膿毒性休克容量反應性評估的進展

婁俠儒 吳翔 陶飛

【摘要】 膿毒癥作為一種高發病率及死亡率的疾病，其并發膿毒性休克已成為危重癥患者死亡的主要原因。膿毒性休克治療的初始環節之一是液體復蘇，其目的是通過增加心臟前負荷使心排血量增加，從而增加組織灌注、減輕器官功能障礙。因此，及時選擇有效的血流動力學指標評估容量狀況及容量反應性非常重要。其中容量反應性是指快速補液后，心排量隨之增加的現象，容量反應性是液體復蘇的最基本前提，對改善組織灌注，減少補液盲目性，降低膿毒性休克患者死亡率具有非常重要的意義。

【關鍵詞】 膿毒性休克 液體復蘇 容量反應性

Advances in Volume Responsiveness Assessment for Septic Shock/LOU Xiaru， WU Xiang， TAO Fei. //Medical Innovation of China， 2021， 18（13）： -188

[Abstract] Sepsis is a disease with high morbidity and mortality， and its complicated septic shock has become the main cause of death in critically ill patients. One of the initial steps of septic shock treatment is fluid resuscitation， which aims to increase cardiac output by increasing cardiac preload， thereby increasing tissue perfusion and reducing organ dysfunction. Therefore， it is very important to select effective hemodynamic indexes to evaluate the volume status and volume responsiveness in time. Volume responsiveness refers to the phenomenon that the cardiac output increases after rapid fluid infusion.Volume responsiveness is the most basic premise of fluid resuscitation， which is of great significance for improving tissue perfusion， reducing the blindness of fluid infusion and reducing the mortality of patients with septic shock.

[Key words] Septic shock Fluid resuscitation Volume responsiveness

First-authors address： Foshan Chancheng District Central Hospital， Foshan 528031， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.13.044

膿毒性休克的發病率逐年升高，病情發展極為迅速，已成為全球性疾病的負擔，其發病率高達240.4/萬人，病死率可達20%～80%，是重癥監護病房最為常見的死亡原因[1-2]。膿毒性休克導致急性循環衰竭可引起組織灌注不足，液體復蘇的目的是改善患者的組織灌注、增加氧輸送，指南建議需反復評估血流動力學狀態以指導膿毒癥與膿毒性休克患者的液體治療[3]。所以，需要準確地判斷膿毒性休克患者的容量反應性，減少補液盲目性及容量過負荷風險。

容量反應性是指快速補液后出現每搏輸出量（stroke volume，SV）或心輸出量（cardiac output，CO）的增加，一般是指SV或者CO較補液前增加≥15%提示有容量反應性。容量反應性反映的是患者對前負荷的儲備能力，是前負荷與心功能的綜合反映。根據Frank-starling曲線定律，當左右心室均處于心功能曲線上升支時，通過容量負荷增加，能夠提高CO，改善組織灌注。但如果任何一個心室處于Frank-starling曲線平臺期時，增加心臟前負荷不能明顯升高CO，反而可能導致容量過負荷的風險。

1 膿毒性休克容量反應性的評估

1.1 傳統容量負荷試驗 傳統容量負荷試驗一般是指在30 min內給患者輸注晶體液500 mL或膠體液300 mL，隨后測量中心靜脈壓、肺動脈嵌頓壓或者CO的變化去評估患者的容量反應性，但傳統容量負荷試驗需要補液量大，在部分需要限制液體的膿毒性患者中往往不適用，尤其是患者存在心力衰竭時可引起的肺水腫。而且，傳統容量負荷試驗難以重復監測，因為反復大量補液，可能面臨肺水腫的風險，故臨床應用受到限制。

1.2 小容量負荷試驗 近年來，Muller等[4]首先提出小容量負荷試驗，就是使用100 mL膠體液在1 min內快速輸入，通過測量主動脈血流速度時間積分（velocity-time integral，VTI）的變化，并提出主動脈血流VTI變化值為10%時，靈敏度為95%，特異度為78%，可以準確反映患者的容量反應性。沈玨等[5]則通過使用100 mL晶體液在1 min內快速輸入測量主動脈血流VTI的變化預測膿毒性休克患者的容量反應性。但小容量負荷試驗要求測定主動脈血流VTI的變化，對操作者要求熟練掌握超聲技能，故難以全面開展。也有小容量負荷試驗通過脈搏指示劑連續心排血量監測（pulse indicator continuous cardiac output，PiCCO）監測每搏量變異（stroke volume variation，SVV）和脈壓變異率（pulse pressure variation，PPV）的變化評估容量反應性，而且優于心排量指數（cardiac index，CI）的變化，但SVV及PPV的測量均需要患者無自主呼吸機械通氣，故臨床上應用依然受到限制[6]。

1.3 被動抬腿試驗（PLRT） PLRT是指快速將下肢被動抬高45°，這時候下肢靜脈回流至心臟的血容量將快速的增加約300 mL，使心臟的前負荷快速增加。根據心功能Frank-starling曲線定律，當患者左右心室都處于上升支時，隨著心臟前負荷的增加將會導致SV或者CO的增加，即具有容量反應性。Boulain等[7]最早開展被動抬腿試驗來預測容量反應性，主要用于機械通氣中存在循環衰竭的患者通過抬腿前后脈壓的變化來預測容量反應性。Monnet等[8]發現PLRT時通過食道超聲監測主動脈血流速度峰值（peak velocity，Vpeak）較基線值增加≥10%時，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別是97%和94%。Monnet等[9]另一薈萃分析提示PLRT時誘導的CO變化最佳閾值的平均值是（10±2）%，合并預測容量反應性的靈敏度和特異度分別是81%和90%。Cavallaro等[10]通過薈萃分析，發現PLRT誘導的脈壓變化預測容量反應性的靈敏度和特異度較差，分別僅為59.5%和86.2%，遠低于以CO、CI、SV或主動脈血流速度等作為參數的預測價值。PLRT是個動態指標，可以重復檢查，不受液體控制，操作較為簡單。但當患者出現腹腔高壓，或者有下肢靜脈回流障礙時，不能準確地預測容量反應性。另外，如果患者存在抬腿禁忌證如外傷骨折、髖關節術后等，則不能行PLRT，故PLRT在臨床應用仍有一定限制。

1.4 超聲評估容量反應性

1.4.1 下腔靜脈擴張指數、塌陷指數和下腔靜脈呼吸變化率評估與容量反應 隨著重癥超聲的普及，利用超聲監測容量反應性是目前血流動力學監測的熱點及未來發展方向。Barbier等[11]在23例膿毒性休克需要機械通氣患者中，將呼氣末下腔靜脈直徑、吸氣末的下腔靜脈直徑分別為最小直徑（minimum diameter，Dmin）和最大直徑（maximum diameter，Dmax），下腔靜脈擴張指數=（Dmax-Dmin）/Dmin×100%，參考容量負荷試驗后CI≥15%具有容量反應性，當下腔靜脈擴張指數閾值為18%時，預測容量反應性靈敏度和特異度均為90%。下腔靜脈塌陷指數=（Dmax-Dmin）/Dmax×100%。下腔靜脈塌陷指數同樣能夠較好地反映前負荷以及對容量反應性，可以作為膿毒性休克患者液體復蘇的參考指標[12-13]。Feissel等[14]則定義下腔靜脈呼吸變異率=（Dmax-Dmin）/[（Dmax+Dmin）/2]×100%，下腔靜脈呼吸變化率閾值為12%時，容量反應性的陽性預測率和陰性預測率分別為93%和92%，并認為在需要機械通氣的膿毒性休克患者中，下腔靜脈呼吸變異率是一種簡單、無創的方法來判斷患者的容量反應性。

但Via等[15]總結了影響下腔靜脈的因素，如高呼氣末正壓通氣或低潮氣量的機械通氣，使下腔靜脈擴張，造成假陰性。不同呼吸模式下的自主呼吸，患者用力呼吸可導致下腔靜脈擴張明顯，造成假陽性。哮喘發作和慢性阻塞性肺病的患者，由于肺過度通氣和內源性呼吸末正壓的形成，造成下腔靜脈回流減少，從而導致下腔靜脈擴張的假象，造成假陰性。阻礙靜脈回流的心源性因素，如右心室的心肌梗死、心包填塞、慢性右心室功能不能全和三尖瓣重度關閉不全，會造成下腔靜脈慢性擴張和下腔靜脈塌陷減小，造成假陰性。腹內高壓導致下腔靜脈受壓變窄，故下腔靜脈塌陷或擴張并不準確，也可造成假陰性。局部的機械因素如下腔靜脈血栓造成下腔靜脈回流受阻，體外膜肺管道、靜脈濾器導致下腔靜脈塌陷減小，都可能造成假陰性。包塊壓迫或阻塞下腔靜脈，導致下腔靜脈狹窄，回流受阻，造成假陽性。另外，如患者存在明顯的吸氣相的下腔靜脈橫移，造成超聲成像時平面的移動，過度評估IVC的變異，造成假陽性。同時，通過床邊超聲測量這些指標對于操作者的要求較高，易受到肥胖、肺氣腫、手術等多種因素的影響，且往往帶有一定的主觀性。而且利用超聲評估下腔靜脈擴張指數及其塌陷率在臨床上應用上往往很多患者會存在“中間狀態”，即難以確定患者是否存在容量不足或者容量過負荷，故通過下腔靜脈評估患者的容量反應性仍有一定限制性。

1.4.2 主動脈評估與容量反應 在機械通氣患者中，主動脈血流Vpeak或VTI可隨著呼吸出現變化，其呼吸變異的幅度反映了容量反應性變化，故其變異率能反映心臟對前負荷的貯備能力。主動脈血流Vpeak呼吸變異率是用經超聲心動圖從左室流出道水平測得主動脈血流Vpeak，其呼吸變異率Δpeak=（Vpeakmax-Vpeakmin）/[（Vpeakmax+Vpeakmin）/2]×100%（Vpeakmax代表吸氣時主動脈血流Vpeak的最大值，Vpeakmin代表呼氣時主動脈Vpeak的最小值）。Desgranges等[16]通過薈萃分析主動脈血流Vpeak呼吸變異率可以準確預測ICU機械通氣兒童的容量反應性。主動脈血流VTI是通過超聲心動圖顯示心尖部五腔心，在左心室流出道中測量主動脈血流VTI，其變異率ΔVTI=（VTImax-VTImin）/[（VTImax+VTImin）/2]×100% （VTImax、VTImin和分別表示主動脈血流在吸氣時VTI最大值和呼氣時VTI最小值），并將主動脈血流ΔVTI≥15%作為容量反應性的閾值。張倩等[17]利用主動脈血流ΔVTI評價膿毒癥患者的容量反應性去指導液體復蘇，取得了良好的臨床效果，可以降低血管活性藥物的用量、縮短使用時間及機械通氣時間。

但是，通過床邊超聲測量患者主動脈相關數值，都要求操作者具備熟練的超聲操作水平，且受操作者主觀影響較大，臨床上依然受到限制。

1.4.3 外周動脈評估與容量反應 由于超聲測量主動脈血流相關參數存在一定難度，而外周動脈容易顯露，故國內外有眾多研究通過測量外周動脈血流峰流速變異率來評估膿毒性休克患者的容量反應性。其中，盧年芳等[18]研究顯示頸動脈血流峰流速變異率最佳臨界值為13.0%時，敏感度為75.2%，特異度為94.9%;當肱動脈血流峰流速變異率最佳臨界值為12.7%時，靈敏度為64.8%，特異度為89.7%。文獻[19]在有自主呼吸、無機械通氣的循環衰竭患者中，深吸氣時如股動脈血流峰值速度呼吸變異率≥12%，預測容量反應性的靈敏度為90%，特異度100%。但目前利用外周動脈峰流速變異率去評估膿毒性休克容量反應性的臨床應用較少，仍有待進一步研究。

1.5 心肺交互作用的動態前負荷指標 目前臨床常用的動態評估膿毒性休克的容量反應性包括收縮壓變異（systolic pressure variation，SPV）及收縮壓降低的差值（delta down component of systolic pressure，ΔDown）、PPV和SVV等。SPV及ΔDown是指機械通氣時，患者完成一次呼吸過程并暫停吸氣10 s，通過有創動脈壓監測獲得動脈壓波形，記錄患者的呼氣末收縮壓、吸氣末收縮壓及吸氣末暫停收縮壓。以吸氣末暫停收縮壓為基線，吸氣時收縮壓上升、呼氣時收縮壓下降。SPV=SPinsp-SPexpird，ΔDown=SPapnea-SPexpir（SPexpir、SPinsp、SPapnea分別代表為呼氣末收縮壓、吸氣末收縮壓、吸氣末暫停收縮壓）。Preisman等[20]在心臟手術患者的研究顯示，以SPV≥8.5 mm Hg為臨界值時，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別為82%、86%。ΔDown≥5 mm Hg為臨界值，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別為86%、86%。

SVV和PPV指通過記錄單位時間內每次心臟搏動時的SV或脈壓（pulse pressure，PP），計算它們在該段時間內的變異程度。SVV=（SVmax-SVmin）/（SVmean）×100%（SVmax、SVmin、SVmean分別代表為SV的最大值、最小值和平均值），PPV=（PPmax-PPmin）/（PPmean）×100%（PPmax、PPmin、SVmean分別為PP的最大值、最小值和平均值），SVV和PPV可以通過PiCCO或者唯捷流等動態測定，已有多項研究得出結論，SVV、PPV對膿毒性休克患者具有很好的容量反應性預測作用[21-23]。Khwannimit等[24]在一組42例膿毒性休克患者的研究中，用唯捷流系統連續監測SVV、PPV，結果以SVV≥10%為最佳閾值時，預測容量反應性的靈敏度、特異度分別為91.7%、83.3%，以PPV≥12%為最佳閾值時，預測容量反應性的靈敏度、特異度均為83.3%。

盡管動態前負荷指標靈敏度及特異度均明顯優于壓力性等靜態指標，但實際應用中仍有局限性，其要求如下：必須是機械通氣的患者，而且不能有自主呼吸，潮氣量須>8 mL/kg;不能有嚴重心律失常。所以，這些條件限制了其在臨床應用價值，特別是膿毒性休克患者往往會保留自主呼吸，且多采取小潮氣量通氣策略，或常伴有嚴重心律失常。

1.6 呼氣末阻斷試驗（end-expiratory occlusion，EEO） EEO的原理是基于機械通氣期間受到呼吸機通氣影響，靜脈回流心臟會隨著通氣出現周期性地波動。當呼氣末中斷通氣幾秒鐘，胸腔內壓迅速下降，可以使靜脈回流心臟迅速增加，相當于快速補液，模擬容量負荷試驗，故可用于預測容量反應性。其操作方法為：在呼氣末用呼吸機測量內源性呼吸末正壓的自動裝置阻斷呼吸15 s，監測血流動力學參數變化。Monnet等[25]的一個關于EEO預測液體反應性的研究中表明，在34例行機械通氣的休克患者中，以輸入500 mL生理鹽水作為容量負荷試驗后CI>15%定義為具有容量反應性，有反應組中的23例患者PP增加（15±15）%，CI增加（12±11）%，而無反應組的PP和CI無明顯變化。當以EEO時PP增加≥5%作為閾值時，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別為87%、100%;當以EEO時CI增加≥5%作為閾值時，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別為91%、100%。以CI的變化作為預測容量反應性的準確性，EEO的CI變化與PLRT的CI的變化相似，受試者AUC分別是0.957和0.972。但如果以PP作為參考，EEO預測液體反應性的準確性明顯好于PLRT，受試者AUC分別是0.93和0.675。Monnet等[26]的另一個關于EEO的研究，在54例循環衰竭需要機械通氣的ICU患者中，EEO預測容量反應性要優于PPV，原因是EEO不受呼吸系統順應性的影響。特別在急性呼吸窘迫綜合征中，由于患者需要采取小潮氣量通氣策略，故導致PPV的預測容量反應性價值降低[27]。需要注意的是，在行EEO時要注意觀察氣道壓力曲線必須是平直的，并要求患者在機械通氣時的不能有自主呼吸，因為如果在阻斷呼吸期間，如觸發自主呼吸將會導致誤判，所以EEO具有一定的局限性。

1.7 呼氣末二氧化碳分壓監測（end-tidal CO2 pressure monitoring，PETCO2） PETCO2監測一直以來多用于氣管插管位置確定、監測呼吸機通氣時異常及調整呼吸機參數，并可評價心肺復蘇效果等。但幾十年前已有學者闡述了CO與PETCO2的關系，PETCO2主要決定于組織產生二氧化碳、肺泡通氣和肺血流，而肺血流與CO有關，當假設患者處于靜態代謝狀態和機械通氣分鐘通氣保持不變時，PETCO2的急劇變化與CO的變化強烈相關[28]。所以，PETCO2的變化可作為休克患者連續評估CO的一種無創方法。最近Jacquet-Lagrèze等[29]進行了關于容量負荷時PETCO2變化預測容量反應性的研究，其方法為在40例麻醉患者中應用食道多普勒監測CO，結果是1 min內予以100 mL液體作為容量負荷時，PETCO2增加≥5.8%時預測容量反應性的靈敏度和特異度分別是95%和95%。Toupin等[30]研究90例機械通氣的休克患者，通過PLRT引起PETCO2的變化也可以預測患者的容量反應性，其閾值為PLRT后引起PETCO2≥2 mm Hg和收縮壓≥10 mm Hg。國內的學者Xiao-Ting等[31]在48例膿毒性休克患者通過PLRT引起PETCO2的變化≥5%時，預測容量反應性的靈敏度和特異度為93.4%、75.8%。該方法的優點為無創床邊監測，但要求患者是機械通氣并且處于代謝穩定狀態時，且目前關于PETCO2預測容量反應性的報道較少，尚需更多的臨床研究證實。

2 總結

正確判斷膿毒性休克患者的容量狀態及容量反應性是液體復蘇的先決條件，同時還要關注患者的有效循環血量及組織灌注情況，也是決定是否進行液體復蘇的關鍵因素，而容量反應性反映的是患者對容量的耐受情況。但對患者的容量狀態由靜態的指標發展到動態的、功能的指標監測，是判斷容量反應性的一大進步。要根據患者有無自主呼吸和心律失常，機械通氣時潮氣量大小及患者的疾病特征，以及科室的設備技術條件等因素選擇合適的方法來判斷容量反應性。例如膿毒性休克患者存在心律失常或較強自主呼吸時，PLRT或者容量負荷試驗可能是評估容量狀態的有效方法。未來判斷容量反應性的方法將會是具有準確性高、創傷性少、簡單方便、可床邊重復或連續監測等優點。但任何一個容量反應性指標都有其局限性，都不是完美的。任何一種監測方法所得到的數據都不是絕對準確，各種血流動力學指標經常受到多種因素的影響。且膿毒性休克患者病情變化迅速，一種監測方法在某一階段準確，但隨著病情發展可出現準確性變差。同時，單一指標的判斷不一定能真實地反映當時的血流動力學狀態，還要結合患者的病情綜合判斷，盡可能動態地觀察指標的連續變化，并采用多種指標綜合判斷，這樣才能準確反映患者的容量反應性，從而使患者從合理的液體治療中獲益。

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（收稿日期：2020-08-10） （本文編輯：田婧）