血流动力学监测与支持

摘要

对危重病人进行仔细和密切监测，以评估其疾病过程的性质和严重程度，并评估不同疗法的需求和影响。可以监测所有器官，其中一些器官比其他器官更容易监测，其中心血管系统的血流动力学监测最为常见。自从重症监护的早期，特别是在过去的 50 年里，血液动力学监测技术取得了巨大的进步，从最早的、笨重的血压计测量动脉压，到有创导管来评估心输出量，再到最近的开发可提供多个血流动力学变量连续值的无创数字监护仪。随着我们从全球宏观血流动力学监测转向更区域性的微循环灌注方法，从对所有人的最大监测转向更加个性化的方法，概念也发生了变化。在这里，我们将简要回顾这些变化。

  

血流动力学监测历史上的一些关键步骤

从血压到血流

患者血流动力学状态的监测最初集中在测量动脉压上。血压由血流量和血管张力（或血管阻力）决定，这一基本血流动力学原则很快被证实，对血流动力学监测的发展有重要影响。随着技术发展，随着对更先进的血流动力学评估方法的掌握，我们逐渐能够更准确描述和区分不同类型休克（低血容量性、心源性、分布性及梗阻性休克）的特征，这种分类方法由Weil和Henming在1979年提出。已经确定了明确区分休克合并体循环血管阻力（SVR）增加（低血容量、心源性和阻塞性休克）及休克合并体循环血管阻力降低（分布性休克）的方法。后逐渐认识到血管阻力的概念有明显局限性。首先， 从生理学上讲，在血管内压（y轴）与血流量（x轴）的关系图上，压力不是从原点开始，因为血流量为零时，血压仍然是正值；其次，增加血管阻力的升压药物升高血压的同时，会导致血流量下降；再次，不是所有的感染性休克都与全身血管阻力降低有关。这些发现是曾经区分“冷休克”及“暖休克”的基础，可能与不同病原微生物（特别是革兰氏阳性菌及革兰氏阴性菌）有关。尽管这种分类方法在儿科休克中仍然使用，但明显不可靠。循环性休克患者常常同时合并几种不同休克。例如，感染性休克时，心输出量因低血容量和/或严重感染相关的心肌抑制等降低。急性呼吸衰竭患者，气道压力高对右心室功能的影响，可能进一步加重血流动力学紊乱。因此按照血管阻力区分休克特征不再受到欢迎，而是宁可仍然关注血压和心输出量等原始参数。

心输出量的重要性

用指示剂稀释技术测量心输出量，开始非常复杂和繁琐，但帮助我们认识到不同患者心输出量可以有很大变化。1970年，Swan等设计了尖端带有球囊的肺动脉导管（PAC)（正好在危重病医学会成立的前一年），用相对简单的肺动脉热稀释技术监测心输出量，革新了监测心输出量的方法。肺动脉导管还可以同时监测多种血流动力学参数（肺动脉压、肺动脉闭合压、体循环血管阻力和肺血管阻力、核心体温、混合静脉血氧饱和度）。1960s晚期已经可以监测中心静脉压，也已经提供了血流动力学状态的一些信息，值得注意的是，有关右心灌注压力的信息，可以指导快速补充液体。但是，中心静脉压与血容量之间并没有很好的相关性，因为中心静脉压也受右心室功能及静脉顺应性影响。肺动脉导管有助于理解中心静脉压与肺动脉闭合压（或称为肺动脉楔压）的区别，肺动脉闭合压反应左侧心脏的灌注压。这也促进了对各种波形的解释，能够评估影响心动周期的各种疾病。

氧供/氧耗及静脉氧饱和度（SvO2)

近几年，血流动力学监测的重点已经从中心到周围，逐渐接近细胞。不同疾病（炎症反应、体温、机械通气等），组织氧耗（VO2)不同。关键是可以提供足够的氧满足不同细胞需求。氧供 (Do2) 决定于心输出量及动脉氧含量。1990s，Shoemaker等试图通过提供超正常水平的氧避免所谓的“氧债”，来避免高危手术患者的并发症。但需要明显增加氧供的额外治疗（过多的液体和血管活性药物），对某些患者是有害的。1994年Hays等使用大剂量多巴酚丁胺来达到氧供的目标充分说明了这点。钟摆再次指向更个性化的治疗方法：使用适当的监测，考虑个性化需求。首先是建立氧耗和氧供曲线，这可能是合理的，因为早期的生理学研究已经显示休克状态存在氧供依赖的氧耗。进一步认识到，氧供低于某一值（氧供临界值），血乳酸突然增加（图1）。

1993年Ronco等将这些实验资料应用到临床，撤除生命支持治疗的患者也显示同样的关系。然而，绘制氧耗/氧供关系曲线有几个难点：

1. 可能出现不真实的氧耗/氧供关系曲线，这是因为存在所谓的数据的数学偶联，即心输出量、血红蛋白浓度、动脉氧饱和度同时影响两个轴。为了避免数学偶联，氧耗可以由间接热卡法测定，但这并不能提供一个“测量”值，只是另一种计算方法得到的值，而且容易出现其它技术问题。

2. 氧耗随环境因素或病情变化非常快。氧耗与氧供的关系其实是反应氧摄取率（氧耗/氧供的比率），或者更简单的说，动脉氧饱和度接近100%时的中心静脉氧饱和度。肺动脉导管可以测量混合静脉血（血液取自位于肺动脉内的肺动脉导管尖端）氧饱和度。危重病人混合静脉血氧饱和度可能比健康人正常值75%稍低，因为危重病人的血红蛋白常常较低。有人建议，通过中心静脉取血测量中心静脉氧饱和度  (Scvo2 ) 代替混合静脉血氧饱和度（ Svo2 ），但二者仅仅是接近，因为上下腔静脉的氧饱和度可能不同，不同疾病，这种关系也会不同。因此中心静脉氧饱和度只能被认为是混合静脉血氧饱和度的粗略估计值，但中心静脉氧饱和度仍可以为指导病人治疗提供宝贵信息。

图 2 给出了解释 S(c)vo2 的建议方法。 心输出量不足或氧耗增加（运动时）时，动脉氧含量低（缺氧和贫血）时， Svo2 下降。这就说明，不同时检测Svo2 ，心输出量值就难以正确解释，反过来也一样。重要的是，单纯心输出量低，不是都需要纠正，同样 Svo2 也不是每个危重患者都需要纠正。这也被Gattinoni的一项大的RCT研究证实，该研究显示，纠正心输出量和静脉氧饱和度不影响死亡率。

诊断感染性休克时，S(c)vo2 低，与传统认为的刚刚复苏后S(c)vo2 正常或高不同。因此，Rivers 等人在 2001 年建议迅速（在6 小时）在此类患者的早期复苏中将 Scvo2 恢复至至少 70%，这就是所谓的“早期目标导向治疗(EGDT)”，需要大量液体复苏，比对照组超过3倍多的患者需要输血。130例干预组与113例对照组相比，早期目标导向治疗显著降低了死亡率（从46.5% 到30.5%）。这个单中心研究引起强烈的反响，也遇到很多批评。2014-2015年，发表了3项大型多中心随机对照临床研究，没有能重复Rivers的结果。需要注意的是，这些研究与Rivers的研究其实没有可比性。尤其是这些研究包括了病情较轻的患者。早期目标导向治疗组多数患者在开始复苏时S(c)vo2 正常。因此，早期目标导向治疗的原则不能被认为有循证医学依据，但不影响使用静脉血氧饱和度，解释病情没有立刻好转病人血流动力学状态的重要性。

Svo2正常或高时，动静脉Pco2 (VAPco2) 梯度可以用来解释持续的血流动力学改变。此时，动静脉Pco2差大于6mmHg，可能意味着外周血流仍然不足。

血乳酸浓度

休克时，组织氧浓度降低，可导致无氧代谢增加，乳酸生成增加，乳酸就成为反映组织灌注改变的指标。这种认识，对血流动力学监测而言，是又一重要进展。根据Huckabee关于丙酮酸和乳酸关系的基础研究， Broder和Weil 1969年建议，评估休克状态的预后时，可以测定乳酸评估“氧债”。有人对“氧债”的概念提出质疑，因为氧债似乎与过度运动相关性更大，测定丙酮酸过于复杂和繁琐，不能在临床常规使用。很多文献研究感染性休克是乳酸酸中毒的病理生理学，强调高乳酸血症不仅仅是细胞缺氧引起，其它细胞紊乱也会出现高乳酸血症。尽管如此，血乳酸浓度确实可以作为反映休克严重程度的指标，高乳酸血症 (> 1.5–2 mmol/L) 是预后不良的指标。很快，学者们就开始通过动态监测乳酸，监测对治疗的反应及病情变化。在1980s早期研究中，单纯循环型休克患者，液体复苏后1h内血乳酸浓度降低10%。进一步研究证实，多种危重病人乳酸快速降低与预后良好相关。乳酸浓度反映乳酸产生和清除（主要通过肝脏）的平衡，“乳酸清除率”用于描述乳酸的动态变化是不恰当的。快速床旁监测分析的进展，简化了乳酸浓度的测量。有学者企图主要根据乳酸变化来调整治疗，但这种方法没有说服力，因为乳酸变化很慢。因此，动态测量乳酸浓度有助于评估对治疗的反应，但不能精确指导治疗。

外周灌注的重要性 

试图增加某些器官的局部血流量，提高了监测局部血流量的兴趣，但在临床上难以实施。测量肝脏-内脏循环的血流量需要有创性过高的操作。1990s年代，胃张力计受到欢迎，通过改良的鼻胃管（添加含盐水或CO2的球囊），这种有创性较小的技术可以评估胃粘膜血流灌注。1992年发表的一项研究显示，使用这种技术可以降低死亡率。但存在很多伪造现象，导致结果不一致，最终放弃了这种技术。最近有人建议测量尿道灌注。研究肢体末端的周围血流可能有价值。1969年Joly 和Weil建议监测趾端温度，但周围动脉疾病存在时，这种方法受到限制。也有很多技术测量皮肤灌注，最简单的是毛细血管再灌注时间，复杂的包括多普勒监测技术。监测外周灌注已经成为，也将会继续成为临床评估危重病人的重要组成部分。

微循环的重要性

血流动力学复苏和治疗的最终目标是恢复和维持适当的组织氧合。氧供评估包括心输出量、血红蛋白、Sao2。但氧供没有考虑心输出量分布到不同器官的差别，也没有考虑各器官内部血流量的差别。目前有很多方法可以检查微循环，包括激光多普勒（检测组织中红细胞的速度）、 活体表面视频显微镜（intravital Microvideo-surface microscopy），直接用于器官表面的活体显微镜， 正交偏正光谱或侧束暗视野成像技术的活体表面显微镜、指甲毛细血管视频显微镜。临床实践中，需要这种设备可靠、可以重复、容易操作、提供的资料容易被多数医学工作者理解。便携式活体显微镜评估舌下微循环研究最充分，可以显示严重感染患者持续的微循环改变。这些随时间变化的微循环改变与器官功能不全和死亡率相关。全身参数已经正常时，微循环改变还在出现。这种方法已经用于评估各种微循环干预的效果，包括升压药物的滴定。这些监测是否可以用于调整治疗，以及是否对预后有影响还需要证实。

监测逐渐向无创过渡

肺动脉导管使用逐渐减少

近20年，全世界肺动脉导管的使用已经减少。多项随机对照临床研究没有持续显示使用肺动脉导管后死亡率降低。当然，其它监测技术（心电图或脉氧仪）也没有显示可以降低死亡率（表1），但仍然在使用。胃粘膜张力计显示降低死亡率，却被放弃。监测技术只有在监测数据能改变影响死亡率的处理时，才能影响预后。因此随机对照临床研究的负面结果，提示肺动脉导管测量结果不能影响处理和/或处理的改变不能影响死亡率。最近肺动脉导管使用的减少也可以解释为超声多普勒技术使用增加，以及其它更新的，有创性较少的监测技术使用增加。尽管这些新技术已经减少了肺动脉导管的使用，但在某些复杂患者中，特别是严重心肺功能不全的患者着，肺动脉导管测量的参数仍然很有价值。

表1. 已经过随机对照临床研究，但没有显示能减少死亡率的血流动力学策略

策略	参考文献
危重病人： 较高 vs 较低混合静脉血氧饱和度 较高 vs 较低心输出量 输血较高 vs 较低血红蛋白目标 肺动脉导管 胶体 vs 晶体	Gattinoni等 Gattinoni等 Hebert等 Sandham等 Richard等 harvey等 Myburgh等 Annane等
严重感染病人 血管加压素 较高 vs 较低血红蛋白输血目标 较高 vs 较低动脉压目标 早期目标导向治疗 给予左西孟旦	Russell等 Gordon等 Hoster等 Asfar等 Yealy Peake等 Mouncey等 Gordon等

超声多普勒的进展

超声多普勒最早于 1950s 年代开始，但在 1970s才在临床上得到更广泛的应用 ，最初仅用于心脏病，但更简单的、移动性更强的设备的开发以及全球培训计划的实施，使得超声多普勒在许多 ICU 中能够常规使用。无需成为超声多普勒专家即可将其用于危重患者的管理；知识和专业技能可能相对有限，仅涵盖执行所谓的重点心脏超声所需的基础知识；如果比较复杂，仍然可以打电话给心脏病专家评估。不同类型的休克的超声结果可能完全不同，动态检查可以评估对治疗的反应。

测量心输出量侵入性较小的方法

已经发展了用于测量心输出量的其他指示剂稀释方法，以避免需要 PAC（图 3），包括经肺热稀释和锂稀释。指示剂注射仍然需要（中心）静脉导管，检测指示剂温度或浓度的变化仍需要肺动脉导管。脉搏波分析，也有人提出通过动脉血压波形来估计心输出量 。通过脉搏波分析，连续估计心输出量，响应时间快；因此可用于评估液体治疗的反应性。例如，补液试验或被动抬腿试验。然而，使用脉搏波分析估计心输出量依赖于理论假设，测量性能在血管舒缩张力快速变化的患者中受到限制，无论是自发的还是药物引起的。不同的脉搏波分析设备（有创、微创和无创）可用于此目的，并且可以使用外部、内部或无校准来校准估计的心输出量值 。每个都有优点和局限性，但详细讨论超出了本文的范围（表 2）。

其他微创心输出量方法监测，包括无创脉搏波分析（例如，指套法）、脉搏波传播时间、二氧化碳再呼吸、胸部生物阻抗和生物反应等，还不够可靠并常规用于临床。

表2 心输出量监测技术的优点及局限

监测心输出量的方法	优点	局限性
肺动脉热稀释	临床标准方法 额外参数：心脏灌注压，混合静脉血氧饱和度	有创，导管相关的主要并发症 误差来源包括：注射液的量及温度、注射指示剂在呼吸周期中的时间、 心脏内分流、三尖瓣异常
跨肺指示剂稀释 热稀释 锂稀释	能很好实施 额外参数：容量性前负荷、血管外肺水、肺血管通透指数 能很好实施	有创，中心静脉和股动脉置管相关并发症 有创 反应时间 价格 不普及
最小有创脉搏波分析	不需要其它校准 持续监测每次心跳的心博出量 与操作者无关 容易操作 额外参数：博出量变异，脉压变异	需要完美的血压波形 博出量计算依据理论假设 体循环血管阻力明显改变或快速变化时，心输出量估计不可靠（如休克患者）
经食道多普勒	持续监测每次心跳的心博出量	依赖操作者技术 探头不固定：需要不断重新定位 需要镇静和机械通气 提前假定动脉血流在身体的上下部分恒定分布 依赖对动脉直径的精确评估
指套法无创脉搏波分析	不需要外部校准 持续监测每次心跳的心博出量 不依赖操作者 容易操作 其它参数：博出量变异，脉压变异	手指水肿及周围循环灌注不足时不可靠 测定不理想，特别是存在血管收缩时
脉搏波形传递时间	不需要校准 不依赖操作者技术 容易操作	存在心律失常时不可靠 血管收缩时不可靠 不提供博出量变异/脉压变异
胸部生物阻抗和生物反应	没有校准 操作简单 不依赖操作者技术	心律失常、电子干扰、体内和体外起搏器、运动中（运动伪迹）、解剖分流、胸腔和心包积液、胸部异物、肺水肿等时不可靠、 电极位置（有些手术部位会受干扰）重要

关键治疗干预期间的血流动力学监测

Weil 和 Shubin 多年前提出，休克患者应根据通气、输液、泵的方法进行管理。这些管理组件中的每一个都需要密切和特定的血流动力学监测。

通气

血流动力学管理，首先需要关注通气，似乎并不直观，但足够的氧气供应对于恢复足够的氧供 (Do2) 至关重要。使用有创机械通气可以降低呼吸肌的需氧量，从而促进获得足够的组织 Do2。气管插管的最佳时机是复苏过程的重要组成部分。

补液

补液仍然是管理所有类型休克的重要组成部分。最初保留用于低血容量状态。用于感染性休克，心源性休克中输液也是必不可少的，因为血管收缩状态会导致液体外渗到血管外间隙中。因此，即使存在心源性肺水肿，使用谨慎的液体管理用于管理心源性休克已成为标准。

应该给予多少液体一直是激烈讨论的话题。试图预先确定所需的流体量，在所有休克中都没有成功。因此，应通过对个体患者进行适当和充分的血流动力学监测来指导补液量。血管张力正常时，仅监测动脉压可能就足够了。感染性休克时，心输出量比血压变化明显，需要监测心输出量。中心静脉压（CVP）可以增加输液安全的信心，但是，单独测量CVP不是补液需求量的可靠指标。快速补液时，CVP的变化可能提供耐受补液治疗的有用信息。补液的获益（增加心输出量）和风险（水肿）是补液试验的基础，需要在相对短的时间内（10min）给予相对少量的液体（200ml),    同时仔细监测安全范围。

有学者建议，控制通气患者，间隙正压通气对前负荷和博出量的影响可以监测补液是否有效。如果机械通气可导致呼吸博出量变异（SVV）或动脉脉压变异（PPV），患者更有可能是前负荷依赖性。补液时，PPV降低与心输出量增加呈负相关。1990s晚期开始介绍的这种根据心肺交互作用的动态液体反应性测量有其局限性。PPV只有机械通气患者深度镇静（没有自主呼吸），给予相对高的潮气量、肺顺应性中等程度改变、没有心室功能不全、没有腹腔内高压、没有严重心律失常时才可靠。这种条件只有在外科疾病时才能满足，根据这些指标（PPV或SVV）的补液方法才能减少少术后并发症。ICU内，很少有患者能够满足这种最佳条件。也出现了其它根据PPV的血流动力学监测，包括呼吸末正压（PEEP）和潮气量的变化。

被动小腿抬高试验主要是为了避免补液试验。但有2个重要的局限性：1. 非镇静患者可受到刺激，无论血容量什么状态，都会刺激肾上腺素能释放；2. 出现阳性反应，博出量的增加非常短暂，必须使用适当的监测方法保证这种短暂的变化，才能可靠地得到确认。

液体类型和输血

液体类型（白蛋白或羟乙基淀粉，盐水或平衡液）的选择仍然有争议。输血方法也随时间不断进展。输血时机仍然存在争论。保持血红蛋白100g/L肯定会过度输血，如果血红蛋白低于70g/L再输血，向另一个方向摆动的可能更加过度。最近综述显示，危重病人输血可能增加 Vo2。目前广泛的共识是，输血的决策不应当只看血红蛋白，也要根据患者的年龄、血流动力学状态、心血管合并症。目前认为，合理的方法是，血红蛋白90g/L以上，不输血是安全的,，血红蛋白低于70g/L应当输血，70-90g/L是否输血应该依据患者的具体情况。

泵

目前建议多种升压药物，包括去甲肾上腺素、多巴胺、去氧肾上腺素、间羟胺、苯丁胺等，但去甲肾上腺目前已经是首要选择。使用升压药物可以降低非关键器官的血流，特别是肾脏。多巴胺的药理学特性似乎特别适用于作为血管活性药物使用，因为内脏和肾脏循环多巴胺受体较多。但是，1960s年代，MacCannell提倡使用的低剂量多巴胺，后来显示与休克患者的肾脏保护作用无关。休克状态使用多巴胺比去甲肾上腺素死亡率更高，多巴胺用作升压药已经基本放弃。

其它升压药物的作用仍然没有确定，这些药物的风险是心输出量降低。血管加压素已经在没有临床获益的证据下广泛使用。早期使用血管加压素的好处是防止毛细血管渗漏，但风险是减少血流，特别是内脏和冠状动脉血流，需要密切血流动力学监测以保证心输出量不受影响。同样，使用加压素（一种血管加压素的衍生物），在一项没有心输出量监测的研究中也没有获益。血管紧张素II，作为血管加压药也重新用于临床，但适应症没有确定。

尽管以前升压药只有在液体治疗无效时才使用，最近研究显示，所有患者都要避免低血压。即使短暂低血压也与器官功能不全或死亡率有关，早期使用去甲肾上腺素恢复血压似乎对预后有益。休克时最佳动脉血压目标已经被广泛研究，但没有广为认可的可以接受的理想值，因为动脉血压目标需要考虑多种因素后个性化管理，包括：慢性高血压病史、目前病情、血流动力学状态等。

心肌功能衰竭时，多巴酚丁胺认为是比较好的选择。开始认为感染性休克时，不适合使用多巴酚丁胺，但已经发现，感染性休克液体治疗效果不佳是也可使用多巴酚丁胺。由于血流动力学参数最佳化被认为是标准治疗，针对多巴酚丁胺的大规模随机对照临床研究非常困难。

尽管半衰竭长不是特别理想，磷酸二酯酶抑制剂（如米立农）和左西孟旦治疗心源性休克有一定作用，他们的扩血管作用限制了在感染性休克中的使用。常规使用左西孟旦等正性肌力药没有必要。

血流动力学监测的未来

医学和科技以惊人的速度在持续发展，这将会持续对血流动力学监测产生影响。新出现的微型、灵活性好的无创感受器，可以放置在皮肤或衣服上，持续监测多种参数。这些参数的值可以无线传递到中央处理器或卫生健康人员的智能手机或智能手表上。人工智能将会越来越多地被用于解释这些信息，建议甚至自动启动适当的治疗。学者们已经热衷于用自动闭环控制系统实现临床自动化。将反馈控制系统和人工智能整合到医疗设备上，可能会增加治疗方案的依从性，并且能够快速适应新的或改变后的治疗策略。将来，很有可能用类似病人及疾病收集的资料，通过自动化系统，实现个性化滴定用药。这种系统可能能更精确的估计特定患者对特殊药物的效果。据此估计治疗方案和模式，有利于精准医学发展。超声探头可能越来越小，越来越广泛应用于临床。尽管目前价格仍然昂贵，广泛使用后将会降到可以使用的范围。但在常规用于ICU前，需要进一步研究，确定应用于危重病人对改善预后的真正价值。

结论

在过去的 50 年里，重症监护和围手术期医学中的血流动力学监测和管理有了很大的改进。监控技术已经发展到能够用侵入性小得多（甚至完全非侵入性）的设备取代侵入性很强的设备（即使准确性可能会降低）。我们的整个监控方法已经从使用一些静态的单一措施转变为功能性、动态和多变量的方法。ICU 中的血流动力学监测需要包括的不仅仅是血压，心率和尿量。任何变量本身提供的关于患者血流动力学状态的信息相对较少，特别复杂危重病（休克）。因此需要同时考虑几个不同变量的监测结果，以便及时为特定患者提供完整的血液动力学概况。监测局部血流的能力会有所帮助，但目前在临床上不可行。也没有理想的细胞功能监测系统。微循环监测的研究仍在进行中。这些领域的进展可能是未来成功复苏的保障。我们正在从标准的、流程化的血流动力学管理方法，转向更加精准化的方法，以确保针对特殊个体。针对疾病的特殊阶段，进行最合理治疗。

来源：Critical Care Medicine；DOI: 10.1097/CCM.0000000000005213