休克是机体氧输送与氧消耗失衡所致的一种细胞缺氧状态,这种失衡通常引起循环衰竭从而导致组织灌注减少、多器官功能障碍甚至死亡。在医疗技术发展及治疗水平取得重大进步的今天,休克仍是ICU患者住院和死亡的主要原因之一。根据不同的病理生理特点,休克通常被分为四个基本亚型:分布性休克、低血容量性休克、心源性休克和梗阻性休克。尽管上述分类能帮助临床医师很好的理解休克的医学内涵且在医学教育中具有重要价值,但在临床实践中休克的诊断可能远不止这么简单,正确评估和优化血流动力学的相关参数是ICU中休克患者治疗的核心[1]。过去的十年血流动力学监测发生了明显变化,由于设备和软件的不断更新使其获得的相关参数更准确,现更倾向于选择无创/微创的血流动力学监测技术。但对于特别复杂的病例,高级血流动力学监测如肺动脉导管、经肺热稀释法能获得更多的有用参数,可能对选择最佳治疗方式有帮助[2]。本文对休克患者目前临床常用的血流动力学监测技术进行介绍,并展望血流动力学监测的未来,希望能帮助临床医师在实际工作中更好的选择监测工具,正确指导休克患者的临床诊治,提高治疗水平、改善治疗结果。
一、基本监测 (一) 动脉血压监测动脉血压监测是休克患者最基本、最易实施的灌注监测形式,机体的每个器官均具有很强的自主调节血流的能力。一般来说,平均动脉压(MAP)低于65mmHg被认为是病理状态,但高于此阈值的MAP与组织低灌注和患者的病死率无关[3]。对于创伤出血性休克患者,维持较低的目标血压(收缩压>70 mmHg)可能更有利,但这种方法目前仍存在争议[4]。最近的一项多中心RCT研究比较了MAP目标值分别为80~85mmHg与65~70mmHg的两组脓毒性休克患者,结果发现两组患者90d生存率无差异,尽管更高的目标值组使慢性高血压患者接受肾脏替代治疗的几率明显降低,但该组患者房颤的发生率也更高[5]。
(二) 中心静脉压(CVP)监测CVP在成人仰卧位自主呼吸时的正常值为5~8mmHg。梗阻性或心源性休克时CVP升高,而感染性或低血容量性休克时CVP降低。CVP测量中常见的缺陷是没有考虑到机械通气时呼气末正压(PEEP)的影响。PEEP可能对心脏前、后负荷和心室顺应性有直接影响,PEEP可以通过产生气流阻力使得肺顺应性和胸腔内压力发生波动,从而使CVP测量值偏高。CVP传统上被用于指导液体管理,但已有相关研究综述证实CVP和循环血容量之间没有关系,CVP也不能预测液体反应性[6]。由于缺乏相关数据支持CVP的使用及危重病人CVP测量准确性方面的问题,许多医生提出不应再使用CVP来指导液体管理。
二、高级血流动力学监测技术 (一) 肺动脉导管(PAC)也称Swan-Ganz导管,自70年代发明以来历经半个世纪的PAC提供了监测模式发展史上的金标准。过去的二十年里PAC使用的受欢迎程度降低,原因包括测量和对血流动力学变量解读存在困难,同时也没有证据显示其能改善重症患者预后。但在血管内容量状态和心脏充盈压力不确定、混合性休克以及既往存在肺血管或心脏病的特定患者中,PAC仍然是有用的[7, 8]。目前PAC推荐使用于顽固性休克合并右心功能不全或合并急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的病人。PAC的优势在于能测量肺动脉压和提供肺血管阻力的评估,这些参数在ARDS或右心功能不全时可能有用[9]。PAC也能提供其他潜在的有用参数,如右房压、肺动脉嵌顿压以及SvO2的持续监测, 但值得注意的是,PAC只能提供间断或半连续的心输出量(CO)监测,它不能可靠地追踪到CO的短期变化[7]。
(二) 经肺热稀释装置(TPD)脉搏指示连续心输出量监测仪(PiCCO)是临床最常用的TPD,通过整合经心肺热稀释和连续脉搏轮廓分析测量CO。与PAC相比创伤和危险性更小,仅需一根中心静脉导管和股动脉导管就能完成,并且通过PiCCO测量的CO被证明与通过PAC测定的CO比较相关性好,即使是接受高流量肾替代治疗或亚低温治疗的患者该技术测量的CO也十分精准[10]。这一技术的主要局限在于压力波形分析潜在的时间偏倚,从而需要反复定标[7]。最近的RCT研究在其对患者预后方面的影响仍存在争议,Zhang等人的研究对比使用PiCCO与CVP指导脓毒性休克合并ARDS患者的治疗,两组患者28d死亡率、ICU住院时间、无血管活性药物天数及停用机械通气的天数均无统计学差异,故认为使用PiCCO指导液体管理并不能改善患者预后[11]。而另一项研究得出阳性结果,对COPD合并脓毒性休克患者应用PiCCO参数指导液体管理,PiCCO组患者去甲肾上腺素剂量、机械通气时间、ICU住院时间缩短但90d生存率无差异[12]。最近一项国际多中心调查研究纳入1 789名ICU患者,发现目前在欧洲高级血流动力学监测远没有达到过度使用,所有患者中机械通气占50%,使用儿茶酚胺药物占40%,而CO监测(主要是PAC和TPD)只占12%[13]。
三、微创/无创血流动力学监测技术 (一) 侵入性脉搏波形分析侵入性脉搏波形分析(如FloTracTM、Vigileo)通过追踪桡动脉置管的脉搏波形的变化,并对单位时间血压数据和波形变化进行分析,从而估计每搏量(SV)。这些装置同样能提供连续和实时的CO测量,同时仅需通过桡动脉穿刺置管即可进行连续的CO监测,创伤小不需多次人工定标校正,使用方便[14]。但在重症患者中应用的可靠性比校准装置差,尤其是脓毒症患者,因其外周血管阻力(SVR)下降明显。但对于那些TPD装置有禁忌的病人,经桡动脉置管的微创装置能用来评估患者被动抬腿试验(PLR)或补液治疗时CO的短期变化[15]。有Meta分析比较了侵入性脉搏波形分析与热稀释法评估危重和手术患者CO的准确性,发现前者的测量性能取决于患者人群。总的来说危重、手术包括心脏手术患者比肝病、脓毒性休克患者的准确性更高[16]。
(二) 基于胸部生物电阻抗原理的无创血流动力学监测(NICOM)NICOM通过颈部和胸廓放置的传感器连续测量胸部內导电性的变化,分析患者主动脉瓣开关前后的血流导电性的变化,得出主动脉血流加速度的峰值速度和左室射血时间,再运用Osypka算法计算出每搏输出量[17]。监测指标包括心指数(CI)、SVR、胸腔内液体总量(ITBV)等,既往研究发现与PAC测得的CO相比,NICOM的敏感性和特异性均为93%。Vishwas等人对心脏术后的患者进行血流动力学监测,发现NICOM无创心排监测和PAC所测CO相关性良好[18]。戴佳原等的研究也进一步证实NICOM在感染性休克患者中应用时,所得血流动力学参数CO、每搏输出量(SV)、SVRI等指标与PiCCO所测指标相关性良好[19]。
NICOM可同时监测多项血流动力学参数,并可根据这些参数的变化指导调整休克患者补液量、速度及血管活性药物剂量。在患者实施有创操作难度较大或存在限制时,NICOM因其操作简单、安全、快捷的特点正逐渐受到院前急救、急诊、ICU医师的重视,主要用于初始、快速评估,帮助降低液体治疗风险、避免盲目补液。但因该技术为间接测量,当患者存在严重主动脉瓣返流、严重动脉导管未闭、颈胸部移动明显(如抽搐、高频振荡通气身体颤抖)等情况,测量结果需谨慎解读,临床应用具有一定的局限性。
(三) 心脏超声心脏超声检查虽不能提供连续血流动力学数据,但仍是床旁心功能评价的最佳方法。心脏超声检查可通过测量左室流出道速度时间积分(VTI)以及相应的横截面积估计SV,左室射血分数可用于评价左室收缩功能及后负荷情况,二尖瓣血流的脉冲多普勒图像有助于判断左室充盈压力,通过测定VTI的呼吸变异率可以判断前负荷反应性,还可通过比较右心室/左心室舒张末面积评价右心功能[7]。
心脏超声的主要优势在于非侵入性和能同时评估心脏的结构和功能(例如评估瓣膜情况,急性冠状动脉综合征的室壁运动变化,肺栓塞导致的急性肺心病和导致心包填塞的心包积液),从而在临床中能快速明确休克类型。此外液体负荷试验或液体治疗后CO的改变也能通过VTI的改变可靠地评估[20]。然而,由于患者身体状态、操作者水平和图像解读经验等因素影响,心脏超声的使用可能受到限制。应将床边心脏超声整合到休克患者的治疗中,既用于诊断目的,也可用于评估潜在的液体反应性,但在对液体反应性判断的准确性上可能受到患者因素和操作者技能水平的影响。
床旁二维超声还能对容量状态和液体反应性进行评估,评估依据心肺交互原理,上腔静脉(SVC)塌陷指数(ΔSVC)和下腔静脉(IVC)扩张指数(ΔDIVC)是常用的指标。目前研究发现,机械通气患者上腔静脉变异率识别液体反应性的特异性最高,诊断准确率优于ΔDIVC和脉压变异率,当ΔSVC>36%时,患者存在液体反应行的可能性较大,敏感性为90%,特异性100%[21]。但是SVC直径需要经食道超声心动图测得,这也限制了其使用。IVC较SVC可操作性更高,有Meta分析显示ΔDIVC在潮气量(VT)≥8mL/kg、PEEP≤ 5cm H2O的通气模式下是容量反应性的精确预测指标,其敏感性为80%,特异性为94%[22]。ΔDIVC分别以18%和12%为阈值评估容量反应性,敏感性和特异性均达90%以上,表明脓毒性休克患者ΔDIVC与增加的CO存在相关性,以ΔDIVC≥12%为界值可预测容量反应性[23]。然而,使用腔静脉变异率预测容量反应性时条件要求严格(患者需为完全机械通气、VT≥8mL/kg、窦性心律及腹内压正常),且应结合心功能状态,当存在心包填塞、三尖瓣大量反流及急慢性右心功能障碍时,扩张的腔静脉与容量无关。
四、血流动力学监测的未来在数字健康领域,未来的设备应合并以下四个特点:无创、符合人体工程学并方便使用、无线且易穿戴以及集合智能软件和算法[24]。首先,必须提高临床无创监测动脉压技术的可靠性。如今容量夹方法或者桡动脉平张测压法对于休克病人来说不够准确,因此这些方法获取的动脉波形分析推算出的连续CO测量不是十分可靠并且也不推荐在重症病人使用。能提供无线和无创高精确度压力曲线的新一代传感器正在研发中。通过它们,我们可以想象到未来能无创和可靠地监测CO和评估前负荷反应性。其次,未来的血流动力学监测应整合局部灌注和微循环监测。微循环的改变及大循环、微循环的脱节会发生在休克特别是脓毒性休克患者身上[25]。因此监测微循环将有利于更好的理解休克的机制、更好的选择和调整综合治疗,以及依照血流动力学连贯性的原则确保大循环的改变来确实改善微循环[26]。目前凭借手持式可视显微镜能床边监测的微血管床只有舌下微循环,而微循环分析存在两个局限:①休克时舌下微循环的改变可能不能完全代表其他地方的改变;②微循环的分析仍然繁琐和耗时[27]。目前还不可能得到完全实时的微循环评估,即使实时视觉评估和随后分析结果存在较好的一致性[28]。最后,未来的血流动力学监测还包括代谢监测,不需要血标本测量的血气和电解质[29]。因此,通过整合多种模式方法,未来的血流动力学监测不仅可靠而且会做到最小程度的侵入性,同时还能帮助临床医师选择最恰当的治疗方案并预测可能的不良事件,最终有助于实现个体化的血流动力学监测与治疗[30]。
过去,血流动力学监测不断向更小程度的侵入性和可实时测量不同指标参数方向发展。对休克患者而言,心脏超声检查仍是目前的一线评估方式,同时对于最初治疗无反应或非常复杂的休克病人则推荐监测CO以及运用高级的血流动力学监测技术。未来集成大循环、微循环和代谢指标的最低程度侵入性、多模式监测方法将为重症休克患者提供更加个体化的监测和治疗。
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