【骨麻征途】无创手指血压估算桡动脉血压的新算法

编译：夏天昊； 点评：杨蕊

 海军军医大学附属长征医院  

引言

桡动脉体表位置表浅，方便临床进行连续血压监测，但是桡动脉血压监测需要进行有创操作，所以有研究提出通过手指血压信号的数学计算转换为肱动脉血压，进行无创连续血压监测。目前已有多项研究证实了基于无创血压监测转换而来的肱动脉血压的估计值，可以应用于心血管手术、ICU患者以及儿童患者之中。但是通过有创桡动脉血压数值而非有创肱动脉血压来检验无创肱动脉血压估计值并不合逻辑。所以一种新算法应运而生：用手指血压波形估计桡动脉血压波形。所以本期我们带来一篇发表于《Journal of Clinical Anesthesia》的临床研究，该次研究中，作者测量了手指血压波形和有创桡动脉血压，并将手指血压波形的信号分别转换为肱动脉血压（旧算法）和桡动脉血压（新算法），以此评估两种算法对血压估算的准确性和临床相关性。

研究方法

血压监测

有创动脉压监测：使用20G导管进行桡动脉穿刺置管后，连接至FLOTRAC换能器，换能器放置于腋下水平，连接至EV1000监护仪(Edwards Lifesciences, Irvine, CA, USA)，记录有创动脉血压数值。

无创动脉压监测：用Clearsight手指套连接相应的血球监测仪（Edwards Life-Sciences,Irvine,CA,USA）获得无创手指血压。通过调整手指袖带内的压力，使手指动脉内的血容量保持恒定，通过指袖压力，用内置的换能器来估测桡动脉血压和肱动脉血压。

两种血压监测设备（EV1000有创血压监测和血球无创血压监测）每20秒记录一次SAP、MAP和DAP数值。

数据分析

从全麻诱导开始至手术结束，采集有创桡动脉压（ BP Rad ）和无创手指血压。无创手指血压将实时转化为肱动脉血压（ B^P Bra ），随后通过算法转化为桡动脉血压（B^P Rad ）。该算法是根据测量条件和局部血流动力学参数，动态构造局部指压到桡动脉压的传递函数。根据三种信号（BP Rad 、B^P Bra 、B^P Rad ）自动计算出SAP、MAP和DAP的20秒平均值。采用Bland-Altman、回归和趋势分析数据，增加误差网格图，将BP Rad 与B^P Rad 和 B^P Bra 进行比较。

结果

本研究共纳入37例患者，平均年龄65岁，33例中女性17例，70%为ASAⅡ型。排除4例因血管疾病影响测量的患者。33例患者的基本特征见表1。剔除问题数据后，记录和分析每个患者的一共有676个20秒的片段。

表1 病人基本特征

BPRad的SAP、MAP和DAP平均值(SD)分别为111.7、77.3和59.3mmHg。将这些值与B^PRad对比分析，两者的SAP、MAP和DAP没有明显差异。B^PBra与BPRad相比，MAP和DAP差值分别为4.6和6.5mmHg,差异有显著性(P<0.01)。肱动脉血压估算值与有创桡动脉血压监测值差异明显。

表A1 总体血压值

基于SAP、MAP和DAP散点图的回归分析如图1所示。

图1基于收缩压、平均压和舒张压的散点图和回归分析

图2 所有患者的Bland-Altman图

表2 BPRad、B^PRad和B^PBra之间的血压协议

相应的统计数据以及受试者内部变异性、受试者变异性、百分比误差、正偏差数如表2所示。BPRad与B^PRad或B^PBra的MAP比较的偏差和精密度分析发现：SAP值的偏差在5mmHg以内，但两种算法估算的血压的变异性较高（B^PRad：10.6mmHg；B^PBra：9.3mmHg）。B^PRad在DAP值（0.7（6.0)mmHg）上表现出较低的偏倚和变异性，而B^PBra的偏倚大于5mmHg（6.4mmHg）。对于SAP、MAP 和DAP这三个参数，B^PRad均呈正偏倚，因此B^PRad倾向于低估实际的BPRad。这与 B^PBra的偏差相似，对于MAP和DAP，B^PBra倾向于低估实际的BP值。

图3 有创桡动脉血压和无创估计桡动脉血压与肱动脉血压随时间变化的极图

图A2 基于33例患者的四象限图

所有患者的SAP、MAP和DAP比较，ΔBPRad和ΔB^PRad或ΔB^PBra的平均等位线度数都在±30°以内（所有的平均度数都在7°以下）。对于SAP、MAP和DAP,ΔBPRad与ΔB^PRad(93、96和94%）以及ΔBPRad与ΔB^PBra(94、95和94%）的一致性水平较高。

临床相关性分析提示：图4显示了误差网格图，比较了33例患者BPRad、B^PRad和B^PBra的SAP和MAP。图中的五个区域代表对患者无 (A)、轻度 (B)、中度 (C)、显著 (D) 或危险 (E) 风险。总体而言，大多数数据均位于A区和B区。对于MAP而言，B^PRad在A区的数量高于B^PBra（分别为92.5%和77.3%），因此B^PRad的临床准确性更高。

图4 误差网格图

讨论

本研究通过新旧算法对比分析，研究结果发现：用无创手指血压能够较为准确地估算桡动脉血压。并且，在MAP和DAP两个参数方面，BP  Rad  与B^P  Rad  的对比结果要优于BP  Rad  与B^P  Bra  的对比结果。本研究证实：通过新算法估算的桡动脉血压比旧算法估算的肱动脉血压更加精准。

但是本研究也存在一些不足。首先，有创动脉血压和无创血压监测的信号可能会随着时间的推移而受到误差干扰。例如，由于回路中的气泡或导管内的凝血，有创桡动脉测量可能会出现过阻尼，导致低估SAP和高估DAP。另一方面，阻尼不足也会导致SAP测量不准确。所以有创桡动脉需要经常冲洗监测回路并实时监测。其二，因为考虑到桡动脉与对侧手指压力之间的血压可能有差异，所以本研究中85%的患者在同侧进行了无创血压监测。但是有新近研究显示：与无创血压相比，同侧或对侧的有创血压、SAP和MAP的偏倚没有显著差异。因此在本研究中，部分对侧测量所产生的差异不是导致两种算法差异的原因。其三，在误差网格分析中，我们发现大多数B^P  Rad  数据对都在A区范围内，对患者没有风险。而B^P  Bra  的数据更加分散在A区和B区，这说明B^P  Rad  优于B^P  Bra  。但是有学者认为低风险（B区）并不会对患者产生实际影响，因此可以和A区进行合并，这将导致两种估算血压B^P  Rad  和B^P  Bra  在临床对比分析中没有差异。因此不同的分区会对两种算法产生的估计值形成不同的临床结果。

结论

综上所述，基于手指血压连续无创血压估算桡动脉血压的新方法，在传统和临床相关性分析中均显示出与实际有创桡动脉血压数值存在良好的一致性。与广泛应用的传统算法估算的肱动脉血压相比，该算法能够更好地替代有创桡动脉血压监测。

骨麻征途的点评

实时准确的血压监测对于保证手术安全，了解患者血流动力学参数和变化至关重要，目前能够实时、准确监测血压参数的方法只有动脉穿刺置管，但这种方法作为有创操作，可能会引发血栓、气栓、假性血管瘤、伤口感染等并发症，所以仅针对高危患者。在临床上更常应用无创的袖带法监测血压，但这种方法无法进行实时、连续的测量，在准确度上也会打折扣。这就导致手术中麻醉医师无法准确判断患者的血压变化情况，大幅增加了手术的风险系数。所以如何实时、准确、无创地进行血压监测应用于临床尤为重要。

本期骨麻征途带来的是一项发表于《Journal of Clinical Anesthesia》的临床研究，该研究中，作者通过无创测量手指血压波形，通过计算机算法将手指血压波形转换为肱动脉血压及桡动脉血压，同时与同侧测量的有创桡动脉血压进行比对，发现：虽然基于手指无创血压波形估算的桡动脉血压与实际桡动脉血压存在一定的正向偏移，但是已经能够较为准确地估算和反映患者实际桡动脉血压。并且在平均动脉压和收缩压两个参数上，估算得出的桡动脉血压比肱动脉血压更接近患者的实际血压数值，具备更高的临床准确性和安全性。因此基于手指无创血压检测波形估算桡动脉血压数值，不仅能实时动态准确的监测患者血流动力学的波动，而且安全无创，规避了有创动脉血压监测带来的并发症，对未来临床麻醉和危重症患者血压监测具有较好的应用前景。

编译：夏天昊

点评：杨蕊

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