液体治疗系列第二篇：液体治疗监测进展

容量管理是围术期和危重病所关注的重点问题之一，经过一百多年的发展，容量治疗的理论已经发展成为了一门涉及到液体类型、容量管理目标、临床监测、微循环等许多专科知识交叉应用的学科。这其中以血流动力学监测、目标导向液体管理最为热门。本次专题以液体治疗中的理论知识为主线，一起回顾和展望液体监测技术发展、目标导向液体治疗的方方面面。

第一部分：Starling曲线和中心静脉压

1.1概述

1914年英国生理学家Starling提出了一条反映右房压与心输出量之间关系的曲线，随后开始使用中心静脉压（central venous pressure, CVP），即右房压作为判断循环血容量是否充足以及心脏前负荷的指标。

根据Starling曲线推测，作为横坐标的CVP越低，液体复苏患者的心输出量及每搏输出量应该越高。然而，许多临床操作指南反而推荐低灌注的患者应进行液体复苏直至CVP上升至正常水平。其后随着经验的积累，这些原有的认知逐渐受到挑战。最开始一项报道指出CVP与全身血容量的金标准检测结果无相关性，随后，两项系统回顾综述指出CVP不能预测重症患者补液实验后心输出量的变化。这些研究结果可能导致对经典Starling曲线的可靠性产生质疑。事实上，上述研究结果与Starling曲线所代表的经典循环系统生理学并不矛盾。

为了正确使用CVP以及心功能曲线，我们需要认识到研究心功能曲线的动物模型中，CVP是静脉回流量以及心功能的因变量。研究心功能曲线的动物模型与临床实际情况存在一定区别，该模型排除了一些在重症患者中很常见的因素，即心周压力。

1.2 心功能曲线

1914年，Starling使用狗离体心肺模型研究影响心输出量的因素（图1）。Starling发现在一定范围内，回流至右心房的血液有多少，左心室可泵出多少血量。由于右心房回流量与主动脉泵血量相同，Starling将这两项均称为心输出量。

打开夹钳后，容器中的血液回流至右心房的速度逐渐增加，右房压起初缓慢升高。然而，心脏所能承受的血液回流速度是有上限的，超过这个限制之后，用Starling的话说，心脏变得“疲乏”，血液淤积在右心房，导致右房压迅速升高。Starling将9次重复实验的结果以9条曲线呈现在同一张图中（图2a）。不过Starling的图中是以右房压为Y轴，以心输出量为X轴。有人说Starling没有意识到应该将自变量放在X轴，因变量放在Y轴。后人在重新制作Starling曲线的时候，旋转图片将右房压调整到X轴（图2b）。然而Starling的文中并未提及右房压是控制每博射血量或者心脏功能的自变量。实际上，Starling实验的自变量应该是夹钳打开的程度。Starling强调说右房压随回心血量的增加而升高。他认为这个结果说明了在一定范围内心脏能够适应回血血量的变化；当回心血量超过生理上限时，就会导致血液淤积在心脏、心输出量下降。换言之，右房压迅速升高仅提示循环血量可能超过了心脏的正常负荷。

Starling发表的原始图片中心输出量和右房压的关系经常令现在的读者疑惑不解。根据上一段的描述，实验中实际的自变量应该是夹钳打开的程度。夹钳打开的程度应该算作X轴，心输出量和右房压应该分别出现在Y轴上（图3）。Starling曲线说明了哺乳动物心脏具备根据回心血量自我调节的能力。一旦回心血量超过心脏负荷能力，右房压迅速升高，心输出量维持不变或者下降。因此，Starling曲线并不意味着右房压升高可增加心输出量。在一些实验中，Starling增加主动脉泵出阻力后，右房压也随之升高，而心输出量并未变化。

实际上，Starling并未积极推广过他的上述结果，在他关于心脏的Linacre课程中，他并未提及这一成果。他自编的课本中也没有提到Starling曲线。对Starling来说，这条曲线仅仅是他陈述心脏工作原理（law of the heart）工作中的一小部分。

1.3 其他心功能曲线

在Starling发表他的结果的四十年后，Sarnoff和Berglund更全面地阐释了心脏的工作原理。他们发现，随着回心血量的增加，每搏功和每博射血量上升至一个生理阈值。他们以心房压为X轴绘制结果，其表述方式更贴合习惯（图4）。当存在心包内压及胸膜腔内压时，表现为右房压升高与回心血量增加无关，相反随着右房压升高，每搏输出量反倒下降。这提示实际测得的CVP是由回心血量、心包压力及胸膜腔内压共同决定的综合变量。在开胸实验中，心脏周围的压力经常容易被忽略。临床实践中关于CVP的疑惑便大多来源于未把心包压力及胸膜腔内压（统称心周压力，juxta-cardiac pressures）考虑在内。

Sarnoff和Berglund通过增加左心室后负荷及诱导冠脉缺血，降低了心肌顺应性，结果发现，右房压升高而每搏输出量并未升高。他们总结道，对每只实验动物来说，都存在一系列曲线来描述心房压和每搏功或心输出量之间的关系。他们并不认为右房压可以作为调控心输出量的独立变量。

20世纪60年代，Braunwald及其同事在患者中评估了Starling曲线的可靠性。他们把一个金属标记物置入心室，通过放射性电影照相术测量心室容积。Braunwald测量了房颤患者的心室容积，结果发现每搏输出量随心室舒张末容积变化，心室充盈升高会增加每搏输出量。他也发现在做valsalva动作时右室收缩偏倚随心室充盈情况而改变（图5），这是因为深吸气降低了胸廓内压，右房压随之降低，回心血量升高，每搏输出量增加。

以上的实验证明了心脏具备根据前负荷大小进行调节的能力，增加舒张末容积及心肌初长度可加强心室收缩力。心包填塞、正压通气以及心室后负荷增加均会导致心房压力升高而每搏输出量无明显变化。事实上CVP是一个由多个因素所决定的回心血量的指标而已，并非一个独立变量。

1.4 Guyton曲线

20世纪50年代到70年代，Guyton明确了外周器官的代谢活动是调节静脉回心血量的关键因素。根据Guyton的模型，静脉回心血量由体循环平均充盈压与右心房之间的压力梯度决定。因此，右房压升高可抑制静脉血的回流，CVP是临床常用的反映右房压的指标。平均充盈压受血容量及容量血管压力影响，而基本不受左心室收缩的影响。

Guyton联合了静脉回流曲线及心功能曲线来模拟体内循环，两条曲线的交叉点决定了心输出量（图6）。静脉回流速度曲线（蓝色）表示静脉血回心的速度，由平均充盈压、右房压及血管阻力共同决定，平均充盈压升高则曲线上移。心功能曲线（红色）表示心输出量，决定于心室后负荷、自主神经张力及许多其他内在因素。心功能下降时该曲线向右下方移位，与静脉回流曲线的交点位置下降，心输出量下降。心功能保持稳定情况下，静脉回心血量上升，与红色曲线交点升高，心输出量升高。红色曲线的平台意味着心脏适应静脉回心血量的增加是有限度的。如果静脉回心血量超过了这个阈值，血液淤积在心脏，心房压力迅速升高。更重要的是，蓝色曲线不变情况下，如心功能不全，两条曲线的交点会发生变化，心输出量下降，右房压升高。

Starling曲线和Sarnoff-Berglund曲线是心脏反应性实验的结果。Guyton将前人的结果进行了整合。当然，循环系统工作机制的复杂程度和补偿机制难以简单地预测和描述。如我们所见，CVP与心输出量之间是相互影响的关系。尽管Guyton将CVP放在了X轴上，并不意味着Guyton认为CVP决定心输出量。

1.5 CVP和Starling曲线的临床应用

如上所述，Starling曲线描述了心脏的工作机制，但并未强制说明通过液体复苏提高CVP到一个不正常水平就可以增加心输出量。然而CVP仍具有重要的临床意义。首先，CVP升高可能意味着静脉回流阻力增加。临床医生应寻找心周压力升高的原因，包括张力性气胸，心包填塞，过度正压通气。更重要的是，CVP升高可以作为未发现的内源性呼气末正压（由肺过度充气所致）的标志物，内源性呼气末正压可能导致休克和死亡。当心周压力过高抑制静脉血回流，临床医生应当考虑补液及使用血管收缩药物以恢复正常压力梯度。

此外，CVP也可作为静脉回流量是否超过心脏适应能力的指标，但值得注意的是，当左心衰及肺水肿时，CVP可保持正常水平。在充血性心力衰竭的患者中，CVP升高而心指数不变，意味着肝肾淤血出现功能不全。CVP升高也是严重脓毒症患者肾衰的一个有效的血流动力学标志。当排除心周压力升高及三尖瓣疾病时，CVP升高常与肺血管阻力增加所致的右心衰相关，通常由于ARDS或急性肺栓塞导致，常见于重症患者。这种情况下，CVP升高可能比肺动脉高压更有预警作用。当肺毛细血管阻力超过右心室的补偿能力之后，肺动脉压力下降，心输出量亦下降。然而，CVP仍会继续升高，血液继续淤积在右心。CVP升高会导致右心室收缩压与舒张压迅速升高，最终导致右室心肌的冠脉灌流梯度下降，灌流减少。

1.6 结论

可以推测，CVP正常时则不可能存在右房压过高或者心周压力升高等情况。由于CVP可以通过无创的方式测得，临床医生更应该考虑其临床应用。自主通气状况下，超声测量下腔静脉充盈程度可以很好地预测CVP。单独的CVP或者其他任何血流动力学指标，都不能简单地描述循环系统的状态。不过，当病史和体格检查不足提供证据时，临床医生应考虑检查CVP及其他血流动力学指标及超声心动图。

Starling1914年的那篇小样本缺乏统计的论文放到今天，可能很难通过同行评议。然而，接下来一个世纪的研究证实了这条曲线的可靠性。尽管仍存在些许疑惑，Starling曲线仍在循环生理学史上占据重要地位。

第二部分：认识静脉回流

心输出量随着机体代谢变化的需要可以增加达到5倍之多。Starling定律说明了心输出量本质上是与回心血量相匹配的。为了增加心输出量，循环系统增加了静脉回流--即：血液从静脉系统回流到右心房的速度。本章节将对调节静脉回流的机制进行讨论。

循环系统的压力梯度驱使血液从静脉回流到心脏。静息状态下正常右心房的压力是0 mmHg。心脏收缩排空了心脏并维持正常（低的）右房压。平均系统充盈压（Psf）是指上游驱动血液回流到心脏的压力。Psf的正常值为7mmHg。Psf-右心房压力梯度的大小与驱动静脉血回流至心脏的驱动力是成比例的。平均系统充盈压并非心泵功能的一部分。相反，循环中的血容量和血管顺应性决定了Psf。静脉壁上有着丰富的自主神经和平滑肌。血容量增加及交感兴奋引的静脉收缩可使Psf上升。肢体肌肉运动也可使静脉收缩。由于静脉瓣的存在，静脉收缩总是趋于增加静脉回流压力梯度的。

张力性血容量是在血管张力作用下的血容量，是Psf的影响因素并参与静脉回流。正常情况下，大部分血容量属于非张力性容量并且对Psf或静脉回流无影响。静脉收缩可以动员这些非张力性血容量来增加张力性容量及静脉回流。众所周知，动脉系统的压力几乎不直接影响Psf和静脉回流梯度。例如，应用单纯的动脉收缩剂（加压素）来升高系统动脉压，系统血压上升之后并未出现静脉回流及心输出量的增加。然而，均衡的血管收缩药（如：去甲肾上腺素）可能会增加静脉回流梯度和心输出量。

正常情况下，仅仅7mmHg的压力梯度就可以维持心输出量。增加Psf和右房的压力梯度就可以增加静脉回流驱动力。高右房压是一个反向压力，阻碍着静脉回流。右房压是心输出量的决定因素，只有它保持在较低的范围内才能使心脏充盈。循环系统必须保持Psf高于右房压，以维持一定的心脏前负荷。右房压上升是心房充盈的结果-而不是心房充盈的原因。右房压和平均系统充盈压一旦平衡化，则会终止静脉回流和心输出量。假如因血容量不足和静脉扩张导致了Psf下降，或者右房压病理性升高，那右房压和平均系统充盈压之间的平衡是可能发生的。

自主呼吸吸气相通过降低胸腔内压而引起右房压下降。因此，吸气相增加了静脉回流的压力梯度，同时也增加了心输出量。极度用力吸气降低的胸腔内压足以使大静脉塌陷。而静脉的塌陷却限制了因吸气而引起的静脉回流梯度的增加。右房压（并非右房的跨壁压）是阻止静脉回流的反向压力。正压通气、心脏压塞和心室后负荷均增加右房压力，从而降低静脉回流梯度。当右房压升高，Psf成比例地代偿性上升，从而可以维持静脉回流。

血管阻力是对抗静脉回流的。在任何程度的压力梯度下，血管扩张都可以增加静脉回流。这种现象使得心输出量与全身代谢需要是相匹配的。在自动调节功能作用下，小动脉舒张恢复了组织血流。广泛的小动脉舒张减少了静脉回流的阻力，增加心输出量。动脉阻力的减少也可以解释在全身性感染、缺氧和贫血过程中心输出量增加的原因。

在锻炼时，因交感神经刺激，静脉收缩使Psf上升，骨骼肌收缩扩张了它们的小动脉，使静脉回流阻力减少。这些因素可以急剧地增加静脉回流。在大量输血后也会发生这种类似的情况。血容量的扩增提高了Psf同时使血管系统舒张减少了回流阻力。面对聚增的静脉回流，健康的心脏是可以适应的。首先，心肌的伸展使肌动蛋白-肌球蛋白的桥联最佳化，从而增加了心肌收缩力（Frank-Starling机制）。右心房的伸展增加了窦房结组织的自律性，从而使心率上升。最后，心肌的伸展引起交感神经的反射，增加心肌的收缩力和心率。当心脏异常、或者有心律失常、或者心室后负荷过重时，对适应性的限制是降低的。如果循环系统往衰竭的心脏增加静脉回流，血液涌向心脏并且增加舒张压。舒张压的上升降低了静脉回流速率，并限制了心输出量。能改善心脏收缩或松弛、或降低心室后负荷的治疗措施是可能提升心脏适应静脉回流增加的能力的。

静脉回流模型解释了液体治疗和低灌注的处理的生理学基础。一些治疗措施（如：补液或应用血管升压类药物等），只有在它们增加了静脉回流梯度时才会恢复心输出量，同时心脏是可以适应静脉回流增加的。

第三部分：围术期容量反应性评估

3.1介绍

循环性休克本质上是一种不充分灌注状态，被定义为一种危及生命的、与细胞氧利用不足相关的急性循环衰竭的普遍形式。休克的病因受预负荷、全身血管阻力（SVR）和心排血量的相互影响。表1总结了休克状态的各种病因和血流动力学差异。

休克复苏的目的之一是改善氧的输送，而氧的输送可以通过增加液体负荷来实现。因此，在给药之前，确定容积负荷是否会改善患者的灌注是很重要的。因此建立了容量反应性的概念以指导液体管理。

液体反应性的定义是可变的，最常见的定义是500毫升晶体输液超过10到15分钟后，SV增加10到15%。在血流动力学不稳定的患者中，只有大约一半是对液体有反应的。包括心动过速和尿量在内的临床症状对液体反应性既不敏感也不可靠。因此，应重视预测液体反应性和指导液体治疗。

预测体液反应性的基本原理是确定处于Frank-Starling曲线上升段的病人中谁可能对液体治疗有反应性。曲线上升段的患者具有“预负荷储备”，能够在液体冲击治疗时增加心输出量。液体反应性测量分为静态和动态，这取决于测量的方式。拯救脓毒症运动指南在2016年更新之前主张进行静态心脏测量，现在建议动态心脏测量来指导容量复苏。对于治疗危重病人的临床医生来说，了解静态测量和动态测量之间的差异，了解它们在危重病人中的应用是非常重要的。

表1

3.2 液体反应性的静态测量

静态心压测量是指使用各种指标对前负荷的估计。前负荷在临床上常被用作静脉回流的同义词，即全身血液回流到右心。由于循环系统是由肺循环和全身循环串联而成的，因此在稳态条件下，静脉回流必须等于心输出量。数学描述为：（平均系统充盈压-右心房压）/静脉阻力。但这个公式并不能完全描述静脉回流的决定因素，因为它不包括静脉容量，这在很大程度上影响了中心静脉压（CVP）。虽然心输出量和静脉回流是相互依赖的，但它们都可以独立调节。如果所有其他因素都是恒定的，那么心排量和心室舒张充盈量之间的关系由Frank-Starling机制控制，即右心室前负荷的增加转化为左心室输出量的增加。然而，当达到心脏充盈能力时，舒张充盈压增加，而心室舒张容积不随之增加。当静脉回流和心输出量之间的平衡受到干扰时，就会出现静脉淤滞状态。当心脏无法应对前负荷的增加时，就会出现静脉血淤滞和随后的水肿。

经典的静态心脏测量方法是CVP。其他研究良好的静态测量包括肺动脉嵌顿压、左室舒张末期面积、下腔静脉（IVC）直径和舒张末期容积。

3.2.1中心静脉压

CVP监测一直被常规用于指导容量复苏，并在多个脓毒症指南中被推荐。现代研究已经证明CVP是液体反应性的不准确和不可靠的预测因子。CVP可与右心房压力（RAP）互换，RAP是右心室前负荷的主要因素。假设右心室输出量与左心室充盈成正比，RAP被认为是左心室预负荷的替代指标。因此，低RAP将表明患者处于Frank-Starling曲线的上升部分，而高值将表明患者处于该曲线的高位平坦段。这种假设有局限性。首先，RAP是压力而不是体积的测量。其次，血管张力、胸内压或心功能的变化直接影响RAP，而不改变前负荷。患者的Frank-Starling曲线有不同的梯度，因此很难预测RAP的高低是否真实地反映了患者的前负荷。

3.2.2 肺动脉嵌顿压

最初，肺动脉导管（PAC）被认为是测量左室前负荷的准确方法。PACs测量肺动脉嵌顿压（PAOP），在肺血管阻力正常、无二尖瓣狭窄的情况下，PAOP相当于左室舒张末压（LVEDP）。由于这也是一个压力测量，所以假设压力-体积线性关系，实际上这种关系是曲线关系。与CVP一样，PAOP也受到许多混杂变量的影响，使我们难以接受PAOP是对患者预负荷的真实描述。此外，PAC的插入和取出会带来严重的风险，包括心律失常、肺梗塞、导管打结/缠绕和PA破裂。PACs在危重病患者血液动力学常规监测中的应用，由于上述局限性，以及微创、准确的监测设备的可用性，已经逐渐消失。

3.2.3 全心舒张末期容积

全心舒张末期容积（GEDV）和全心舒张末期容积指数（GEDI）是通过经肺热稀释法测定的心腔内总血流量的估计值。可以使用PiCCO或EV1000来收集数据。PiCCO系统通过热稀释股动脉导管和中心静脉导管进行经肺热稀释，通过中心静脉导管注入少量生理盐水。PiCCO监护仪可测量多个变量，其中GEDV/GEDI可估计心腔内的血容量，这是一种直接测量心脏预负荷的方法。GEDV/GEDI与每搏输出量有着相同的生理关系，尽管在GEDV与液体反应性之间的关系方面存在着相互矛盾的数据。GEDV检测前负荷变化的能力取决于静脉容量和心腔顺应性。

3.2.4 下腔静脉直径

下腔静脉（IVCd）的直径随着前负荷的增加而改变。理论上，IVCd的增加意味着预负荷和右心房充盈的增加。在呼气期从右心房口固定距离处测量。其精度取决于操作者，需要事先培训以提高图像采集和解读的能力。肥胖、阻塞性肺病引起的肺过度膨胀、气胸和腹部气胀等多种因素可能导致超声窗口不足，使该方法无法使用。IVC的直径与RAP相关。这受到与RAP测量相同的限制，包括假设线性压力-容积关联和传输到IVC的胸腔内压力变化。美国超声心动图学会建议使用下腔静脉直径和腔静脉指数（Caval index）来使用超声估计RAP。Caval指数或IVC变异将作为一个动态指标单独讨论。

图1使用床旁超声在肋下平面显示下腔静脉进入右心房的静态视图。在离右心房和下腔静脉交界处2厘米远的地方测量下腔静脉直径。

图2心尖四腔切面，左室舒张末期面积由虚线圆圈估计。

3.2.5 左室舒张末期面积

左室舒张末期面积（LVEDA）可通过床边经胸或经食管（TEE）超声心动图测量。利用床边超声心动图，在心尖4室视图中测量，如图2所示。理论上，低血容量患者的LVEDA会随着血容量的增加而增加。

3.3 容量负荷反应的动态测量

在健康的自主呼吸患者中，由于呼吸过程中胸内压力的变化，血压出现微小的变化。吸气使胸腔内压更为负，从而增加静脉回流到右心。右心室充盈增加，右心室扩大，肺静脉回流至左心室。相伴的肺血管扩张导致肺血管中的静脉血汇集，减少肺静脉回流。这些机制一致地减少了左心室充盈，导致每搏输出量的适度减少，表现为收缩压的降低。呼吸周期中收缩压10 mm Hg的差异，即所谓的奇脉，可发生在各种疾病过程中，如心脏压塞、缩窄性心包炎、低血容量和肺栓塞等。

正压通气时出现“反奇脉”现象。在正压通气的吸气中，胸腔内压增加，传递到右心房，进而降低前负荷。因此，正压通风产生前负荷的周期性变化。前负荷减少的幅度越大，患者就越有可能处于Frank-Starling曲线的上升段，从而对液体输注有反应。在过去的十年里，研究人员利用这些心肺相互作用来预测体液的反应性。动态心脏测量，如脉压变化（PPV）、收缩压变化（SPV）和每搏输出量变化（SVV）已经在预测液体反应性。用于计算这些变量的公式和所需条件的摘要包含在表2中。不同动态测量的阈值和精度见表3。

3.3.1 脉压变化

脉压变化是指呼吸周期内脉压之间的计算差值。脉压是收缩压和舒张压之间的计算差值，其变化可使用从图3所示动脉线追踪获得的动脉波形和表2所示的公式计算。大多数关于PPV的研究中，患者均需要机械通气，且潮气量较高，无自主呼吸。如果患者是自主呼吸，即使在辅助控制通气时，他们也可以改变胸内压，从而对正压呼吸造成夸大或减弱的反应。Monnet等人。证明如果呼吸系统的顺应性为30 ml/cmH2O，则预测液体反应性的PPV值显著降低。

最近的荟萃分析发现，潮气量为8 mL/kg的控制性机械通气患者的PPV是危重病患者液体反应性的准确预测因子。事实上，研究比较了PPV与脉冲轮廓分析每搏输出量变化和SPV，发现PPV更可靠。尽管它的准确性和可靠性较好，但它仅限于机械通气、无自发呼吸活动、潮气量高（Nml/kg）的患者。它还需要动脉通路和无心律失常。潮气量激发（TVC）是一种激发流体响应性的新方法。此操作通过将潮气量从6 mL/kg临时增加到8 mL/kg，持续1分钟，并注意测量值的变化来执行。AΔPPV N 3.5%可高精度预测流体响应性。

3.3.2 收缩压变化

随自主呼吸和机械通气而波动，与本节开头所述的情况相似。使用动脉线波形，在呼吸暂停7到12秒后建立基线收缩压。如图4所示，在该基线上下的呼吸变化测量为向上增量（dUp）和向下增量（dDown）。DUP和DDUN的总和（最大和最小收缩压之间的差值）被称为SPV。尽管目前还缺乏关于SPV和液体反应性的大型研究，但dDown被认为是液体反应性的可靠预测因子。这种方法依赖于机械通气，而不是自发呼吸活动，类似于其他依赖心肺相互作用的方法。在心律失常中也不可靠，因为收缩压随着不规则的舒张充盈时间而变化是不可靠的。它的优点是不需要昂贵的设备，而且它可以用于当今大多数的EDs和ICU。

3.3.3 每搏输出量变化

基于心肺相互作用的一种常用测量方法是每搏输出量容积变化（SVV）。SVV是一种自然发生的现象，由于正压通气引起的胸内压变化，在吸气时每搏量增加，呼气时每搏量减少。使用血流动力学监测设备（FloTrac或PiCCO）通过脉冲轮廓分析进行计算SVV越大，病人对液体输注的反应越大。传统上，SVV 13%被认为是液体反应性的阈值。这种测定液体反应性的方法有局限性。这种方法仅在没有自主呼吸活动的机械通气患者中得到验证。呼吸窘迫患者的自发呼吸活动造成胸腔内压的不规则变化，从而使SVV不准确。

3.3.4 呼气末二氧化碳变化

二氧化碳测定是用来测量呼气末二氧化碳分压（EtCO2）水平。由于EtCO2是由肺血流量（或心输出量）和动脉CO2分压共同决定的，因此无创检测出心输出量的上升或下降。只有少数研究探索了这种无创预测容积反应性的方法，并采用了两种不同的技术。这些研究受到小样本和设计一致性的限制。然而，这种方法是一种很有前途的非侵入性方法。

3.3.5。脉搏血氧饱和度描记图变异

脉搏血氧饱和度是常用的监测动脉血氧饱和度的方法。它是现成的，无创和易于使用，并可以跟踪每搏输出量的变化。图5中示出的脉搏血氧饱和度波形与动脉压力波形非常相似，并且与PPV相似，脉搏血氧饱和度体积描记变化（POPV）可用于预测液体反应性。与PPV和SVV相似，机械通气患者在吸气时体积描记器的振幅最高，呼气时最小。脉搏血氧饱和度描记仪的振幅之间的差异被称为POPV。使用POPV预测液体反应性有几个局限性。在危重病人中，常会遇到较差的氧饱和度信号。氧饱和度信号依赖于足够的搏动血流，这可能在高SVR患者或使用血管收缩剂的患者中出现信号质量下降。修正后的信号处理也可能损害每搏量中的呼吸变化与POPV之间的比例性。

3.3.6 腔静脉指数

床边超声已经获得了极大的普及，通常采用超声可视化的床边容积反应性评估。下腔静脉也受到呼吸变异的影响，导致其直径波动。使用M型超声测量IVC直径变化，这种变化的百分比被称为腔静脉指数。如图6所示。

这种方法需要事先进行超声波培训，它很容易出现声学窗口不好，妨碍IVC的可视化，以及操作人员在鉴别相邻主动脉而不是IVC时出现错误。高呼气末正压（PEEP）、低潮气量通气、自主呼吸、哮喘/COPD加重导致自动PEEP、慢性右心室功能不全、心脏压塞、腹腔内高压和其他通过IVC回流血液的局部机械障碍，都使这种方法的准确性降低。在潮气量高且无自主呼吸活动的机械通气患者中，腔静脉指数是预测液体反应性的有用工具。

3.3.7 颈动脉多普勒测量

颈动脉血流时间（FTc）和速度时间积分（VTI）是两种不同的测量方法，可以用超声脉冲多普勒进行测量。这些新技术来源于与主动脉血流时间和主动脉VTI（经食道多普勒测量）相同的概念，并且在危重病人中得到广泛应用。在颈动脉上使用脉冲波多普勒，VTI计算在收缩期通过颈动脉的血流。当乘以颈动脉的横截面积时，这个计算估计了颈动脉接收到的中风体积的分数。使用类似的技术，FTc测量图7所示的每一个心动周期的收缩时间分数。使用肱动脉多普勒也进行了类似的研究，尽管这些方法在小样本情况下的文献很少。

3.3.8  Eadyn——动态监测血管活性药物的需求

PPV/SVV 关系被称为动态动脉弹性Eadyn。EAdyn 最初的构思是用于回答一个问题：在动脉血压低的情况下，心输出量的增加是否会升高动脉血压？由于血压是左心室输出量和后负荷相互作用的结果 ,因此，EAdyn被视为后负荷的功能测量指标。然而，这一点值得更多研究阐述。相对于静态的后负荷的指标，Eadyn动态的描述了瞬时的流量和压力的关系，同样也可作为前负荷反应性参数定义心功能曲线。此外，除了 PPV 和 SVV 不是心脏前负荷的测量指标外，EAdyn也不是反应动脉弹性或人工负荷的真实指标。这是因为Eadyn是测量的是一次呼吸中，心输出量的增加可能会导致动脉血压的增加幅度，而此时动脉的弹性还未发生改变。因此，后负荷和血流量的改变会影响Eadyn。同样的，改变前负荷以及心功能也会影响测量前负荷反应性的参数。因此，Eadyn可以被看作一个可评估后负荷与前负荷反应性的指标。

Eadyn是可指导临床医生进行血液动力学管理的参数之一。如果一个病人的Eadyn较高，那么心排增加会导致动脉血压增加。如果Eadyn较低，即便是患者有容量反应性，提升心排也难以成比例的有效增加血压。对于这样的低血压患者，应考虑加用升压药以纠正低血压。有趣的是，由于Eadyn是一个动态指标，该参数较其他后负荷指标更具有优势。

那么，是否可以将 Eadyn用于监测已接受血管活性药物维持 MAP于正常以上的患者？这些患者是否可以撤除血管活性药物？如果降低血管加压药的剂量不会导致 MAP 降低，则代表可以耐受，可以进一步尝试降低血管加压药的输注速率。我们认为Eadyn是一种心脏血管偶联性的指标，可以用于指定血管活性药物的使用。

目前的临床实践表明，对于低血压患者中，我们经常大量输注液体以增加 MAP，而采用Eadyn监测来指导血管活性药物的使用可以减少液体的使用。由于不受自主呼吸的影响，Eadyn也可以对存在自主呼吸的患者进行血管活性药物管理。

3.4 动态血流动力学操作

评估液体反应性的一种流行方法是通过改变前负荷的动作测量血流动力学参数（SV、SVI、CO、CI）的可诱导变化。血流动力学测量值的变化超过某一阈值，表明患者对液体有反应。许多心输出量指标已经被用来评估由Vigileo/FloTrac、PiCCO和生物反应引起的心输出量变化，包括CO。还研究了超声多普勒测量，包括颈动脉血流时间。

3.4.1 被动抬腿

被动抬腿是一种将血液从下半身转移到心腔的动作。这种前负荷的增加最终被视为心输出量的增加。可用于自主呼吸、心律失常和未插管的患者。尽管这是一种很有前途的评估液体反应性的方法，并且可以应用于几乎所有的危重病人，而不考虑机械通气、自发呼吸或心律失常，但仍有一些局限性。如果医院的病床没有抬腿的能力，这些动作就不能准确地进行。它们也可能不适用于创伤患者和那些容易受伤的人。由于该方法具有较高的灵敏度、特异性，因此文献支持这种确定容积响应性的方法。

3.4.2 呼气末闭塞试验

在机械通气的患者中，由于胸腔内压力增加，吸气时左心前负荷降低。理论上讲，EEO可以防止因吸气而导致的前负荷下降，并起到液体冲击的作用。这个动作是通过对机械通气的病人进行15秒的呼气保持来完成的。这同样是一个策略，不仅限于没有心律失常的患者，而是要求患者机械通气。十五秒屏气只适用于深度镇静或瘫痪的病人。

3.4.3 小剂量液体冲击试验

该方法包括快速注入少量液体，并估计心排血量。由于血压取决于心输出量和弹性，因此不能仅通过测量血压的变化来执行此操作。需要使用心输出量监测器（脉冲轮廓分析、生物反应、经肺热稀释）来测量心输出量或中风量的变化。在无心律失常的深度镇静机械通气患者中，该方法具有良好的准确性。

3.5 结论

在休克复苏过程中，必须确定液体的反应性，以防止不必要的液体给药及其相关风险。从生理角度来看，静态测量并不是液体反应性的可靠指标，而动态测量则显得更为有用。大多数可用的方法都需要满足广泛的先决条件，其中以潮气量较高的机械通气最为常见，为自主呼吸患者留下的可靠方法较少。值得注意的是，液体反应性仅仅是对患者在Frank-Starling曲线上位置的评估。将流体响应性评估与液体负荷评估参数相结合是非常重要的。

第四部分：目标导向的新趋势：血流导向 

4.1简介  

在对脓毒症和围手术期患者进行血流动力学管理时选择恰当的目标仍然面临挑战。血流动力学管理分为复苏和围手术期患者管理两部分。复苏的主要目标是恢复与组织代谢需求相匹配的氧输送；围手术期患者管理的主要目标是防止氧输送相对于组织需求出现下降。目标导向治疗（goal-directed therapy，GDT）的兴趣始于上世纪80年代Shoemaker及其同事。他们发现超出正常的氧输送可以减少高危手术患者的术后并发症。随后又发现成人呼吸窘迫综合征患者对氧气的需求增加，超出正常的氧输送亦可使这部分患者获益。尽管围手术期患者能从这一策略中获益，然而90年代的2项大规模随机研究却未能发现脓毒症患者能够获益，甚至可能有害。2001年，Rivers等人发表了一项具有里程碑意义的关于急诊科脓毒性休克患者早期GDT的研究。GDT这一概念被迅速接受并用于所有围手术期和危重患者的管理中。然而情况却是早期研究表明是受益的，而随后的研究却表明没有，这无论对于危重病人还是围手术期病人。为了更好的理解可能发生的情况，回顾这一方案背后的生理过程可能有所帮助。

4.2生理学背景  

出现氧输送和组织需求不匹配常常是因为没有足够的氧气被输送或者没有输送到所需的位置。后者可能由于所输送的氧气分布不均匀或者组织无法利用氧所造成的。这些情况通常表现为全身血管阻力降低，而氧输送正常或升高。心输出量是决定氧输送的主要因素，当估算出全身血管阻力时，心脏输出量可以用来区分这两个过程。如果没有严重的低氧血症和贫血，低心排可能是主要问题，治疗目标是提高心输出量。心输出量正常或升高提示氧利用是主要问题，治疗上主要是改善血流分布。增加氧输送也可能有帮助，因为组织氧需求量通常高于正常。氧输送决定于心输出量、血红蛋白浓度及血氧饱和度。通过干预这三个变量可以纠正氧输送不足。很显然，可被调节的能提高氧输送的主要变量是心输出量。心输出量由心率和每搏输出量决定，而每搏输出量又受前负荷、后负荷和心肌收缩力影响。由于大多数患者心率已升高，而血压通常是低的，通过降低后负荷来提升心输出量并不可取。因此，仅有的两个有实际意义的临床选择是通过补液增加前负荷或者使用强心药提高心肌收缩力。要强调的是，治疗的目标是增加心脏的“输出”。因此，进行液体管理时不但要保证给予足够的容量，还要适时地转为药物治疗。补充容量时有很多重要的限制因素。只有25%至30%的总血容量，即1300ml至1400ml，可以产生血管张力并决定血流。当大于10ml/kg输液时，仅有较小比例的液体保留在血管内。增加血容量的同时也会增加毛细血管静水压和毛细血管滤过。

4.3 严重脓毒症的目标导向治疗  

Rivers等人的研究是GDT的典型例子。该研究将急诊科严重脓毒症患者随机分为早期GDT方案组和标准治疗组。由于显著改善了生存率，该方案被迅速接受并作为标准治疗。首先，他们每30min给予患者500ml晶体液，以使CVP达到8～12mmHg。因此，CVP本身即成为了治疗的一个目标。另一目标是将平均动脉压保持在65～90mmHg之间，主要通过给予去甲肾上腺素（如果平均动脉压力小于65mmHg），或是血管舒张剂（如果平均动脉压力超过90mmHg）来达到。第三个关键目标是保持中心静脉血氧饱和度在70%或更高。如果小于70%并且红细胞压积低于30%，则需要输血。如果仍无效，给予注射强心药物多巴酚丁胺。PROCESS、PROMISE和ARISE这3项大型研究都对该方案进行了重新评估。发现GDT方案没有让患者获益的趋势。我们从中可以学到什么经验呢？首先，把CVP作为一个目标可导致输注过多的液体，大量输液并不能提高生存率。由于没有考虑到容量反应性，有很大比例的患者处于心功能曲线的平台段。在这种情况下，提高CVP将进一步增加血管渗漏，这本身即可导致更多的液体治疗。过分强调中心静脉血氧饱和度也可能存在问题。当患者开始趋于稳定时，可以出现中心静脉血氧饱和度下降，这是因为患者觉醒度增加，或者偿还氧债增加，从而导致患者氧耗的增加。最后，尽管中心静脉饱和度与血流有关，但它并不代表血流。

4.4 外科手术患者管理中血流测量的目标导向方法 

 最近发表一项针对围手术期患者应用GDT的研究，采用了大样本量和复合终点，然而并未发现GDT能带来益处。需要注意的是，测量心输出量装置的准确性越来越差，最先是肺动脉导管，接着是锂稀释法，而最近是脉搏轮廓法。与获取心输出量的准确数值相比，其变化趋势可能更有意义。回顾这一方案的设计，有两个主要的干预：一是静脉持续输注强心药物多培沙明，二是在心功能曲线的平台段保持每搏输出量。在心功能曲线的上升段，心脏能够正常发挥功能，可通过starling机制快速微调。当心脏处在starling曲线的平台段，只能通过增加心率或心肌收缩力或降低后负荷来增加心输出量，这涉及神经体液机制。此外，氧输送主要依赖于心输出量，而不仅仅是每搏输出量。每搏输出量低的患者要求每搏量的绝对变异值应更小，这称为液体反应性，但这些患者更可能具有较差的心功能，使用强心药可以更好的治疗。右心功能受限时可能出现低校正流动时间，给这些患者更多的容量不会有帮助。

使心脏充盈最大化是GDT的共同特征。当需求增加时，循环系统会自然地做出反应。大部分治疗所带来的氧输送增加可能不会超过50%，而实际上有氧运动高峰时氧输送可增加超过5倍，此时并不需要静脉快速补液。麻醉患者的反射调节可能变得迟钝，但是储备仍然很大。GDT最大的问题之一是指导治疗时所选取终点的有效性、可靠性和准确性。从过去20多年的研究来看，设计方案时不应选择那些不能明确证实的终点。理想的方案应能从正常识别出恶化，并能监测治疗的有效性，这种治疗旨在恢复至正常状态。围手术期患者容量丢失可能随之而来或者至少可以预见，这取决于手术的过程。在进行积极的容量复苏时，治疗方案的目标应该是纠正容量不足的状态，而不是某一个特定数值。监测设备应该用来确定治疗方案是否能够确切地纠正已识别出的异常情况。

4.5 血流导向反应性方法  

在一项对心脏外科手术患者进行血流动力学管理比较的研究中，出现了血流导向反应性方法这一概念（图2）。相较于有“目标”，补液以四个“触发”为基础，当临床情况低于某些可接受值时，患者可能从通过补充容量来增加心输出量中获益。第一个“触发”是心指数（CI）小于2.2L/min/m2，它使用了最低的可接受值，而不是像用在GDT中那样超过某个目标值。其他的“触发”包括收缩压或者平均动脉血压低于治疗小组选定的目标值，中心静脉压小于3mmHg（以胸骨角下5cm水平为基线），以及尿量小于20ml/h。当出现低心指数，或者血压低于86%目标值时，大多数补液被启动。在补充容量前，要排除大出血、心指数大于4L/min/m2的高动力循环状态，以及中心静脉压大于12mmHg的右心室容积受限。下一步是“反应性”方案的真谛。在快速补液时密切监测心指数和中心静脉压的变化。如果心指数上升至少0.3L/min/m2（正常值的10%），“触发”已被纠正，需要减少强心药或者血管加压药，除此之外不需要做其他的事情。如果心指数增加但是“触发”没有被纠正，需要根据相同的规则继续补液。如果心指数没有增加，应检查中心静脉压。如果中心静脉压增加小于2mmHg，提示Starling定律或许没有充分的体现，需要再进行补液，并用相同的方法重新评估容量反应。如果中心静脉压增长至少2mmHg，则认为患者对容量没有反应，应使用强心药或血管收缩药来治疗“触发”。这就意味着如果中心静脉压从1mmHg升高到3mmHg，心指数增加少于0.3L/min/m2，不要再进一步补充容量。

5.评论   

在过去的30年间，对于液体治疗，无论是理论研究、临床监测手段、专家指南建议，都有了很大的进步，并随着医疗活动的开展，汲取了丰富的临床运用经验。由此带来的是对于传统理论的不断深入探讨，对于监测技术判读决策的不断刷新认识，使得高风险外科手术患者和脓毒性休克患者的存活率有了显著的提高，但这不能归因于当初看上去非常有前景的GDT方案。通过研究，医生更加善于识别患者的需求并且学会做出更快的反应。与其告诉医生合适的目标值是什么，不如强调及时借助监测工具发现患者从基础状态走向恶化；甚至更重要的是，能够提示所选择的治疗方案是否达到了预定的效果。心输出量对大部分血流动力学治疗极为重要，因此心脏反应性的测量应该是血流动力学管理的一个关键部分。重要的反馈应该涵盖反映患者状态的全部临床征象，包括基础状态如觉醒水平和精神反应，皮肤灌注，肾脏功能如患者的尿量，代谢指标如动脉乳酸。不要忘记了，这些都不能取代医生的床旁观察。

编译：上海市公共卫生临床中心 俞立奇；

审校&评述：上海市公共卫生临床中心 张雪松

原始文献：

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2.Starling curves and central venous pressure：Berlin and Bakker, Critical Care (2015) 19:55DOI 10.1186/s13054-015-0776-1

3.Predicting vasopressor needs using dynamic parameters：M. Ignacio Monge García, Michael R. Pinsky and Maurizio Cecconi, Intensive Care Med DOI 10.1007/s00134-017-4752-x

4.Understanding venous return:David A. Berlin ,Jan Bakker, Intensive Care Med (2014) 40:1564–1566 DOI 10.1007/s00134-014-3379-4

5.Flow-directed vs. goal-directed strategy for management of hemodynamics: Sheldon Magder,

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