液體反應性評估綜述

譯者簡介

孫章萍

營口市中心醫院

火鳳凰翻譯組成員

2017年3月加入FPTG

摘要

液體復甦對於休克患者來說至關重要，因此要求臨床醫生能夠在儘可能避免容量超負荷的情況下，透過多種方法來評估患者容量狀態，並預測容量反應性，來指導液體復甦治療。評估方法主要有靜態指標和動態引數，靜態指標相當於心臟前負荷，而動態指標更能體現心肺的互動作用，並且可以預測患者是否能從液體復甦治療中獲益。這篇綜述主要透過列舉靜態指標與動態引數之間的區別，為臨床醫生在評估每一位患者容量反應性時提供參考。

引言

迴圈休克通常表現為急性迴圈衰竭的同時，存在細胞氧利用障礙，導致危及生命的灌注不足［1］。主要分為低血容量、分佈性、心源性及梗阻性休克四種類型。休克原因主要為心臟前負荷、全身血管阻力SVR及心輸出量的相互作用導致。表1中列舉了引起休克的不同病因及血流動力學引數的相應變化。

休克的復甦治療目標之一就是透過增加容量負荷、提高心輸出量，從而增加氧輸送，但容量超負荷又與延長ICU住院時間、增加病死率有關［2，3］。因此，在液體復甦治療前先評估患者的容量反應性是有必要的［4］。

判斷容量反應性有很多種方法，最常用的是10-15分鐘內快速靜脈輸注500ml生理鹽水後，心輸出量會增加10-15%［5］。研究發現，血流動力學不平穩的患者中只有一半是對液體治療存在反應性［6］，而臨床監測的指標中心動過速及尿量對容量反應的評估來說，既不靈敏，可信度也不高［7-10］，因此如何評估容量反應性並指導液體復甦治療，是目前研究的重點。

容量反應性的評估實際是識別處於Frank-Starling曲線上升階段的患者，只有這類患者才存在容量反應性，可以透過補液擴容達到增加心輸出量的目的。容量反應性的測定通常分為靜態和動態測定方法。SSC指南曾經一度推薦心功能靜態指標作為指導液體復甦的依據，直到2016年才提出動態引數的重要性［11］。所有重症監護室的臨床醫生都應瞭解靜態及動態測量方法的區別，並掌握它們的各自適應症。

許多關於容量反應性的研究主要納入的是內外科的重症患者，本文中涉及的文獻也也是重症的成年患者，並沒有刻意區分內、外科。另外，那些在急診室或ICU中不能常規採用的方法比如經食道超聲，也不在本文的討論範圍內。

靜態指標

一般我們認為心臟前負荷與心臟內壓力相關，而心臟前負荷主要透過測定靜脈迴心血量。迴圈系統由肺迴圈及外周迴圈系統組成，靜脈迴流必須與心輸出量相匹配以維持穩定［12］。但臨床上不能直接測定靜脈迴心血量，但可以透過計算得出：即（平均迴圈充盈壓-右房壓）/靜脈阻力。靜脈容量會影響CVP，但該計算公式並未將靜脈容量納入考慮，因此並不能準確反映靜脈迴流情況。

心輸出量與靜脈迴流既相互依存，但又能獨自調節。從Frank-Starling曲線來看，如果其他因素都不變的情況下，增加心臟前負荷，就可以使心輸出量增加［14，15］，然而如果一旦心臟容量達到充盈水平，那麼即使再增加舒張期充盈壓，心室舒張期容量也不會增加［16］。一旦靜脈迴流與心輸出量之間的平衡被打破，容量超負荷就出現了，此時心臟不再耐受前負荷、靜脈池血容量的增加，很快發生水腫［13］。

傳統的靜態指標包括CVP，PAWP，左心室舒張末期容積，下腔靜脈IVC寬度以及全心舒張末期血容量。

中心靜脈壓CVP

自從1959年首次提出CVP後，就多次被SSC指南推薦作為指導液體復甦治療的依據［11，17，18］，但最新研究顯示，CVP並不能準確及可靠地預測容量反應性［10，19］。

CVP近似於右心房壓（RAP），是反映右心室前負荷的指標。假設右心室射血量與左心室充盈量相當，那麼RAP就可以用來表示左心室前負荷。根據Frank-Starling曲線，低RAP則提示可能處於上升階段，而高RAP則可能處於平臺階段。但這種猜想存在一定侷限，首先RAP是壓力引數而非容量引數，我們只是假設壓力-容積為線性關係；其次RAP的測定受到血管張力、胸腔內壓及心功能等因素的直接影響，但這些因素可能並不影響前負荷［19］，而且在Frank-Starling曲線中，斜率存在個體差異，因此很難透過RAP來準確評估患者的容量負荷情況。

在一項薈萃分析中，將有容量反應的患者基礎CVP與無容量反應患者相比較，發現結果並無顯著差異，而且無論是CVP值還是ΔCVP，都與容量反應性沒有相關性。從這篇薈萃分析中，我們認識到單靠CVP並不能準確評估容量反應性［6］。

肺動脈楔壓PAOP

肺動脈導管PAC被認為是可以準確測定左心室前負荷的方法。假設肺血管阻力正常，而且不存在二尖瓣狹窄，那麼透過PACs測定的PAOP就可以反映左心室舒張末壓LVEDP。但由於我們測定的仍然是壓力引數，也只是建立與壓力-容積為線性關係的設想基礎上，但實際卻是曲線關係。

與CVP一樣，PAOP的測定也受到許多因素的影響：心肌順應性惡化（膿毒症、心肌缺血、糖尿病及年齡）、右心室超負荷、心包疾病，以及正壓通氣造成的胸腔內壓增加［20］。另外，PAC的置入及拔除也面臨許多風險，比如心律失常、肺血管栓塞、導管盤曲或打結甚至PA破裂［21］。

Osman等人在96例患者中研究PAOP與容量反應性的相關性［22］，結果發現有容量反應的患者的基礎PAOP要明顯低於無容量反應的患者，但兩組的個體資料有較多重疊部分。PAOP的AUROC為0。63，與CVP的AUROC相比較無顯著差異。

但在一項系統評價中，Michard等人對有容量反應患者與無容量反應患者的PAOP相比較分析，發現有容量反應的患者PAOP其實並非明顯低的［10］。

由於存在上述這些問題，PACs已經逐漸被淘汰，臨床上更傾向使用無創但準確性更高的方法來作為重症患者血流動力學的監測手段。

全心舒張末期容積GEDV

透過經肺熱稀釋法可測得全心舒張末期容積及全心舒展末期容積指數GEDI，用來估算心室內總的血容量。臨床上可以使用PiCCO或EV1000等裝置來測定。PiCCO系統是經中心靜脈注入冰生理鹽水，再於股動脈熱稀釋導管獲得相關引數，比如GEDV或GEDI，可以直接測定心臟前負荷。從生理學角度來看，GEDV或GEDI與心臟射血量存在相關性，但GEDV與容量反應性的相關性卻存在爭議。我們可以利用GEDV來評估心臟前負荷，但會受到靜脈容量與心室順應性的影響［10］。

Michard等人在36例重症患者中比較了GEDI與心博指數SVI在補液試驗及增加多巴酚丁胺劑量前後的變化［23］，結果認為與SVI有顯著相關性，而且有容量反應的患者GEDV基線值要比無容量反應患者的低。Endo等人透過測定GEDV評估機械通氣患者的容量反應性，但結果並未能確定GEDV可以預測容量反應性［24］。對於GEDV或GEDI是否可以作為容量反應性的預測引數還需要開展更深入的研究［25-28］。

下腔靜脈寬度IVCd

理論上，IVC的增加意味著前負荷及右心房充盈壓的升高，因此可用來反映前負荷的變化。圖1表示的是肋下切面IVC的超聲測量。

IVCd是呼氣相下腔靜脈匯入右心房開口處前2cm測得的寬度［29］。但正如其他超聲引數那樣，IVCd的準確性依賴於操作者本身及其基礎技能的影響，而患者本身因素比如肥胖、阻塞小肺疾病引起的肺過度通氣、氣胸及腹腔脹氣等因素也會影響超聲測定。

雖然有研究已經證實IVCd與RAP之間有良好的相關性［30，31］，但與其他測定RAP的方法一樣，都是建立於壓力-容積為線性關係的設想上，而且胸腔內壓也會影響IVC的變化。最近美國超聲協會推薦將IVCd與腔靜脈指數一起用於估測RAP［32］。腔靜脈指數與IVC變異率將在隨後的“動態引數”中單獨闡述。

左室舒張末期面積LVEDA

一般床旁經胸壁超聲或經食道超聲都可以測定LVEDA，圖2顯示的是在劍突下四腔心介面測定的LVEDA。理論上講，容量超負荷的患者LVEDA應該增大，但Feissel等人的研究結果卻並非如此。他們發現在擴容補液治療後，LVEDA指數與心臟指數的變化並無相關性［33］。而Tavernier等人的研究結果也證實，LVEDA的AUROC要低於收縮壓變異率的AUROC［34］。

LVEDA的測定要求與其他超聲引數一樣，測定是基於影象的獲取情況，而且面對重症患者，更是要求操作者在床旁反覆進行測定，以監測血流動力學狀態。

動態引數

在自主呼吸的健康志願者中，隨著呼吸期間胸腔內壓的變化，血壓也將發生變化（＜10mmHg）。吸氣使胸腔內負壓增大，從而增加右心繫統的靜脈迴流。右心室充盈增加會使右心室擴大並影響肺靜脈迴流至左心室。肺血管擴張導致肺血管系統中的靜脈血液淤積，從而減少肺靜脈迴流。而這些機制將減少左心室充盈，導致每搏輸出量下降，表現為收縮壓降低。呼吸週期內如收縮壓差異＞10mmHg，即所謂的奇脈，可發生在各種疾病過程中，如心包填塞、縮窄性心包炎、血容量不足或肺栓塞等［35，36］。

正壓通氣會出現“反奇脈”現象。在正壓通氣的情況下，胸腔內壓增加，胸腔內壓力傳遞到右心房，從而減少前負荷。因此，正壓通氣會產生前負荷的週期性變化［37］。前負荷減小的幅度越大，則患者越可能處於Frank-Starling曲線的上升部分上，也將越可能存在容量反應性。

在過去十年中，研究者試圖利用這些心肺相互作用來預測容量反應性，他們進行動態心臟測量，例如脈壓變異率（PPV）、收縮壓變異率（SPV）和每搏輸出量變異率（SVV）。用於計算這些變數的公式和所需條件的主要包括在表2中。表3中提供了不同動態測量方法的閾值和準確度。

脈壓變異率

脈壓變異率是指呼吸週期內脈壓的變化。脈壓是收縮壓和舒張壓之間計算出的差值，其變化可以透過動脈波形圖計算獲得（如圖3所示），並使用表2中所示的公式。大多數發表的PPV 研究資料都是建立於無自主呼吸的大潮氣量的機械通氣患者 ［38-42］。如果患者有自發呼吸，那麼即使是在輔助控制通氣時，也會使胸腔內壓發生變化，從而改變正壓通氣對呼吸的影響［43］。Monnet等人證明如果呼吸系統的順應性＜30mL/cmH2O，則用於預測容量反應性的PPV值將顯著減小［44］。

近期一項薈萃分析顯示，在控制通氣的重症患者（潮氣量＞8ml/kg）中，PPV可以用來準確且靈敏地預測容量反應性。事實上很多研究也證實了PPV的可靠性［45，46］。

有人提出“潮氣量衝擊”（TVC）來評估容量反應性，具體操作在1分鐘內迅速將潮氣量從6ml/kg增加至8ml/kg，觀察ΔPPV，如果＞3。5%，則可準確預測存在容量反應［47］。Myatra等人的研究顯示，SVV的AUROC為0。96，而TVCs的AUROC為0。97［48］。

收縮壓變異率

如前所述，收縮壓隨著自主呼吸或機械通氣而產生波動［36］，在呼氣末7-12秒確定收縮壓基線，基線以上的呼吸波動部分為dUp，基線以下的部分為dDown（如圖4）［34］，dUp與dDown值相加則為SPV。儘管缺乏大型研究資料證實SPV與容量反應之間的相關性，但已有研究顯示dDown能可靠預測容量反應性［34，49］。Tavernier等人的研究發現，dDown＞5mmHg時PPV為95%，NPV為93%［34］。

同其他方法一樣，收縮壓變異率的測定前提也是無自主呼吸的機械通氣患者，且無心律失常。它的優勢在於不需要昂貴的裝置，可以廣泛應用於急診室及ICU。

每搏輸出量變異率SVV

另一項被廣泛應用的指標是SVV，根據動脈脈搏波形分析圖獲得。由於正壓通氣時胸腔內壓產生週期性變化，吸氣時SV增加，呼氣時SV下降。利用血流動力學監測裝置（FloTrac或PiCCO）對脈搏波形圖進行分析計算。SVV越大，那麼該患者就越可能存在容量反應性。有研究認為，SVV＞13%可作為分界值［48，50-53］。張教授等人的薈萃分析顯示，用SVV18。4%作為判斷容量反應的分界值，靈敏度為0。81，特異度為0。80［53］。

但這個方法也存在侷限，它只能用於機械通氣且無自主呼吸活動的患者［54］。因為有呼吸疾病的患者自主呼吸活動會造成胸腔內壓不規則變化，從而影響SVV的準確性。其次，患者潮氣量需設定在8-10ml/kg，因此研究顯示在小潮氣量條件下SVV就不再有預測容量反應的能力。再者，SVV也同樣不適用存在心律失常的患者［36，38，50，52］。

呼氣末CO2分壓差

利用二氧化碳圖可以測量呼氣末二氧化碳（EtCO2）水平，表示呼氣結束時CO2分壓。由於肺血流（或心輸出量）及動脈CO2的分壓兩者決定EtCO2，因此可以使用二氧化碳圖作為測定心輸出量變化的無創手段。ΔEtCO2根據輸入液體或模擬容量負荷前後的EtCO2分壓差計算得出。

但關於使用呼氣末CO2分壓差這種無創方法來預測容量反應性的研究還非常缺乏。Toupin等人的一項研究中，在被動抬腿動作之前、期間和之後測量EtCO2，並與熱稀釋法測定心輸出量來進行比較［57］，結果顯示被動抬腿增加EtCO2增加≥2mmHg與容量反應性相關，並具有較高的陰性預測值（86％）。在另一項類似的研究中，Monnet等人比較了40例機械通氣患者的EtCO2變化，這些患者被動抬腿後透過PiCCO測定心臟指數［58］，結果報道，EtCO2增加≥5％可以預測CI增加≥15％，靈敏度為71％，特異度為100％。

Young等人利用生物電抗技術對EtCO2和容量EtCO2進行比較［59］，對44例患者進行被動抬腿或補液試驗，在抬腿或擴容補液5分鐘內排出EtCO2。結果報道，EtCO2在容量反應者中增加了5。9±7。6%，而無反應者為1。4±4。4%，結果有顯著差異，且AUROC為0。67（95％CI為0。63-0。89）。

雖然這些研究存在樣本量小和設計一致性問題的限制，但是這種模式作為一種有前途的無創性方法，在ED和ICU得到廣泛應用。

3。5脈搏血氧飽和度波形變異

脈搏血氧儀通常用來監測動脈血的氧飽和度，它無創且易於使用，並且可以反映每搏輸出量的變化。圖5所示的脈搏血氧飽和度波形非常類似於動脈壓波形，和PPV一樣，脈搏血氧飽和度波形（POPV）也可預測容量反應性。與PPV和SVV相似，在機械通氣患者中，POPV波形振幅在吸氣時最高，在呼氣時最低。POPV振幅之間的差異定義為POPV。Cannesson等人將PPV與POPV進行比較，發現存在較強的相關性（r2=0。83； p＜0。001），並且具有良好的一致性［60］。

當然，使用POPV預測容量反應性也存在一些限制。POPV的測定依賴於脈搏血流充足，因此通常在那些表現為高SVR或使用血管收縮藥物的重症患者中訊號採集困難。另外，訊號的實質性處理也可能影響每搏輸出量和POPV的呼吸變異之間的比例［61］。

腔靜脈指數

床旁超聲已經獲得了極大的普及，並且美國大多數重症監護和急救學科的實習生都已接受訓練［62，63］。臨床常常透過直觀IVC變化來預測容量反應性。IVC也會受到呼吸週期的影響，導致其直徑產生變化，而這種變化被稱為腔靜脈指數。在肋下切面使用超聲測定IVC，並且使用M模式來測量IVC直徑的變化（如圖6所示）。IVC直徑的百分比變化稱為腔靜脈指數。建立容量反應性閾值因研究而異，但通常認為機械通氣患者為12-18％，自主呼吸患者為50％［64-66］。

針對IVC變異率的最大薈萃分析涵蓋了17項研究，共納入533名患者，研究結果AUROC為0。79，敏感性為0。63，特異性為0。73 ［67］。作者提出，IVC的呼吸變異率可預測容量反應性，但陰性並不能排除有容量反應性。關於在有自主呼吸的患者中，IVC變異率的可靠性還存在爭議［8，64，68］。

這種方法需要事先對臨床醫生進行超聲操作的訓練，並且需要在大多數學術機構進行培訓。如果培訓不到位，可能發生聲窗獲取不良，影響IVC的視覺化以及可能將相鄰主動脈誤認為是IVC來進行測定等操作錯誤。高呼氣末正壓（PEEP）、小潮氣量通氣、自主呼吸活動、產生內源性PEEP的哮喘/ COPD急性加重、慢性右心室功能不全、心包填塞、腹腔高壓及其他妨礙血液透過 IVC的疾病都會使這種方法的準確性下降［67，69］。

在大潮氣量且沒有自主呼吸活動的機械通氣患者中，腔靜脈指數是預測容量反應性的有力工具。

頸動脈多普勒測定

可以透過超聲脈衝波多普勒測量頸動脈血流時間（FTc）和速度時間積分（VTI）。這些新技術源於與主動脈血流時間和主動脈VTI相同的概念（透過經食道多普勒測量）［70，71］，並且在危重病患者中越來越受歡迎。

使用脈衝波多普勒測定頸動脈VTI，計算在心臟收縮期間透過頸動脈的血流量。當乘以頸動脈的橫截面積時，可以估計透過頸動脈的血流量。使用類似的技術（圖7中所示），FTc可以測定的每個心動週期心臟收縮所花費的時間。已經有研究對肱動脈多普勒也進行了類似的研究，儘管關於這些方法的文獻很少且樣本量很小，但它們已經與被動抬腿試驗或小劑量補液試驗等容量負荷監測手段一起採用。

Marik等人發現SV指數的變化（透過生物電抗方法測定）與被動抬腿（PLR）、頸動脈VTI變化之間存在很強的相關性（r=0。59，p=0。0003），敏感度為94％，特異度為86％［72］。在另一項研究中，作者將PLR引起的FTc變化與FloTrac測定的SV變化相比較，結果觀察到在預測容量反應方面，ROC為0。75，靈敏度為60％，特異度達到92％［73］。

在不能直接監測心輸出量的情況下，使用多普勒超聲測量頸動脈可以作為心輸出量或每搏輸出量的替代方法，但還需要更大型的試驗來研究VTI和血流時間對容量反應性的預測能力，以便更好地應用。

動態血流動力學監測

在評估容量反應性方面越來越受青睞的方法是透過改變前負荷來測定血流動力學引數（SV，SVI，CO，CI）的變化。上述血流動力學引數一旦高於某一閾值，就表示患者存在容量反應。我們可以透過Vigileo/FloTrac、PiCCO和生物電抗方法來測定包括CO來準確評估心輸出量的變化［74-78］，也可以透過超聲多普勒測量頸動脈血流時間的引數［79］。

被動抬腿試驗

被動抬腿可以調動下半身的血容量進入心腔，這種前負荷的增加最終導致心輸出量的增加。這種方法無需給予任何液體即可確定容量反應性［80］，可用於存在自主呼吸、心律失常及無氣管插管的患者［78，81］。

讓患者半臥位於床頭45°處，記錄基線測量值後，降低床頭，將雙腿抬高至45°，持續2分鐘。首選使用床來改變體位，因為手動刺激可能增加交感神經緊張性，導致讀數錯誤。已經有很多研究證實被動抬腿試驗與擴容引起的心輸出量增加相關［75］。在Monnet等人做的薈萃分析中，結果顯示AUROC為0。95±0。01，靈敏度為0。85（0。81-0。88），而特異度達0。91（0。88-0。93）。為了防止創傷加重，大多數研究將那些急性失血及下肢骨折導致截肢的患者排除在外。

儘管這是一種非常有前景的用來評估容量反應性的方法，並且可能適用於幾乎所有重症患者：無論是否為機械通氣、有無自主呼吸活動或心律失常，但它也存在一些侷限性，比如醫院病床不具備抬腿的能力，則無法準確地執行這些操作。同樣，它們也可能不適用於創傷患者或那些容易受到創傷的患者。

由於該方法達到了高靈敏度、特異度及AUROC，因此許多文獻支援使用這種方法來評估容量反應性。然而，由於考慮到具體操作需要花費很多時間，而且很難普及能夠執行抬腿操作的自動病床，以及不適用的患者群體（創傷患者，下肢截肢者和俯臥患者），因此在重症監護室中常規使用可能是不實際的。

呼氣末閉塞試驗（EEO）

在機械通氣患者中，由於胸內壓增加，左心前負荷在吸氣時減少。從理論上講，EEO可以防止由於吸氣而引起的前負荷減少，並且可以起到與補液試驗類似的效果。該方法透過機械通氣患者的15秒呼氣保持來獲得。Monnet等人在34名患者中比較了EEO、PLR和500mL補液試驗的效果［78］，結果顯示在EEO期間動脈脈壓增加≥5％可以作為預測液體反應性陽性閾值，敏感度為87％（95％CI，66％-97％），而特異度達100％（95％CI，71％-100％）。這又是一種不會受到心律失常限制的方法，但必須是機械通氣的患者，而且僅適用於深度鎮靜或麻醉的患者。

小劑量補液試驗

小劑量補液試驗是指監測小劑量快速補液前後的心輸出量變化。血壓的變化取決於心輸出量及血容量，因此不能單單監測血壓，需要利用心輸出量測定裝置（動脈波形圖分析，生物電抗，經肺熱稀釋法）來監測心輸出量或每搏輸出量變化。Muller等人首次提出小劑量補液試驗，在1分鐘內快速補液，透過主動脈流出道的速度時間積分來估計心輸出量變化［56］。在深鎮靜的機械通氣、無心律失常的患者中，小劑量補液試驗有相當不錯的準確度。先前在頸動脈多普勒測量部分已經闡述了速度時間積分的方法。

這些研究強調了最小劑量容量負荷試驗以確定容量反應性的重要性，而被動抬腿試驗、EEO及TVC都涉及相同的原理而且不需要額外補充液體。在不能使用其他方法的情況下，可以在密切關注灌注的情況下給予少量液體，觀察患者組織灌注是否得到改善。

結論

在休克的液體復甦過程中，需透過靜態指標或動態引數來評估患者容量反應性，這對於防止容量超負荷及其併發症來說至關重要。而從生理學角度來看，動態引數比靜態指標可信度更高。但現在能使用的評估方法大多有許多前提條件，比如大潮氣量的機械通氣支援，這導致可供有自主呼吸的患者採取的評估容量反應性的方法少之又少。在上述方法中，被動抬腿試驗似乎是限制條件最少且微創的心輸出量監測方法，可以適用於絕大多數危重症患者。

值得注意的是，容量反應性僅僅是評估患者處於Frank-Starling曲線上哪一階段，因此將容量反應性評估與評估容量過負荷的引數相結合是非常重要的。這就包括體格檢查、液體出入量平衡、體重以及非常重要的肺部超聲檢查。超聲正在被越來越多的臨床醫生所使用，並且其預測容量反應性的能力是當前研究的熱點及方向。

目前大多數評估容量反應性的研究都是小型、單中心研究，而且到底哪種動態引數更為優越也沒有定論，我們也無法確定可用方法的優先順序。因此我們建議採用個性化的方法來整合不同的方式（如圖8所示）以評估容量反應性，並指導危重患者的液體復甦。臨床醫生在評估容量反應性時，應該意識到可用方法的缺陷和侷限性［參考文獻略］。

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