《Scientific Reports》：Proof of concept of noninvasive detection of norepinephrine induced stroke volume changes using perfusion index in cardiac surgery
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本研究旨在解决心脏手术中因使用去甲肾上腺素(NE)治疗术中低血压(IAH)时，患者心搏量(SV)反应存在高度个体差异，而传统监测有创或复杂的问题。研究人员开展了一项前瞻性观察研究，评估无创脉搏氧饱和度灌注指数(PI)的变化(ΔPI)监测NE推注后SV下降(ΔSV)的能力。结果显示，ΔPI与ΔSV高度相关(r=0.81)，且ΔPI识别SV下降≥10%的曲线下面积(AUC)达0.94。这为无创、实时监测NE的血流动力学效应提供了新思路，具有重要临床转化潜力。
在心脏手术的紧张氛围中，维持患者血压稳定是麻醉医生的核心任务之一。术中动脉低血压(Intraoperative arterial hypotension, IAH)并不少见，但它与术后并发症风险增加息息相关。为此，麻醉医生手中常备一张“王牌”——去甲肾上腺素(Norepinephrine, NE)。这种强效的血管收缩药能快速提升血压，是应对IAH的常用武器。然而，临床实践中的一个棘手问题逐渐浮出水面：NE在收缩血管提升血压的同时，其对心脏每次搏动输出的血量，即心搏量(Stroke Volume, SV)，影响却因人而异，变幻莫测。对于一部分患者，NE可能导致心搏量显著下降，这种“顾此失彼”的血流动力学变化，若不能及时发现，可能暗藏风险。
目前，精准测量心搏量的“金标准”方法，如经食道超声心动图(Transesophageal Echocardiography)，虽有创或操作较为复杂，难以实现持续、便捷的床旁监测。那么，有没有一种更简单、无创的方法，能像“哨兵”一样，实时警觉NE可能带来的心搏量下降呢？研究人员将目光投向了一个日常监护中随处可见的指标——灌注指数(Perfusion Index, PI)。这个由普通脉搏氧饱和度仪就能轻松获取的数字，反映了指尖等外周部位的搏动血流信号强度，被认为是全身血流状态的一面“镜子”。理论上，当心搏量因NE而减少时，外周灌注也可能随之波动，从而体现在PI的变化上。但这只是一个美好的设想，在真实的心脏手术场景中，PI的变化(ΔPI)能否敏锐地捕捉到NE导致的心搏量变化(ΔSV)，尚未得到证实。于是，一项旨在探索这种无创监测可能性的“概念验证”研究应运而生，其成果发表于《Scientific Reports》期刊。
为验证这一设想，研究团队采用了几个关键的技术方法：研究设计为前瞻性观察性研究，对象为心脏手术中因IAH需要推注NE的患者；核心血流动力学参数SV通过经食道超声心动图(TEE)这一权威工具在NE推注前后精确测量；同时，无创参数PI通过常规脉搏氧饱和度仪连续采集；数据分析主要采用皮尔逊(Pearson)相关性检验评估ΔPI与ΔSV的关联强度，并使用受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristics curve, ROC)分析和DeLong方法，评估ΔPI识别临床上显著的SV下降(定义为≥10%)的诊断效能。
研究结果
患者与测量
本研究最终纳入了27名接受心脏手术、因术中低血压需要使用去甲肾上腺素的患者。共分析了31次有效的药物推注前后配对测量数据。
心搏量对去甲肾上腺素反应的可变性
分析发现，在推注去甲肾上腺素后，并非所有患者的心搏量都朝向同一方向变化。具体而言，在45%的测量案例中，观察到心搏量出现了超过10%的下降。这一结果直观地证实了临床上的疑虑：去甲肾上腺素对心搏量的影响存在显著的个体间差异，部分患者确实会因此出现心搏量的减低。
ΔPI与ΔSV的相关性
研究人员计算了每次推注前后灌注指数与心搏量的变化值(分别记为ΔPI和ΔSV)，并对两者的关系进行了统计分析。结果显示，ΔPI与ΔSV之间存在高度显著的强正相关关系。皮尔逊相关系数高达0.81 (95%置信区间[0.65–0.91])，且p值小于0.001。这意味着，随着心搏量的下降，灌注指数也倾向于同步降低，两者变化趋势高度一致。
ΔPI检测显著SV下降的能力
为了评估ΔPI作为诊断工具的潜力，研究进一步分析了其识别心搏量下降≥10%这一临床有意义事件的能力。通过绘制受试者工作特征曲线并进行计算，得到曲线下面积(Area Under the Curve, AUC)为0.94 (95%置信区间[0.86–1])。AUC值越接近1，表示诊断准确性越高，0.94是一个非常优异的值，表明ΔPI在区分是否发生显著心搏量下降方面具有很高的判别价值。
研究结论与讨论
本研究得出结论：在接受心脏手术的患者中，推注去甲肾上腺素后，相当一部分患者(本研究中为45%)会出现心搏量下降。更重要的是，研究提供了概念性验证证据，表明通过无创方式测量的灌注指数变化(ΔPI)，与经食道超声心动图测量的心搏量变化(ΔSV)密切相关，并且能够以很高的准确性识别出那些心搏量下降超过10%的患者。
这项发现的意义深远。它首次在心脏手术的真实场景中，将一种极其简便、无创、廉价的监测指标——灌注指数，与去甲肾上腺素引起的核心血流动力学改变联系起来。在当前精准医疗和快速康复外科理念下，实现个体化、目标导向的循环管理至关重要。该研究提示，麻醉医生或许未来仅需关注患者指尖脉搏氧饱和度仪上PI数值的动态趋势，就能对NE是否导致了心搏量受损做出快速、无创的初步判断，从而更及时地调整治疗方案，避免潜在的血流动力学风险。这为开发新型的、基于智能算法的无创血流动力学监测警报系统奠定了理论基础。当然，研究者也谨慎指出，这只是初步的概念验证，其结果需要在更大样本量、更广泛的手术患者群体中进行进一步研究和确认。但不可否认，这项研究为通往更智能、更无创的围术期监护，点亮了一盏颇有希望的指路灯。
