超声心动图评估重症休克患者液体反应性的研究进展

马 强，张 霞，吴敬医

(皖南医学院1.研究生学院；2.弋矶山医院超声科；3.弋矶山医院重症医学科，安徽 芜湖 241001)

尽管有几十年的研究，对于危重症患者液体反应性的评估仍然是个挑战。危重症休克的一个重要治疗部分是液体复苏。然而液体补液不足或过度补液都会导致并发症以及死亡率的增加[1]。为确保有效的血流灌注，需确定患者是否具有液体反应性，研究数据表明有50%的危重症患者对液体具有反应性，随输液量的增加心脏前负荷增加，从而使每博量增加[2]。一种快速、非侵入性的预测液体反应性的方法将会有很大帮助，因为在临床诊疗中，有创检测在血流动力学不稳定患者的初始复苏中是不容易获得的。因此超声心动图是目前指导危重症患者液体复苏的重要工具。因无创、量化指标以及简便实时等特性，可有效评估患者液体反应性并指导临床输液[3-4]。超声心动图为非侵入性探查，可测量左心功能，动脉峰值流速呼吸变异度、下腔静脉内径及其呼吸变化率、右心功能等相关指标并进行准确的定量评估，还能提供其他定性信息如心功能分级等，进而整体综合评估患者对输入液体反应的效果。本文阐述液体反应性的基本原理及临床价值，总结国内外有关超声心动图指导患者液体复苏的最新研究成果，对超声心动图评价液体反应性的各项静态及动态指标进行分析，并对其指导液体复苏的价值进行讨论。

1 液体反应性

每博输出量(Stroke Volume, SV)是指心脏每次搏动，一侧心室射出的血量，SV的大小取决于心室前负荷、心肌收缩力以及后负荷。SV随静脉回流的增加而增加，即Franking-Starling定律，是液体反应性的基础。当负荷超过一定程度或心肌收缩力减弱时，心室不能随静脉回流的增加而泵出相应的更多的血，此时被称为无液体反应性。有液体反应性者通常指临床上输入500 mL液体后SV增加15%的患者。实践过程中，发现有约50%的危重患者无液体反应性，即在接受液体复苏后不会导致SV的增加。重症休克患者静脉复苏的最优策略一直存在较大争议[5]。液体复苏时需确定患者的容量反应性，不充分的液体复苏会导致组织灌注不足甚至引起终末器官功能障碍的恶化[6]。已接近Frank-Staring曲线平台区域的休克患者，液体反应性差，过度复苏将会导致患者加重前负荷，增加患者死亡率[7]。选择恰当手段预测休克患者液体反应性，指导患者安全液体复苏是重症医学科一直研究的课题。近些年超声技术的迅速发展，超声可通过测量左心功能，动脉峰值流速呼吸变异度、下腔静脉内径及其呼吸变化率、右心功能等相关指标评估患者液体反应性。因其无创、快捷的特点，以及床旁超声的出现适合于评估危重症休克患者，超声心动图也逐渐成为临床上应用于预测患者液体反应性的重要手段。

2 超声评价左心功能

2.1 左心室大小左、右心室大小、下腔静脉内径等静态指标预测液体反应性的能力较弱，但在明显的低血容量性休克患者中，其有重要指导作用。左心室在超声心动图左室长轴切面测量的面积低于10 cm2，或收缩时两个乳头肌相连时，即心脏处于高动力状态，提示低血容量性休克[8]，可进行液体复苏。前负荷的增加会引起左心室的增大，但需要排除其他多个因素对左室的影响，如高血压等疾病，因此超声测量左室大小很难准确预测患者液体反应性。左室流出道内径的检查对于一些高血压和梗阻性心肌病的病人有重要意义。此类病人在脓毒血症并发低血容量性休克时，左室流出道更易狭窄，死亡率更高[9]。因此左室流出道流速及内径应引起重视，可为临床诊疗提供科学、准确的数据。

2.2 超声测量每博量变化超声心动图测量每博量变化是预测患者液体反应性的重要指标，血流是脉冲的，因此需要测量每次搏出的血量。若通过双平面法测量很难直接观测到每次搏出量的差异，SV则可以通过超声测量左室流出道的速度时间积分(Velocity-Time Integral，VTI)和直径来计算，公式为SV=SD×CSA，其中SD为左室流出道pw多普勒频谱下面积(可通过心尖五腔切面对应左室流出道的同一点追踪VTI)，CSA为左室流出道直径的平方×π(可由左室长轴切面获得，通过最小化扇区宽度和深度可优化视图，使得测量更加准确)。降低扫描速度，可在多个呼吸周期中观测到主动脉血流，选择最大和最小的VTI进行百分比的计算[10]。每博量变化超过14%阳性预测值高，低于10%则阴性预测值高，总体而言超过12%即可准确的预测患者液体反应性[11]。此类方式虽有一定的计算过程，但是准确率较高值得推荐使用。

3 超声测量动脉峰值流速呼吸变异度

动脉峰流速呼吸变异度的测量位置包括左室流出道、主动脉、颈动脉、股动脉和肱动脉。主动脉峰值流速呼吸变异度最早被研究与左室SV变化有很强的相关性。有证据表明：使用pw多普勒超声，将取样框放置于主动脉瓣或距主动脉瓣1 cm以内，可测量得出Vmax的变化率，与SV一样，主动脉峰值流速呼吸变化率大于12%即可预测液体反应性。但在临床实践中，由于重症患者受体位等因素的影响，技术层面上二者都难以保证标准切面测量，测量的准确性、可靠性存在很大争议[12]。颈动脉、股动脉、肱动脉的位置比较表浅，测量时干扰因素少，测量结果较为准确。近期的一篇Meta分析结果表明床旁即时超声测量动脉峰流速呼吸变异度评价患者液体反应性的合并敏感度为0.82[95%CI(0.80,0.85)]，合并特异度为 0.83[95%CI(0.80，0.85)]，AUC为0.90[95%CI(0.88,0.93)][13]，说明动脉峰值流速呼吸变异度对预测患者液体反应有重大价值的。动脉峰值流速呼吸变异度有着其自身的局限性，患者的自主呼吸或伴有某些疾病如心律失常、瓣膜性心脏病、右心室功能障碍等均可造成测量误差增大。随着重症超声的日益发展，动脉峰值流速呼吸变异度非常有希望能成为一个能够用于急诊判断患者液体反应性的可靠参数。

4 超声测量下腔静脉

4.1 下腔静脉直径下腔静脉(Inferior Vena Cava,IVC)的直径可通过剑突下四腔心切面，将M型模式光标放置距右房1.0～2.0 cm处测量，其中应注意光标需垂直于下腔静脉，防止测量误差[14]。目前研究表明，对于自主呼吸患者，下腔静脉直径与右心房压力密切相关，而机械通气的患者存在相互矛盾的发现，总体而言，若下腔静脉直径低于12 mm，通常对应右房压力也低于10 mmHg，较小的IVC直径说明患者是存在液体需求的。另有研究表明，下腔静脉形状也可引起预测液体反应性结果的改变[14]。

4.2 下腔静脉呼吸变异度超声测量IVC直径呼吸变异度是一种非侵入性的、易于获得的测量方式，可用于预测各类患者的液体反应性。下腔静脉呼吸变异度的测量是在测量其内径的基础上，观测下腔静脉随吸气时扩张呼气时减低，从而计算出塌陷率[15]。IVC超声波具有其他液体反应性测量工具不具备的优势，无创，费用低，广泛可用性，并可与心脏和肺的超声相结合。近些年来超声测量IVC直径呼吸变异度受到广泛关注，如吴敬医等人研究下腔静脉呼吸变异度大于22.5%、16%时，在预测休克患者液体反应性时即可有较高的敏感度及特异度[16]，对于预测液体反应性是存在一定价值的。下腔静脉呼吸变异度预测液体反应性也存在自身局限性，如易出现假阴性、假阳性。当受各种因素如呼吸机设置、患者的呼吸努力、肺过度充气、心脏功能以及腹内高压的影响时，预测患者液体反应性的效能将受到限制[17]，近期也有研究指出：IVC 直径的呼吸变化预测流体反应能力有限，尤其是在自发通气的患者中。阴性结果不能用于排除液体反应性。由于各个研究结果之间相互矛盾，超声测量下腔静脉呼吸变异度预测液体反应性的准确性目前仍存在较大争议。在临床实践中，可用IVC呼吸变异度作为常规指导参数，制定诊疗方案时，需考虑结合其他指标如心肺功能的检查，指导急性疾病患者的液体复苏。

5 超声评价右心功能

右心功能相对于左心功能，在临床实践中常被忽视。然而近些年越来越多的研究发现右心不仅是一个通道，右心功能的评估也具有重要临床价值，例如在急诊循环障碍的重症患者中，右心功能的评估决定了血流动力学的诊疗方案的制定[18]。右心和左心不同，有自己的特性，一般静息状态下，右心处于无张力容积的生理状态，当右心功能出现障碍，即右心前负荷增加伴收缩能力不足，静脉血回流入右心，右心室不能将血液泵入肺，此时左心博出量不会增加，患者无液体反应性，液体复苏不能改善患者的组织灌注。

为进一步探究右心功能与患者液体反应性的关系，超声心动图观测相应的右心功能指标，例如：右心大小、三尖瓣环收缩位移(Tricuspid annular displacement，TAPSE)、右室面积变化率(Fractionalarea change，FAC)、以及三尖瓣环组织多普勒频谱等指标。超声心动图测量时应采用以右心为主的心尖四腔切面进行测量[18]。研究表明，液体负荷前TAPSE ≥ 15.5 mm为阈值预测液体反应性的灵敏度为0.829，特异度为0.745[19]。目前右心功能在预测液体反应性上的研究尚少，之前对于液体反应性的研究选择忽略右心，但在重症血流动力学的应用于休克患者液体复苏的诊疗过程中逐渐发现，右心功能是不可忽视的一个关键环节。

6 小结

近年来，超声医学科与重症医学科的联系日益紧密，超声机器技术的不断进步为临床诊疗过程提供了越来越大的帮助。超声测量重症患者液体反应性从而制定补液策略在最新的指南中被列为重症超声重点发展项目[20]。本文介绍了超声心动图预测危重患者液体反应性的相关指标及机制，从左心功能、动脉峰值流速变异度、下腔静脉呼吸变异度到右心功能。超声心动图对于液体反应性研究逐渐深入，从静态指标到动态指标，超声对于液体反应性的评估也变得更加准确和全面。

在机械通气的患者中，由于胸腔内压力周期性波动引起左心室的容量负荷增加，心脏收缩力增加使得主动脉血流速度加快以排出更多的血，引起了呼吸周期内某些指标的动态变化如主动脉峰值流速呼吸变异度。因此我们推测二尖瓣瓣环的组织多普勒频谱收缩峰S以及随呼吸变异度是否也能反应左心功能预测患者液体反应性，以及类比可得三尖瓣瓣环组织多普勒频谱可评估右心功能，从而评价液体反应性。目前心脏功能动态指标在液体反应中的的研究尚不足，仍需要进一步前瞻性研究。

超声评估液体反应性的各项指标之间的联系尚未清楚，如右心功能障碍是否会导致其他指标的测量误差，如何消除这些误差，有望在下一个研究阶段我们将各项指标联合起来，建立一个超声评估模型，更加全面、准确的评估液体反应性。超声评估液体反应性目前已成为ICU医师为重症休克患者制定补液策略时的重要工具，评估超声各项动态指标以全方面评估重症患者液体反应性仍然是值得我们研究的重点。