比较超声心动图指标在不同呼气末正压机械通气模式下预测容量反应性的情况

黎代强，陈 琳，缪锦松，林泽华，肖 军

（贺州市人民医院重症医学科，广西 贺州 542899）

容量反应性是评估重症需行机械通气患者液体复苏的重要指标之一，其能够提示患者的液体需求量，避免过量或过少的液体复苏。有研究表示，在重症监护病房（ICU）的脓毒血症及感染性休克患者中有43.5%呈现容量反应性[1]。正确评估患者的容量反应性，能够有效指导液体复苏的量和速度，减少不必要的液体超负荷，降低并发症发生率。传统的评估方法如中心静脉压（CVP）、肺动脉楔压（PAWP）等存在许多限制，容量反应性的评估方法也在不断发展。近年来，越来越多的研究表明，通过超声技术测量下腔静脉膨胀指数（dIVC）变异度和吸气末最大直径（IVCmax）等指标可以有效评估容量反应性[2-3]。同时，机械通气过程中容量液体管理常常是一个困扰临床医师的难题，了解患者是否存在容量反应性对于选择合适的呼气末正压（PEEP）机械通气模式非常重要[4]。因此，本研究旨在分析超声心动图指标在不同PEEP 机械通气模式下预测容量反应性的情况，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2020 年11 月至2022 年8 月于贺州市人民医院ICU 进行救治的需行有创机械通气治疗的50 例患者，其中男性27 例，女性23 例；年龄23～75岁，平均（46.48±13.54）岁；急性生理和慢性健康评分系统（APACH Ⅱ）评分5～18 分，平均（12.43±3.22）分。其中6 例患者由于出现容量超负荷反应予以终止负荷试验，最终得到反应组和无反应组负荷试验患者分别为24、20 例。纳入标准：需行有创机械通气治疗；有液体治疗需求；有完整的超声心动图检查记录；没有使用过或已撤离血管活性药物；有窦性心律。排除标准：右室功能障碍明显，右心脏功能衰竭、三尖瓣返流；存在补液试验禁忌证；合并主动脉瘤、先天性心脏畸形；存在腹腔高压，经导尿管测膀胱压＞12 mmHg；重度急性呼吸窘迫综合征，需小潮气量及持续高PEEP 通气；闭合性颅脑损伤。研究经医院医学伦理委员会批准，患者家属均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 设置机械通气模式及参数 利用呼吸机（美国Carefusion 公司，型号：VELA）在辅助/控制通气（A/C）模式下[其中机械通气指征潮气量（VT）为6～8 mL/kg 体质量]，对充分镇静后的患者进行有创机械通气。通过调整呼吸频率，维持动脉血二氧化碳分压（PaCO2）35～45 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），初始PEEP 值设置为0 cmH2O，测量及记录呼吸指标气道平均压（Pmean）、气道峰压（Ppeak）等，同时进行经胸心脏超声（TTE）检测，记录心排血量（CO）、IVCmax及dIVC 等超声指标。利用GE DASH 4 000 监测仪（美国GE 公司，型号：DASH4000）常规监测心率（HR）、血压（BP）、心电图（ECG）、血氧饱和度（SpO2）等指标，然后进行容量负荷试验，并再次对上述呼吸指标与超声指标进行测量与记录。随后对PEEP 进行设置，分别增加至PEEP=5、10、15 cmH2O 时并维持至少5 min 后再测量并记录上述呼吸指标与超声指标；同时，观察呼吸机显示患者的气道压，在Pmean＞35 cmH2O（Ppeak＞45 cmH2O）（1 cmH2O=0.098 kPa）时停止试验。

1.2.2 容量负荷试验阳性标准[5]20 min 内通过中心静脉导管向患者静脉快速输入500 mL 生理盐水，按100、100、300 mL 依次进行。TTE 测量CO 增加量，CO 增加量以15%为界， ≥ 15%时，为有容量反应性，反之为无容量反应性。若患者出现如气急明显加重、肺部湿啰音增多等容量超负荷的临床现象，立即停止补液试验。

1.2.3 指标检测 用床旁便携式超声仪（美国Sono Site公司，型号：M-Turbo），在完全机械通气控制模式下，以1～5 Mz 宽频相控阵探头测量。①CO：TTE 于胸骨旁左室长轴测量主动脉瓣环直径（AoD），计算主动脉瓣环区域（Aa），Aa（cm2） = （π×AoD2） / 4；于心尖五腔或三腔心切面得到左室流出道或主动脉瓣口频谱，并描记主动脉瓣流速时间积分（VTI），然后计算左室每搏量（SV），SV（mL） = VTI×Aa；CO = SV×HR。②IVCmax与IVCmin：二维超声经剑突下视角，距肝静脉汇入下腔静脉近心端旁2 cm 处测得吸气末最大直径（IVCmax）、呼气末最小直径（IVCmin）等参数，计算下腔静脉膨胀指数（dIVC），dIVC = （IVCmax-IVCmin） / IVCmin） × 100%。每个观察指标均测3 次，最终取平均值。

1.3 观察指标①对比有无反应组患者在PEEP=0 cmH2O时，容量负荷试验前后Pmean、Ppeak、CO、IVCmax及dIVC；②容量负荷试验后，随PEEP 递增，对比有无反应组患者Pmean、Ppeak、CO、IVCmax及dIVC 的变化；③ROC 曲线评估IVCmax与dIVC 在不同PEEP 机械通气模式下对ICU 行机械通气患者容量反应性的预测价值。

1.4 统计学方法采用SPSS 23.0 统计学软件处理数据，计量资料均经K-S 法证实符合正态分布且方差齐，以(±s)表示，采用t检验；利用ROC 曲线评估IVCmax与dIVC 在不同PEEP 机械通气模式下对ICU 行机械通气患者容量反应性的预测价值。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同PEEP 值对患者呼吸指标及TTE 指标的影响PEEP=0 cmH2O(试验前)时，Pmean、Ppeak、CO 在有无反应组两组间比较，差异无统计学意义（P＞0.05），无反应组IVCmax显著高于反应组，dIVC 显著低于反应组；且与PEEP=0 cmH2O（试验前）比，PEEP=0 cmH2O（试验后）时两组dIVC 显著降低，PEEP=0 cmH2O（试验后）时，无反应组Pmean、Ppeak、dIVC 均显著低于反应组，IVCmax显著高于反应组；两组患者Pmean、Ppeak、IVCmax随PEEP 增大均呈逐渐升高趋势，而CO、dIVC 随着PEEP 的增大呈逐渐降低趋势；且PEEP=10 cmH2O 时无反应组Pmean高于反应组，Ppeak低于对照组，PEEP=5、10、15 cmH2O 时无反应组IVCmax高于反应组，dIVC 低于反应组，差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表1。

表1 两组患者不同PEEP 值的气道压力及TTE 测量参数比较(±s)

表1 两组患者不同PEEP 值的气道压力及TTE 测量参数比较(±s)

注：与PEEP=0 cmH2O（试验前）比，*P＜0.05；与PEEP=0 cmH2O（试验后）比，#P＜0.05；与PEEP=5 cmH2O 比，△P＜0.05；与PEEP=10 cmH2O 比，▲P＜0.05；PEEP：呼气末正压；Pmean：气道平均压；Ppeak：气道峰压；IVCmax：吸气末最大直径；dIVC：下腔静脉膨胀指数；CO：心输出量。1 cmH2O=0.098 kPa。

指标 组别 例数 PEEP(cmH2O)0( 试验前 ) 0( 试验后 ) 5 10 15 Pmean(cmH2O)反应组 24 6.33±0.61 6.44±0.23 10.74±0.62*# 15.26±1.34*#△ 20.76±2.02*#△▲无反应组 20 6.23±0.55 6.16±0.42 10.48±0.63*# 16.38±0.87*#△ 20.51±1.88*#△▲t 值 0.566 2.804 1.375 3.213 0.422 P 值 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 Ppeak(cmH2O)反应组 24 12.86±1.48 13.77±1.68 20.63±2.75*# 26.18±2.42*#△ 30.30±1.92*#△▲无反应组 20 12.08±1.33 12.21±1.65 20.48±1.53*# 24.43±1.15*#△ 30.32±1.60*#△▲t 值 0.864 3.092 0.217 2.963 0.037 P 值 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 ＜0.05 ＞0.05 IVCmax(cm)反应组 24 1.51±0.28 1.54±0.29 1.59±0.32 1.71±0.26# 1.75±0.28#无反应组 20 1.72±0.31 1.75±0.31 1.82±0.33 1.95±0.30* 1.98±0.32*#t 值 2.360 2.318 2.341 2.843 2.543 P 值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 dIVC(%)反应组 24 27.65±6.37 17.32±3.26* 15.26±2.64*# 14.68±1.86*# 13.88±2.41*#无反应组 20 19.85±3.24 13.76±2.17* 12.68±2.11* 13.24±2.24* 12.46±2.02*t 值 4.961 4.170 3.529 2.331 2.092 P 值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05反应组 24 5.89±0.63 6.17±0.74 5.87±0.72 4.76±0.80*#△ 3.59±0.92*#△▲无反应组 20 5.66±0.59 5.86±0.65 5.48±0.57 4.35±0.62*#△ 3.19±0.76*#△▲t 值 1.241 1.461 1.962 1.870 1.552 P 值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 CO(L/min)

2.2 ROC 曲线评估IVCmax、dIVC 对不同PEEP 机械通气模式下容量反应性的预测价值ROC 曲线显示，PEEP=10 cmH2O 时，IVCmax的AUC 最大为0.720；PEEP=0 cmH2O 时，dIVC 的AUC 最大为0.847，见表2、图1。

图1 IVCmax、dIVC 评估不同PEEP 机械通气模式下容量反应性的ROC 曲线

表2 IVCmax、dIVC 评估不同PEEP 机械通气模式下容量反应性的价值

3 讨论

在机械通气治疗中，PEEP 是一项常用的参数，其可以维持肺泡的稳定和防止肺泡萎陷，提高通气效率和氧合功能。不同的患者根据其具体情况，需要设置不同的PEEP参数，如果PEEP 设置过高，可能会对肺组织造成伤害；如果PEEP 设置过低，可能会导致氧合不足，影响患者预后。超声心动图检测可以帮助医师判断患者容量反应性，即预测患者是否需要进行液体复苏。在超声心动图指标中，IVCmax、dIVC 是一种常用的容量反应性预测指标；在机械通气治疗情况下，PEEP 设置的不同可能会影响IVCmax、dIVC 的预测准确性[6]。

在完全机械通气控制模式下，反应性是指患者对容量负荷的反应，即在给予液体输注后，患者的CO 指标是否有变化。CO 增加量≥ 15%时，有容量反应性，反之无容量反应性[7]。本研究中，反应组的IVCmax显著小于无反应组，Pmean、Ppeak、dIVC 均显著大于无反应组，说明反应组患者对容量负荷的刺激更加敏感，可能存在容量不足的情况；而无反应组患者则可能已经处于容量充足状态，因此对容量负荷的刺激反应较弱。

本研究中，两组患者Pmean、Ppeak均会随着PEEP 的增大而增大，原因在于，正压通气时，PEEP 使跨肺压力和胸腔膜压力增加，Pmean、Ppeak均会随之增加，但需注意，PEEP过高会引起肺部过度膨胀造成肺损伤。此外，本研究中两组患者CO 在容量试验后出现增加趋势，说明患者可能存在肺顺应性低下情况，肺伸展能力较差，而在试验后，CO随着PEEP 的增加而下降，说明PEEP 增加可能会增加肺泡的稳定性，防止肺泡萎缩，增强肺部顺应性，同时增加胸腔内压力，降低心脏的充盈，从而导致CO 下降，因此临床可将CO 作为评定心功能动态变化的指标。但随着PEEP升高，两组间比较，差异无统计学意义，可能是由于PEEP升高后，机体发生的补偿反应，弥补了PEEP 增加对机体循环的不利影响。

容量负荷试验后，随PEEP 的增大两组患者IVCmax呈逐渐升高趋势，且与PEEP=0 cmH2O（试验后）时比，反应组PEEP=10、15 cmH2O 时IVCmax均显著升高，而无反应组仅在PEEP=15 cmH2O 时的IVCmax均显著升高，且不同PEEP 时反应组IVCmax均低于无反应组，说明无反应组中，PEEP 对IVCmax影响较小，且会导致IVCmax对容量反应性的预测价值降低；随PEEP 的增大两组患者dIVC 呈逐渐降低趋势，且与PEEP=0 cmH2O（试验后）时比，反应组PEEP=5、10、15 cmH2O 时dIVC 显著降低，且不同PEEP 时反应组dIVC 均大于无反应组，与麦志伟等[8]、孙媛媛等[9]的研究结果一致。可能是由于呼气末IVC 直径和呼气前相比有增大，且幅度比吸气末大，所以PEEP 参数设置使dIVC 变小；但无反应组中随PEEP 的增大dIVC 变化不显著，原因可能是由于患者机体调节机制在患者容量充足条件下几乎不受PEEP 影响。

本研究中，ROC 曲线结果表明，IVCmax、dIVC 预测机体容量状况的准确性能良好，其中PEEP=10 cmH2O 时，IVCmax的AUC 最 大，PEEP=0 cmH2O 时，dIVC 的AUC最大。研究还发现IVCmax最佳临界点、AUC 在PEEP 值0～10 cmH2O 范围内增大，而dIVC 逐渐减小，说明呼吸机治疗能够有效改善肺容积，而AUC 在PEEP=15 cmH2O 时IVCmax出现降低趋势，dIVC 出现升高趋势，可能是因为，PEEP过高导致气道阻力增大、肺泡过度膨胀等因素影响了肺容积的变化，因此在临床实践中需注意PEEP 的选择与管理，以维持肺功能的最佳平衡状态，在适当范围内设置PEEP，可有效改善患者血流动力学[10]。

综上，IVCmax、dIVC 是评估有创机械通气患者容量反应性的可靠指标，具有一定的预测价值，当有反应组与无反应组患者在PEEP=0 cmH2O 时，dIVC 在容量负荷试验前后比较有显著差异；容量负荷试验后，随着PEEP 递增，Pmean、Ppeak、IVCmax水平呈增加趋势，CO、dIVC 呈降低趋势；在PEEP 0～10 cmH2O 时，IVCmax的AUC 随着PEEP 的递增而增加，PEEP 达到15 cmH2O 时，AUC 减小，dIVC 则相反。因此，IVCmax、dIVC 在不同PEEP 机械通气模式下可以准确预测进行有创机械通气患者的容量状况，机械通气治疗具有一定的优点，但根据本研究结果，建议在进行有创机械通气患者的容量评估时，应该考虑PEEP 因素并严格控制，尤其在PEEP 高于10 cmH2O 时需格外注意。本研究的不足之处包括样本量较小、研究对象来自单中心，未来需要来自多中心更多的临床病例中进行验证。