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为解决中心静脉压(CVP)测量难题,研究人员开展 QCU 测量 CVP 研究,结果证实其有效性,意义重大。
# 定量压缩超声测量中心静脉压:开拓无创监测新路径
在医疗领域,准确测量中心静脉压(Central Venous Pressure,CVP)对多种疾病的诊疗极为关键。CVP 能反映血管内血容量、心脏功能及整体血流动力学状况,在心力衰竭、败血症等疾病的综合评估与治疗,以及手术监测中都有着不可或缺的地位。传统的 CVP 测量 “金标准” 是通过导管直接测量上腔静脉或右心房压力,但这种方法具有侵入性,存在一定风险。在相对稳定的患者中,非侵入性方法被广泛应用,其中常用的有颈静脉搏动高度(Jugular Venous Pulsation,JVP)的直接视觉测量和超声测量下腔静脉直径。然而,JVP 测量受患者体位影响大,不同操作人员测量结果差异明显;超声测量下腔静脉直径也存在与 CVP 相关性较弱等问题。因此,寻找一种更准确、便捷的非侵入性 CVP 测量方法迫在眉睫。
在这样的背景下,美国马萨诸塞州总医院(Massachusetts General Hospital,MGH)的研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们聚焦于定量压缩超声(Quantitative Compression Ultrasound,QCU)技术在 CVP 测量中的应用,旨在验证该技术测量 CVP 的准确性和可靠性。此项研究成果发表在《BMEF (BME Frontiers)》杂志上,为 CVP 测量领域带来了新的曙光。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。首先,使用飞利浦 XL14 - 3 xMATRIX 探头及配套的超声系统进行数据采集,通过特制的装置同步测量施加在皮肤表面的力和获取超声图像。其次,采用负荷传感器测量力,并利用特定的放大器进行信号放大,借助数据采集系统实现模拟信号到数字信号的转换。此外,通过建立二维逆有限元模型,结合颈动脉和颈内静脉(Internal Jugular Vein,IJV)的分割数据,模拟颈动脉搏动对 IJV 的影响,进而估算 CVP 波形。研究样本来自 MGH 的心脏重症监护病房(Cardiac Intensive Care Unit,CICU)的 11 位患者,所有患者均签署了知情同意书。
研究结果令人振奋。在非侵入性 QCU 衍生的 CVP 测量方面,通过线性回归分析发现,IJV 的塌陷力(Collapse Force,CF)与侵入性 CVP 之间存在显著的正相关关系。当不考虑静水压偏移(Hydrostatic Offset,HO)时,两者的 r2 相关系数达到 0.82,平均绝对误差为 1.08 mmHg;考虑 HO 进行校正后,r2 相关系数略微提升至 0.83,平均绝对误差降低至 1.06 mmHg。而 JVP 与侵入性 CVP 的相关性则较弱,r2 相关系数仅为 0.45,平均绝对误差为 1.39 mmHg。
在不确定性重叠准确性评估中,研究人员对比了 QCU 和 JVP 两种方法预测侵入性 CVP 的准确性。结果显示,仅基于 CF 的模型、CF 和 HO 结合的模型、JVP 模型以及训练模型的准确性分别为 0.778、0.889、0.125 和 0.556。这表明 QCU - 基于的方法在估计 CVP 方面比 JVP 更准确,其准确性比 JVP 高 40% - 80%。
对于 CVP 波形估计,研究人员利用 QCU 获取的颈动脉和 IJV 的图像数据,结合逆有限元模型进行分析。结果发现,虽然通过 QCU 和逆有限元模型估算的 CVP 波形与侵入性测量的波形存在一些差异,如振幅较小、波形形态不够清晰,但两者在某些特征上具有相似性,例如 “v” 峰和 “a/c” 峰的相对高度关系。这说明通过 QCU 和逆有限元模型能够近似得到简化、衰减后的 CVP 波形。
综合研究结论和讨论部分,这项研究意义非凡。它首次通过与侵入性测量的 “金标准” 对比,验证了 QCU 测量 CVP 的有效性,为临床提供了一种极具潜力的非侵入性 CVP 测量替代方法。与传统的侵入性导管测量相比,QCU 具有操作简便、可床边快速检测、对患者创伤小等优势;与其他非侵入性方法相比,QCU 测量更准确,能提供更多的压力波形信息。此外,QCU 技术有望在资源有限的环境中广泛应用,例如在移动医疗单元和远程患者监测项目中,通过便携式、电池供电的超声设备结合力耦合装置,实现快速、现场的 CVP 监测。
不过,该研究也存在一定的局限性。例如,之前研究训练的模型在预测 CVP 方面表现不佳,目前还未找到基于 CF 和其他可量化参数可靠预测 CVP 的明确公式;研究样本量较小,可能影响结论的普遍性;部分患者血管存在血栓等问题,影响测量准确性;超声探头尺寸较大,会给患者和操作人员带来不适;力耦合装置需针对不同超声探头定制。尽管如此,QCU 在非侵入性 CVP 估计方面的巨大潜力不容忽视。后续研究可进一步扩大样本量,优化测量方法,改进设备,推动 QCU 技术从实验室走向临床应用,为心血管疾病等的诊疗带来新的突破,提升患者的治疗效果和生活质量。