容量状态及容量反应性评估指标、技术的研究进展

周梅

(成都中医药大学，成都610072)

对容量状态和容量反应性进行评估是围术期及危重症患者容量管理的一项重要内容，与患者的预后密切相关，是临床制订容量治疗方案的依据。容量治疗的最终目的是增加心输出量、保障组织器官的有效灌注和氧供，因血液或体液丢失、炎性介质或麻醉药物等非心源性因素导致的有效循环血容量减少的患者可从适当的扩容治疗中获益，而补液过量或患者有心功能不全、肾功能衰竭等合并症时，扩容不当则可能对患者预后产生不利影响。因而，容量管理方案的制订应当依赖于患者的容量反应性。伴随科技进步及容量治疗理念的不断更新，临床用于评估容量状态及容量反应性的指标及技术也不断改进，除了传统的体格检查、实验室指标外，指标从静态逐渐转向动态，操作途径也由有创逐步走向微创、无创。本文对各种指标或技术在评估容量状态及容量反应性方面的特点及价值进行综述。

1 症状、体征

体格检查是评估容量状态最基本的指标，包括精神状态、血压、心率、皮肤及黏膜色泽、毛细血管充盈时间、尿量等，其中血压和心率对血容量不足评估的准确性受到代谢、体温、疼痛、药物、过敏等诸多因素影响，以平均动脉压指导失血性休克动物的容量复苏可导致容量超负荷[1]；尿量也受心功能、肾功能、渗透压、胸内压、腹内压等多种因素影响，少尿并非是低血容量可靠指标。症状和体征评估容量状态的敏感性和特异性低，指导容量治疗的价值有限[2]，需结合其他指标进一步确诊。

2 实验室检查指标

2.1 尿钠排泄分数、血浆尿素氮/肌酐 血容量降低引起肾灌注减少，肾小球对水、钠重吸收增加，尿钠排泄分数降低，同时肾小管对尿素氮的重吸收也增加，血浆尿素氮水平升高，血浆尿素氮/肌酐升高，而心力衰竭、使用大量利尿剂、类固醇药物等可影响患者的血浆尿素氮水平，使得血浆尿素氮/肌酐在评估低血容量时并无特异性。

2.2 血乳酸水平 血乳酸水平升高通常提示可能存在组织持续低灌注，血乳酸水平升高的程度与休克严重程度、病死率密切相关，乳酸清除率在评估容量治疗效果及预后方面具有参考价值[3]，但应排除其他潜在混杂因素，如肝功能障碍、先天性代谢异常、药物(双胍、丙泊酚、肾上腺素、茶碱等)、使用止血带等都可导致血乳酸水平升高。

2.3 脑钠肽(BNP)、N端前体脑钠肽(NT-pro-BNT) BNP、NT-pro-BNT是由心室肌细胞在张力作用下分泌，后者的代谢性质较前者更为稳定，除了常被临床用于评估患者心功能外，还可作为评估肾功能不全患者容量超负荷的指标[4]。但BNP与NT-pro-BNT评估容量状态敏感性和特异性低，且耗时较久，应用较为局限，尚未有相关研究报道。

3 静态指标

3.1 压力性和容积性指标 中心静脉压(CVP)和肺动脉楔压(PAOP)曾被认为能够反映左右心室充盈压力及容积，进而反映循环容量状态，被广泛用于指导手术或危重患者的容量管理，但后来研究证实两者与循环血容量之间的相关性较差[2,5]，很难准确预测容量的反应性，也无足够的证据表明肺动脉漂浮导管(PAC)监测的指标(PAOP等)用于指导容量治疗与危重患者存活率间存在关系[6]。心室充盈压力与容积指数均依赖于心功能和心肌顺应性，包括心房或心室舒张末压、PAOP、心室舒张末期容积指数以及主动脉血流时间等静态指标，都受到胸内压、心功能、瓣膜病变、肺血管及心室顺应性改变的影响，评估容量反应性的价值有限[7]。另外，PAC技术因其有创、费用高及潜在的严重并发症等因素，在临床应用越来越少。

3.2 葡萄糖初始分布容积(IDVG) IDVG即根据葡萄糖代谢的一室模型，静脉注射葡萄糖后3 min测得葡萄糖分布的中央室容积(心、脑、肝、肾及血管等高灌注组织器官的容积)，IDVG阈值<94.5 mL/kg对预测低血容量有较好的敏感性和特异性[8]。曾有研究[9]发现，心力衰竭或心脏手术患者的IDVG相对较高，猜测IDVG的改变取决于中央室容积的实际大小而并非依赖于心输出量(CO)状态。动物研究也表明，IDVG与容量状态无变化动物的CO相关性差，而与血容量增加动物的CO有相关性，但该研究样本量较小(n=13)[10]，IDVG是否不依赖于心功能状态还有待进一步大样本研究证实。IDVG预测低血容量仍属于定性判断，不能直接等同于心脏前负荷，且可影响血糖水平、重复使用受限，不易在临床推广使用。

3.3 生物阻抗分析技术(BIA) BIA是一种无创、简便、低成本的监测技术，通过分析和测量机体阻抗和容抗来评估容量状态及机体组成。将BIA应用于容量超负荷患者体液的评估与管理，使腹膜透析患者的容量控制得到改善，可减少透析相关不良反应的发生，提高患者生存率[11]。但BIA监测容量状态的可靠性仍受到质疑，尚无统一参考标准，这可能因为BIA技术的准确性高度依赖于设备所采用的计算模型和分析方法，采集的信号质量受到患者的疾病类型、营养状态、年龄、电极贴放位置、肢体活动等影响[12]，其准确性有待提高。BIA对血管内容量评估特异性差，使其在手术和危重患者中的应用受到限制。

4 动态指标

4.1 脉压变异度(PPV)、每搏量变异度(SVV)、脉搏灌注变异指数(PVI)是基于心肺交互作用的动态指标，胸内压随呼吸时相的改变发生周期性变化，动脉血压值及压力波形也随之发生相应的周期性变化，当患者存在低血容量时，这种变化会更为显著。研究证实，PPV或SVV>12%可评估机械通气下血流动力学不稳定患者的容量反应性[13]，PPV和SVV的基线值与扩容后SV或CI的相关系数分别为0.78和0.72，受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)分别为0.94和0.86，可见PPV较SVV更为可靠，可能是因为PPV由动脉压力直接计算得出，而SVV则通过脉冲轮廓分析推算得出，存在一定的误差。另外，PPV、SVV存在不能确定容量反应性的灰色区间[14]，当PPV、SVV处于灰色区间(分别为18%～21%、14%～16%)时敏感性和特异性均低于90%，因此约有25%患者的容量反应性无法预测；PPV或SVV阈值越远离灰色区间则预测容量反应性越可靠，即患者PPV或SVV阈值低于灰色区间患者不需要扩容治疗，而高于灰色区间则可能受益于扩容治疗。PVI则是使用无创的脉搏血氧心输出量仪分析脉搏波形容积曲线的动态变化而非直接监测动脉压力，与PPV相关性较好，但缩血管药物的使用会使PVI的可靠性低于PPV和SVV[15]。由于PPV、PVI、SVV都是基于心肺交互作用原理，评估容量反应性的准确性受到开胸、自主呼吸、潮气量(VT)<8 mL/kg或呼气末正压通气(PEEP)>5 cmH2O、肺顺应性降低、心律失常、严重瓣膜疾病、腹腔内高压及外周血管阻力增高等影响，PPV、SVV评估容量反应性存在灰色区间可能也与这些影响因素有关，PVI评估容量反应性的准确性尚待进一步系统性研究证实。

4.2 容量血管呼吸变异指数 容量血管呼吸变异指数即上腔静脉直径呼吸变异指数(ΔSVC)、下腔静脉直径呼吸变异指数(ΔIVC)、颈静脉直径变异指数(ΔIJV)。近年来超声因其无创、便捷、经济等优势备受临床青睐，超声检查可见腔静脉直径随着胸内压变化而变化。越来越多的研究致力于探寻超声测量ΔSVC、ΔIVC评估容量状态及容量反应性的价值。值得注意的是，ΔIVC评估自主呼吸患者容量反应性的准确性较差[16]。对于机械通气患者，ΔIVC评估容量反应性的准确性受呼吸参数设置的影响，当VT>8 mL/kg且PEEP<5 cmH2O时，ΔIVC评估容量反应性的阈值为(16±2)%，其敏感性和特异性分别为80%、94%，AUC为0.88；而VT<8 mL/kg或PEEP>5 cmH2O时则准确性较差[17]。一项多中心前瞻性研究显示ΔSVC较ΔIVC有更高的特异性和准确性[18]，但需使用经食管或气管超声才可获得较清晰的上腔静脉图像。还有动物研究将上腔静脉回心血流速度变异指数作为评估容量反应性的另一参数，显示其准确性(AUC 0.96)高于PPV(AUC 0.85)，且在血容量降低和增加时变化更明显[19]。另外，超声测量ΔIJV更方便，ΔIJV也可作为评估容量反应性的一项敏感指标[20]，但其准确性尚有争议，可能与颈静脉位置表浅，容易受压变形、存在测量误差和偏倚有关，临床应用较少。理论上，容量血管呼吸变异指数同样是基于心肺交互作用原理，除可用于心律失常患者外，也存在与PPV等一样的局限性[21]，并非实际意义上的连续动态指标，其评估容量状态及容量反应性在临床的推广应用价值尚需更多系统可靠的研究数据支持。

4.3 潮气量负荷试验和通气中断试验 对于使用低潮气量机械通气患者，Myatra等[22]提出，可采用潮气量负荷试验预测容量反应性，即将潮气量暂时提高(≥8 mL/kg)并持续1 min，若PPV增加≥3.5%或SVV增加>2.5%视为可预测容量反应性，以此克服PPV在低潮气量机械通气患者的应用局限。还有研究提议将潮气量负荷法(VT 12 mL/kg)应用到PPV阈值处于灰色区间的机械通气患者(VT 8 mL/kg)以评估容量反应性[23]。另外，有研究[24]在机械通气的呼气末期暂停通气15 s以暂时去除正压通气对静脉回心血流的阻碍，若患者的CO增加≥5%则可认为具有容量反应性，该方法被称为呼气末中断试验。即使存在心律失常、肺顺应性降低或使用PEEP(5～15 cmH2O)的患者也适用呼气末中断试验，但通常需要使用准确性和敏感性较高的有创方法监测CO变化。Vignon等[18]认为，经超声心动图测量左室流出道(主动脉)血流速度时间积分(Ao-VTI)评估容量反应性的敏感性优于ΔSVC、ΔIVC，但准确性不如ΔSVC；还有研究将Ao-VTI联合呼气末中断试验用于预测低潮气量机械通气患者的容量反应性[25]；Jozwiak等[26]提出联合使用吸气末和呼气末中断法引起VTI变化值之和≥13%，比单纯呼气末中断试验联合超声心动图监测CO预测容量反应性更准确。但这些动态指标评估血管内容量状态及容量反应性的准确性尚有待验证。

4.4 连续CO 目前临床上评估患者容量状态和容量反应性时，通常认为容量负荷后每搏量(SV)或CO较前增加≥10%～15%为具有容量反应性，不同的CO监测技术其有效性、准确性以及局限性也存在差异。

4.4.1 脉搏波形分析技术 脉搏指示连续心输出量监测仪、微创型或无创型心输出量监测仪(PICCO)可连续监测CO的变化，与PAC热稀释技术测得CO表现出较好的一致性。其中PICCO联合热稀释技术与动脉压力波形曲线下面积分析技术，只需要置入中心静脉导管和外周动脉导管，可监测心脏前负荷、后负荷、胸腔内血容积指数、血管外肺水指数等，且简便、创伤小。微创型或无创型心输出量监测仪采用脉搏波形轮廓分析技术连续监测CO的变化，但不能监测右心功能状态。该监测技术受外周血管阻力、主动脉瓣或二尖瓣返流、机械通气参数(PEEP、VT)等因素影响。当患者血流动力学严重不稳定时，脉搏测值可出现较大偏倚。

4.4.2 胸阻抗分析技术 用胸阻抗分析技术的无创心输出量监测仪(NICOM)通过测量心动周期中胸腔阻抗的改变反映CO的变化，与PAC热稀释技术测得CO具有较好的一致性[27]；但有研究观察到NICOM追踪患者术中CI变化趋势的能力不如连续超声心动图(USCOM)，且上腹部手术中NICOM测值出现不可预测的偏倚[28]。另一种经气道途径的CO监测仪(ECOM)，通过采集分析由主动脉内搏动性血流引起的阻抗变化实现连续监测CO，其有效性也得到研究证实。但这些技术存在与BIA一样的局限性，受到手术操作、机械通气以及其他通电设备干扰等影响，亟待更好的信号处理技术来解决这些问题。

4.4.3 超声多普勒技术 经胸、气道、食道超声心动图均可进行CO监测，但经气道或食道超声操作技术要求高，局限于镇静和气管插管患者。经体表(胸骨上窝或锁骨上窝)连续心输出量监测仪(USCOM)所测CO与PAC热稀释技术CO测值有较好一致性，一项Meta分析[29]显示，USCOM测值的合并加权百分比误差及与热稀释法的一致性跟其他微创心输出量监测仪的测值相似，具有无创、低成本和短时学习便可能准确测量的优点。但在瓣膜置换等心脏手术、严重血流动力学不稳定患者中，USCOM动态实时追踪血流动力学改变的能力及准确性尚有争议[30]，而这又恰好是临床血流动力学监测最重要的部分，使其在临床的推广受到限制。

在评估容量状态和容量反应性时，体格检查或实验室指标的参考价值有限，动态指标的可靠性优于静态指标，但各种指标都存在一定的局限性，不可单独依赖某一项指标指导容量管理，应当结合其他指标综合评估。在监测技术方面，经济、简便、创伤小、准确性高的方法更受工作者青睐，其中超声技术因其无创，经济，便捷等优势成为近年来研究热点，但超声相关指标评估容量状态及容量反应性的可靠性尚无公认的统一标准，亟待进一步系统而可靠的研究验证。