多发伤,特别是严重多发伤日益成为现代社会的一大医疗难题,患者往往因为伤情复杂、严重且易合并失血性和脓毒性休克,导致治疗难度大、风险高,预后不理想。早期在急诊科正确及时的处理对多发伤患者的病情进展和预后至关重要,而对于多发伤患者救治过程中的严密血流动力学监测,也成为急危重症医学发展的有效技术之一。
一、血流动力学相关概念血流动力学(hemodynamics)是指血液在心血管系统中流动的力学,它是研究血液及其成分在体内运动的特点和规律的科学,通常用测得的相关指标来揭示机体的生理、病理性变化,主要是指血流量、血流阻力、血压以及它们之间的相互关系[1]。血容量、血管阻力和心脏泵血功能三者是维持有效血压的基本因素,但血液在复杂的弹性管道系统中流动,含有血细胞、胶体等多种成分,因此血液动力学与一般流体力学有明显的不同。
血流动力学监测是根据物理学的基本规律,结合人体的生理和病理生理学概念,定量、连续地测量血液及其成分在循环系统中的运动,包括细胞膜、血管内皮细胞功能等方面的重要指标进行分析,以便了解病情的发展变化并对临床治疗进行指导。血流动力学治疗(hemodynamic therapy)是用以研究的目的,在动态研判的基础上治疗并达到相应的目标。现代科技的进步使各种微创或无创(超声、电阻抗等)监测手段成为可能,成为临床上更为便捷、准确的监测手段[2]。血流动力学及其监测根本意义在于促进人们对机体生理和疾病状态的进一步理解并依此做出临床决策,并根据监测变化情况随时调整治疗方案。
二、多发伤的血流动力学特点 (一) 特点与监测严重多发伤无疑会出现以失血性休克为主要表现的一系列症状,相关治疗处理又会使机体处于不同于有效循环血量绝对不足的病理状态,结合受伤机制、伤情严重程度、个体差异、基础疾病等因素,其心脏、血管、血液、组织氧供氧耗及器官功能状态等各不相同,如何发现千差万别的创伤病人共同的血流动力学特点并给予有效的救治,有赖于良好的血流动力学监测。多发伤导致的休克是以低血容量性休克和创伤性休克为主,因此血流动力学监测的侧重点会有不同,但不能排除合并基础疾病时可能伴随的心源性、梗阻性甚至是血管源性休克[3]。创伤失血性休克的特点是有效血容量缺失导致的心排量和全身氧输送(DO2)明显降低,这时全身氧代谢的特点和局部组织器官氧代谢的变化基本相关,所以休克治疗的重点是提高DO2。一旦DO2增加,组织缺氧可以得到相应改善,故临床上可以根据心率、血压、心输出量、尿量等大循环指标作为复苏治疗的主要指标,而不需像心源性休克或者血管源性休克那样还需要关注心功能和血管功能状态。虽说看似相对简单,但不同阶段、不同性质的多发伤也会有各自的特点,其监测大概可以分为几部分:①传统监测,皮肤、心率、血压、尿量及精神状态等;②实验室项目,血常规、电解质、肾功能、凝血功能等;③氧代谢监测,脉搏血氧饱和度(SpO2)、碱缺失(BE)、血乳酸(Lac)、氧输送(DO2)、中心静脉血氧饱和度(ScvO2)等。④心功能指标,心排量(CO)、心脏指数(CI)、每搏输出量(SV)等。
(二) 损伤控制复苏多发伤患者根据是否有活动性出血的情况,需进行不同的早期液体复苏策略。对于多发性创伤伴有活动性出血的病人,在出血未控制前,积极大量的液体复苏可能会加重出血。有些创伤患者血压和心率在正常范围内,但仍然存在内脏器官缺血、缺氧,需要及时发现其隐匿性休克状态,特别是无明显活动性出血的多发伤患者,这时可以给予积极早期充分的液体复苏,甚至“超常复苏”。
对于严重多发伤病人的休克救治,与血管源性休克、心源性休克的区别,主要体现为“损伤控制性液体复苏”。大量临床研究证实,过分积极地补液、输血,而没有关注到血压升高带来的问题以及凝血功能异常,反而会增加多发伤休克病人的死亡率,须对低体温、酸中毒、凝血功能障碍这一“死亡三联症”予以足够的重视和恰当有效的处理[4]。一般的做法为:①不必过高升压,收缩压达90mmHg,平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)达60mmHg即可;②以血浆为主要扩容物, 加大血浆与浓红的输注比例至1:1;③尽量减少晶体液的输注;④严密关注酸中毒。
三、理论基础经过近百年的探索和实践,现在已经明确并且应用广泛的血流动力学监测理论成果有很多,包括微循环及细胞代谢理论、容量与压力、流量理论、心肺交互作用、Guyton静脉回流理论、Frank-Starling定律等。重症患者常常发生复杂的心肺反应,也就是心肺交互作用。心肺系统是一个有机的整体,简单理解就是通气和循环可以相互影响,它对机体变化需求的反应受很多因素的影响,如心功能储备、血容量及血流分布、自主神经张力、肺容量、胸膜腔内压(intrathoracic pressure,ITP)、内分泌功能等。它在广义上包含三个基本概念:①自主呼吸是一种运动,这种动作可能会加重循环负荷;②吸气在呼气末容积的基础上增加肺容积/胸廓扩张,从而产生血流动力学效应;③自主吸气使ITP下降,会有利于血液回流入心。这些相互影响因素、心功能曲线理论和静脉回流理论构成对机体血流动力学管理的主要理论体系,是学习血流动力学应该了解的。
(一) 心肺交互作用在整个呼吸过程中,呼吸系统压力可分为三类:肺泡压(取决于肺顺应性和胸壁顺应性)、胸膜腔内压(取决于胸壁顺应性)、跨肺压力(取决于肺顺应性)。在循环系统中,心内压是将导管直接置于心腔内测量的压力值;跨壁压力是指心脏腔的扩张力,心腔顺应性恒定时,跨壁压与心内血容量有关。机械通气可增加潮气和吸气时的收缩压,降低呼气时的收缩压,这种现象反映了左心室搏动量随呼吸的变化。在呼气相,肺内压、胸腔内压增高使回心血量减少,继而左心搏出量减少,外周血压下降;在吸气相,左心搏出量增加,继而外周压力升高。呼吸运动对循环状态的上升/下降作用是由呼吸过程中胸膜腔内压和经肺动脉压的变化引起的,它们作用于左心室和右心室。了解心肺交互作用对理解和掌握需要呼吸机给予机械通气治疗的危重病人管理方案十分必要。
(二) 静脉回流理论心脏做功与前后负荷存在直接关系,搏出量等于心舒末期容积与心缩末期容积之差值。左心的前负荷与肺静脉回流入心的容量直接相关,影响右心室输出的原因是右心室后负荷和全身静脉回流血容量。与普通的流体力学一样,液体流动需要压力梯度,这个梯度决定了静脉回流的正常与否,进一步决定了全心搏出量。1957年,Guyton教授提出了静脉回流曲线的重要概念,认为(体)循环的起点是左心室(压力最高),终点是右心房,因为静脉系统和心脏之间存在压力梯度,所以静脉系统的血液可以平稳地流回心脏,这就是“水往低(压)处流”。平均充盈压(mean circulatory filling pressure,MCFP)是循环系统中的一个概念,当心脏停止跳动时,循环系统的血液处于静止状态,循环系统周围的压力是相等的,这个压力是平均循环充盈压力(MCFP)。静脉回流血液的量取决于平均循环充盈压(MCFP)和右心房压(或CVP)之间的压力梯度。MCFP增加,CVP降低,则回心血量增加,反之则回心血量减少。液体治疗的目的是为了提高每一次的心搏量。
(三) Frank-Starling定律与中心静脉压(CVP)Frank-Starling定律的提出已有一百多年的历史,它指出心脏收缩释放的能量是心肌纤维长度(EDV)的函数,与心脏舒张末期容积(EDV)呈正相关。左室舒张末期压为左室前负荷的指标,左室舒张末期容积的增加和心室功的增加反映了左室舒张末期容积的增加,这也是治疗休克的目的。一般来说,回流到心脏的血量都会泵出去,因此,重要的是要注意静脉回流对心输出量的影响:静脉回流的减少直接导致心输出量的减少,静脉回流量决定心输出量。
CVP是一个直接影响静脉回流的压力指标,用于判断患者的血容量、心功能和血管张力,从而指导补液治疗。作为压力指标,CVP的影响因素也很多,如有呼吸机治疗或者腹腔间隙综合征等,低CVP并不直接等同于低血容量。临床上液体复苏的目的应该是增加静脉回流,而不是强调CVP的升高。应该在满足组织灌注的容量状态基础上,维持一个低水平的CVP,以促进静脉回流和心脏工作。根据Frank Starling定律,在一定范围内,静脉回流量的增加将增加心脏收缩力和心输出量,最终改善患者的组织灌注。
四、常用血流动力学监测方法 (一) 有创监测技术侵入性监测可以描述为以肺动脉漂浮导管可以作为侵入性监测的代表。该导管通过外周或中央静脉插入人体右心系统和肺动脉。这种侵入性方法可以获得体积信息,测量心肺血管压力和心输出量(CO),从而了解危重患者组织的血流动力学状态和氧合功能,进而指导临床治疗。近年来高速发展的微创及无创监测技术日益增多,而且监测功能拓展和精度提高越来越得以实现,侵入性监测技术的应用已有逐渐被取代的趋势。
(二) 微创监测技术脉搏指数连续心输出量(pulse indicated continuous cardiac output, PiCCO)是一种新型的微创血流动力学监测技术,仅需一支特殊的股动脉导管(带热敏探头)和一根颈内静脉或锁骨下静脉导管即可。通过PiCCO心肺容积监测仪,采用热稀释法测定单个心输出量,用动脉脉搏波曲线分析法测定连续心输出量。它能充分反映机体血流动力学参数和心脏收缩、舒张功能的变化。测得心脏前负荷和液体治疗反应性,还可以准确地监测肺部的生理变化。PiCCO还能监测心脏收缩力的变化,反映早期心功能不全,指导心功能的改善,维持血流动力学稳定,减轻肺水肿。尽管PiCCO技术置管简便、创伤小、受干扰小、并发症少,并且可以持续监测,但它也是有局限性的:①由于测量数据需要用低温盐水进行校正,低温和失血使它的使用受到影响;②股动脉置管可能出现并发症,有主动脉狭窄、主动脉瘤等病变时的监测结果可能不可信。
动脉波形心输出(APCO)是另一种微创、简单、准确的监测数据的方法,它可以通过分析外周动脉的波形特征,结合患者的基本信息(年龄、性别、身高、体重等),可以连续、及时地测量CO、每搏输出量(SV)、每搏量变异(SVV)、心排指数(CI)、混合静脉血氧饱和度(SvO2)、外周血管阻力/指数(SVR/SVRI)及CO指数等血流动力学指标,指导临床液体治疗。与传统的连续心输出量监测技术复杂而又创伤较大的特点相比,动脉波形心输出是一项化繁为简的监测技术,可以对严重创伤患者早期建立血流动力学和容量的监控,提供准确而相对简便的微创测定技术,它的发展将极大地方便严重创伤病人的临床救治。它的局限性在于:①对右心功能的评价有限;②监测结果易受手臂位置、主动脉瓣病变、心律失常、伴有血管疾病、大剂量血管活性药物等血管张力变化的影响;③成本也较高。
(三) 无创监测技术近年来,无创动态血流动力学监测技术在临床实践中得到了越来越广泛的应用,其各项指标与侵袭性指标之间的相关性和一致性也越来越好,可达90%以上[5]。心脏输出量的连续多普勒超声监测(USCOM)是一种新的无创、方便、连续的监测技术[6]。采用连续多普勒超声对心输出量进行准确监测。该探头可测量肺动脉血流和主动脉血流速度,并可监测CO、SV、SVV等血流动力学参数。该方法操作简单、准确、重复性好,可即时评估血流动力学状态和治疗效果,成为血流动力学监测技术的重要代表。USCOM的局限性在于测量结果容易受到心律失常、肺部疾病等多种因素的影响,适合人群的年龄也受到限制。Chand等人对接受冠状动脉搭桥术的50名患者进行了心脏输出监测,并将使用USCOM和热稀释技术测量的CO、SV、CI进行了比较,证明其相关性良好[7]。Phillips等人从37名早产儿中获得66组二维连续多普勒超声和USCOM数据,两种结果之间无显著性差异(r=0.9134,P<0.05)。USCOM对血流动力学变化的监测更为敏感,可通过皮肤连续超声检测,侵袭性小,操作方便,技术和硬件要求也更容易实现[8]。
胸部电生物阻抗(TEB)TEB是另一种简单,无创的血流动力学监测方法。当心脏收缩时,它利用血管中血流的变化,并且通过胸部的电流的阻抗也产生相应的变化特征,以计算测量的参数,例如CO、CI、SV、SVR,这就决定了它更容易受诸多因素的影响,如严重心律失常、特殊体型(肥胖、消瘦等)、皮肤导电性(温度、环境湿度等)、患者体位的变化等。大量研究也表明,这种方法测得的数据结果准确性较差。近年来,人们又研发了一种改进的生物电抗新型技术—无创心输出量监测仪(noninvasive cardiac output monitoring, NICOM),是一种基于胸部生物反应性技术的完全无创心输出量监测工具,大大提高了检测的抗干扰能力和准确性。通过对经胸腔电脉冲频率变化的分析,对相关临床指标进行监测。据国外的研究,NICOM的敏感性及特异性可达93%,可信程度达85%,国内尚无充分的数据。
尽管现代监测技术不断研发、进步;不断微创、无创化;不断及时、准确化,临床医生在实践工作中借助这些辅助技术而认真、反复的了解受伤机制和对患者病情变化的实时关注仍是监测和治疗患者最为重要的手段。
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2019, Vol. 3

