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休克患者的血流动力学细节认知

 许馆421 2018-05-25

作者:De Backer

翻译:CCUSG尹晓晗

校对:朱然

今人不见古时月,今月曾经照古人

摘要

对重症患者进行血流动力学评估是临床的关键环节之一,包括识别休克以及确认循环衰竭的类型。这一环节对于启动休克的支持治疗及病因治疗至关重要。对组织灌注的评估可以发现未被充分复苏的患者并启动干预措施,评估手段包括乳酸、静脉动脉二氧化碳分压差、中心静脉或混合静脉氧饱和度。进一步对微循环进行监测还有助于确认组织灌注的异常,并明确异常的原因在于弥漫性灌注减低还是不均一性灌注减低,比如在脓毒症时,灌注良好与灌注不良的区域会相临存在。我们建议分层进行支持性治疗,首先进行合理的液体复苏,随后给予血管活性药物以保证灌注压力、全身以及局部的血流。在决策和治疗的过程中应该整合不同的参数并根据这些参数进行治疗的调整。

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背景

评价重症患者的循环状态是ICU进行的主要工作之一。一些手段可以对血流动力学进行评估,但过于看重评估手段本身则使人们忽视了其有创性。尽管从道理上说,我们更应优先使用无创评估手段,但有些无创心输出量测量的可靠性在休克时会受到质疑。更为重要的是,在休克状态下,我们进行血流动力学监测的兴趣绝不仅限于心输出量,对不同参数的需求决定了我们对监测手段的选择。

选择对休克患者血流动力学评估的手段取决于医生对所能获取参数的预期。以下四个问题是必须考虑的:患者有休克吗?休克的类型是什么?组织灌注充分么,如果不充分应如何改善?心功能有问题么?

休克的识别

在一项最新的共识中,休克被定义为“一种以细胞氧利用不足为表现的、危及生命的急性循环衰竭在全身的表现”。因此,休克代表一种无法提供充分氧供以满足组织氧需、从而导致细胞缺氧的循环状态,此时,组织的氧耗(VO2)受限于氧供(DO2)。在以往,VO2/DO2可以在床旁进行评估,但过程繁琐且易于出现测量误差。因此,一些替代性指标常被用来识别休克,比如血乳酸,当氧耗降至氧供/氧耗依赖的临界点后,其水平会迅速上升。休克也和一些组织灌注不良的征象有关(如皮肤血管收缩或花斑、四肢发绀、毛细血管再充盈时间延长、微循环障碍、静脉动脉二氧化碳分压差增加),但这些征象可以在VO2/DO2 进入依赖区前出现。

需要强调的是,虽然休克往往伴随低血压,但有时也会有例外(尤其见于高血压患者)。因此,当患者出现组织灌注不良的表现和血乳酸水平的升高时,应考虑患者处于休克状态。

休克的分类

下一步的重点就是对休克进行分类,这不仅决定支持治疗的方向,也决定病因治疗的方向。休克分为四种类型:低血容量性、心源性、梗阻性和分布性。一些评估手段可以帮助明确休克的类型。其中,心脏超声是诊断休克类型最便捷的工具。在一项研究中,108例休克患者应用心脏超声明确休克类型的平均时间仅为4.9 ± 1.3分钟,并且具有较好的观察者间一致性。因此,心脏超声目前被认为是诊断休克类型的首选方法。除了初始的心脏超声检查,还需要对患者进行动脉导管和中心静脉导管的监测(图1)。当患者对初始治疗没有反应或者病例较为复杂时,推荐使用其它的监测手段。此时,肺动脉导管和经肺热稀释技术可以作为首选。

相对于其它创伤性较低的手段,肺动脉导管和经肺热稀释技术的优势在于能够在各种条件下提供可靠的心输出量指标,以及其它能够帮助判断循环状态的参数。肺动脉导管能够监测各种血管内压力,而经肺热稀释技术可以评估各种血管内容量。通过对血管内压力和容量的监测可以明确休克的类型(图2)。

组织低灌注的评估和治疗

乳酸

血乳酸水平有助于发现隐匿的组织低氧并可用于观察治疗后的效果。

乳酸是糖酵解的产物。在糖酵解的第一相中,葡萄糖在细胞质内无氧转化为丙酮酸,在有氧情况下,丙酮酸进入线粒体内参与第二相反应,生成ATP、H2O和CO2;在缺氧情况下或在不含线粒体的细胞中,丙酮酸则转化为乳酸。正常情况下,大多数丙酮酸都会进入线粒体,因此乳酸/丙酮酸比值约在10左右。在缺氧情况下,丙酮酸无法进入线粒体,乳酸大量产生,乳酸/丙酮酸比值则远超过20。

通常认为,重症患者的高乳酸血症多为循环衰竭时的缺氧所致。但是,持续长期的组织缺氧会导致细胞死亡,因为相比于有氧代谢,无氧代谢的产能微乎其微。血流动力学稳定的脓毒症患者所伴随的轻度高乳酸血症往往与组织缺氧无关。脓毒症诱导的炎症介质会加速有氧糖酵解,增加丙酮酸利用度。即使在氧供充足的条件下,丙酮酸利用度增加也可导致乳酸生成增多。除生成增多以外,乳酸清除减少也是高乳酸血症的另一个原因。休克患者的早期高乳酸血症往往由于组织缺氧,但超过一天的高乳酸血症则多非缺氧所致。

静脉动脉二氧化碳分压差(Gap)

根据Fick方程,当二氧化碳产量不变时,静脉动脉二氧化碳分压差(PvaCO2)与流量成反比。正常情况下,静脉动脉二氧化碳分压差不超过6mmHg。当ScvO2异常时,PvaCO2增高多提示心输出量下降;当ScvO2正常时,PvaCO2增高则提示微循环障碍。

有趣的是,PvaCO2的增高也可以反应无氧代谢的发生。缺氧时,有氧代谢产生的二氧化碳减少,但ATP水解产生的氢离子通过缓冲也会产生二氧化碳,因此,二氧化碳的生成超过氧的消耗,呼吸商>1。呼吸商约等于静动脉二氧化碳分压差/动静脉氧含量差,当这个比值超过1.3时,提示无氧代谢。为了消除潜在霍尔登效应的影响,则采用CvaCO2/ CavO2,当比值高于1时,提示存在无氧代谢。

Ospina-Tascon等研究表明,在感染性休克的患者中,CvaCO2/ CavO2高于1与不良预后相关。

如何结合乳酸、Pv-aCO2、ScvO2进行分析?

结合乳酸、PvaCO2、ScvCO2可以判断患者是否存在异常以及导致这种异常的节点在哪里。在临床中可能出现多种异常共同存在的情况(比如心输出量减低与微循环障碍同时存在),但其中某种原因往往更为主要。决策树见图3。

微循环评估

循环衰竭患者的器官灌注减低往往是低心输出量或低灌注压的结果。但即便达到目标心输出量或动脉血压,组织灌注仍可能存在异常。微循环是负责对器官水平的血流进行微调的主要部分。微循环灌注异常可以发生于脓毒症、感染性休克,也可以发生于心源性休克。微循环障碍的严重程度及持续时间与器官功能障碍的发生率及死亡风险相关。微循环障碍的发生有多种机制,包括血管节段之间失去交流、血管内皮细胞反应性受损、红细胞和白细胞流变学异常、内皮细胞多糖包被异常、血小板聚集和微血栓形成。除了微循环灌注障碍,微循环内皮细胞的改变和凝血与炎症的激活、活性氧生成,以及血管通透性变化都有关系。

微循环灌注可以通过几种方法监测,直接可视显微镜可能是最佳的方法,通过它可以发现微循环灌注的异质性,而异质性的存在恰恰是微循环改变的标志。正常情况下,血管密度随着代谢需求而增加或减少,但微循环灌注是均匀一致的。感染性休克时,微循环不仅血管密度减少,灌注也呈现不均一性,灌注良好的血管和灌注不良的血管相互交错,造成灌注血管密度下降、微循环分流,产生缺氧区域,但静脉氧饱和度反而上升。

治疗方案

治疗方案应该根据血流动力学监测的指标进行制定,问题在于遵循标准化原则还是个体化原则。标准化治疗方案是要求所有患者达到近乎一致的治疗目标,而治疗目标的制定是基于大部分患者可以由此获得更好的预后;但某些患者在达到略低的治疗目标时已经足够,勉强达成标准化治疗目标时可能会出不良影响。

液体管理

液体管理是脓毒症复苏的基石,旨在通过增加心输出量而改善组织灌注。大部分患者在初始阶段存在液体反应性,而后期多对液体治疗失去反应性,这使液体复苏变得更为挑战。此外,大量的正液平衡,尤其出现在治疗后期时,常伴不良预后。一些方法可以帮助预测液体反应性。静态前负荷指标如CVP只在极高值或极低值时才存在提示意义。设定CVP目标只能成为一个群体指标,因为当基线CVP低于8mmHg时,仅三分之二的患者存在液体反应性,而当CVP高于12mmHg时,也仅三分之二的患者不存在液体反应性。动态指标则可以个体化预测液体反应性。这些指标中,每搏量的呼吸变异度(由多种脉搏轮廓技术或超声多普勒获得)及其衍生指标PPV在满足一些前提条件的情况下(无心律失常、潮气量高于8 ml/kg,无自主呼吸等)能够可靠预测液体反应性。被动抬腿实验也是一个可靠的方法,但它需要实时监测心输出量,并且,反复进行被动抬腿实验的准确性值得商榷。这些动态指标已经被最新的指南所推荐。

另一个方法是迷你容量负荷试验,它要求在短时间内快速推注少量液体(~100ml)来预测对液体的反应性。这种理念并不完全合理:如果患者对首次液体推注无反应,那么对后续的液体输注存在反应的可能性不高; 但即使患者对首次液体推注存在反应,也并非意味着会对进一步的液体治疗存在反应性(此推论存在偏倚的原因在于以最初的液体推注来评估后续所有的液体入量)。如果说一定正确的就是早期比后期更容易出现前负荷反应性(患者处于Starling曲线的上升支)。相比于在首次评估存在液体反应性后就给予大剂量液体输入,在每次给予液体之前都重复小剂量液体负荷试验的方法则更为安全。决策流程见图4。

血压管理

血压是一项普遍应用的复苏目标。指南推荐使平均动脉压达到65mmHg,但指南也认识到某些患者需要达到更高的目标。这项复苏目标建立于观察性研究的结果:如果没有达到这个目标血压将导致病死率升高,而达到更高的目标血压并未能获得更好的临床预后。尽管如此,一些小规模研究提示,患者对更高目标血压的治疗反应存在差异,某些患者有可能获益于更高的目标血压。一项纳入了776例感染性休克患者的多中心随机试验发现,65mmHg和85mmHg的目标血压都未能影响患者的28天病死率。但有趣的是,对于既往存在高血压的患者,分配在高目标血压组后急性肾损伤的发生率降低。但由于高目标血压需要更高剂量的去甲肾上腺素,这一组患者心房颤动的发生率也显著增加。因此,并不是所有患者都推荐采用更高目标血压。这个研究很好的说明,应该在所有患者中达到最低目标血压,对于某些患者应根据病情需要设定更高的目标血压。如果认为患者需要更高的目标血压,要严格评估患者对治疗的反应性,以及更高血压目标所应带来的指标变化。

早期目标导向治疗与个体化治疗

早期目标导向治疗是感染性休克患者的第二个治疗靶点,并被广泛研究。值得注意的是,由于在过多方向上被阐释,EGDT这个名词已经失去了最初的涵义。有人认为,EGDT代表了积极的液体复苏,这种复苏有时基于CVP进行;有人认为,EGDT代表了早期的血流动力学优化复苏;还有人认为,EGDT代表了迅速应用广谱抗生素等等。EGDT是在ScvO2监测、液体管理、红细胞输注、正性肌力药物应用的基础上对氧输送进行的优化。这个概念由Rivers等人提出并验证,他们在一项纳入263例感染性休克患者的随机试验中证实,EGDT治疗组28天病死率为33%,而对照组为49%。虽然这项研究结果推动了早期的复苏治疗,但也引起了一些争论,尤其是针对集束化复苏的争论。最初提出集束化复苏的概念是用于指导感染性休克的复苏,尤其有助于在某些困难环境(如无重症专家在场时)下对患者进行流程化的治疗,随后已经被写进法律,成为强制性治疗措施。EGDT开始饱受诟病,因为在集束化治疗中采用的部分指标(如CVP/MAP),在原研究的两组中均被采用,因而无法解释组间的病死率差异。

几项大规模随机试验均未能重复Rivers的结果,这是否意味着EGDT的时代已经过去了呢?也许并不是,因为这些试验中存在太多不同的因素。首先,在Rivers的研究中,患者的ScvO2存在显著异常,而在最近的几项研究中,75%以上的患者在入组时ScvO2已经达标;其次,近期研究纳入的患者病情更轻,这不仅在病死率上有所体现,还体现在即便采用相同的纳入标准,仍有多达20%的患者并未转入ICU。新的研究中并没有EGDT不好的证据,因此合理的结论可能是EGDT并不需要用于所有的脓毒症患者,但适用于最重的、尤其是在就诊时伴有ScvO2降低的脓毒症患者。需要注意,高ScvO2伴随组织灌注不足及器官功能障碍是一个危险信号。高ScvO2与不良预后相关,这可能代表出现微循环异常和线粒体功能障碍。

EGDT饱受诟病的另一方面就是应用CVP来指导液体复苏。集束化治疗推荐将CVP维持在8至12mmHg。这个治疗目标仅是一个数据统计的结果,因为大部分(2/3)患者在CVP低于8mmHg时存在液体反应性,而在CVP高于12mmHg失去对液体的反应性。尽管这个指标应用得非常普遍,但用来预测液体反应性却远远不够。2016年拯救脓毒症运动指南中对液体复苏的指导也考虑到这方面:“我们推荐,经过初始液体复苏后,需要反复评估血流动力学状态以指导后续液体治疗(最佳实践声明)”。而反复的评估即基于可获得的临床相关参数、血流动力学监测、动态而非静态的指标来预测液体反应性。这是朝向个体化EGDT方案迈进的重大调整,也是改进脓毒症患者治疗措施的重大进步。

微循环障碍的治疗

如何治疗微循环障碍?只增加血流而不能恢复微循环的治疗是无效的。病程早期,液体治疗可以改善微循环,但这个作用在后期会减弱。有趣的是,当液体治疗对微循环显效时,第二天的器官功能障碍评分也会随之改善。多巴酚丁胺可以改善微循环灌注,不过作用有限。曾有人提出可以应用血管扩张剂,但目前仍缺少足够的研究支持其使用。尤值一提的是,由于血管扩张剂不具有选择性,灌注正常的血管也会同时被扩张,从而造成盗血现象。调节内皮细胞的一氧化氮合成酶可能会有治疗作用。以微循环为直接的治疗靶点需要更多的研究来支持,但无论怎样,我们需要明确哪些干预手段会对微循环存在潜在影响。

大循环衰竭的评估与治疗

心输出量的测量仅能提供循环系统的部分信息,但确实需要关注。除组织灌注的征象外,还可以通过ScvO2或 SvO2来评估心输出量充分与否。

此外,监测充盈压力和心腔容积也有助于评估循环功能。

当决定对心肌收缩力的变化进行干预前,应该评估心肌收缩力降低对机体的影响:心输出量是否不足?这种不足是否与组织灌注不良有关?实际上,心肌收缩力对心输出量的影响并不是很大。有些患者心肌收缩力已经下降,但仍能保持正常的心输出量,这部分患者并不应该采用正性肌力药物,还有些患者可能存在心输出量下降,但也不应该采用正性肌力药物。只有因心肌收缩力下降而导致心输出量减低的这部分患者,才有可能从正性肌力药物治疗中获益。

一项近期的研究证实,针对心肌收缩力的治疗需要制定个体化方案。在研究中,感染性休克的患者除接受标准治疗外还接受了左西孟旦的治疗,但并未见到病死率以及脓毒症相关器官功能障碍发生率的降低,而快速型心律失常的风险反而增加。必须承认,这项研究的设计并不恰当,因为研究中没有未评估心输出量和心功能,这必会导致一部分心输出量增加的患者和/或心肌收缩力增强的患者在不需要甚至存在用药禁忌的情况下接受了左西孟旦的治疗。实际上,约五分之一的感染性休克患者可能存在左室流出道梗阻或室内梗阻,这是应用正性肌力药物的禁忌症。因此,应该为感染性休克的患者制定基于血流动力学评估的个体化治疗方案。

结论

血流动力学评估仍然是重症患者管理过程中的一项重要内容。现有评估方法的选择应根据特定患者的需求灵活进行。除了评估方法,如何应用各种监测指标也至为重要。医生应将各项不同的指标整合到对患者的决策和管理过程中去,并据此制定治疗方案。

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