1、 生物阻抗法ICG技術與臨床應用1 生物阻抗法ICG技術與臨床應用1 Mindray ICG Module 血流動力學概念CardioDynamics 公司簡介ICG 技術簡介歷史原理操作臨床研究準確性和重復性臨床應用心衰, 高血壓與呼吸困難病例討論2Mindray ICG Module 血流動力學概念2血流動力學以監測心排量（CO）為核心3血流動力學以監測心排量（CO）為核心3血流動力學評價的重要參數1，心輸出量/心臟指數（CO/CI）1）概念：CO 每分鐘心臟泵血量 4-8L/min CI 單位體表面積計算的心輸出2.5-4.2L/min/m2）影響因素： 前負荷;后負荷;心肌收縮力;心率

2、3）臨床意義：A、心臟泵功能評價診斷指標B、 監護危重病人時，注意：危重病人的基礎代謝需求 比同樣的健康人要高出很多。 危重病人 CI=2.03.0 有生命危險（2.5屬于正常 范圍） 心輸出量/指數突然下降-有生命危險 CI低于1.8 就有嚴重生命危險；低于1.0將無法維持生命C、增加心率，前負荷，心肌收縮；減少后負荷可以增加心輸出量4血流動力學評價的重要參數1，心輸出量/心臟指數（CO/CI）血流動力學評價的重要參數 2，搏出量/搏出指數（SV/SI） 1）概念：SV 每次心跳左心室泵血量。60-130ml/次 SI 按體表面積計算的每搏輸出量。30-65 2）臨床意義 A 、決定SV的基

3、本因素：前負荷，心臟收縮，后負荷 B 、導致低SV主要原因：低血容量（低前負荷）和左心功能障礙（心肌收縮不良） C 、SV的變化是血流量和心肌收縮發生變化的早期信號血壓（MAP）1）概念：單位面積內血液對血管壁的側壓力 收縮壓：血液由左室到主動脈最高時的壓力 100-140mmHg 舒張壓：血液由主動脈到外周血管時的最低壓力 70-90 mmHg2) 臨床意義：血壓降低提示各臟器供血不足 5血流動力學評價的重要參數 2，搏出量/搏出指數（SV/S影響心輸出量重要因素心肌收縮力前負荷后負荷6影響心輸出量重要因素心肌收縮力前負荷后負荷6影響心輸出量的重要因素1）心臟前負荷容量負荷 前負荷增加心室代

4、償增大心衰 減低無血可排休克2）心臟后負荷阻力負荷 后負荷增加心衰；高血壓 減低休克；低血容量3）心肌收縮力自身心肌纖維收縮能力4）心率 7影響心輸出量的重要因素1）心臟前負荷容量負荷7BioZ-ICG 血流動力學監測的臨床意義前負荷（TFC）后負荷 （SVR） SV CO BP 心肌收縮力（ACI，VI）代償代償HRSVR原因結果各臟器供血不足-心肌缺血1）病人癥狀及體征發生變化之前，即可發現血液動力學改變2）通過壓力、阻力、血流變化綜合評價病人的病情，指導治療8BioZ-ICG 血流動力學監測的臨床意義前負荷（TFC）代血流動力學監測方法心臟活動：1）心電活動 2）機械活動心電活動：電信號

5、產生及傳導心律失常 監測：心電圖，心電監護，電生理機械活動：心臟機械收縮血流動力學 監測：有創-漂浮導管、Picco 微創-Edwards唯捷流 無創-Bioz ICG9血流動力學監測方法心臟活動：1）心電活動9BioZ Monitor血流動力學概念CardioDynamics 公司簡介ICG 技術簡介歷史原理操作臨床研究準確性和重復性臨床應用心衰, 高血壓, 和呼吸困難病例討論10BioZ Monitor血流動力學概念10CardioDynamics1998，3 通過美國FDA認證1998，7 通過ISO9001/EN46001標準1998，11 通過歐洲CE認證2000，5 通過中國進口醫

6、療許可（唯一）美國政府醫療保險目錄: CPT Code 93701NASDAQ股票交易代碼: CDIC中國國家科技部課題中國醫學科學院基礎醫學研究所測量設定中國國人正常值標準BioZ 在全球范圍內的分布和使用 7,000 BioZs 和BioZ Dxs 在超過50 個國家內使用 300 篇文獻發表在高水平學術雜志上11CardioDynamics11BioZ Monitor血流動力學概念CardioDynamics 公司簡介ICG 技術簡介歷史原理操作臨床研究準確性和重復性臨床應用心衰, 高血壓, 和呼吸困難病例討論12BioZ Monitor血流動力學概念12ICG技術發展史1940sICG

7、 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 ICG2001CardioDynamics and GE introduce worlds first ICG Mod

8、ule for Patient Monitoring Systems2007CardioDynamics and Mindray introduce Beneview / ICG Module13ICG技術發展史1940sICG Research Beg阻抗心動描記術Impedance Cardiography (ICG)四對電極片分別至于頸部和胸部電流通過胸部傳導，電信號循阻抗最小的路徑主動脈傳導阻抗的基線值被測量每次心跳，主動脈內的血容量和血流速度發生變化相應發生的阻抗變化被測量阻抗的基線值和變化被用來測量和計算得出血液動力學的參數14阻抗心動描記術Impedance Cardiograp

9、hy主動脈血容量改變胸阻抗主動脈阻抗波 (倒數)15主動脈血容量改變胸阻抗主動脈阻抗波 (倒數)15BioZ- ICG 提供的參數測量的參數Heart Rate 心率Acceleration Index 加速指數Velocity Index 速度指數Thoracic Fluid Content 胸腔液體水平Pre-Ejection Period 預射血期LV Ejection Time 左室射血時間計算的參數 Stroke Volume / Index 每博輸出量/每博指數Cardiac Output / Index 心排量/ 心指數SVR / SVRI 外周血管阻力/ 外周血管阻力指數LVS

10、WI / LCWI 左室做功/ 左室做功指數Systolic Time Ratio 收縮時間比例16BioZ- ICG 提供的參數測量的參數計算的參數 16BioZ-ICG反映前負荷的參數胸腔液體水平（TFC）TFC三種成分：血管內，肺泡內，組織間隙內無胸腔積液時TFC可以反映前負荷有胸腔積液時TFC的變化趨勢可以反映前負荷的變化趨勢 臨床意義： 1 、評價心臟前負荷，TFC與PAOP成正相關； 2 、指導臨床輸液治療，實時指導輸液的量與輸液速度17BioZ-ICG反映前負荷的參數胸腔液體水平（TFC）17Bioz-ICG反映心肌收縮力的參數心肌收縮力的指標：ACI；VI 臨床意義：1 、獨有

11、參數（有創無法提供），使心臟功能評價更趨完善；2 、專門評價心肌收縮能力，較EF值更準確，反映更靈敏；3 、心衰，缺血性心肌病等情況反映明確；4 、實時指導應用心臟活性藥物18Bioz-ICG反映心肌收縮力的參數心肌收縮力的指標：ACIBioz-ICG反映后負荷的參數體血管阻力/阻力指數（SVR/SVRI）1）概念：血流在動脈系統內遇到的阻力770 1500dynes/sec/cm-52）臨床意義：A、代表后負荷B、指導擴血管藥物應用 SVRCO=MAP19Bioz-ICG反映后負荷的參數體血管阻力/阻力指數（SVRBioZ- ICG Monitor血流動力學概念CardioDynamics

12、公司簡介ICG 技術簡介歷史原理操作臨床研究準確性和重復性臨床應用心衰, 高血壓, 和呼吸困難病例討論20BioZ- ICG Monitor血流動力學概念20原有阻抗法主要存在問題模擬信號采集，傳輸受呼吸運動，肥胖，氣胸，胸腔積液等生理及病理狀況的影響誤差計算公式無法解決主動脈順應性（年齡，疾病）的干擾誤差專用電極人體阻抗信號篩選技術的差異誤差21原有阻抗法主要存在問題21美國CardioDynamics公司 Cardio Dynamics ICG Module 是建立在胸電生物阻抗法基礎上，采用先進的專用阻抗電極系統、專利的DISQ技術及ZMARC算法，通過16種血流動力學參數來評估病人的血

13、液動力學狀況及評價心功能22美國CardioDynamics公司 Cardio DCaridodynamics ICG Module采用的主要專利技術 每次心動周期主動脈血流量及速度發生周期性變化，當一次性電極傳輸低頻高幅電流通過胸腔，ICG專用胸電阻抗傳感電極（BioZ Advasense Sensor）通過其5%氯化鉀水凝膠中所特有的生物化學成分，分析電脈沖穿過胸腔時頻率的變化，將其相對應的阻抗變化進行數字化處理，并自動感知阻抗信號的增益，成為高性能的阻抗信號篩選器 23Caridodynamics ICG Module采用的主要Caridodynamics ICG Module采用的主要

14、專利技術DISQ技術（D數字I阻抗S信號Q數字化）使用獨家專利數字信號處理技術將病人的阻抗信號數字化，該項技術結合高分辨率模擬數字轉換，能自動測定阻抗信號增益。這使BIOZ.COM測量和計算的準確性和更新性大大提高。DISQ技術是超越其他的胸電生理阻抗系統的重大進步。1997年通過FDA。24Caridodynamics ICG Module采用的主要Caridodynamics ICG Module采用的主要專利技術ZMARC算法（Z阻抗M調節AR主動脈C還原）是一種通過改變Sramek-Bernstein方程式來說明隨年齡增長帶來的主動脈順應性變化并自動調整由于主動脈順應性變化所引起的誤差

15、的獨家專利計算方法，它可以對許多血液動力參數進行更精確的計算。ZMARC算法也是超越其他的胸電生理阻抗系統的重大進步。1998年通過美國FDA認證。25Caridodynamics ICG Module采用的主要絕對準確性Sageman, et al. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesiology. 2002; 16:8-1426絕對準確性Sageman, et al. Journal o相對準確性“BioZ ICG 和熱稀釋法對CABG術后病人測量其CI值在臨床和統計學上都是相等的”.Sageman, et al. Journal

16、 of Cardiothoracic and Vascular Anesthesiology. 2002; 16:8-1427相對準確性“BioZ ICG 和熱稀釋法對CABG術后病人測算法的評價Van De Water, et al.,分別用4種ICG算法和熱稀釋法進行比較52名 CABG 術后病人AlgorithmCorrelation (r value)Bias(l/min)Stand. Dev.(l/min)Z MARC (1998 BioZ)0.93-0.181.09Sramek-Bernstein (1986)0.69-0.771.69Sramek (1983)0.60-1.461

17、.63Kubicek (1966)0.56-1.711.81Van De Water, et al., Chest 123: 2028- 2033“在現今所有的ICG 技術中, Cardiodynamics的ZMarc算法相對比TD法的準確性最高,是目前世界上最先進的ICG 技術”28算法的評價Van De Water, et al.,Algo高重復性ComparisonCorrelation (R value)Stand. Dev.(l/min)TD 2 vs. TD 10.831.02TD 3 vs. TD 20.841.01TD 3 vs. TD 10.831.07ICG 2 vs. I

18、CG 10.970.44ICG 3 vs. ICG 20.980.39ICG 3 vs. ICG 10.970.43 “相對于熱稀釋法測量的CO，ICG測量的CO變化更少，重復性更高.”Van De Water, et al., Chest 123: 2028-2033st. 2003;123(6): 2028-2033.52名CABG術后病人分別用熱稀釋法和ICG進行三次連續的測量29高重復性ComparisonCorrelation StanBioZ- ICG Monitor血流動力學概念CardioDynamics 公司簡介ICG 技術簡介歷史原理操作臨床研究準確性和重復性臨床應用心衰,

19、 高血壓, 和呼吸困難病例討論30BioZ- ICG Monitor血流動力學概念30CardioDynamicsICG Module老干科、心內科、心外科、心功能室婦產科、兒科急診科麻醉科、ICU外科系統體檢中心ICG主要應用臨床領域及科室高血壓呼吸困難心衰31CardioDynamics老干科、婦產科、急診科麻醉科、體重癥醫學科ICU的臨床應用全麻后復蘇患者的血流動力學監測行機械通氣患者的血流動力學監測多發傷患者早期液體復蘇中的血流動力學監測控制液體量及輸液速度急性呼吸困難患者的鑒別診斷急性心力衰竭患者的血流動力學監測32重癥醫學科ICU的臨床應用全麻后復蘇患者的血流動力學監測32心輸出量

20、CO/CI心率HR前負荷TFC每搏輸出量SV/SI后負荷SVR/SVRI心肌收縮力VI/STR-受體阻滯劑利尿劑硝酸甘油醛固酮拮抗劑ACEI,ARB肼屈嗪其他血管擴張劑-受體阻滯劑短期內-受體阻滯劑劑量可能應下降，長期可能上升強心苷類藥物心力衰竭病人通常表現為心輸出量CO/CI和每搏射血量SV/SI降低，伴隨前負荷增加，心肌收縮力減弱（與心動過速相關），和/或后負荷增加血液動力學治療包括給利尿劑以降低血容量，擴血管藥以降低后負荷氧運輸量：DO2Hgb*SaO2*CO*1.36心衰：血流動力學狀態和藥物治療33心輸出量心率前負荷每搏輸出量后負荷心肌收縮力-受體阻滯劑Prospective Eva

21、luation and Identification of Cardiac Decompensation in Patients with 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

22、Chronic Heart Failure. J Am Coll Cardiol. 2006; 47: 2245-52.34 Prospective Evaluation and IdePREDICT研究: 明確短期發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 美國22 個中心212名心衰病人每兩周隨訪一次，持續26周 (2,316次病人隨訪)結果ICG評分是未來心衰事件最強的預測指標 (在紐約心臟學會心功能分級，心率，血壓，病人自我評估和體重變化被首先考慮之后）ICG 評分TFCI, VI, LVET14天內心衰事件發生率 = 8.29 RR (p 0.0001)基于 SI 和TFC

23、的心衰事件發生率心衰事件14 days = 6.46 RR (p 0.0001)30 days = 3.33 RR (p 0.0001)60 days = 2.60 RR (p 0.0001)90 days = 2.27 RR (p 35 35 35高風險組比低風險組在14天內的心衰事件發生率大七倍RR 7.0 P0.0001PREDICT 研究: 血液動力學象限HF Event 14 DaysPacker MI et al. J Am Coll Cardiol; 2006;47: 2245-52.36低風險中等風險中等風險高風險胸腔液體水平 TFC (/koh血液動力學狀態評估預計短期風險治

24、療選擇低灌注/充血SI35TFC35正常灌注/充血SI35TFC35低灌注/無充血SI35TFC35正常灌注/無充血SI35TFC35高風險中等風險中等風險低風險ICG血液動力學檢查 病史，體征實驗室檢查1. 加用/增加利尿劑劑量2. 后負荷高？ 加用/增加血管擴張劑劑量3.考慮縮短隨訪間期1. 加用/增加利尿劑劑量2. 后負荷高？ 加用/增加血管擴張劑劑量1. 后負荷高？ 加用/增加血管擴張劑劑量治療方式不變基于循證醫學治療方案：1.ACEI或血管緊張素受體拮抗劑2.-受體阻滯劑3.醛固酮拮抗劑4.強心苷根據目標劑量給予或增加心衰: ICG指導的治療原則37血液動力學狀態評估預計短期風險治療

25、選擇低灌注/充血正常灌注/HF Case Study Uptitration of an ACE Inhibitor ICG Interpretation: High SVRI indicates vasoconstriction. Treatment Decision: Increase Enalapril to 20 mg bid, increase Furosemide to 40 mg qd.SOB, Inability to sleep HR 81 BP 112/88#1Symptoms / Exam2.3 3136 32.5TFCSVRICIVisitPatient: 54 yea

26、r old male.History: Heart failure with previous CABG surgery.Current ACE inhibitor (Enalapril 10 mg bid), inotrope (Digoxin Therapy: 0.125 mg qd), diuretic (Furosemide 20 mg qd).Presented by Clyde W. Yancy MD, FACC, CME Symposium: Noninvasive Hemodynamic Monitoring in Heart Failure: Utilization of I

27、mpedance Cardiography (ICG), September 2002.38HF Case Study Uptitration oHF Case Study - Cont.Uptitration of an ACE InhibitorSOB resolved HR 97BP 80/52 #2 (1 Week)3.5 1277 30.3 ICG Interpretation: Uptitration of Enalapril reduced SVRI and increased CI. Decrease in TFC indicates responsiveness to Fur

28、osemide. 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 / Exam2.3 3136 32.5TFCSVRICIVisit39HF

29、Case Study - Cont.Uptitrat呼吸困難呼吸困難心源性非心源性潛在病因：心力衰竭心肌缺血肺血管疾病潛在病因：阻塞性或限制性肺部疾患胸膜的病變呼吸肌病變神經系統疾患心理因素其他40呼吸困難呼吸困難心源性非心源性40呼吸困難: ICG指導的治療原則評估血液動力學狀態診斷治療選擇 病史，體征ICG血液動力學檢查提示呼吸困難是心源性的提示呼吸困難是非心源性的考慮心力衰竭的診斷和治療措施考慮肺或其他病因的治療措施41呼吸困難: ICG指導的治療原則評估血液動力學狀態診斷治療選Impact of Impedance Cardiography on Diagnosis and Therapy of Emergent Dyspnea: the ED-IMPACT TrialPeacock WF, Summers RF, Vogel J, Emerman C. Impact of impedance cardiogra