Uptitration of an ACE InhibitorUptitration of an ACE Inhibitor ICG Interpretation:ICG
31、 Interpretation:High SVRI indicates vasoconstriction.Treatment Decision:Treatment Decision:Increase Enalapril to 20 mg bid,increase Furosemide to 40 mg qd.SOB,Inability to sleep SOB,Inability to sleep HR 81 HR 81 BP 112/88BP 112/88#1#1Symptoms/Symptoms/ExamExam2.3 31362.3 3136 32.5 32.5TFCTFCSVRISVR
32、ICICIVisitVisituPatient:Patient:54 year old male.uHistory:History:Heart failure with previous CABG surgery.uCurrent Current ACE inhibitor(Enalapril 10 mg bid),inotrope(Digoxin Therapy:Therapy:0.125 mg qd),diuretic(Furosemide 20 mg qd).Presented by Clyde W.Yancy MD,FACC,CME Symposium:Noninvasive Hemo
33、dynamic Monitoring in Heart Failure:Utilization of Impedance Cardiography(ICG),September 2002.38HF Case Study-Cont.Uptitration of an ACE InhibitorSOB resolved HR 97BP 80/52#2(1 Week)3.5127730.3 ICG Interpretation:Uptitration of Enalapril reduced SVRI and increased CI.Decrease in TFC indicates respon
34、siveness to Furosemide.Hemodynamic improvement provided objective confirmation of resolution of symptoms.Treatment Decision:Re-evaluate in two weeks for consideration of initiation of beta-blocker(Metoprolol or Carvedilol).SOB,Inability to sleep HR 81 BP 112/88#1Symptoms/Exam2.33136 32.5TFCSVRICIVis
35、it39呼吸困难呼吸困难呼吸困难呼吸困难心源性心源性非心源性非心源性潜在病因：潜在病因：心力衰竭心力衰竭心肌缺血心肌缺血肺血管疾病肺血管疾病潜在病因：潜在病因：阻塞性或限制性肺部疾患阻塞性或限制性肺部疾患胸膜的病变胸膜的病变呼吸肌病变呼吸肌病变神经系统疾患神经系统疾患心理因素心理因素其他其他40呼吸困难呼吸困难:ICG:ICG指导的治疗原则指导的治疗原则评估评估血液动力学状态血液动力学状态诊断诊断治疗选择治疗选择 病史，体征病史，体征ICGICG血液动血液动力学检查力学检查提示呼吸困难提示呼吸困难是心源性的是心源性的提示呼吸困难提示呼吸困难是非心源性的是非心源性的考虑心力衰竭的诊断考虑心力衰竭
36、的诊断和治疗措施和治疗措施考虑肺或其他病因考虑肺或其他病因的治疗措施的治疗措施41Impact of Impedance Cardiography on Diagnosis and Therapy of Emergent Dyspnea:the ED-IMPACT TrialPeacock WF,Summers RF,Vogel J,Emerman C.Impact of impedance cardiography on diagnosis and therapy of emergent dyspnea:the ED-IMPACT trial.Acad Emerg Med.2006;13(4
37、):365-371.42 ED-IMPACTED-IMPACT研究研究:ICG:ICG在呼吸困难诊治中的有效性在呼吸困难诊治中的有效性 Cleveland Clinic and Univ.of Mississippi ED Study89 位有呼吸困难主诉的病人 ICG数据导致了12%的诊断改变和39%的治疗改变Peacock WF et al.Acad Emerg Med.2006;13(4):365-371.改变诊断的百分比改变诊断的百分比改变治疗的百分比改变治疗的百分比43Case Study:ED in US(UM 6)74岁，男,511”,195 lb病史:中风,肺癌,心衰主诉:SO
38、B (短促呼吸)ICG检查前诊断:SOB是由肺癌引起的，还是心衰引起的？ICG检查前计划:收入CDU（Critical Decision Unit）进一步诊断-+or-ParamValueLowHigh+HR1145886SBP122100140DBP866090MAP958410044Case Study:ED in US(UM 6)74岁，男,511”,195 lb病史:中风,肺癌,心衰主诉:SOB (短促呼吸)ICG检查前诊断:SOB是由肺癌引起的，还是心衰引起的？ICG检查前计划:收入CDU（Critical Decision Unit）进一步诊断-ICG检查后诊断:恶化性的心衰ICG检查后诊断:收入重症病房进行抗心衰治疗+or-ParamValueLowHigh+HR1145886SBP122100140DBP866090MAP9584100-SV2283154-CO2.54.08.0-CI1.22.54.7+SVR28917421378-ACI2870m90f150m170fTFC3830m21f50m37f45谢谢 谢谢!46
