从重症医师视角解读休克、容量管理以及血流动力学监测

【摘要】休克是患者入住重症监护病房的主要原因之一。不同类型的休克(低血容量性、分布性、心源性和梗阻性)可能会有完全不同的治疗策略。液体治疗是低血容量性休克和分布性休克患者的主要治疗策略之一。

适当的液体治疗可能会挽救患者的生命，液体使用不足(或过量)可导致更多的并发症，包括器官衰竭、低容量、容量超负荷从而导致死亡。目前，重症医师可以获得包括病史、体格检查在内的的各种临床信息，并使用特定的监测设备监测患者的血流动力学的状态。

尽管对这些信息进行及时和适当的分析可以促进充分的液体复苏，但对这些数据的误解也可能会增加患者的死亡率和并发症的发生率。这篇叙述性回顾阐述了评估液体反应性和耐受性最常用的血流动力学监测方法及其优缺点。

【简介】

休克是氧输送和氧耗之间的不匹配，如果不及时纠正，会导致更高的死亡率和更多的并发症。因此，休克可导致单器官或多器官衰竭，特别是对那些高需氧量的器官而言。

在所有类型的休克患者中，精神状态改变、尿量减少、乳酸生成增加和皮肤变化(例如，低血容量性和分布性休克中的皮肤花斑和毛细血管再充盈时间延长，心源性休克中皮肤寒冷和潮湿)是常见的临床表现。不同类型休克的主要病理生理机制是不同的。

四种主要休克类型如下：(1)低血容量性休克(16%)是由体内或体外容量丢失或失血引起的，通常依靠及时和充分的输血和静脉液体复苏来解决。(2)心源性休克(16%)与心律失常、充盈压升高或心肌收缩力下降引起的泵衰竭有关。

(3)分布性休克(62%)与血管舒张和炎症有关(例如脓毒症、肾上腺或甲状腺功能不全或过敏反应)。(4)梗阻性休克(2%)则由循环系统阻塞(如血栓、肿瘤或空气)或外部压迫(如心包填塞或张力性气胸)引起(表1)。其他类型的休克(如神经源性)较少发生，此处不再讨论。

在心源性休克和梗阻性休克中，心输出量减少是导致循环衰竭的病理生理机制。相反，相对和（或）绝对的血管内容量减少是造成分布性和低血容量性休克临床表现的主要原因。因此，液体和血管加压药物治疗被认为是血流动力学不稳定的低血容量和分布性休克危重患者复苏的基础。

约50%的血流动力学不稳定（是指血流动力学指标的异常或变化导致局部和整体灌注不足的情况）患者对液体负荷的反应是每搏输出量和心输出量的增加。

尽管在休克期间恢复和补充血管容量是必要的，但越来越多的证据表明，不必要的液体治疗是有害的，会增加多器官衰竭的风险。

因此，在所有危重病人的复苏阶段，确定何时停止输液和开始降阶梯治疗是至关重要的。肾脏是对休克时的血流动力学状态变化最为敏感的器官之一。虽然有效血容量减少常常可致急性肾损伤（AKI），但高容量(导致静脉淤血)也是肾衰的主要危险因素。

根据休克类型，有效循环血容量减少、肾充血、肾毒素释放和过度的炎症反应都是公认的AKI的主要原因。因此，恰当的休克治疗不仅可预防中重度AKI的发展，也可减少对肾功能的长期不良影响。

本文将描述目前关于液体治疗的建议，以及如何使用血流动力学监测工具优化低血容量性休克和分布性休克危重患者的评估和容量管理。

一、优化液体复苏

Frank-Starling曲线描述了心肌收缩力随心肌细胞初长度（前负荷）的变化而发生的改变。因此，静脉回流量发生变化时，每搏输出量或多或少都会发生变化，变化程度取决于心功能的完整性(图1)。

心功能正常且后负荷稳定时，静脉回流量的增加使心肌细胞拉长，从而增加心肌收缩力，使心脏射血更多，从而增加每搏输出量。处于曲线平坦部分的患者对前负荷和静脉输液的变化不太敏感，表明缺乏对液体的反应性。

对液体反应较差的患者血管外肺水是增加的，临床表现为肺水肿。相反，在曲线陡峭部分的患者对前负荷的变化非常敏感，补液后会表现出每搏输出量和心输出量增加。

许多年前提出的这些生理学概念使我们能够理解前负荷、每搏输出量和心输出量之间的复杂关系。综合考虑后负荷和心肌收缩力状态评估患者的容量反应性，能够确定补液对心输出量的影响，有助于确定休克的最佳治疗方法。

最佳复苏策略是恢复足够的每搏输出量以改善组织灌注(和氧输送)，同时避免高容量负荷导致的静脉淤血和器官水肿相关的并发症。

虽然扩容在短期内可以挽救生命，但并非每个存在液体反应性的患者都是低血容量性的，有的可能不一定需要扩容。简而言之，有容量反应性不等于容量不足。

1、全身静脉淤血

器官灌注受全身动脉血压、血管内容量状态、心输出量和静脉压力的影响。在组织层面，跨毛细血管床的压力梯度是维持最佳灌注的重要因素。容量超负荷、充血性心力衰竭和肾衰竭是静脉淤血的三个常见原因。

越来越多的证据表明，静脉淤血对临床结果有负面影响，它可以影响到每个器官。对肺部的影响是肺水肿、胸壁水肿和机械通气时间延长。其他有害影响包括肝脏淤血、腹腔间隔室综合征、腹壁水肿、肠梗阻、肾间质水肿、舒张功能障碍和心肌抑制。

容量超负荷、肾充血或肾包膜内压力升高可导致AKI。肾小球超滤需要的驱动压梯度约为10 - 15mmHg。肾内高压可增加肾小管周毛细血管周围间质的压力。肾间质压力的轻微升高可显著降低肾小管周围毛细血管灌注，导致肾小管缺血。

肾充血或水肿既可能是休克的直接结果，也可能是休克治疗带来的问题。

静脉淤血、肾容量增加和肾内高血压之间密切相关。实际上，在所有血流动力学变量中，中心静脉压(CVP)升高是肾功能恶化的最强有力的预测指标之一。

静脉淤血可能是积极液体复苏、心力衰竭、肺动脉高压或脓毒症的结果。减少肾充血和腹腔内高压也可降低AKI的风险并加速其恢复。

2、液体治疗策略

液体治疗的“4D”(药物、持续时间、剂量、降级)是重要的概念，在休克治疗的不同阶段（抢救、优化、稳定和降级）有所不同。休克治疗的基础是以正确的速度（或合适的量）输注最合适的液体，并在患者开始恢复时排出多余液体。

液体管理策略涵盖了从严格的流程化治疗到更精细化、个体化治疗的不同方案，以及从保守(干)到自由(湿)的液体管理策略。

例如，CVP目标在保守策略中平均为4-8 cm H2O，而在自由策略中可能为8-12 cm H2O。关键的问题是，到底是哪一种策略能带来最好的临床效果。

在过去的二十年里，液体治疗策略不断发展。2001年，Rivers等人报道了一项单中心（美国城市急诊科）、随机对照试验，对脓毒性休克患者的早期目标导向治疗与常规治疗进行了比较。

早期目标导向治疗包括6小时的复苏方案，通过静脉输液、血管活性药使用和输注红细胞来达到动脉血压、CVP、中心静脉氧饱和度和血红蛋白水平的预定目标。

结果发现干预组的死亡率较对照组明显降低(31% vs. 47%)。这一研究结论促使世界各地的许多机构采用这种早期目标导向的治疗方法。

另外三项研究(ARISE、PROCESS和PROMISE)对早期目标导向治疗模式提出了质疑(附表1)。

这些研究将早期目标导向治疗与常规治疗进行了比较，发现死亡率并没有差异。2017年，有研究者针对这三项多中心试验的患者数据进行了荟萃分析，旨在提高统计功效，并探索早期目标导向治疗效果的异质性。

与常规治疗相比，早期目标导向治疗对重症监护和心血管支持的需求更大。尽管早期目标导向治疗组的平均费用较高，但其他结果并没有显著差异。亚组分析显示，对于休克较严重的患者，或在常规复苏期间较少使用血管加压药或液体的医院，早期目标导向治疗没有任何益处。

此外，另一项比较急性肺损伤中两种液体管理策略的随机对照研究发现，与自由液体管理策略组患者相比，保守液体管理策略组的患者不使用呼吸机天数显著延长，住院时间显著缩短，但死亡率没有差异。

事实上，在另一项随机试验中作者发现，与目前的标准治疗相比，超保守的液体治疗策略显著减少了肾功能恶化。Myles等人比较了接受腹部大手术患者围手术期的保守和自由液体管理。

虽然主要结局(即1年无残疾生存)没有差异，但自由静脉输液组患者的AKI和伤口感染较少。总之，保守的液体管理策略似乎与较低的成本、较短的重症监护病房(ICU)住院时间和更多的无呼吸机天数有关，而不影响死亡率。

3、复苏的终点

复苏终点对指导治疗具有重要的意义。急危重患者中需要快速恢复组织灌注，但不幸的是，没有单一的指标能确保有足够的氧气输送或充足的器官灌注。

传统上，尿量、血乳酸水平和平均动脉压的动态监测可以指导和评估复苏的效果，但目前复苏的最佳终点仍然存在争议，因此，需要一种结合不同参数的多模式的评估方法，包括心输出量和静脉充血评估。

二 容量状态的评估

全面评估容量状态是至关重要的，一方面可以优化有效循环血容量和心输出量，同时也可避免容量过负荷。

全面地评估体液状态需要同时对大循环(有效血容量、平均全身充盈压和平均动脉压；心脏收缩能力;肝、肾、肠间隔压力;以及腹腔和胸腔内压)和微循环(毛细血管通透性和灌注、糖萼层的完整性和组织水肿)进行评估。

(平均体循环充盈压定义为无血液运动时循环系统存在的平均的压力。平均体循环充盈压和右心房压的差值决定了血液到右心房的回流。)

尽管这一评估复杂而具有挑战性，但重症医师仍可使用一系列的工具来更好地评估患者血管内和间质的实际容量状态(图2)。

1、 病史、体格检查和生物标志物

获得全面的病史应确定主要的休克类型，进而可用于制定液体管理策略(例如，低血容量性和分布性休克状态时需要补液，阻塞性和心源性休克时则不需要补液或限制补液)。

休克的体征包括精神状态改变、毛细血管再充血时间增加或皮肤花斑，这些可作为诊断休克的首选指标。此外，中心静脉淤血的征象(如颈静脉扩张、水肿和肺部啰音)通常表明血管内容量超负荷;皮肤苍白、弹性降低以及窦性心动过速通常表明需要补充血容量。

灌注相关的血指标检测，如乳酸和肾素，也从另一个角度提示需要对休克患者进行紧急干预。

在休克患者中，急性和慢性肾功能不全是常见的，休克不及时加以纠正也会导致肾功能不全。由于肾脏对灌注不足非常敏感，尿量少和肾功能恶化可能标志着灌注不足。因此，通过适当的复苏，尿量和肾功能通常会得到改善。

事实上，在某些情况下，以尿量为观察对象的液体疗法与AKI发生率显著降低有关。因此，强调肾功能衰竭在休克监测和评估中的特殊作用是很重要的。

肾功能不全相关的几种并发症可影响休克的处理，包括酸碱失衡导致呼吸驱动和对血管活性药物反应的改变，电解质紊乱导致的心律失常、心肌功能障碍、肌肉无力和横纹肌溶解，

血管张力改变，凝血功能障碍(如高凝和血小板功能障碍)，毒素或者药物(例如地高辛和万古霉素)清除率下降，液体潴留。

2、 监测

粗略的监测工具通常用于休克的治疗和液体管理的决策过程中。这些监测变量包括血压、心率和呼吸频率的连续监测，血氧饱和度测量、呼气末CO2和尿量，还有连续超声心动图监测。

尽管这些变量应用广泛，但它们往往缺乏足够的灵敏度和特异性来区分容量不足、正常容量状态和容量过负荷。

更先进的血流动力学监测和液体状态评估工具可分为无创工具(例如：超声检查和液体治疗后心输出量的变化)和有创工具(例如：肺动脉导管或CVP和通过留置动脉导管监测动脉压)。

有创监测工具存在放置时的不适、感染和出血等并发症。因此，无创血流动力学监测仪在急诊科和ICU都是一个很有吸引力的概念。附表2概述了监测工具和方法。

通过这些设备和技术可以得出静态和动态变量。静态变量与液体状态或反应性有关，是间歇性测量的。

动态评估是连续测量的，通常包括心输出量监测。通常认为，液体反应性评估中动态指标优于静态测量。

①静态的监测

当测量和解释“点”的参数时，它们被称为静态变量。假定中心充盈压力反映左室舒张末期压力，可替代左室舒张末期容积(即左室前负荷)。

然而，左室舒张末压力与容积并非线性关系，这种关系也不是固定不变的，在冠状动脉灌注不足和心肌功能障碍的患者中可能会发生剧烈变化。

因此，如果充盈压力被用作左室舒张末期容积(前负荷)的替代指标，它们通常会导致对容积状态的误解。

在大多数复苏方案和指南中最常用的静态测量指标是CVP。然而，CVP指导液体治疗决策的可靠性存在争议，因为在瓣膜病变、右室功能障碍、肺动脉高压和正压机械通气引起胸内压变化时，生理水平的CVP存在差异。

事实上，对包括803例患者在内的24项研究的系统回顾表明，CVP与有效血容量之间的相关性非常差，因此，CVP本身和CVP的变化都不能预测对液体治疗的血流动力学反应。

肺动脉导管在20世纪60年代初步发展后，于1970年被引入临床实践。在床边监护仪上显示的压力波形的引导下，无需透视即可通过中央静脉导管鞘将肺动脉导管插入右心并从右心插入肺动脉。

肺动脉导管获得的压力信息包括CVP、右心室收缩压和舒张压、肺动脉收缩压和舒张压、肺动脉闭塞压(左心房压力或左心室舒张末期压力的替代指标）。

肺动脉导管也可以根据Stewart-Hamilton方程使用连续或间歇热稀释技术测量心输出量。肺动脉导管的使用在20世纪80年代和90年代达到顶峰，但由于其侵入性和随后的随机对照研究表明没有明显的疗效，其使用在逐渐减少。

一项涉及26家医疗机构中433名患者的随机对照试验评估了肺动脉导管的安全性以及是否可以改善严重复发性心力衰竭住院患者的临床结局，作者并没有发现肺动脉导管对包括死亡率在内的临床结果有任何影响。

事实上，肺动脉导管的使用与较高的不良事件发生率相关。然而，该试验特别排除了研究人员认为可能受益于肺动脉导管的患者。它也由经验丰富的医师作为调查员进行，他们在评估和管理心力衰竭方面经验丰富。

在一项针对急性呼吸窘迫综合征患者的随机试验中，使用肺动脉导管与液体管理流程相比没有显示出任何益处。然而，它明显与较高的并发症发生率相关。

1996年发表的另一项队列研究探讨了在ICU入院前24小时内使用右心导管与随后的生存率、重症监护时间和护理费用之间的关系。结果显示，右心导管置入与较高的死亡率和资源利用率相关。

因此，在对5051例患者的系统评价中，研究人员得出结论，肺动脉导管的使用不会使患者受益，也不会影响临床结果。

尽管如此，我们的观点是，临床专家使用CVP和肺动脉导管可能在特定情况和适当的环境下会有所帮助。

例如，接受过心脏手术或患有右心室梗塞、急性肺栓塞或心脏填塞的患者。在这些情况下，CVP可以作为右心室功能的标志，而不是容量状态的指标。

此外，肺动脉导管也可用于混合性休克状态或其他诊断评价信息不足的情况。事实上，熟悉CVP和肺动脉导管使用及了解其局限性的心胸外科医生、重症监护医师和麻醉师可以识别不准确的趋势，并相应地调整治疗计划。

随着右心功能障碍发病率的增加，肺动脉导管确实有可能复兴，这一次专门用于评估右心的生理状态，而不是像以前那样评估左心功能。

②动态的监测

液体反应性的动态指标一直被证明优于静态指标。与充盈压的静态测量不同，动态监测变量可以了解心血管系统对循环血容量和心肌前负荷变化的反应。

虽然动态评估比静态措施更有效，但难度更大，而且往往需要一些先决条件才能可靠。下面，我们将描述一些更常用的动态指标。

评估容量反应性的液体负荷试验使用快速输注的液体来确定心输出量的变化。在一项系统评价中，只有一半的患者对液体负荷有反应，而另一半则没有受益，而且可能受到伤害(例如：容量超负荷)。

脉压，即收缩期和舒张期动脉压力之差，随每搏输出量的变化而变化;因此，它可以作为每搏输出量的替代指标。

正压通气时胸内压的变化使脉压随呼吸周期的变化而变化，而胸内压的变化本身又导致静脉回流的变化。当患者有液体反应时，增加前负荷增加可以使他们的心输出量增加。

在整个呼吸周期中，前负荷的微小变化会导致每搏输出量的变化，从而导致脉压的变化。因此，脉压变异度可以通过患者当前在Frank-Starling曲线上的位置来区分液体反应性和液体不耐受。

几项研究表明，脉压变异度为13%-15%时与液体反应性密切相关。脉压变异度指数=（最大脉压-最小脉压）/平均脉压，通常取三个或三个以上呼吸周期的平均值。

需要注意的是，当患者接受 “完全”或“被动”机械通气时潮气量至少8 - 10ml /kg，有右心衰，或有与搏动变化相关的心律失常(如心房颤动，胸腔开放伤口，以及肺顺应性严重降低的患者)时，它是不可靠的。

因此，目前测量脉压变异度的方法可能仅适用于ICU患者中的特定亚组病人。同样，当患者对液体有反应时，呼吸周期中的每搏输出量也会发生变化。因此，如果可以测量机械通气患者的每搏量，其变化可用于临床。

事实上，研究一致表明，呼吸周期中的每搏输出量变异度>10%与液体反应性有关。呼吸周期中的每搏量变异度=（最大每搏输出量减-最小每搏输出量）/平均每搏输出量。

由于机械通气中呼吸周期内的每搏输出量变异度与脉压变化具有相同的局限性，因此临床医生可以采用主动改变前负荷的其他条件来作为替代方案。

这些备选方案包括但不仅限于以下内容。(1)增加液体负荷：在此过程中，单次快速输注液体体会导致前负荷增加。在一些对液体有反应的病人中，单次快速输注液体会使得每搏量增加10%。

(2)被动抬腿：进行被动抬腿动作的以下步骤对于有效评估很重要。头部抬高45°的时候测心输出量。接下来，不接触患者的情况下调整床位，使头部降至水平位置，并将腿抬高至45°-60°，重新测量心输出量。将患者恢复到初始位置后，再次评估心输出量以确认其恢复到基线。

一般来说，下肢静脉中大约有150-300ml的血液。被动抬腿操作用这150-300ml的容量来评估增加前负荷对每搏输出量的影响。在机械通气呼气末暂停15秒，胸内压力下降导致前负荷增加，导致有容量反应性患者的每搏量增加＞15%。

如上所述，每搏输出量可以通过使用侵入性和非侵入性工具测量。无创心输出量监测仪使用的是生物阻抗技术，通过测量胸腔内的血液流通时的振荡电流来测量心输出量。这些装置将电流频率的变化转化为血流动力学信号，包括每搏输出量、心输出量和每搏输出量的变化。

不幸的是，一些研究表明，与热稀释等标准技术相比，该技术的可靠性较低。相比之下，床旁超声心动图可以提供心室和瓣膜功能的全面评估，以及每搏输出量和心输出量的测量。心输出量可以通过测量左心室流出道VTI来计算。

VTI与左心室流出道横截面积的乘积等于每搏输出量，再乘以心率即为心输出量。虽然这是评估每搏输出量的有用工具，但它具有较高的变异度和较低的可靠性，除非由经验丰富的临床医生完成。现代超声设备可以自动化这一过程，提高其可靠性。

机械通气患者呼吸周期中下腔静脉(IVC)直径变异度是一种动态评估血管内容量的方法。使用床旁超声(POCUS)可以在吸气和呼气结束时测量下腔静脉直径。

下腔静脉扩张指数=（下腔静脉最大直径-下腔静脉最小直径）/下腔静脉最小直径，一些现代超声机可完成自动计算。

尽管下腔静脉扩张指数>18%是液体反应性的良好指标，但它仅在特定亚组患者中具有预测价值，类似于上文所述的脉压变异度和每搏输出量变异度。

另一项表明分布性休克期间液体复苏不充分的测试是识别同时抽取的静脉血和动脉血样本中的二氧化碳分压差（即ΔPCO2）增加。该变量与二氧化碳产生直接相关，与心输出量呈负相关。当CO2生成和心排血量正常时，

ΔPCO2为2 - 6mmHg。然而，在分布性休克期间，如果心输出量低且供氧不足，ΔPCO2升高至6 mm Hg以上。在这种情况下，扩大前负荷而不是使用血管加压药物可以改善心输出量，从而降低ΔPCO2。

三、床旁超声在液体评估中的作用

近十年来，重症监护医师对POCUS的应用急剧增加。通过适当的培训和管理，POCUS可以提供及时和关键的信息。

如上所述，对休克患者进行全面的POCUS体格检查可以确定基本的血流动力学指标(例如：每搏输出量、心脏收缩力和瓣膜疾病)。此外，POCUS可以评估器官淤血和液体耐受性。

肺超声检查可以评估肺血管外肺水和胸腔积液。因此，对呼吸衰竭患者进行肺部和心脏超声的全面评估可以使鉴别诊断范围更小。

多普勒对门静脉、肝静脉和肾实质内静脉血流模式的检查是一种评估静脉淤血的新方法(图3)。门静脉和肾实质内静脉的血流通常是无搏动的。

一些研究表明，这些血管中的搏动性血流可能是静脉淤血的标志，并与血管末端的器官损伤有关。在肝静脉中，血流受右心房压力变化的影响。当右心房顺应性因RA压力升高而降低时，肝静脉收缩期血流量下降。

这反过来又导致肝静脉收缩期-舒张期血流比值的降低或倒置(血流正常时比值大于1，静脉淤血时比值小于1)。在静脉极度充血时，血液在收缩期逆流到肝脏。

一项针对接受体外循环手术患者的单中心前瞻性队列研究显示，即使经过多变量校正，门静脉和肾实质静脉内的搏动性血流仍提示存在器官淤血，也与AKI风险独立相关。

此外，另一项研究中发现，与肾实质静脉内连续性血流的患者相比，搏动性血流的患者死亡率和心力衰竭相关的再入院比例明显增加。

静脉淤血超声分级系统(VEXUS)是一种联合应用多个床旁超声标记物的分级系统，用于评估严重的静脉淤血，即IVC直径和门静脉、肝静脉和肾实质静脉血流模式。

在一项对心脏手术后患者的调查中，作者报道VEXUS可以作为术后AKI的独立预测因子。

然而，VEXUS评分系统目前尚未广泛使用，因为它在技术上具有挑战性且更加耗时。然而，随着进一步的临床验证和确定其在患者护理中的确切作用，基于相同生理学概念的更简单版本可能被采用到临床实践中，特别是用于评估更复杂的患者。

休克患者的血容量达到并维持等容状态是血流动力学治疗有效的主要目标之一。然而，尽管我们对液体复苏和相关技术的理解取得了巨大进步，但可靠地达到液体平衡仍然具有挑战。我们相信，多个变量的联合评估可能会改进病人的治疗。

这些变量包括从仔细询问病史和完善体格检查、静态和动态血液动力学测量、POCUS参数和血清生物标志物指标中获得的各种信息。

临床医生进行液体治疗根本目标仍然是确定患者是否存在液体反应性，还应避免对那些液体超负荷风险很高的患者进行液体治疗。

CJASN 17: 706–716, 2022. doi: https://doi.org/10.2215/CJN.14191021