Calibrating Stroke Volume Measurement of Electrical Cardiometry Compared with Transthoracic Echocardiography

技术摘要：将电学心输出量测定法与经胸超声心动图进行校准以测量每搏输出量

问题陈述
心输出量（CO）和每搏输出量（SV）是管理心血管系统的关键变量。虽然电学心输出量法（EC）提供了一种基于胸部电阻抗的非侵入性、连续监测心输出量的方法，但其在测量成年人群绝对 SV 值方面的准确性一直存在不一致性。先前的研究表明，EC 在追踪趋势方面表现良好，但在绝对值方面与参考标准缺乏一致性。Martin 等人曾提出过一个特定的校准公式，旨在提高 EC 衍生的 SV 与经胸超声心动图（TTE）衍生的 SV 之间的一致性。然而，该公式仅基于一个同质性的非劳动期孕妇群体得出。该校准方法在异质性非孕成年人群中的有效性仍未得到验证。

方法学
这项前瞻性、横断面研究在维也纳医科大学进行，涉及 102 名计划进行常规超声心动图检查的成年患者（44 名女性，58 名男性；年龄 21–84 岁）。排除患有心律失常（如心房颤动）、先天性心脏缺陷或显著主动脉瓣反流的患者。

• 同步测量： TTE 和 EC（使用 ICON 显示仪）同时进行。
• TTE 方案： 使用标准生理方程计算 SV：$SV_{TTE} = LVOT_{area} \times VTI$。测量指标包括 LVOT 直径、速度时间积分（VTI）和心率（HR）。
• EC 方案： 使用制造商的专有算法计算 SV（$SV_{EC} = VEPT \times mean\ SBFV \times FTc$）。
• 校准尝试： 本研究应用了 Martin 等人提出的校准公式来生成修正后的 EC 每搏输出量（$mSV_{EC}$）：
  $$mSV_{EC} = 2.2 \times LVOT_{area}^{0.705} \times SV_{EC}^{0.388} \times weight^{0.21}$$
• 统计分析： 使用 Pearson 相关系数和 Bland-Altman 分析评估一致性。将平均百分比误差（PE）<30% 定义为临床可接受的一致性阈值。

主要结果

• 相关性： 未校准的 $SV_{EC}$ 与 $SV_{TTE}$ 之间不存在相关性（$r=0.027, p=0.784$）。在校准后的 $mSV_{EC}$ 与 $SV_{TTE}$ 之间观察到微弱但显著的相关性（$r=0.304, p=0.002$）。
• 一致性（Bland-Altman）：
  • $SV_{TTE}$ 与未校准 $SV_{EC}$ 之间的平均百分比误差为 70.8%。
  • $SV_{TTE}$ 与校准后 $mSV_{EC}$ 之间的平均百分比误差为 55.2%。
  • 两者的误差率均显著超过了 30% 的临床可接受限值。
• 亚组分析：
  • 性别： 对于男性（$mSV_{EC}$ 为 45.1%）和女性（$mSV_{EC}$ 为 57.1%），平均 PE 均保持在 30% 以上。
  • 其他参数： 虽然 SV 和 CO 的一致性较差，但心率（HR）和包络时间（ET）显示出强相关性和临床可接受的百分比误差（分别为 11.1% 和 21.1%）。
• 人口统计学特征： 研究人群包含各种病症（冠心病、瓣膜病、心力衰竭）以及混合的 BMI 类别，这与原始校准研究中的同质性孕妇队列形成对比。

意义与主张
研究结论认为，在异质性成年人群中，通过电学心输出量法得出的 SV 和 CO 与经胸超声心动图的测量结果不一致。至关重要的是，应用基于 LVOT 面积的校准公式（源自孕妇群体）未能将一致性提高到临床可接受的水平，尤其是在这一非孕成年人群中。

作者认为，他们的发现与 Martin 等人的发现之间的差异可能归因于孕妇与普通成年人群之间不同的生理和解剖学差异。诸如妊娠诱导的胸部阻抗、血容量和血液动力学变化，以及混合性别样本中乳腺组织的存在，都可能以不同方式影响 EC 测量。本文谨慎地主张，虽然 EC 能准确追踪 HR 和 ET，但目前的校准方法不足以用于推导非孕成年人准确的绝对 SV 值，因此有必要进一步研究以开发针对特定人群的校准公式。