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张青 , 刘大为, 王小亭 , 张宏民，何怀武，柴文昭，晁彦公, 中国重症超声研究组(CCUSG) 目的 采用超声观测不同部位的下腔静脉内径形变指数(SCI)，为后期探讨下腔静脉内径SCI与重症患者容量状态、容量反应性的关系奠定基础。 方法 收集2014年12月—2015年1月入住北京协和医院重症医学科的患者，超声观测剑突下及右侧腹腋中线部位不同呼吸周期的下腔静脉内径形态，计算下腔静脉内径SCI，并进行相关性分析。 结果 共入选107例患者，60例患者因不能同时获得剑突下和右侧腹腋中线2个部位观察、或图像质量欠佳未入选本研究，47例患者均同时获得剑突下和右侧腹腋中线下腔静脉横切面的观察，男性26例，女性21例，年龄(59.1±18.7)岁；完全机械通气者5例，自主呼吸者42例。不同部位、不同呼吸状态下腔静脉纵切面下腔静脉内径值比较差异有统计学意义(P<>P>0.05)。呼气末下腔静脉横切面下腔静脉内径SCI剑突下为1.69±0.47，右侧腹腋中线为1.74±0.50，差异无统计学意义(P>0.05)。相关性分析：横切面吸气末下腔静脉长径值、短径值、下腔静脉内径SCI，剑突下与右侧腹腋中线有相关性(r＝0.866，P＝0.000；r＝0.887，P＝0.000；r＝0.424，P＝0.003)；横切面呼气末下腔静脉长径值、短径值、下腔静脉内径SCI，剑突下与右侧腹腋中线有相关性(r＝0.802，P＝0.000；r＝0.887，P＝0.000；r＝0.883，P＝0.000)。 结论 剑突下和右侧腹腋中线横切面、不同呼吸周期下腔静脉的长径、短径及下腔静脉内径SCI有良好的一致性与相关性，两个部位的测量可以相互替代。 正确判断重症患者的容量状态及容量反应性十分重要，超声测量下腔静脉内径及其变异度因其简单、无创及可重复性较好逐渐应用于临床[1,2,3]。最常采用的部位是剑突下纵切面。然而临床上由于各种原因不能在剑突下切面观测下腔静脉，而右侧腹腋中线纵切面可以观测。既往我们的研究[4]显示，剑突下和右侧腹腋中线纵切面下腔静脉内径值及其变异度存在显著性差异，只有在剑突下纵切面呼气末下腔静脉内径值≥2 cm时两部位的内径才有一致性，且获得率低，存在误差。我们在进行相关研究时发现，下腔静脉内径形变指数(shape change index, SCI)可以弥补上述缺陷。本研究采用超声观测不同部位的下腔静脉内径SCI，为后期探讨下腔静脉内径SCI与重症患者容量状态、容量反应性的关系奠定基础。 资料和方法 1．一般资料： 收集2014年12月—2015年1月入住我科的患者，入选标准：超声能在剑突下和右侧腹腋中线部位同时观察到下腔静脉且图像清晰；排除标准：上述两个部位只有一个部位或两个部位均不能观察者，或图像质量不清晰，或两个部位能观察但不能在同一矢状面者。 2．方法： 每例患者入科后24 h内完成超声检查，患者平卧位，于右侧腹腋中线经肝纵切面和剑突下纵切面观察下腔静脉，在肝静脉入下腔静脉开口处远端0.5～1 cm或下腔静脉入右心房开口处远端2～3 cm为观测点，使用GE S6超声机(能同时显示心电图波形和呼吸波形)，1.5～3.6 Mhz探头，操作前连接心电图，根据呼吸波形确定是呼气末与吸气末，在剑突下及右侧腹腋中线部位找到下腔静脉，观测不同呼吸周期下腔静脉内径，然后自上述部位旋转90度保持与腹壁垂直，观察到腹主动脉横切面呈圆形时，观测横切面呼气末、吸气末下腔静脉长径、与之相垂直的短径(最宽处)(图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8)，计算下腔静脉内径SCI，下腔静脉内径SCI为下腔静脉长径与短径的比值。 图1 超声检查：剑突下纵切面吸气末下腔静脉内径 图2 超声检查：剑突下纵切面呼气末下腔静脉内径 图3 超声检查：右侧腹腋中线纵切面吸气末下腔静脉内径 图4 超声检查：右侧腹腋中线纵切面呼气末下腔静脉内径 图5 超声检查：剑突下横切面吸气末下腔静脉内径 图6 超声检查：剑突下横切面呼气末下腔静脉内径 图7 超声检查：右侧腹腋中线横切面吸气末下腔静脉内径 图8 超声检查：右侧腹腋中线横切面呼气末下腔静脉内径 3．统计学方法： 采用SPSS 19.0统计软件包进行统计学分析，计量资料采用均数±标准差表示，两组间比较采用配对t检验，P<> 结果 1．一般资料： 共入选107例患者，100例(93.5%)患者只能获得剑突下和右侧腹腋中线1个部位观察；60例因不能同时获得剑突下和右侧腹腋中线2个部位观察，或图像质量欠佳未入选本研究；47例(43.9%)患者均同时获得剑突下和右侧腹腋中线下腔静脉横切面的观察，男性26例，女性21例，年龄(59.1±18.7)岁，身高(165.15±7.18)cm，体重(64.31±14.24)kg；完全机械通气者5例，自主呼吸者42例。 2．不同部位、不同呼吸状态下腔静脉纵切面下腔静脉内径值： 见表1，不论是吸气末还是呼气末，不同部位下腔静脉纵切面下腔静脉内径值比较差异有统计学意义(P<>
3．不同部位吸气末下腔静脉横切面下腔静脉内径值： 见表2，不同部位吸气末下腔静脉横切面下腔静脉内径值比较差异无统计学意义(P>0.05)。
4．不同部位呼气末下腔静脉横切面下腔静脉内径值： 见表3，不同部位呼气末下腔静脉横切面下腔静脉内径值比较差异无统计学意义(P>0.05)。
5．相关性分析： 横切面吸气末下腔静脉长径值、短径值、SCI，剑突下与右侧腹腋中线有相关性(r＝0.866，P＝0.000；r＝0.887，P＝0.000；r＝0.424，P＝0.003)，见图9，图10，图11。横切面呼气末下腔静脉长径值、短径值、SCI，剑突下与右侧腹腋中线有相关性(r＝0.802，P＝0.000；r＝0.887，P＝0.000；r＝0.883，P＝0.000)，见图12，图13，图14。 图9 横切面吸气末下腔静脉长径值剑突下与右侧腹腋中线相关性分析 图10 横切面吸气末下腔静脉短径值剑突下与右侧腹腋中线相关性分析 图11 横切面吸气末下腔静脉形变指数(SCI)剑突下与右侧腹腋中线相关性分析 图12 横切面呼气末下腔静脉长径值剑突下与右侧腹腋中线相关性分析 图13 横切面呼气末下腔静脉短径值剑突下与右侧腹腋中线相关性分析 图14 横切面呼气末下腔静脉SCI剑突下与右侧腹腋中线相关性分析 讨论 随着重症超声在临床的广泛应用，下腔静脉内径及其变异度逐步为临床医生所熟悉，下腔静脉内径最常用的检查部位是剑突下纵切面，由于患者客观原因(切口、敷料、腹胀、引流)使得剑突下切面无法观测下腔静脉。有文献报道，右侧腹腋中线切面可以观测下腔静脉，但这两个部位的测量情况是否可以互相替代尚不清楚。既往我们的研究显示，剑突下和右侧腹腋中线的下腔静脉纵切面内径值无法相互替代，只有当剑突下纵切面呼气末下腔静脉内径值≥2 cm时两个部位的测量有一定的相关性[4]，这无疑使超声观测下腔静脉带来一定的局限性，且纵切面的测量方法存在一定问题。我们发现，下腔静脉横切面的测量可能是比较理想的测量切面。 本研究结果显示，剑突下和右侧腹腋中线下腔静脉横切面，下腔静脉长径、短径及其SCI比较，差异无统计学意义，两个部位的测量可以相互替代。产生上述结果的原因：(1)下腔静脉的形状特点：下腔静脉是静脉，静脉与动脉不同，多数情况下动脉是充盈的，理论上纵切面超声测量不同部位同一位置的动脉内径值应是相同的。如果取横切面，动脉形状接近圆形，在不同部位测量的内径基本相同；然而下腔静脉可能会比较复杂，静脉是容量血管，静脉的形状与血管内的容量直接相关，容量充足或过负荷时静脉是饱满的，横切面超声测量的下腔静脉形状是圆形或接近圆形；容量相对不足或低容量状态时静脉是塌陷的，下腔静脉横切面是椭圆形，如果容量极度缺乏，超声可见静脉壁可以相互粘贴成线状。(2)下腔静脉的位置：下腔静脉位于脊柱右侧，与脊柱成相切关系，相切部分与脊柱相对固定，这种位置决定了静脉塌陷的方向。静脉塌陷方向并非完全垂直或水平塌陷，而是与水平面大约呈115°角[5]变形，在此角度纵切面无法按需、准确测量下腔静脉内径。 下腔静脉的位置、塌陷角度及血管的容量状态决定了下腔静脉的形态，导致纵切面下不同部位测量会有差异(图15)。 图15 超声检测下腔静脉示意图 从上述示意图可以看出，下腔静脉在横切面不是圆形时，在不同部位纵切面测量存在显著差异是非常容易理解的，如果下腔静脉横切面近似圆形(剑突下呼气末下腔静脉内径≥2 cm)时，不同部位测量的结果具有一致性，但我们既往的研究[4]显示，这种情况临床不常见，所以不同部位纵切面测量下腔静脉内径值是不同的。但在横切面，不论下腔静脉的形状如何(圆形抑或椭圆形)，在横切面是一致的，同时通过下腔静脉内径SCI还能获得横切面下腔静脉形状的信息。 我们既往的研究[4]比较了机械通气者和自主呼吸者下腔静脉内径值，因为机械通气和自主呼吸对下腔静脉的影响是完全相反的。机械通气患者吸气时下腔静脉扩张，呼气时下腔静脉正常。自主呼吸患者吸气时下腔静脉塌陷，呼气时下腔静脉正常；不论是机械通气还是自主呼吸，呼气末对下腔静脉的影响相对最小。由于下腔静脉的位置和塌陷的角度，在纵切面内径测量时区分了机械通气组和自主呼吸组。本研究未区分机械通气和自主呼吸，原因是不论是自主呼吸还是机械通气，对下腔静脉横切面形状的影响是一致的，只是呼气末和吸气末不同；也不会产生不同部位下腔静脉形状变化的不同。 被广泛采用的下腔静脉变异度不论是在剑突下还是在右侧腹腋中线测量，并不能说明下腔静脉实际变形的情况，且目前下腔静脉变异度尚无金标准，所以不同的研究结果不同[3,6,7,8]。本研究采用下腔静脉内径SCI可以简单判断下腔静脉内径的形状，比值越接近1说明下腔静脉内径形状接近圆形，容量处于过负荷情况；越大于1说明下腔静脉内径形状呈椭圆形，比值越大下腔静脉内径变形越明显(即下腔静脉塌陷程度严重)，表明容量不足。可以粗略地通过下腔静脉内径的形状得到患者容量的信息。已有研究证明，CT横切面下腔静脉内径形状与患者的容量状态相关[9,10]，但CT图像不能区分是呼气末还是吸气末，临床上不可能应用CT判断患者的容量状态。超声观察下腔静脉横切面很容易，且可以测量不同呼吸周期下腔静脉内径值。由于在剑突下纵切面和右侧腹腋中线纵切面获得下腔静脉内径值经常不一致，因此，两个位置仅获得一个数值给临床带来的信息有限，而同时获得两处纵切面的几率又较低，因此有必要寻找更好的测量方法。本研究显示，两个位置横切面的测量优势明显，即两个部位下腔静脉内径值完全一致，因此只要能获得剑突下或右侧腹腋中线一个切面，即可获得所需信息，而单一下腔静脉横切面的获得率为93%，解决了临床上只能一个部位检查的困境，同时还能获得下腔静脉形状的信息，因此，下腔静脉横切面测量(SCI)更具有临床实用价值。 下腔静脉横切面的测量需注意如下问题：(1)单纯从下腔静脉切面图像看，无法判断切面是否与下腔静脉垂直，如果不垂直测量将产生误差，但是腹主动脉与下腔静脉呈相对平行关系，如果切面中腹主动脉呈圆形也基本判断切面与下腔静脉垂直，如果腹主动脉呈椭圆，则考虑未与下腔静脉垂直，需调整角度。(2)研究发现，下腔静脉纵切面有时静脉壁并非完全平行，即在不同部位、不同矢状面测量时会产生误差。为避免出现此问题，可以通过肝静脉及右心房开口以确保在同一位置测量下腔静脉，在纵切面找到测量位置然后旋转90度即可以保证与横切面的测量位置相同。如果直接测量横切面将导致不同部位测量的误差，测量下腔静脉的位置是否标准非常重要。(3)研究发现，超声检查如同时连接呼吸波形监测时，易观察到患者是处于呼气末还是吸气末。亦有研究发现，下静脉有时存在搏动性，因为搏动也会导致测量误差，如遇到下腔静脉搏动就需选择呼气末和吸气末时对心脏影响相对小的心脏舒张期测量，这个问题在纵切面也是存在的，只是在横切面更容易观察到，解决这个问题尚需更好的办法。 下腔静脉在剑突下及右侧腹腋中线横切面的测量，在不同的呼吸周期，长径、短径及下腔静脉内径SCI有良好的一致性和相关性，两部位的测量可以相互替代。同时下腔静脉横切面测量能获得下腔静脉形状的变化，其与容量状态的关系仍需进一步研究。 参考文献 [1] MonnetX, TeboulJL.Assessment of volume responsiveness during mechanical ventilation: recent advances[J]. Crit Care, 2013, 17(2):217. [2] FerradaP, AnandRJ, WhelanJ, et al.Qualitative assessment of the inferior vena cava: useful tool for the evaluation of fluid status in critically ill patients[J]. Am Surg, 2012, 78(4):468–470. [3] ZhangZ, XuX, YeS, et al.Ultrasonographic measurement of the respiratory variation in the inferior vena cava diameter is predictive of fluid responsiveness in critically ill patients: systematic review and meta–analysis[J]. Ultrasound Med Biol, 2014, 40(5):845–853. [4] 张青，刘大为，王小亭，等．超声观测不同部位下腔静脉内径及其变异度的研究[J]．中华内科杂志，2014，53(11):880–883. [5] BleharDJ, ResopD, ChinB, et al.Inferior vena cava displacement during respirophasic ultrasound imaging[J]. Crit Ultrasound J, 2012, 4(1):18. [6] Juhl–OlsenP, VistisenST, ChristiansenLK, et al.Ultrasound of the inferior vena cava does not predict hemodynamic response to early hemorrhage[J]. J Emerg Med, 2013, 45(4):592–597. [7] SobczykD, NyczK, AndruszkiewiczP. Bedside Ultrasonographic Measurement of the Inferior Vena Cava Fails to Predict Fluid Responsiveness in the First 6 Hours After Cardiac Surgery: A Prospective Case Series Observational Study[J/OL]. J Cardiothorac Vasc Anesth, 2014[2014–12–16]. http: //linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1053–0770(14)00415–7.[ published online ahead of print Dec 22, 2014 ]. [8] MullerL, BobbiaX, ToumiM, et al.Respiratory variations of inferior vena cava diameter to predict fluid responsiveness in spontaneously breathing patients with acute circulatory failure: need for a cautious use[J]. Crit Care, 2012, 16(5):R188. [9] MiliaDJ, DuaA, PaulJS, et al.Clinical utility of flat inferior vena cava by axial tomography in severely injured elderly patients[J]. J Trauma Acute Care Surg, 2013, 75(6):1002–1005. [10] LiY, ZhangLY, WangY, et al.The flatness index of inferior vena cava is useful in predicting hypovolemic shock in severe multiple–injury patients[J]. J Emerg Med, 2013, 45(6):872–878.
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