重症学者对休克、容量管理及血流动力学监测的展望

所来所去 2022-12-09 发布于云南

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江西省抚州市第一人民医院李乐译

重症行者翻译组

摘要：

收治ICU主要的原因之一就是休克。鉴别休克的根本原因（低血容量、分布性、心源性、梗阻性）可以导致完全不同的临床治疗途径。在低血容量和分布性休克患者中，液体管理是主要策略之一。虽然一系列合适的液体管理可能挽救病人的生命，不足的（或过量的）液体可能导致更多并发症，包括脏器衰竭以及低血容量或容量超负荷造成的死亡率增加。目前，重症监护室医生可以获得多种信息源和监测潜在血流动力学状态的工具，包括病史、体格检查、特定的血流动力学监测设备。尽管对信息恰当而及时的评估与解读可有助于充分的液体复苏，但对这些数据的错误解读也可造成额外的致死率和致病率。本文对评估液体反应性和液体耐受性最常用的血流动力学监测途径进行叙述性回顾。此外，我们也阐述了这些工具的优缺点。

CJASN17: 706–716, 2022. doi: https:///10.2215/CJN.14191021

介绍：

对于循环性休克，氧供和氧耗的不匹配如果没有早期纠正，则与高死亡率和高致病率相关（1）。因此，休克可以导致单器官或多器官衰竭，尤其是一些高氧需的脏器。在所有各类型休克的病人中，精神状态的改变、尿量的减少、乳酸生成增加、以及皮肤改变（如：斑驳的皮肤、低血容量性和分布性休克中的毛细血管再充盈时间延长，但不包括心源性休克的湿冷皮肤）最常见。根据休克的类型，潜在占主导地位的病理生理学机制也不同。以下是四种主要休克类型：（1）低血容量性休克（16%发生率）源于内源性或外源性血容量丢失，通常及时而充分的血管内扩容可以纠正。（2）心源性休克（16%发生率）与由于心律失常、充盈压增加或心肌收缩力减弱造成的心肌（泵）衰竭有关。（3）分布性休克（62%发生率）与临床性血管显著扩张和淤血有关（如：脓毒症病人、肾上腺或甲状腺功能不全、过敏症）。（4）梗阻性休克（2%发生率）源于循环梗阻（如：血栓、肿瘤、空气）或外部受压（如：心脏压塞或张力性气胸）（1）（表1）。其他类型的休克（例如：神经源性）不常见，此处不作讨论。

在心源性和梗阻性休克中，心输出量减少时潜在的病理生理机制，这可导致循环衰竭。相比较，相对的或/和绝对的血管内容量减少是分布性和低血容量性休克临床表现的主要原因。因此，液体治疗和升压药治疗是血流动力学不稳定的低血容量和分布性休克危重病人复苏的基石。大约50%的血流动力学不稳定病人液体有反应，表现在每搏量和心输出量增加（2）。（血流动力学不稳定指一种异常的或本身可导致局部或全身低灌注的血流动力学改变状态。）虽然在休克时恢复血管内容量是必须的，越来越多的证据提示不必要的输液是有害的，可造成多脏器衰竭的风险增加。因此，在所有危重病人的液体复苏期去判断何时终止输液以及何时降级是至关重要的。肾脏是生理性休克发作期对于血流动力学状态的改变最敏感的脏器之一。虽然有效血容量的减少常导致AKI，但高血容量（可导致静脉淤血）也是肾衰竭的主要危险因素（3）。依据潜在类型的休克，有效血容量减少、肾脏淤血、肾毒素暴露以及过度的炎症反应均是AKI公认的病因（4）。因此，恰当的休克管理不仅仅可以预防AKI由中度向重度发展，而且减少对肾功能远期不良影响，从而降低CKD的发生率（5）。本文将介绍目前关于液体治疗的建议，以及血流动力学监测工具如何优化低血容量性和分布性休克等危重病人的血管内容量的评估和管理。

优化液体复苏

Frank-starling曲线描述了心肌细胞长度（前负荷）变化时心肌收缩力变化的能力。同样的，也依靠心肌细胞功能的完整性，作为对静脉回流的任意变化的反应，每搏量会产生更大或更小的变化程度（图1）。有着正常功能和稳定后负荷的正常心脏增加的静脉回流量将随着心肌细胞的牵拉增加而使得每搏量增加。这可以增加随后的心肌收缩力，使得心脏射出额外增加的血液，因此增加每搏量。该曲线平坦部分的“操作”对病人前负荷的变化和大量输液有较少的敏感性，从而提示液体反应性的缺失。在这种状态下，提示对液体反应性较少的病人血管外肺水是增加的，临床表现可为肺水肿（6）。相对比，曲线陡峭部分进行操作对前负荷的变化非常敏感，（即它们有容量反应性的），同时表现为在一次液体负荷后每搏量和心输出量的增加。

虽然这些生理学概念在很多年前就已经被阐述，但它们使得前负荷与每搏量、心输出量之间的复杂联系有了一个理解。结合容量反应性的评估，考虑到病人心脏的后负荷和收缩状态，将决定一次液体负荷后心输出量的效果。因此，这将有助于决定休克管理的最佳方法。

一个优化的复苏策略平衡了恢复充足每搏量以提高组织灌注（氧供）的需求，避免了低血容量和导致静脉淤血和间质水肿相关的并发症。虽然血管内扩容可以在短期内挽救生命，但很重要的一点是要记住不是每个有液体反应性的病人都是低血容量，也许没有要扩容的必要。简言之，容量反应性不等同于容量缺口。

全身性静脉淤血

器官灌注受全身动脉血压、血管内容量、心输出量以及静脉压的影响（7,8）。在组织水平，跨毛细血管床压力梯度对于最优灌注是重要的（9）。容量超负荷、充血性心衰竭和肾衰竭是三种常见的静脉淤血原因。越来越多的证据提示静脉淤血对临床后果（10）的负面影响，它可以影响每个脏器（11）。肺水肿、胸壁水肿以及通气时间延长是对肺部产生影响的例子。其他有害影响包括肝淤血、腹腔筋膜室综合征（12）、腹壁水肿、肠梗阻、肾间质水肿、舒张功能异常以及内在的心肌抑制（13-15）。有越来越多的证据表明容量负荷过多、肾脏淤血、或肾小囊压力增加会导致AKI（16-19）。驱动肾小球超滤的压力梯度大约是10-15mmHg(20)。肾内高压可增加管周毛细血管周围间质组织压力。间质压轻微地升高可显著减少管周毛细血管灌注，并导致肾小管缺血。肾脏淤血、充血或水肿可以作为休克引起的结果，也可以是治疗休克产生的一种结局（13）。在静脉淤血、增加的肾脏容量（21）和肾内高压（13）之间有阐述很好的关联，中心静脉压(CVP)的增加是真正的所有其他血流动力学变量（22）中最强肾功能恶化预测因子之一。任何过度的容量复苏、心衰、肺动脉高压、脓毒症均可造成静脉淤血（23、24）。将肾淤血和腹腔内高压影响减低到最小也可以缓解AKI的风险和/或促进恢复（31、32）。

液体管理策略

“4Ds”液体治疗（药物、时间、剂量、降阶梯）是随着休克治疗阶段不同而不断变化的重要理念。它们也被称作:拯救、优化、稳定、降阶梯（1）。休克治疗的基石是选择最合适的液体种类和以正确的速率输注（恰当的剂量），并且开始复苏时就要计划好如何撤离。

输液策略从严格拟定好的方法到更加细致入微和个体化的治疗方案均有不同，范围包括保守的（干）和自由的（湿）输液策略。例如：在保守液体治疗方法里，CVP目标是平均4~8cmH2O，而在自由液体治疗策略里CVP目标是平均8~12cmH2O。关键问题（仍未得到解答）是哪种策略可以导致最好的临床结局。

液体策略已经演变了20多年，在2001年，River等人(33)报导了一个以早期目标导向为目的单中心随机对照试验，针对美国城镇急救部脓毒性休克常规护理的病人。早期目标导向治疗建立了一个6小时静脉输液、升压药、正性肌力药、红细胞的使用，使得血压、中心静脉压、中心静脉血氧饱和度、血红蛋白水平达到预期目标的复苏协议，在这个试验中，治疗组死亡率更低（31%VS对照组的47%），推动了世界各地许多机构采纳早期导向治疗方案。

三个其它研究（ARISE[34]、PROCESS[35]、PROMISE[36]）挑战了早期导向治疗方案（表1补充）。这些研究比较了早期导向治疗和常规治疗，发现死亡率没有差异。2017年，一个来自这三个多中心个体病人试验数据的meta分析被设计以提高统计能力，并探寻早期导向治疗的效果的不均一性（37）。早期导向治疗比常规治疗对重症监护和心血管支持有更多需求相关联。其它研究结果没有显著差异，虽然平均花费要高于早期导向治疗组，亚组分析显示更严重的休克或者常规复苏中较低偏好使用升压药或液体的医院未体现早期导向治疗的益处（37）。

而且，在另外一个针对急性肺损伤的研究中，对比了两个液体管理策略，随机分配到保守液体治疗组的病人和自由液体治疗组相比，保守组有显著地更长不使用呼吸机的天数和更短待在ICU的时间。然而，死亡率没有显著差异（38）。实际上，另外一个随机对照试验里，作者发现超保守的液体管理策略和当前治疗标准相比，发生肾功能恶化明显减少（39）。Myles等人对经历大型腹部手术的病人进行围手术期保守液体和自由液体管理对比。虽然主要结果（即自理生存1年）无差异性，但自由静脉输液组的病人AKI和切口感染率更低（40）。

综上，保守液体管理策略似乎和低花费、更短的ICU停留时间、更长的不使用呼吸机天数有关，但死亡率不受影响。

复苏终点

复苏终点对于指导治疗很重要。在危重病急性期，快速恢复灌注压是优先事项。不幸的是，没有单独的标记可以保证充足的氧供和脏器灌注。传统来说，尿量、血清乳酸水平、平均动脉压被跟踪和监督，以指导和评估复苏；但是，最优化的复苏终点仍存在争议。因此，有一种多模式途径的需求，即联合不同的参数，包括心输出量和静脉淤血的评估。

液体状态评估

对液体状态的彻底评估对于避免容量超负荷情况下优化有效的血容量和心输出量是有必要的。综合性的液体评估需要大循环（有效循环血容量、全身平均充盈压[42,43]、平均动脉压、心脏收缩力、肝脏、肾脏、肠腔压、腹腔及胸腔内压）和微循环（毛细血管弥散性和灌注、糖萼层的完整性、组织水肿）的信息。（全身平均充盈压指当没有血液流动时存在于循环系统里的压力。全身平均充盈压和右房压的差异决定了血液流回右心房。）评估的复杂性使之具有挑战性。尽管如此，重症学者们现今已有了一些工具去更好地估测病人实际血管内和间质容量情况（图2）。

病史、体格检查和生物标志物

获得全面的病史后应该能鉴别主要的休克类型，并依次用于策划液体管理(如：低血容量和分布性休克状态时液体使用，梗阻性或心源性休克状态时液体不用或限用)。

休克体征包括精神状态的改变（44）、毛细血管充盈时间延长（45）、或花斑样皮肤（46），这些可用于优化目的。另外，中心静脉淤血的体征（如:颈静脉扩张、水肿、肺部啰音[10]）通常表明血管内容量超负荷；苍白、皮肤水肿减退、窦性心动过速通常提示需要血管扩容。

测定灌注的血清标志物，如：乳酸和肾素，也可能提供一种阐明循环性休克病人需要治疗干预的紧迫性（47,48）。

循环性休克病人中，急慢性肾功能不全是常见的，如果没有纠正，循环性休克可导致肾功能不全。由于肾脏对灌注不足很敏感，尿量减少和肾功能恶化的表现可作为低灌注的标志。同样地，尿量和肾功能通常随着合理的复苏得到改善。实际上，以尿量为导向的液体治疗与低AKI发生率明显相关联（49）。因此，强调肾衰竭在休克监测和评估中的特殊作用是很重要的。一些肾功能异常并发症可影响循环性休克的管理，包括导致呼吸驱动改变的酸碱平衡失调和对血管活性药的反应性；导致心律失常、心肌功能异常、肌无力和横纹肌溶解；血管毒性；凝血异常（如：高凝和血小板功能异常）的电解质紊乱）；减少的毒素/药物清除（如：地高辛和万古霉素）;液体潴留（50）。

监控

原始的监测工具被常规用于休克管理和补液的决策过程中。这些监测变量包括连续记录血压、心率和呼吸频率；测量氧饱和度、呼气末CO 2和尿量；连续心电图。尽管这些变量广泛应用，但它们通常缺乏足够的敏感性和特异性来区分容量不足、正常血容量和容量超负荷。用于血流动力学和液体状态评估的更多先进的监测工具可分为无创（如：超声检查和心输出量变化对液体挑战的反应）和有创（如：肺动脉导管或CVP以及通过留置动脉导管进行全身动脉压监测）工具。侵入性工具与并发症有关，例如放置期间的不适、感染和出血。因此，无创血流动力学监测器在急诊科和ICU都是一个有吸引力的概念。表2补充中提供了监测工具和方法的总结。

这些设备和技术提供了静态和动态变量。静态变量与液体状态或反应性有关，并间歇性地测量。动态评估是连续测量的，通常涉及心输出量监测。流体反应性的动态指标一直被证明优于静态测量。

静态测量

当测量和解释“点”的填充压时，它们被称为静态变量。假定中央充盈压反映左心室舒张末期压力，左心室舒张末期容积（即左心室前负荷）的替代物。然而，左心室舒张末期压力和容积不具有线性关系。此外，这种关系不是固定的，在冠状动脉低灌注和心肌功能障碍的患者中会发生剧烈变化。因此，如果将充盈压用作左心室舒张末期容积（前负荷）的替代指标，它们往往会导致对容积状态的误解。

大多数复苏方案和指南中，最常用的静态测量是CVP。然而，由于瓣膜病变、右心室功能障碍、肺动脉高压和正压机械通气引起的胸内压变化等生理改变，CVP指导液体管理决策的可靠性存在争议。事实上，对24项研究（包括803名患者）的系统评价表明，CVP与有效血容量之间的关系非常差，由此得出结论，CVP本身和CVP的变化都不能预测对液体挑战的血流动力学反应（51）。

在1960年代初步发展之后，肺动脉导管于1970年被引入临床实践( 52，53)。无需透视即可在床边插入肺动脉导管中心线导管鞘进入右心，然后进入肺动脉，由床边监视器上显示的压力波形引导。来自肺动脉导管的压力信息包括CVP、右心室收缩压和舒张压、肺动脉收缩压和舒张压以及肺动脉闭塞压（左心房压或左心室舒张末压的替代物）。肺动脉导管还可以使用基于Stewart-Hamilton方程的连续或间歇热稀释技术测量心输出量（54）。肺动脉导管的使用在1980年代和1990年代达到顶峰，但由于其侵入性和随后的随机对照研究显示没有明显的结果益处，其使用已经逐渐减少。在一项对26个地点的433名患者进行的随机对照试验中，确定肺动脉导管是否安全以及是否可以改善因严重症状和复发性心力衰竭住院的患者的临床结果，作者没有发现对临床结果（包括死亡率）有任何影响. 事实上，使用肺动脉导管与较高的不良事件发生率相关。然而，该试验特别排除了研究人员认为可能受益于肺动脉导管的患者（55)。在一项针对急性呼吸窘迫综合征患者的随机试验中，与方案化液体管理相比，使用肺动脉导管未显示出任何益处。然而，它与显着更高的并发症发生率相关（56）。另一项队列研究发表于1996年，调查了在ICU入院的前24小时内使用右心导管插入术与随后的生存率、重症监护的住院时间和护理费用之间的关系( 57)。结果表明，右心导管插入术与较高的死亡率和资源利用率相关（57）。因此，在对5051名患者的系统评价中，研究人员得出结论，使用肺动脉导管不会使患者受益或影响临床结果。( 58 )。

尽管如此，我们的观点是，由专业临床医生使用CVP和肺动脉导管可能在特定情况和适当的环境中有所帮助。一个例子是接受过心脏手术或患有右心室梗塞、急性肺栓塞或心脏压塞的患者。在这些情况下，CVP可用作右心室功能的标志，而不是容量状态的指标。此外，肺动脉导管也可用于混合休克状态或其他诊断评估信息较少的情况。事实上，熟悉CVP和肺动脉导管使用及其局限性的心胸外科医生、重症监护医生和麻醉师可以识别不准确的趋势并相应地调整他们的治疗计划。

动态测量

液体反应性的动态指标一直被证明优于静态指标(59 , 60 )。与充盈压力的静态测量不同，动态监测变量允许了解心血管系统如何对循环血容量和心肌前负荷的变化作出反应（61）。尽管动态评估比静态测量更有效，但它们更难以评估，并且通常需要一些先决条件才能可靠。下面，我们描述一些更常用的动态度量。

液体反应性的液体挑战测试使用快速输送液体来确定心输出量的变化。在一项系统评价中，只有一半的患者对液体挑战有反应，而另一半没有受益，并且可能受到挑战的伤害（例如，容量超负荷）（62）。

脉压，即动脉收缩压和舒张压之间的差值，随每搏输出量的变化而变化；因此，它可以用作每搏输出量的替代指标。正压通气期间脉压随呼吸周期的变化是由于胸内压的变化而发生的，这本身会导致静脉回流的变化。当患者对液体有反应时，他们会在前负荷增加时增加心输出量。在整个呼吸周期中看到的预负荷的微小变化会导致每搏输出量的变化，从而导致脉压的变化。因此，脉压变化可以通过近似患者在Frank-Starling曲线上的当前位置来区分液体反应性和液体难治性患者。几项研究表明，测量的13%–15%的脉压变化与容量反应性密切相关。脉压变化指数计算为（最大脉压减去最小脉压）与平均脉压之比，通常是三次或更多次呼吸的平均值（63 )。需要注意的是，当患者没有接受潮气量至少为8-10ml/kg的“完全”或“被动”机械通气、右心衰竭或与逐搏变化相关的心律失常时，这是不可靠的。例如，心房颤动、开放性胸部伤口和肺顺应性严重降低的患者）。因此，当前脉压变化测量方法可能仅适用于ICU中特定的患者亚群（64）。

同样，当患者对液体有反应时，呼吸周期中每搏输出量的变化也会发生变化。因此，如果可以在机械通气患者中测量每搏输出量，则其变化可以用于临床。事实上，研究一致表明，在呼吸周期中每搏输出量变化大于10%与液体反应性有关。每搏输出量变化计算为最大每搏输出量减去最小每搏输出量与几个呼吸周期平均的平均每搏输出量之比（63）。由于机械通气呼吸周期中每搏输出量的变化遵循与脉压变化相同的限制，因此临床医生可以主动改变前负荷的其他条件可以用作替代方案。这些替代方案包括但不限于以下内容。( 1 )第一个是液体挑战的管理，在此期间输注液体会导致增加的前负荷。在对液体有反应的患者中，在某些情况下，液体推注可使每搏输出量增加>10%。( 2)第二种是被动抬腿。（进行被动抬腿操作的以下步骤对于有效评估很重要。该过程从头部抬高到大约45°开始。在这个位置，测量心输出量。接下来，[不接触患者]床调整以将头部降低到水平位置并将腿抬高到45°–60°。现在在该位置重新测量心输出量。将患者恢复到原始位置后，再次评估心输出量以确认其返回到基线。）通常，下肢静脉中约有150-300毫升血液。被动抬腿动作使用这个量来评估增加预负荷对测量每搏量的影响( 65 , 66 )。( 3)在机械通气呼气末暂停的15秒内，胸内压下降导致前负荷增加，导致容量反应性患者的每搏输出量增加>15%( 67 )。

综上所述，每搏输出量可以通过有创和无创工具来测量。无创心输出量监测器使用生物电抗技术测量胸腔内血液通过期间的振荡电流以测量心输出量。这些设备将电流频率的变化转换为血流动力学信息，包括每搏输出量、心输出量和每搏输出量变化。不幸的是，一些研究表明，与标准技术（如热稀释法）相比，该技术的可靠性较低（68）。相比之下，床旁超声心动图可以提供对心室和瓣膜功能的全面评估以及每搏输出量和心输出量的测量。可以通过确定左心室流出道水平的频谱多普勒包络的速度-时间积分来计算心输出量。然后可以使用速度-时间积分和左心室流出道横截面积和心输出量的乘积通过进一步乘以心率来计算每搏输出量。尽管这是评估每搏输出量的有用工具，但除非由经验丰富的临床医生完成，否则它具有较高的评估者间变异性和较低的可靠性（69）。现代超声设备可以使这一过程自动化，从而提高其可靠性。

机械通气患者的下腔静脉(IVC)直径变异度是一种基于呼吸周期内IVC直径变化的动态血管内评估方法( 70 )。IVC直径可以在吸气和呼气结束时使用床旁超声(POCUS)进行测量。扩张性指数计算为最大IVC直径-最小IVC直径/最小直径，一些现代超声机器将其作为自动功能提供。虽然>18%的IVC扩张指数是液体反应性的良好指标，但它仅在特定亚组患者中具有预测值，类似于上述脉压变化和每搏输出量变化( 71 )。

另一项表明分布性休克期间液体复苏不足的测试是确定同时抽取的静脉和动脉血样本中二氧化碳分压之间的差距增加（即， ΔPCO 2 ）（72）。该变量与CO2产生直接相关，与心输出量负相关。当CO 2产生和心输出量正常时，Δ PCO 2为2-6mm Hg ( 73 )。然而，在分布性休克期间，如果心输出量低且供氧不足，则Δ PCO 2增加到>6 mm Hg。在这些情况下，扩大前负荷而不是血管加压剂可以改善心输出量，从而降低ΔPCO 2 ( 74 ，75 )。

体液状态评估中的床旁超声检查

在过去的十年中，重症监护医生对POCUS的应用和使用猛增。经过适当的培训和治理，POCUS可以提供及时和关键的信息。如上所述，休克患者的整体POCUS体格检查可以确定基本的血流动力学指标（如，每搏输出量、心脏收缩力和瓣膜疾病）。此外，POCUS可以评估器官充血和液体耐受性(76)。

肺超声检查可以估计血管外肺水和胸膜腔内的积液。因此，对呼吸衰竭患者的肺和心脏超声检查进行全面评估可以导致更窄的鉴别诊断（77）。多普勒检查门静脉、肝和肾实质内的静脉血流模式是评估静脉充血的一种新方法（图3）。门静脉和实质肾静脉中的血流通常是无搏动的。几项研究表明，这些血管中的脉动流动可能是静脉充血的标志，并与终末器官损伤有关(78-81）。在肝静脉中，血流受右心房压力变化的影响。当右心房顺应性由于RA压力增加而降低时，肝静脉中的收缩期血流下降。这进而导致收缩期-舒张期肝静脉流量比的降低或逆转（从正常流量中的大于1到静脉充血中的小于1）。在极度静脉充血时，血液在收缩期流回肝脏。一项对接受体外循环手术的患者进行的单中心前瞻性队列研究表明，即使经过多变量调整，门静脉和实质肾内静脉血流搏动与AKI风险独立相关，表明存在器官充血（82）。此外，在另一项研究中，肾实质内肾静脉血流搏动患者的死亡和心力衰竭相关再入院率明显高于持续血流患者(79)。

静脉过量超声分级系统(VEXUS)是一种分级系统，它使用多个即时超声标记物来评估明显的静脉充血，即IVC直径和门静脉、肝和实质肾内静脉血流模式。在一项对心脏手术后患者的调查中，作者报告说VEXUS是术后AKI的独立预测因子(83)。然而，VEXUS分级系统目前并未广泛使用，因为它在技术上具有挑战性且耗时。然而，随着进一步临床验证和确定其在患者护理中的确切作用，基于相同生理概念的更简单版本可能会被用于临床实践，特别是用于评估更复杂的患者。

在休克患者中实现和维持正常血容量状态是有效血流动力学管理的主要目标之一。然而，尽管我们对液体复苏和技术的理解取得了巨大进步，但可靠地达到正常血容量仍然是一个挑战。我们认为，评估和考虑变量组合可能会改善患者护理。这些变量包括从仔细的病史和体格检查中获得的信息、静态和动态血流动力学测量、POCUS数据和血清生物标志物信息。临床医生的基本目标仍然是确定液体反应性并避免对液体超负荷风险最大的患者进行液体给药。