DeBackerCriticalCare.,21(Suppl3):.
评估重症患者心血管状况是对于重症患者最重要的工作之一.其能够识别休克及循环衰竭的类型.这一步对于进行支持治疗以及休克的病因治疗都十分重要.评估组织灌注水平能明确患者是否存在复苏不足及进一步的治疗手段.乳酸,动静脉二氧化碳分压差及中心静脉或混合静脉血氧饱和度都能用来监测组织灌注.最后,监测微循环不但能够明确组织灌注异常,还能够明确异常的类型：微循环灌注的弥散功能下降,还是灌注良好和灌注不佳微循环区域紧密相邻的异质性导致.对于支持治疗建议按部就班,首先优化液体复苏,然后是血管活性药物维持血压以及全身和局部的血流.将不同指标进行整合形成决策和处理路径,然后进行治疗.
背景
评估危重患者心血管状况是ICU最常见的研究工作之一.许多工具均能用来评估患者的血流动力学状态,但使用某个工具后是否能获益的意义远超其是否有创.虽然和有创手段相比首选无创手段,但是对于休克患者,有些评估心输出量的无创手段的准确性有时会受到质疑[1].更重要的是,休克的血流动力学监测不单是监测输出量,衍生而出的众多指标左右着我们选择不同的工具进行监测.
对于休克患者,血流动力学检测技术的选择基于我们想从这些测量的参数中得到些什么.我们需要回答以下四个问题：患者是否存在休克?休克的类型是什么?患者的组织灌注是否足够,如果不足应如何改善?患者心功能情况如何?
识别休克
最近的共识中,休克定义为「威胁生命的,全身急性循环衰竭导致的细胞氧利用障碍」.休克状态下,循环输送的氧无法满足组织需求导致细胞缺氧.因此组织VO2受到了DO2的限制.过去在床边评估VO2/DO2,但其相当麻烦并且在测量中易发生错误.所以现在使用替代性指标识别休克,其中乳酸水平便是其中一项,当DO2降低到VO2开始依赖于DO2时,乳酸水平迅速升高.休克同时和组织灌注障碍体征相关(皮肤血管收缩,花斑形成,肢端紫绀,毛细血管充盈时间异常,微循环异常,动静脉PCO2差增大),而这些均可能发生在VO2依赖于DO2之前.
重要的是,虽然休克经常出现低血压,但有时低血压虽并未出现仍有可能发生休克(特别对于既往高血压患者).因此一名表现为组织灌注不足征象及血浆乳酸水平升高的患者也应当认为存在休克.
休克的类型是什么?
接下来一个重要的问题便是评估患者的休克类型是什么,这不单指向支持治疗更关系到病因治疗.存在四种类型的休克：低血容量性,心源性,梗阻性和分布性.一些血流动力学指标能够用来确定休克的类型.然而心脏超声是能够迅速诊断休克类型的最便利的工具.在一项纳入名休克患者的研究中,心脏超声诊断休克类型的时间是4.9±1.3min[2].并且在不同检查者中也具有极佳的一致性.所以,心脏超声目前认为是判断休克类型的首选初始手段[3].这样的话,许多患者可以仅仅通过一路动脉导管,一路深静脉,再加上初步的心脏超声进行监测(图1).当患者对于初始的治疗无反应或是复杂的患者,推荐使用额外的血流动力学检测手段.这些患者首选肺动脉漂浮导管或是经肺热稀释导管[3].
图1
肺动脉漂浮导管和经肺热稀释导管和其他的微创技术相比的优势在于,其不但能够在极端的情况下可靠的心输出量测量,同时还能提供额外的参数来帮助了解心血管状况.肺动脉漂浮导管能够测定血管内压力,而经肺热稀释导管能够估计血管内容量.通过检测血管的压力和容量能够明确休克的类型(图2).
图2
组织低灌注的评估和治疗手段
乳酸
检测血乳酸水平能够探测出掩盖的组织缺氧,监测治疗效果.
乳酸是糖酵解的副产物.在胞浆内的第一步无氧酵解过程中,葡萄糖转化为丙酮酸.在有氧状态下,丙酮酸进入线粒体参与第二步反应,产生ATP,H2O和CO2,但在部分无线粒体的细胞中亦可转化为乳酸.在正常的情况下,大部分丙酮酸进入线粒体,而正常的乳酸/丙酮酸比率约为10.在无氧的情况下,丙酮酸无法进入线粒体,因而产生大量的乳酸而乳酸/丙酮酸比率轻易增高至20以上.
一般认为,循环衰竭的重症患者高乳酸血症的原因大部分是因为缺氧.然而组织细胞缺氧的时间一旦变长便会诱导细胞死亡,因为无氧代谢所产生的能量远低于有氧代谢.血流动力学稳定的脓毒症患者血乳酸轻度升高通常和组织缺氧无关.脓毒症诱导的炎症介质加速有氧糖酵解,增加了丙酮酸的供应.丙酮酸供应的增加导致乳酸产生增加,即使是在充分有氧的状态下.除了乳酸产生增加,乳酸清除降低也参与高乳酸血症.对于休克患者,入院短期发生的高乳酸血症通常是缺氧来源；而高乳酸血症持续时间超过一天通常是非低氧原因[4].
动静脉二氧化碳分压差
根据Fick公式,如果CO2的产生恒定,动静脉PCO2差和流量呈负相关.正常的PvaCO2差值小于等于6mmHg.当ScvO2异常时,PvaCO2差值增加绝大多数反映的是心输出量降低.当ScvO2正常的情况下,PVaCO2反映的是微循环功能障碍[5,6].
有趣的是,PvaCO2的增加能够反映无氧代谢的发生.在无氧状态下,虽然有氧产生的CO2降低,但中和ATP水解产生的氢离子也会产生CO2,从而使总CO2产生高于VO2.这样的话呼吸熵变得大于1.呼吸熵可用动-静脉O2含量差除以PvaCO2进行估算,比值超过1.3提示无氧代谢.而为排除霍尔登效应(Haldaneeffect)带来的潜在的干扰,静-动脉CO2含量差值/动-静脉O2含量差值的比值大于1提示无氧代谢.
对于感染性休克患者,Ospina-Tascon等[7]证明了静-动脉CO2含量差值/动-静脉O2差值大于和不良预后相关.
如何将乳酸,动静脉PCO2差和ScvO2结合分析？
将乳酸,动静脉PCO2差和ScvO2相结合能帮助我们区分正常和异常的情况,明确整个系统的哪个部分参与了这些异常变化.当然,可能发生多个过程可能发生异常(如心输出量降低及微循环改变),但是总有一个起主导作用.流程见图3.
图3
微循环评估
循环衰竭的患者通常因心输出量减少或灌注压降低导致器官灌注减少.然而即使在心输出和动脉压目标达成之后,仍可能存在组织灌注障碍.微循环在整个循环系统中负责在器官层面对血流分布进行精细调节.脓毒症和感染性休克[8]以及心源性休克[9]均能出现微循环灌注的改变.微循环障碍的严重程度及维持时间和器官功能障碍及死亡风险相关[10].多种机制影响着微循环改变,其中包括血管节段之间血流消失,内皮血管反应性障碍,红细胞和白细胞流变学改变,内皮多糖包被改变,血小板聚集以及微血栓形成.除了微血管灌注的改变,微血管内皮改变还和凝血系统和炎症激活,氧自由基产生和血管通透性改变相关[11].
多种技术能够检测微血管灌注,其中直接视频显微镜可能是最合适的手段,其可以检测灌注的异质性,而这是微循环障碍的特征性改变[12].在正常的情况下微循环灌注呈现同质性,灌注的血管密度随着代谢的需求增加或减少.而在脓毒症患者中,微循环灌注不但存在血管密度的减少,大多还出现灌注的异质性,即灌注不良和灌注良好的血管紧密相伴[8-10].灌注血管密度降低和微血管分流造成组织缺氧,静脉氧饱和度升高.
治疗手段
血流动力学监测的参数可用来指导治疗.一个重要的问题是治疗应当方案化还是个体化.方案化血流动力学复苏基于的概念是所有的患者都应当达到相似的目标,而定下这些目标的原因是大部分达标的患者预后更好.然而,对于一些患者而言,达到一个较低的目标已经足够,而要达到预定目标可能产生副作用.
液体管理
液体管理是脓毒症复苏的基石,目的在于通过增加心输出量改善组织灌注.在液体复苏初期,大部分患者通常有容量反应性,但在后期许多患者不再具有液体反应性,此时液体复苏则更为困难.另外,液体正平衡,特别是在后期,和不良预后相关.一些方法能够用来预测液体反应性.静态指标如CVP仅在极端值时具有参考价值[13].设定特定的CVP目标仅在人群水平有效,约三分之二的患者在基础CVP低于8mmHg时对液体有反应,而三分之二的患者在CVP高于12mmHg时液体无反应[14].使用动态指标能够在个体水平上预测液体反应性.在满足先决条件的前提下(无心律失常,潮气量大于8ml/kg,无自主呼吸等),每搏输出量呼吸变异率(直接通过不同的脉搏描记技术或是多普勒超声测定),或是其衍生参数脉压差呼吸变异率能够可靠反应液体反应性,成为最为常用的试验之一.被动抬腿试验是另一项可靠试验,但需要实时的心输出量监测,同时在频繁重复后可能反应性降低.最近的指南均推荐这些动态指标[3].
一项替代性试验是微量液体负荷试验(minifluidchallenge).认为在很短时间内输入有限的液体(~ml)能够预测是否需要进一步输液[15].这个概念部分可行：如果患者对于一次弹丸注射无反应,那么对于继续液体输注基本上不会有所反应.然而对第一次弹丸注射有反应并不意味着对于继续注射有反应(这个研究的偏倚在于将第一次弹丸式注射和反应性和总输液量结合起来).事实上恰恰相反,在前负荷具有反应性的患者中(也就是处于Starling曲线的上升支)第一次弹丸注射具有反应性的可能性会比之后的注射都要高.不管怎么说,多次较小的弹丸式注射并评估其作用,在下一次注射前预测液体反应性,比预测具有液体反应性的患者中给予较大量的弹丸注射要安全.流程见图4.
图4
血压
血压是被广泛研究的复苏目标.指南推荐的目标平均动脉压为65mmHg,并认识到一些患者可能需要更高的血压水平[3,16].这个血压目标是基于观察性研究,认为血压目标未达到患者具有更高的病死率,但达到一个更高的目标并不会进一步改善预后.不管怎么说,一些小型的研究在把平均动脉压目标放在一个更高水平之后都观察到了反应性的巨大不同,提示有些患者可能会从更高的目标血压中获益[17,18].在一项纳入了名感染性休克患者的多中心随机研究中,将患者分配至65或是85mmHg组患者的28天病死率无差异.有趣的是,对于既往高血压患者,分配至更高血压目标组中急性肾损伤的发生率降低[19].而为了维持更高的血压所需要的去甲肾上腺素剂量更高,心房纤颤的发生率也明显增高.所以,并不是所有患者都推荐更高的血压目标.这项研究贴心的指出,所有的患者都必须达到最低目标,而有需要的话,部分的患者才需要考虑达到更高的目标.如果考虑更高的目标,重要的是评估患者是否对治疗反应良好,并且提出哪些测量参数是希望纠正的.
早期目标指导治疗vs个体化治疗
早期目标指导治疗(EGDT)是感染性休克患者中第二个被广泛研究的目标.需要注意的是,EGDT这个术语应当尽量避免,因为其能够从多个方向进行解读有时则失去其最初的含义.有的时候EGDT代表了积极的液体复苏,有时是基于CVP复苏策略,有时是优化早期血流动力学复苏,有时又是立即使用广谱抗生素等等.EGDT包括基于ScvO2水平的氧输送(DO2)优化,液体复苏,输注红细胞及使用正性肌力药物等.EGDT这个概念最初是由Rivers等[20]检验并提出的,在一项纳入名感染性休克的患者中证明EGDT能够明显降低病死率,从对照组的49%降低为33%.虽然这个结果对于早期复苏令人振奋,但是把这个概念纳入到集束化治疗这一系列组合性治疗,用于困难环境下(特别是没有重症专业的医师)指导脓毒症患者复苏,甚至后来成为了法令性的强制性集束化治疗手段,这依旧产生了一些争议.认为集束化治疗中的部分内容(如CVP/MAP)在试验和对照组中均有使用,不能由来解释这两组之间患者预后差异.
一些大型随机对照研究无法复制这些结果[21].难道这个概念已经死亡了?并非如此,因为在不同研究中许多因素有所不同[22].首先在近期的研究中,在纳入时已有75%的患者ScvO2已经达标,但在Rivers等的研究中则明显异常.其次,最近研究中纳入的患者病情严重程度不高,表现在死亡率低,而且有20%的患者并未入住ICU,虽然基线的纳入标准相同.虽然最新的研究中并未显示出实质性的危害,有理由认为EGDT可能并不适合用在所有的脓毒症患者中,而是能够(应当?)用在那些最为严重的,特别是基线水平ScvO2降低的患者.不管怎样,要注意高ScvO2伴随组织低灌注表现和器官功能障碍并不能让人安心.ScvO2升高同时和不良预后相关,可能代表了微循环改变以及线粒体功能障碍.
集束化治疗受到批评的第二点就是使用CVP指导液体复苏.最初集束化治疗推荐维持CVP在8到12mmHg之间.这是个对于统计学而言较为满意的结论,许多(2/3)患者在CVP低于8mmHg时对液体有反应,而大部分患者在CVP12mmHg时对液体无反应[23],使用CVP预测液体反应性虽然经常使用但远不完美[24].新版的拯救脓毒症运动指南在撰写液体复苏指南时也考虑到了这一点:「我们推荐在初步液体复苏后通过反复评估血流动力学状态知道是否需要更多的液体(最佳实践声明)」[16].反复评估则是基于尽可能使用临床相关参数,血流动力学监测,以及使用动态而不是静态参数预测液体反应性[16].这是朝向个体化EGDT治疗迈出的关键进步,并且是脓毒症患者治疗进步迈出的重要一步[25].
治疗微循环障碍
如何治疗微循环障碍？增加血流但不经过微循环是无效的.在早期,液体能够改善微循环但是在晚期作用削减[26,27].有趣的是,当液体对于微循环有积极作用时,表现为次日器官功能障碍评分的改善[28].多巴酚丁胺能够增加微循环灌注但作用有限[29,30].虽然有提出可使用血管扩张药物[31],但其使用仍缺乏证据支持[32].特别是药物作用缺乏选择性,从而扩张有灌注的血管导致盗血现象.调控内皮一氧化氮合成酶似乎是有前途的[33].将微循环直接作为治疗目标仍然需要更多的数据支持,而明确干预微循环后可能产生潜在影响无疑是重要的.
心血管功能障碍的评估和治疗手段
心输出量测定只能提供部分信息.但评估心输出量是否足够非常重要.心输出量是否足够能用ScvO2,或是SvO2来评估,以及组织灌注的表现.
同时测定心室的充盈压或是容量也能用来帮助评估心血管系统表现[1].当在决定是否治疗心肌收缩力异常时,评估这种收缩力异常所带来的后果至关重要：心输出量是否足够,是否和组织灌注不足相关?其实心肌收缩力和心输出之间的关系相对较弱[34].部分患者心肌收缩力降低但心输出量正常,这些患者不应当接受正性肌力药物治疗[34].部分患者心输出降低,但这些患者也不应当接受正性肌力药物治疗.只有心肌收缩功能障碍所导致心输出量降低的患者接受正性肌力药物治疗才会获益.
最近一项研究调查了这一领域是否需要个体性治疗.感染性休克患者在标准治疗基础上给予左西孟旦治疗后,脓毒症诱导的器官功能障碍和病死率并未降低[35].但左西孟旦和快速性心律失常发生风险升高相关.诚然,这项研究并没有好好设计,因为研究中并未评估心输出量和心功能,所以高心输出量/强心收缩力的患者也接受了左西孟旦治疗,而这些患者其实并不需要甚至是存在禁忌症.五分之一的感染性休克患者存在左室流出道或是中-心室梗阻[36],是正性肌力药物使用的禁忌症.对于这些患者,基于血流动力学评估的个体化治疗是首选手段.
结论
血流动力学监测是重症患者治疗的重要方面.我们拥有众多工具,而不同工具的选择应当基于对特定患者所测定的各种参数我们对哪些感兴趣.不仅是工具,监测参数的使用也具有重要意义.结合不同的参数结果,形成临床决策和管理路径,并据此形成治疗手段.
参考文献
TeboulJL,SaugelB,CecconiM,DeBackerD,HoferCK,MonnetX,etal.Lessinvasivehemodynamicmonitoringincriticallyillpatients.IntensiveCareMed.;42:–9.doi:10.7/s---7.
VolpicelliG,LamorteA,TullioM,CardinaleL,GiraudoM,StefanoneV,etal.Point-of-caremultiorganultrasonographyfortheevaluationofundifferentiatedhypotensionintheemergencydepartment.IntensiveCareMed.;39:–8.doi:10.7/s---7.
CecconiM,DeBackerD,AntonelliM,BealeRJ,BakkerJ,HoferC,etal.ConsensusonCirculatoryShockandHemodynamicMonitoring.TaskForceoftheEuropeanSocietyofIntensiveCareMedicine.IntensiveCareMed.;40:–.doi:10.7/s---z.
RimachiR,BruzzidC,Orellano-JimenezC,CottonF,VincentJ,DeBackerD.Lactate/pyruvateratioasamarkeroftissuehypoxiaincirculatoryandsepticshock.AnaesthIntensiveCare.;40:–32.
Ospina-TasconGA,UmanaM,BermudezWF,Bautista-RinconDF,ValenciaJD,MadrinanHJ,etal.Canvenous-to-arterialcarbondioxidedifferencesreflectmicrocirculatoryalterationsinpatientswithsepticshock?IntensiveCareMed.;42:–21.doi:10.7/s---2.
PernerA,GordonAC,DeBackerD,DimopoulosG,RussellJA,LipmanJ,etal.Sepsis:frontiersindiagnosis,resuscitationandantibiotictherapy.IntensiveCareMed.;42:–69.doi:10.7/s---z.
Ospina-TasconGA,UmanaM,BermudezW,Bautista-RinconDF,HernandezG,BruhnAetal.Combinationofarteriallactatelevelsandvenous-arterialCOtoarterial-venousOcontentdifferenceratioasmarkersofresuscitationinpatientswithsepticshock.IntensiveCareMed.;42:-21.-PMC
DeBackerD,CreteurJ,PreiserJC,DuboisMJ,VincentJL.Microvascularbloodflowisalteredinpatientswithsepsis.AmJRespirCritCareMed.;:98–.doi:10./rccm.-OC.
DeBackerD,CreteurJ,DuboisMJ,SakrY,VincentJL.Microvascularalterationsinpatientswithacutesevereheartfailureandcardiogenicshock.AmHeartJ.;:91–9.doi:10.1/j.ahj..07..
DeBackerD,DonadelloK,SakrY,Ospina-TasconGA,SalgadoDR,ScollettaS,etal.Microcirculatoryalterationsinpatientswithseveresepsis:impactoftimeofassessmentandrelationshipwithout