无线、远程对产妇血流动力学的连续监测技术的临床应用研究.pdf

第42 卷第1期2024年1月摘要：探究一种创新的、无创的、反射式光体积描记术为基础的设备对产妇分娩和分娩期间血流动力学的连续监测情况。选取8 1例足月低风险产妇参与本研究。给产妇佩戴新型反射式PPG设备，该设备每5 S自动采集心输出量（CO)、血压（BP）、每搏输出量（SV）、全身血管阻力（SVR）、心率(HR)，并将所有数据上传到基于智能手机的应用程序和数据云。使用PowerBI分析工具(Microsoft)对收集的数据进行大数据分析。比较胎膜破裂、硬膜外麻醉、胎儿分和胎盘排出前后的平均测量值。结果显示，硬膜外麻醉与CO轻微升高相关（P0.05)，原因是HR和SV均无显著增加。在SVR反向下降时，血压保持稳定（PO.05）。胎儿分娩与CO峰值相关，之后CO迅速下降(P0.05)。平均血压在整个分娩过程中保持稳定，胎儿分娩时略有增加(P0.05），反映出 CO增加和SVR降低(P0.05)。胎盘排出与 CO的第二个峰值和SVR的降低相关。因此，一种新型反射式PPG设备可用于对产妇在分娩和分娩期间的血流动力学监测中。并利用这些数据确定正常值和异常值，以便在分娩和分娩期间制定安全方案。关键词：远程无创监测；分娩；胎儿；产妇；血流动力学doi:10.7517/issn.1674-0475.230716影像科学与光化学Imaging Science and Photochemistry无线、远程对产妇血流动力学的连续监测技术的临床应用研究戚红1，魏丽君，赖雪蕾3*1.北京市海淀区妇幼保健院产前诊断中心，北京10 0 0 8 0；2北京市海淀区妇幼保健院医学装备科，北京10 0 0 8 0；3.北京市海淀医院医学装备科，北京10 0 0 8 0Vol.42No.1Jan.,2024http:/www.yxkxyghx.orgClinical Application Research on Wireless and Remote ContinuousMonitoring Technology for Maternal HemodynamicsQI Hong,WEI Lijun,LAI Xueleis*1.Prenatal Diagnosis Center of Haidian District Maternal and Child Health Care Hospital,Beijing 100080,P.R.China;2.Medical Equipment Department of Haidian DistrictMaternal and Child Health Care Hospital,Beijing 100080,P.R.China;3.Medical EquipmentDepartment of Beijing Haidian Hospital,Beijing 100080,P.R.ChinaAbstract:Explore an innovative,non-invasive,reflective photoplethysmography based device for continuous monitoring of maternalhemodynamics during and after delivery.81 full-term low-risk postpartum women were selected to participate in this study.Weara new reflective PPG device for postpartum women,which automatically collects cardiac output(CO),blood pressure(BP),strokevolume(SV),systemic vascular resistance(SVR),heart rate(HR)every 5 seconds,and uploads all data to smartphone basedapplications and data clouds.Use the Power BI analysis tool(Microsoft)to analyze the collected data.The mean measurements2023-08-01收稿，2 0 2 3-12-11录用*通讯作者4142before and after rupture of membranes,epidural anesthesia,fetal delivery and placental excretion were compared.The results showthat the epidural anesthesia was associated with a slight increase in CO(P0.05),because there was no significant increase in HRand SV.When SVR decreased inversely,the blood pressure remained stable(P0.05).Fetal delivery was associated with thepeak value of CO,after which CO decreased rapidly(P0.05).The average blood pressure remained stable throughout thedelivery process,and the fetus increased slightly during delivery(P0.05),reflecting an increase in CO and a decrease in SVR(P0.05).Placental excretion was associated with the second peak of CO and the reduction of SVR.Therefore,a new type ofreflective PPG device can be used to monitor the hemodynamics of postpartum women during and during delivery.And use thesedata to determine normal and abnormal values,in order to develop safety plans during and during childbirth.Key words:remote non-invasive monitoring;delivery;fetus;maternity;hemodynamics影像科学与光化学第42 卷妊娠、分娩和产褥期的特点是母亲血流动力学持续发生重大变化，以适应不断增长的生理需求 13。变化早在妊娠早期就开始,并在分娩和分娩期间达到峰值，以适应相关的焦虑、劳累、疼痛、子宫收缩、子宫复旧和出血 4.5。了解这些变化对于为健康产妇提供良好的临床护理至关重要，尤其是在更具挑战性的情况下，如患有心脏病、子痫前期或围产期出血的妇女。尽管有先进的技术和大量的研究成果，但产妇分娩期间的血流动力学数据仍然不一致,缺乏有效性。研究表明,心输出量(CO)增加主要与分娩晚期的收缩有关 6 。此外,分娩后CO减少的确切时间仍不确定 7.8 。已知硬膜外麻醉(EA)会影响母体血流动力学；然而，其他事件，如胎膜破裂或胎盘分离对母体血流动力学有何影响或反应尚不清楚。分娩和分娩期间血流动力学监测的方法很少。过去，血流动力学监测主要依赖于使用菲克法、染料稀释法或热稀释法进行肺动脉插管的有创技术 9-12 。然而，技术的复杂性，以及心律失常、气胸、感染、血栓形成甚至死亡等不良事件的高风险，都超过了任何假定的益处，除了重病患者 13-15。超声心动图和组织多普勒成像是血流动力学监测的非侵人性替代方法。肺超声也可以作为检测液体不耐受的有用工具。尽管安全，但这些工具存在后勤和成本问题，并且依赖于操作员 16-18 。近年来，技术不断进步，允许使用全身生物阻抗和基于胸部生物阻抗的设备进行监测，这两种技术都安全且易于使用。然而，它们仍然需要母体布线，在分娩期间舒适度低 19-2 1。本研究通过给待产孕妇佩戴新型反射式PPG设备持续监测其心输出量（CO)、心率（HR）、每搏输出量(SV)、全身血管阻力（SVR)以及收缩压（SBP)、舒张压（DBP)和平均动脉压（MAP)，以评估分娩和分娩期间的母体血流动力学情况。1资资料与方法1.1一般资料这是一项前瞻性、观察性、纵向数据分析研究，使用一种基于PPG的新型可穿戴设备对产妇血流动力学进行连续监测。本研究已经获得北京市海淀区妇幼保健院医学伦理批准函，而且每位参与者在注册时均签署了知情同意书。选取2 0 2 1年3月至2 0 2 3年6 月北京市海淀区妇幼保健院8 1例孕妇参与本研究。人选标准：健康女性；18 岁以上；足月妊娠（妊娠期37 42 周）；单胎妊娠。排除标准:重大疾病(如心脏病、慢性高血压、妊娠前糖尿病)或子痫前期；以剖宫产结束的分娩或分娩前取下器械的受试者。1.2基于PPG的远程患者监护设备新型反射式PPG设备（以色列Petah TikvaBiobeat Technologies有限公司)是一种可穿戴的无线无创医疗级监护仪，可实现连续远程患者监测，包括监测产妇血流动力学，以评估分娩期间的心血管变化。大多数市售的基于 PPG的脉搏血氧仪是通过人体末梢组织传输特定红色和红外波长的光。然后检测器测量每种波长下变化的吸光度，使其能够确定仅由脉动动脉血产生的吸光度（不包括静脉血、皮肤、骨骼、肌肉和脂肪)。虽然PPG技术通常用于脉搏血氧测定,但本研究中使用的设备采用了独特的反射式PPG技术,其中光源和传感器阵列放置在同一侧，当光传输到受试者的皮肤时，部分光从组织反射到光电二极管检测器。PPG信号以高时间和第1期定量分辨率采集，通过使用脉搏波传输时间和脉搏波分析技术，可以捕捉组织反射率的微小变化，从而红外光源SPO.PULS9885BP130/85图1Biobeat监测平台的腕表监测器示意图1.3方法1.3.1设备佩戴和摘取孕妇在分娩活跃期开始之前进入产房。在征得同意后，给孕妇戴上新型反射式PPG设备。初始校准数据，包括产妇年龄（岁）、身高（cm）、体质量(kg）、当前心率和血压，被上传到设备提供的个人应用程序中。分娩后，腕表至少保留2 h，研究人员在将妇女转移到产科病房之前将其取下。1.3.2数据收集在入院时、分娩和分娩期间前瞻性地收集产妇和新生儿数据。数据包括产妇特征和医学背景，如年龄、妊娠前体质量和身高、妊娠期间体质量增加、已知的心血管或代谢疾病、药物、吸烟等,以及当前的妊娠随访(妊娠早期和中期基因筛查、解剖扫描、血糖状况、任何高血压疾病)。分娩时记录所有干预措施的时间，包括胎膜破裂（自然或人工）、硬膜外麻醉（EA）、胎儿分娩的确切时间和胎盘排出。分娩结果包括分娩时的胎龄、新生儿出生体质量和立即新生儿结局。产妇结局，如围产期出血或产褥热在出院前都有记录。监控设备的测量速率为每5s一次，数据通过智能手机应用程序上传到安全的数据云环境，并从中进行远程分析。分析中的生命体征包括CO、H R、SV R、SV、SBP、D BP和MAP。1.3.3数据分析使用PowerBI分析工具（Microsoft)对收集到的数据进行大数据分析。接下来，使用Excel数据戚红等：无线、远程对产妇血流动力学的连续监测技术的临床应用研究变化、CO、SV、SVR 等。见图1。PWMblopeatD/AA/DD/AIVV信号放大光电A/D转换L152及滤波传感器电路电源电路加速度计分析和回归工具将数据标准化为可视化表示。数据显示为连续的时间序列趋势线，识别生命体征的行为变化。总之,X轴表示监控时间轴，而Y轴表示时间轴上值的变化。根据定义的时间间隔内的所有测量结果计算出的平均测量值在胎膜破裂（代表第一产程）、电针、胎儿分娩（代表第二产程)和胎盘排出前后进行比较。1.4统计学处理本研究中数据全部采用SPSS20.0统计分析软件（美国IBM公司）进行处理；计量资料采用均数士标准差（士s)表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料采用百分率（%)表示，组间比较采用x分析；P0.05代表差异存在统计学意义。2结果2.1石研究对象的基线资料产妇中位年龄为30（2 142)岁，2 9.6%为未产妇。中位体质量指数（BMI)为2 9.2 kg/m，范围为20.748.1k g/m。在电针、胎膜破裂、胎儿分娩和胎盘排出前后,对所有生命体征进行视觉和数字连续监测，有8 336 6 3个测量结果可供分析。见表1。2.2硬膜外麻醉前后心血管指标的变化产妇接受了硬膜外麻醉后，CO轻微升高(5.53L/minus5.65L/min，硬膜外麻醉前后10min）,差异有统计学意义（P0.05）,随后数值降低。CO升高似乎归因于HR 和 SV 均无显著增加。总体而言,由于 SVR的反向下降，血压值保持稳定，差异有统计学意义（P 35岁)n(%)BMI(kg/m)II II 级 BMI(35 kg/m)妊娠糖尿病 n(%)引产 n(%)硬膜外麻醉 n(%)人工破膜 n(%)分娩时的妊娠时间（周）出生体质量（g)注：分类值的数据以n(%)表示，连续变量的数据以中值（范围)表示。表2 分娩和分娩期间生命体征的趋势（硬膜外麻醉）（n一8 1)项目硬膜外麻醉前30 minHR(次/min)79.851.25SVR(mL)1386.5215.78CO(L/min)5.420.18SV(mL)66.100.83MAP(mmHg)88.911.10SBP(mmHg)123.020.56DBP(mmHg)71.520.89注：CO,心输出量；HR，心率；SV,每搏输出量；SVR，全身血管阻力；SBP，收缩压；DBP,舒张压；MAP,平均动脉压。影像科学与光化学7.24L/min的峰值，之后迅速下降，差异有统计学意义(P0.05)。这主要是由于HR的显著变化和SV的轻微变化，破膜前后比较差异有统计学意义(P0.05)。见表3。表 1研究对象的基线资料(n=81)硬膜外麻醉前10 min硬膜外麻醉后10 min81.891.1984.000.981361.208.261319.5010.225.530.175.650.1566.620.6566.900.5389.430.8289.800.67123.571.10123.900.9572.200.7572.710.59第42 卷基线资料30(2142)16(19.7)29.2(20.748.1)36(44.4)14(17.3)33(40.7)69(85.2)50(61.7)39.4(3741.9)3265(26154494)硬膜外麻醉后30 min83.490.811317.8011.325.490.1666.390.5988.250.60122.150.8871.290.52F8.74112.20317.0017.9621.2531.1261.552P0.0730.0180.0080.0730.2460.4720.182表3分娩和分娩期间生命体征的趋势（破膜）（n=81)项目HR(次/min)SVR(mL)CO(L/min)SV(mL)MAP(mmHg)SBP(mmHg)DBP(mmHg)注：CO,心输出量；HR，心率SV，每搏输出量；SVR，全身血管阻力；SBP，收缩压；DBP,舒张压；MAP，平均动脉压。2.4胎盘排出前后心血管指标的变化胎盘排出对胎盘排出前后母体血流动力学的评估显示,CO增加（P0.05)，最可能是由于HR增加（8 8.59 bpmus96.53bpm），在胎盘排出前后破膜前30 min78.781.261210.169.296.010.5267.150.9292.151.25125.57 2.7175.291.12破膜前10 min82.551.621233.6210.857.120.2365.930.5587.911.12120.351.9671.630.92破膜后10 min85.181.101282.129.167.240.2364.410.3686.631.35119.722.2970.251.1610min，SV无任何差异。同样，血压值保持稳定，SVR下降,差异有统计学意义（P0.05),可能与CO增加相反。值得注意的是，胎盘排出的中位时间为8 min,与目视显示的峰值一致。见表4。破膜后30 min90.591.031286.2711.026.100.3967.120.6292.191.52126.121.9775.170.68F35.69761.21812.24515.1039.6308.63210.116P0.0000.0000.0000.0000.0060.0070.006第1期项目HR(次/min)SVR(mL)CO(L/min)SV(mL)MAP(mmHg)SBP(mmHg)DBP(mmHg)注：CO，心输出量；HR，心率；SV,每搏输出量；SVR，全身血管阻力；SBP，收缩压;DBP，舒张压；MAP，平均动脉压。3讨论本研究使用了一种新型的基于PPG的远程患者监测设备，对低风险产妇进行持续的血流动力学监测,包括在分娩和分娩过程中每 5s取样一次的HR、SV、C O、SV R、SBP、D BP和MAP的纵向调整，以及它们对分娩和分娩期间“事件”的适应：电针、胎膜破裂、胎儿、分娩和胎盘排出。因此，我们认为电针仅引起SVR和CO的轻微变化，电针后30 min血压值稳定，胎膜破裂后未记录到母体血流动力学变化。胎儿分娩是所有测量变量的最大变化点，胎儿分娩后变化迅速明显逆转，胎盘排出与CO和HR的第二个峰值以及SVR的降低相关，从而维持稳定的血压值。目前，产妇在分娩和分娩期间的血流动力学的研究得出了相互矛盾的结果，尤其是在血流动力学适应的程度和时间方面。电针会引起交感神经阻滞，促使血管扩张和静脉回流减少，从而导致母体出现低血压的情况 2 3。此外，疼痛突然缓解可能会导致血压下降。然而，这些影响仅见于部分研究，临床报告仅在接受电针治疗的0 14%的孕妇中出现 2 4。最近,研究者比较由基于全身生物阻抗的装置测定的阴道分娩和剖宫产后的产妇血流动力学发现,电针前后测得的心脏指数和MAP显著降低 19 。此外,EA之前给出的流体过载数据及其对测量的影响没有记录在案。在本研究中,记录了电针后5s内母体血流动力学的纵向变化，并发现电针后30 min血压保持稳定。这不仅为母体血流动力学的纵向评估提供了一种简单、无创、准确的技术概念，而且在放弃电针前给予的液体超载以允许实时调整液体管理和胎儿监护方面具有临床意义。这戚红等：无线、远程对产妇血流动力学的连续监测技术的临床应用研究表4分娩和分娩期间生命体征的趋势（胎盘排出)（n=81)胎盘排出前30 min胎盘排出前10 min83.561.1588.591.201314.711.301294.261.565.81 0.315.910.4666.750.3966.810.4690.180.6292.230.23124.711.13126.190.8573.820.5275.020.3945胎盘排出后10 min胎盘排出后30 min96.532.2196.961.681200.101.621219.103.156.560.516.920.2567.730.5268.500.7693.410.5194.960.63127.960.76129.010.6676.510.6378.520.87项技术的简单性将使我们能够进一步扩大对产妇血流动力学的了解，并使高危产妇和复杂分娩的管理个性化。膜破裂虽然可能缓解子宫内的张力，但对测量的变量没有影响。胎儿分娩时出现了变化峰值。从早期分娩到第二阶段，CO增加，胎儿分娩时达到7.2 L/min。这很可能与强烈的宫缩导致子宫血液自动输血到母体循环中，从而增加预载有关。胎儿分娩后30 min,CO已明显下降。与CO的强劲变化不同,MAP保持相对不变，仅在第二阶段和胎儿分娩时出现轻微增加。需要注意的是，不同研究之间的血压变化可能有所不同,因为它取决于产妇之间不受控制的许多变量，例如子宫收缩的持续时间和强度、产妇的位置、产妇的主观疼痛和焦虑以及产妇推压的时间。胎盘排出与分娩后出现的CO和HR的第二个峰值相关。尽管CO增加，但由于SVR的补偿性下降,MAP保持相对不变。本研究受益于其纵向方法，使用了一种经验证并根据特定孕产妇人体测量进行了调整的新的基于PPG的技术,在分娩和分娩期间每5s持续监测血流动力学数据。此外，由于参与者来自一个中心，因此所有分娩都采用了标准方法。综上，一种新型反射式PPG设备可用于对产妇在分娩和分期间的血流动力学监测中。并利用这些数据确定正常值和异常值，以便在分娩和分娩期间制定安全方案。但由于本研究样本量小，使得研究受到了限制。此外，由于本研究是观察性的,故无法控制变量的测量，如产妇位置、液体管理、产妇焦虑、分娩时间等。F22.23756.97111.2032.6252.1751.9852.229P0.0040.0460.0050.2180.6400.9660.65646参考文献：1 Ouzounian J G,Elkayam U.Physiologic changes during nor-mal pregnancy and delivery JJ.Cardiology Clinics,2012,30(3):317-329.2Curtis S L,Belham M,Bennett S,et al.Transthoracic Echo-cardiographic Assessment of the Heart in Pregnancy-a positionstatement on behalf of the British Society of Echocardiographyand the United Kingdom Maternal Cardiology Society JJ.Echo Research and Practice,2023,10(1):1-17.3张莉莉，张军CHD-PAH孕妇妊娠期及分娩后血流动力学的变化及其妊娠结局J中华妇产科杂志，2 0 19，54（7）：438-444.4Meah V L,Cockcroft J R,Backx K,et al.Cardiac output andrelated haemodynamics during pregnancy:A series of meta-an-alysesJJ.Heart(British Cardiac Society),2016,102(7):518-526.5贾慧茹，张翼，宜继红，等磁共振成像在孕早期瘢痕妊娠子宫收缩中的诊断与鉴别诊断价值 门实用放射学杂志，2020,36(11):1806-1808,1812.6Wu S Q,Gan J N,Xing Y G,et al.The effects of labor epi-dural analgesia on maternal and fetal hemodynamics:A pro-spective observation studyJ.Journal of Ultrasound in Med-icine,2023,42(10):2369-2376.7Mahendru A A,Everett T R,Wilkinson I B,et al.A longitu-dinal study of maternal cardiovascular function from precon-ception to the postpartum periodJ.Journal of Hyperten-sion,2014,32(4)：8 49-8 56.8Morris E A,Hale S A,Badger G J,et al.Pregnancy inducespersistent changes in vascular compliance in primiparouswomenJJ.American Journal of Obstetrics and Gynecology,2015,212(5):633.e1-633.e6.9Sorensen M B,Bille-Brahe N E,Engell H C.Cardiac outputmeasurement by thermal dilution:Reproducibility and compar-ison with the dye-dilution techniqueJJ.Anmals of Surgery,1976,183(1):67-72.10黄座银，陈建丽，周茉危重患儿血流动力学监测的研究进展 J中国小儿急救医学，2 0 2 2，2 9（2）：151-154.11 Driul L,Meroi F,Sala A,et al.Vaginal delivery in a patientwith severe aortic stenosis under epidural analgesia,a case re-portJJ.Cardiovascular Ultrasound,2020,18(1):43.12(Contento C,Battisti A,Agro B,et al.A novel veno-arterio-venous extracorporeal membrane oxygenation with doublepump for the treatment of Harlequin syndromeJJ.Perfu-sion,2020,35(1_suppl):65-72.13 Ventura H O,Taler S J,Strobeck J E.Hypertension as ahemodynamic disease:The role of impedance cardiography in影像科学与光化学diagnostic,prognostic,and therapeutic decision makingJ.American Journal of Hypertension,2005,18(2 Pt 2):26S43S.14Harvey S,Harrison D A,Singer M,et al.Assessment ofthe clinical effectiveness of pulmonary artery catheters inmanagement of patients in intensive care(PAC-Man):A ran-domised controlled trial J.Lancet(London,England),2005,366(9484):472-477.15El-Battrawy I,Roterberg G,Liebe V,et al.Implantablecardioverter-defibrillator in Brugada syndrome:Long-termfollow-upJI.Clinical Cardiology,2019,42(10):958-965.16Vetrugno L,Dogareschi T,Sassanelli R,et al.Thoracicultrasound evaluation and B-type natriuretic peptide value inelective cesarean section under spinal anesthesiaJJ.The Ul-trasound Journal,2020,12(1):10.17 Arbeid E,Demi A,Brogi E,et al.Lung ultrasound patternis normal during the last gestational weeks:An observationalpilot study JJ.Gynecologic and Obstetric Investigation,2017,82(4):398-403.18韩群啸，鲍国林，刘义庆肺癌早期诊断研究进展J中国医药，2 0 2 3，18(5)：7 6 1-7 6 4.19Ashwal E,Shinar S,Orbach-Zinger S,et al.The hemody-namics of labor in women undergoing vaginal and cesarean de-liveries as determined by whole body bioimpedance J.American Journal of Perinatology,2018,35(2):177-183.20Lavie A,Ram M,Lev S,et al.Maternal cardiovascularhemodynamics in normotensive versus preeclamptic pregnan-cies:A prospective longitudinal study using a noninvasivecardiac system(NICasTM)JJ.BMC Pregnancy&Child-birth，2 0 18,18(1):2 2 9.21吴冀宁。胸部生物电阻抗法在血液透析患者血流动力参数监测中的应用及意义 D南京：南京医科大学，2 0 17.22Nachman D,Gepner Y,Goldstein N,et al.Comparing bloodpressure measurements between a photoplethysmography-based and a standard cuff-based manometry deviceJ.Scien-tificReports,2020,10(1):16116.23Eriksson S L,Blomberg I,Olofsson C.Single-shot intrathe-cal sufentanil with bupivacaine in late labour-analgesic qualityand obstetric outcomeJJ.European Journal of Obstetrics&Gynecology&Reproductive Biology,2003,110(2):131-135.24Grangier L,Martinez de Tejada B,Savoldelli G L,et al.Adverse side effects and route of administration of opioids incombined spinal-epidural analgesia for labour:A meta-analy-sis of randomised trialsJ.International Journal of Obstet-ric Anesthesia Digest,2020,41:83-103.第42 卷