超声动态评估感染性休克患者容量反应性的临床研究

阚艳敏 王艺桦 孙玉伟 刘洋 李建 张莹 刘水澎

华北理工大学附属医院（河北唐山 063000）

在重症监护病房中，严重感染和感染性休克非常常见，病程进展较快，成为近年来危重医学关注的重点和难点，试验证实正确合理的液体复苏能够明显改善组织灌注［1］。但在经历快速液体复苏的早期目标治疗后，患者仍可能表现出组织灌注不足，如果盲目的继续补液会引起肺水肿等并发症的发生［2-3］，使病情进一步恶化，增加死亡的风险。容量反应性指的是患者快速扩容的反应性，主要是反应患者本身心脏前负荷的储备状态。临床采用液体治疗的最基本前提是患者自身的容量反应性良好，所以找到合理的方法及指标准确评估严重感染和感染性休克患者容量反应性极为重要。超声心动图（echocardiography，ECHO）技术在容量负荷指标的评估中具有动态、定量、可重复及无创监测等优势，经胸超声心动图（transthoracic echocardiography，TTE）在严重感染和感染性休克患者血流动力学评估方面的应用更是受到ICU医生的广泛关注和欢迎。本研究通过床旁超声观察感染性休克患者容量反应性的血流动力学指标，探讨超声血流动力学指标对判断患者容量反应性的应用价值，以便更好地为临床治疗或改善治疗方法提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2016年11月至2017年6月华北理工大学附属医院重症监护病房收治的机械通气的感染性休克患者，并在临床医师认为有扩容指征的条件下进行容量负荷试验，共42人次。纳入标准：满足2001年危重病医学会、欧洲危重病医学会、美国胸科医师学会以及美国胸科学会对感染性休克的诊断标准［4］；符合至少存在以下1种组织灌注不足的临床表现：（1）收缩压＜90 mmHg（高血压者收缩压下降＞ 50 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）；（2）每小时尿量＜ 0.5 mL/kg，持续2 h以上；（3）心率＞100次/min；（4）皮肤花斑。排除标准：腹腔内高压；持续心律失常；体质指数（BMI）＞40 kg/m2或＜15 kg/m2；存在严重瓣膜疾病；心内分流以及心衰等严重心脏疾患。

1.2 研究方法与分组 患者仰卧位，采集相关血流动力学指标时均给予患者充分的镇静，测量时呼吸机均为压力控制（PCV）模式（潮气量8～12 mL/kg），呼吸频率12～20次/min，呼气末正压5 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）。补液方法：在15 min内输注复方氯化钠溶液500 mL。在整个研究过程中，呼吸机各参数以及心血管活性药物剂量维持不变。在补液前、后，分别应用Zonare彩色多普勒超声诊断仪对患者心脏各超声指标进行测量，首先应用P4-1C探头，频率3.5 MHz，患者仰卧位，行经胸超声心动图左室长轴切面测量左室流出道内径（D），心尖五腔心切面获得多个心动周期或至少3个完整的呼吸周期测量，获得左室流出道速度时间变化积分（VTI）的最大值（Vpeakmax）和最小值（Vpeakmin），并进行存储图像，在剑突下下腔静脉长轴监测至少3个完整呼吸周期内下腔静脉直径吸气末最小值（Dmin）、呼气末最大值（Dmax），并进行存储图像（图1）。补液前、后分别通过公式计算，获得每搏量（SV）以及下腔静脉扩张指数（ΔIVC1）。各指标均连续测量3次，取其平均值。所有感染性休克患者均连接心电图、留置中心静脉导管及动脉留置针，在补液前、后分别测定呼气末CVP，连续测量3个呼吸周期并计算其平均值；持续监测有创动脉压。并同时记录心率（HR）、平均动脉压（MAP）、潮气量（TV）、呼吸频率（RR）。

42人次的感染性休克患者实施容量负荷试验（即补液试验），共47例次，研究以ICU机械通气的感染性休克患者补液前、后床旁TTE测量所获得的心脏每搏量增加值（ΔSV）≥15%定义为液体反应阳性［5-6］进行分组，根据补液后有无反应分为有反应性（R）组25例和无反应性（NR）组22例。

各指标计算公式：

图1 二维超声显示下腔静脉Fig.1 The inferior vena cava by Two⁃dimensional ultrasound

1.3 统计学方法 用Excel建立数据库，采用SPSS 17.0软件进行统计分析，正态分布的计量资料以均数±标准差表示。计量资料间的比较采用t检验；计数资料比较的采用χ2检验；两组组内各项指标比较分别采用配对t检验；两组组间各项指标比较采用独立样本t检验；各项血流动力学指标与ΔSV的相关分析采用Pearson相关；绘制构建ROC曲线，确定曲线下ΔIVC1的面积并利用曲线下面积判断其曲线特性初步确定诊断界值。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 研究对象基本资料的比较

2.1.1 一般资料的比较 R组和NR组两组间性别、年龄、BMI、潮气量（TV）、呼吸频率（RR）以及左室射血分数（LVEF）比较差异无统计学意义（均P＞0.05）。见表1。

表1 R和NR两组患者一般资料的比较Tab.1 The comparison of general information between group R and group NR ±s

表1 R和NR两组患者一般资料的比较Tab.1 The comparison of general information between group R and group NR ±s

组别R组NR组t/χ2值P值例数25 22性别（M/F）15/10 13/9 1.723 0.189年龄（Y）64.68±13.03 67.68±15.29 0.727 0.471 BMI（cm/kg2）23.82±3.73 23.32±3.32 0.480 0.643 TV（mL）557.68±88.97 529.82±73.72 1.159 0.252 RR（次/min）19.08±3.94 18.32±3.61 0.686 0.496 LVEF（%）0.58±0.11 0.59±0.07 0.238 0.813

2.1.2 补液试验前、后一般血流动力学资料的比较 （1）补液试验前，R组和NR组两组患者HR、MAP、CVP比较，差异无统计学意义（P＞0.05），说明R组和NR组两组间的一般血流动力学资料无差异，比较具有可比性。见表2。

表2 R和NR两组患者补液试验前一般血流动力学资料的比较Tab.2 The comparison of general hemodynamic information before VE test between group R and group NR ±s

表2 R和NR两组患者补液试验前一般血流动力学资料的比较Tab.2 The comparison of general hemodynamic information before VE test between group R and group NR ±s

组别R NR t值P值例数25 22 HR（次/min）120.76±9.22 117.73±8.35-1.175 0.246 MAP（mmHg）66.92±7.72 70.82±8.43 1.653 0.105 CVP（cmH2O）6.36±1.28 7.14±1.45 1.924 0.059

（2）补液试验后，R组的MAP高于补液试验前，HR低于补液试验前，差异有统计学意义（P＜0.05）；而NR组的HR、MAP较补液试验前未见明显变化，差异无统计学意义（P＞0.05）。表明R组对容量负荷有反应，补液有效；而NR对容量负荷无明显反应，补液效果不明显。补液试验后，R和NR两组的CVP较补液试验前均升高，差异有统计学意义（P＜0.05），不能说明CVP对补液有反应，因CVP常作为静态评价容量状态的指标，对其判断患者的容量反应性情况在后面将进一步进行分析。见表3。

2.2 超声血流动力学资料的比较

2.2.1 R和NR两组及各组组间补液前、后ΔIVC1的比较 （1）R组和NR组两组的比较：补液试验前，R和NR两组的ΔIVC1的比较，R组各指标值均高于NR组，差异有统计学意义（P＜0.05），表明在一定范围内，各指标值越大，容量反应性越好，临床补液相对安全。见表4。

（2）R组补液试验前后的比较：R组补液试验后ΔIVC1较补液试验前均减小，差异有统计学意义（P＜0.05），表明R组患者对容量负荷试验有反应。见表5。

（3）NR组补液试验前后的比较：NR组补液试验后ΔIVC1较补液试验前变化不明显，差异无统计学意义（P＞0.05），表明NR组患者对容量负荷试验未见明显反应。见表5。

表3 R和NR两组患者补液试验前后一般血流动力学资料的比较Tab.3 The comparison of general hemodynamic information before and after VE test between group R and group NR%，±s

表3 R和NR两组患者补液试验前后一般血流动力学资料的比较Tab.3 The comparison of general hemodynamic information before and after VE test between group R and group NR%，±s

组别R（n=25）HR（次/min）MAP（mmHg）CVP（cmH2O）NR（n=22）HR（次/min）MAP（mmHg）CVP（cmH2O）补液前120.76±9.22 66.92±7.72 6.36±1.28 117.73±8.35 70.82±8.43 7.14±1.45补液后116.72±9.01 72.96±7.48 8.28±1.42 118.05±8.16 71.14±8.17 9.18±1.79 t值20.652-20.330-11.135-1.128-1.670-10.098 P值0.000 0.000 0.000 0.272 0.110 0.000

表4 R和NR两组患者补液试验前ΔIVC1的比较Tab.4 The comparison of ΔIVC1 before VE test between group R and group NR %，±s

表4 R和NR两组患者补液试验前ΔIVC1的比较Tab.4 The comparison of ΔIVC1 before VE test between group R and group NR %，±s

组别R NR t值P值例数25 22 ΔIVC1 19.04±3.98 14.36±2.62 4.679 0.000

表5 R和NR两组患者补液试验前、后ΔIVC1的比较Tab.5 The comparison of ΔIVC1before and after the VE test between group R and group NR%，±s

表5 R和NR两组患者补液试验前、后ΔIVC1的比较Tab.5 The comparison of ΔIVC1before and after the VE test between group R and group NR%，±s

组别R NR例数25 22补液前19.04±3.98 14.36±2.62补液后16.08±4.02 14.22±2.62 t值5.204 1.000 P值0.000 0.329

2.2.2 补液前各血流动力学指标与ΔSV的相关性分析 容量负荷试验前超声测量ΔIVC1与ΔSV呈显著正相关（r=0.631，P=0.000），差异有统计学意义（P＜0.05），而ΔCVP与ΔSV无显著相关（r=-0.086，P=0.565），差异无统计学意义（P＞0.05）。说明容量负荷试验前超声测量的ΔIVC1可以准确的用于评价感染性休克患者的容量反应性，进而指导液体治疗，而ΔCVP不能准确的对感染性休克患者的容量反应性进行评价。

图2 各指标预测患者容量反应性的ROC曲线Fig.2 The ROC curve of each index predicting the fluid responsiveness

2.2.3 补液前ΔIVC1判断患者有容量反应性的价值 对补液前R组和NR组两组患者，绘制ROC曲线评价ΔIVC1判断患者为有容量反应性的价值，曲线下面积、95%可信区间为分别为0.825（0.709～0.942），ΔIVC1≥17.5%时特异度及敏感度分别为64%、85%；而ΔCVP不能准确预测机械通气感染性休克患者的容量反应性，其ROC曲线下面积及95%可信区间为0.465（0.298～0.632）。

3 讨论

临床中，感染性休克出现的情形十分凶险，在ICU所有患病导致其死亡的原因中占第10位，最终可发展为多脏器功能障碍综合征（MODS），成为近年来危重医学关注的重点和难点。近年来，随着感染性休克的治疗手段及方法逐渐改进，其治疗中液体复苏一直被誉为一线干预手段，但液体治疗策略仍存在争议［7］。在经历快速液体复苏的早期目标治疗后，一些患者仍可能表现出组织灌注不足，此时血容量状况就很难进行评估。感染性休克患者扩容治疗的前提条件是容量反应性良好。在进行快速液体复苏容量增加之后，心脏前负荷增加，如果左右心室均处于Frank⁃Starling曲线上升支，则CO随之增加［8］，即有容量反应性；如有任一心室处于曲线的平坦段，则CO并不增加，过量的液体输注会加重组织水肿、呼吸衰竭等［9］相应系统不良表现的发生。因此准备液体治疗前准确对患者容量反应性的进行评估越来越重要。研究显示对患者进行快速扩容后，SV或CO明显增加等于或大于10%～15%时提示容量反应性良好［5］。

近年来，各种动态预测容量反应性的方法及参数被提出，如热稀释技术以及PiCCO等所对应的参数，目前认为脉搏指示连续心排量监测是评估容量反应性的“金标准”［10］，但这些方法操作起来不仅耗材费用高，并且为有创操作，额外的增加患者的痛苦以及并发症的发生风险。有学者研究显示超声心动图测量与PiCCO监测SV预测容量反应性有较高的一致性［11-12］，因此超声心动图测量SV预测患者容量反应性具有较高的预测价值。

IVC作为容量血管，管腔内径随呼吸运动而发生变化，吸气时逐渐减小，呼气时逐渐增大。患者处于感染性休克状态时血容量明显减少，IVC管腔内径减小，且随呼吸运动的变化幅度增大。对于完全依靠机械通气而无自主呼吸的患者，吸气时胸腔压力增加，瞬时传送到右心房，从而引起静脉回流减少。因此，对于机械通气患者，下腔静脉对容量反应性的评估有其独特的意义。在容量反应性评估中，ΔIVC1是较为常用的超声动态指标［13］。本研究结果显示补液后R组ΔIVC1较补液前明显减小，另外R组补液前ΔIVC1明显大于NR组，这表明在一定范围内，ΔIVC1的值越大，对临床来讲，补液越安全，低于临界值可能会面临补液所带来的风险，其可用于指导临床的容量管理，能够为临床的容量治疗提供客观依据；补液前ΔIVC1与ΔSV呈中度相关，表明其能够很好的预测容量反应性。通过ROC曲线分析当ΔIVC1为17.5%预测容量反应性的敏感度及特异度均较高。本研究与王会娟等［14］的研究结论一致，表明下腔静脉可以快速、简便、无创地评估危重患者的容量反应性。

与国内外学者研究结果［15-16］显示一致，本研究结果显示CVP不能准确预测感染性休克患者的容量反应性，主要是由于CVP的变化受多种因素影响，如气道的压力、中心静脉置管的操作、外周血压等，因此其在临床中的广泛应用也受到限制。同时，根据Frank⁃Starling机制，只有在患者的心功能曲线与患者的静脉回流曲线的交叉点时，中心静脉压才可以代表容量。但也有研究显示CVP的动态变化情况是评价患者容量反应的比较可靠的指标，分析其原因可能与研究对象的选择，样本量大小及测量方法相关，仍需要今后进一步广泛研究。

本研究因研究时间相对较短，样本量偏小，仍需延长研究时间扩大样本量，进一步证实各项血流动力学指标在容量反应性评估中的准确性。其次，研究中未纳入患者的急慢性生理指标评分，也未监测脑钠肽等心脏功能的实验室指标变化情况，在今后的研究中需要进一步重视临床中的生化指标，探讨其与血流动力学指标的关系。

综上所述，超声技术因其简便，快捷、无创的优势，对下腔静脉、股动脉血流速度的随呼吸的变化情况进行评估，并证实这些指标能够评价并判断感染性休克患者的容量反应性，能够为临床判断是否需要补液提供重要影像学依据。

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