有效血流动力学监测

摘要

血流动力学监测是紧急护理环境中患者监测的核心。它在改善患者预后方面的有效性很难量化。本综述着重于监测相关复苏策略的有效性：（1）对围手术期新发心血管功能不全（CVI）进行非特异性预防的过程，实施特定监测。这种目标导向治疗与减少高危手术患者的围手术期并发症和住院时间有关。（2） 针对CVI患者的个性化复苏方法。这些方法包括动态测量以确定容量反应性和血管舒缩张力，限制液体和血管加压剂持续时间，缩短护理时间。（3） 使用机器学习方法进行血流动力学监测，预测可能的CVI。这些方法目前侧重于预测低血压。未来评估血流动力学监测的临床试验需要关注过程特定监测，该监测基于已知的能够改善以患者为中心的结果的治疗干预措施。

血流动力学监测的基本原理

血液动力学监测技术可以识别心血管功能不全（CVI），并指导个性化血流动力学治疗，与临床检查相结合，评估灌注充分性。实现这些目标的有效血液动力学监测应与改善预后相关联。尽管如此，除非结合适当且有效的治疗，否则没有任何血液动力学监测装置可以改善预后。临床数据表明，过量的液体复苏会恶化结果。在复苏期间使用液体反应性的动态变量限制了无反应患者的液体输注。类似地，当滴定至血液动力学目标时，可以给予正性肌力药以达到尽可能小的液体剂量的最大益处。血流动力学监测可以是有创或无创的。越来越多的侵入性监测可以提供更稳定和多面的显示，可能有助于更好地滴定治疗。关于确定获益所需的有创和监测频率的争论仍在继续。高度细化的数据收集非常昂贵，并且会受增加的工件所影响。

问题在于

很难确定监控的有效性。监测与否，治疗与否，都有好坏的结果。改善的结果与更有效地使用治疗直接相关，同时通过限制那些不太可能从其使用中获益的治疗来最小化医源性影响。这样的分析可能是针对患者、流程和特定条件的。我们将重点关注通过三个方面监测相关复苏策略的有效性（表1）。首先，流程特定的监测，通过其结构可以对高危患者中新发CVI进行非特异性识别。其次，确定患者特定的心血管状态，以个性化和优化复苏方法。再次，血液动力学监测可更早地发现临床相关的失代偿。相关的临床结果需要以患者为中心：缩短ICU和住院时间，缩短机械通气时间，缩短肠内营养耐受时间，降低急性肾损伤（AKI）和其他急性疾病并发症的发生率。

流程特定监控

急性冠脉综合征患者的心电图（ECG）监测通常能识别与临床相关的心律失常，这些心律失常表明停搏前缺血加重和/或进展为恶性心律失常。由于对心律失常和ST段改变的许多原因都有有效的治疗方法，因此通常使用心电图监测，并认定对这些患者有效。然而，非急性冠脉综合征人群的心电图监测缺乏有效性。同样，使用脉搏血氧饱和度（SpO2）监测动脉氧合也普遍用于紧急转运、高依赖性单位和术中。虽然有助于确定给氧耐受性低氧血症，但一项大规模随机临床试验表明，对围手术期患者没有明显的益处。因此，尽管所提供的信息在更广泛的人群中可能很有益，但在某些综合征中，有效性往往受到限制。

对外科手术患者的高级血流动力学监测

由于术中CVI的影响是毁灭性的，而且麻醉和手术操作都会改变心血管功能，因此在手术期间必须对血压（BP）、心率和血氧饱和度进行密切监测，无需验证。高级血流动力学监测，如肺动脉插管（如心输出量（CO）和动态心脏前负荷变量）通常仅在接受大型手术的患者和高危患者中进行。除心脏手术、器官移植或大型腹部手术外，它们并不经常使用。有创动脉脉搏波分析和经食管超声也可以评估CO和容量反应性。指套、脉搏波传导时间和生物阻抗/生物电抗等无创方法的临床适用性仍在分析中。术中严重低血压、术后AKI和心肌损伤是紧密耦合的，目前尚不清楚这种联系是否是因果关系。在POISE-II试验的子研究中，术后4天内发生的低血压与30天心肌梗死及死亡相关。虽然以较高的术中平均动脉压（MAP）为目标（≥75 vs ≥60 mmHg）并不能减少择期非心脏大型手术患者的术后并发症，但基于术前平均动脉压的术中MAP目标可以减少非心脏大型手术患者的术后全身炎症反应和器官衰竭。使用高级的围手术期监测而无伴随治疗规范，并不改善任何结果。

基于血流动力学监测的预优化目标导向治疗（GDT）规范（预优化）旨在通过使用液体、正向肌力药物、血管加压剂和红细胞悬液，以血流动力学终点为目标，改善全身氧气输送（DO2）。使用预优化规范对小型试验进行的初步荟萃分析没有得出结论。OPTIMISE试验针对主要非心脏手术中的CO优化。它没有显示并发症和死亡率的显著降低（绝对风险降低6.8%，95%CI，−0.3至13.9%；P=0.07），将这些结果添加到更新的荟萃分析中，显示并发症显著减少（RR 0.77[95%CI，0.71–0.83%）。随后的FEDORA试验招募了接受择期非心脏重大手术的低-中度风险患者，将患者随机分为针对MAP和CO的GDT规范，发现术后并发症显著减少，包括AKI、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、肺炎和非心源性肺水肿的发生率。GDT在这两个试验中的益处还受到术后感染减少的推动，这是正在进行的OPTIMISE-II试验（ISRCTN39653756）的主要结果。OPTIMISE使用CO驱动的管理规范，而FEDORA使用MAP-CO组合方法。最后，一项小型单中心试验表明，在择期重大腹部手术患者中，个性化CO指导管理维持基线CO可减少术后并发症。然而，在482例高危择期腹部手术患者的试验中，围手术期GDT并没有改善预后，术后24小时持续监测也没有改善。最近的一项研究比较了CO和MAP引导下肠道梗阻或胃肠穿孔手术的液体治疗，结果没有发现差异。因此，手术后的持续监测和优化可能没有益处。后续更大的试验正在进行中（FLO-ELA，ISRCTN14729158）。

心血管储备的个体化评估

尽管每个患者都是不同的，但将其实际转化为针对特定患者的治疗规范的过程一直很缓慢。此外，当血流动力学监测用于以非结构化方式评估治疗挑战时，FENICE研究揭示了实践的深刻差异。液体复苏的参考是补液试验，它评估患者在短时间内对单一剂量的反应。如果CO反应可以忽略不计，则应停止给液。

定义循环充分性

尽管识别触发复苏的变量相对容易，但何时停止复苏就不那么清楚了。一般通过恢复正常的末端器官功能来衡量复苏的有效。然而，这种临床相关的终点通常在达标后很久才出现。因此，临床医生经常复苏超过达到充足所需的水平，导致容量过载和过量的血管活性药物暴露。混合静脉血氧饱和度（SvO2）和动静脉O2及CO2（v-aCO2）梯度有助于识别组织灌注不足。中心静脉血氧饱和度（ScvO2）和v-aCO2 gap可用作SvO2的替代指标。SvO2<70%表示循环不足，而v-aPCO2>6 mmHg与组织灌注不足一致。然而，这些措施需要有创监测，在临床试验中不能常规用于指导复苏。通过近红外光谱法测量前臂组织氧饱和度（StO2）以响应短暂性血管闭塞试验，确定隐匿性循环休克，是无创的，并且易于执行，但稳态StO2提供的信息最少。高乳酸血症被认为是组织缺氧的标志。针对不同病因的休克患者的乳酸减少与减少器官功能障碍、机械通气和ICU住院时间相关，并且在调整预先确定的危险因素后可降低死亡率。可是，持续的高乳酸血症有许多原因，并且适当的乳酸减少到复苏是缓慢的。正如最近一项主要试验的事后分析所表明的那样，追求乳酸正常化会增加液体过载的风险，特别是在没有其他组织灌注不足的指标时。使用乳酸作为复苏目标需要更显著的临床诠释。

毛细血管充盈时间（CRT）是一种低成本、普遍可用的技术，具有独特的特征性，可能是评估循环的有效性的关键，并且在识别CVI方面比皮肤花斑评分更敏感。测量CRT很容易学会，如果以标准化的方式进行，观察者之间的一致性很好。在脓毒性休克复苏后，CRT也快速的表现出恢复动力学，并且可以被视为一个容量敏感变量，以评估对输液的反应或血管活性滴定。其快速正常化与较高的存活率相关，并可能反映早期CVI，保持宏观和微观循环之间的血流动力学一致性。与早期脓毒性休克中乳酸正常化的目标相比，靶向正常CRT与治疗强度降低、器官功能障碍减少和死亡率降低趋势相关。目前，将循环充足性定义为上述大多数变量达到目标值时的状态，似乎是合理的。

预测容量反应性

输液是大多数CVI患者的首要治疗方法。然而，扩容带来了两个问题。由于每搏输出量和心脏前负荷之间的关系不一致，只有一半CVI患者的CO增加。而液体正平衡会恶化患者的预后。因此，输液是效果不一致、有显著有害影响和有显著过量风险的治疗方法。仅针对静态血流动力学终点的复苏策略，如MAP和中心静脉压，其结果也与非方案治疗没有区别。这是因为静态测量无法预测容量反应性，因此这些患者仍被给予液体，导致液体正平衡。在开始扩容治疗CVI之前，应确定容量的反应性。一些血流动力学监测和指标准确地预测了容量反应性，并在其他地方进行了广泛综述。动脉脉压（PPV）和每搏量（SVV）与正压通气、潮气量激发和呼气末阻断试验的呼吸变化是基于心肺交互作用的。其他的，如被动抬腿测试和微量液体激发试验，模拟了标准液体推注的效果。它们用于指导复苏已得到广泛认可。

2014年之前对14项随机术后对照试验（961名参与者）进行的meta分析表明，动态评估GDT的容量反应性可降低术后发病率（比值比0.51，95%CI 0.34-0.75%；P<0.001），与心血管、感染和腹部并发症的减少有关。ICU住院时间缩短(−0.75天，95%CI−1.37至−0.12; P=0.02）。随后的两项meta分析发现了相似的结果。一项外科ICU meta分析（11项研究，1015名患者）表明，使用PPV或SVV与降低死亡率（比值比0.55，95%CI 0.30至1.03）和每位患者的ICU相关费用相关(−1619美元，95%CI−2174至−1063美元）。

对早期脓毒性休克患者进行了四项随机试验，评估了被动抬腿的阳性反应。主要目标是液体平衡，这一点是众所周知的。在这项最大规模的研究中，对肾脏替代治疗的需求减少了。两项meta分析没有观察到死亡率的降低，死亡率的降低不是这些研究的主要目标。在一项针对脓毒性休克患者的观察性研究中，使用容量反应性试验与更好的预后相关。通过记录容量反应性进行靶向治疗不会延迟输液。在CVI治疗中应用容量反应性限制给液，可以避免给那些不能从中受益的患者输液，也不会引起任何有害影响。虽然没有观察到死亡率的差异，但死亡率可能不是危重症患者的理想目标。

尽早尽量减少复苏用血管活性药物剂量

在复苏的早期阶段，通常需要给予液体和血管加压剂。虽然经典方法建议持续性低血压患者在补液完成后开始使用血管升压药，但早期使用血管升压药物会限制输液量，并减少了低血压时间。在模拟脓毒性休克中，早期使用去甲肾上腺素会降低乳酸，并减少了达成血流动力学复苏所需的液体量。在脓毒性休克患者中，观察数据表明，延迟使用升压药与死亡率增加有关。在血管舒张性休克中，早期使用血管升压药在生理上是合理的，因为它可以逆转血管扩张引起的血液从张力性容量向非张力性容量的转变。通过对脓毒症患者的倾向匹配分析，早期使用血管加压剂与减少输液量和提高生存率有关，但另一项回顾性研究未证实，该研究发现早期和晚期使用血管加压药组的液体量相似，早期使用升压药与较高的死亡率有关。这种关联是否反映了更严重的患者需要早期使用血管升压药，还是血管升压药的独立影响，尚不清楚。在一项脓毒症伴低血压的随机试验中，低血压1小时内，给予固定剂量的去甲肾上腺素（0.05μg/kg min） ，输液减少、心源性肺水肿减少、心律失常减少、死亡率降低。CLOVERS试验比较了PETAL网络早期脓毒症复苏中的无限制输液或血管加压剂，但因无效而停止，而CLASSIC试验显示这两种治疗之间的死亡率无差异。

评估动脉张力和预测动脉压对低血压和血管加压药停用的反应

病理性血管舒缩性降低（血管麻痹）是低血压的常见原因。血管麻痹会限制血压的增加，即使容量有反应。舒张压低可能表明血管扩张和需要血管加压剂。舒张性休克指数（心率/舒张压）>2.5与死亡风险增加有关。正如Pinsky在2002年提出的那样，PPV与SVV之比，称为动态动脉弹性（Eadyn），评估了低血压患者血流变化时压力的动态变化。然而，在血压正常的患者中，Eadyn将与血流成反比，以通过压力感受器反馈维持恒定的血压。因此，Eadyn在血压正常的患者中不太有用。此外，Eadyn不是动脉弹性，尽管它确实反映了心室-动脉耦合。在机械通气和自主呼吸患者中进行的几项研究表明，低血压容量反应性患者的Eadyn<1.0可预测其血压不会随着CO的增加而升高。没有研究使用Eadyn启动血管加压治疗，并评估其对器官灌注和结果的影响。

Eadyn可用于对血压正常的血管加压药依赖患者停药。Guinot等人在脓毒症休克患者和Vos等人在围手术期的研究表明，Eadyn确定了那些依赖去甲肾上腺素的患者，如果Eadyn>1，他们的血管加压素可以减少，而不会出现低血压，可是如果Eadyn<1，则血管加压素停撤便与低血压相关。使用Eadyn阈值开始心脏手术后血管麻痹患者的去甲肾上腺素停撤，Guinot等人发现去甲肾上腺素的使用时间和剂量均减少50%，心律失常减少，ICU住院时间缩短一天。

当“less is more”

在危重症患者中，治疗力度较小有时与更好的结果有关。ARDS患者减少红细胞输注、保守的输液管理和低潮气量机械通气可改善预后。同样，非特异性使用肺动脉导管可能导致更大的复苏和更差的存活率。当然，过于限制的方式也可能有害，因为如果系统地使用，两种方法都可能有不良的结果，有效的血流动力学监测可能有助于在个体水平上实现最佳治疗。动态血流动力学监测方法可预测容量反应性，从而降低过量输液的风险，确认那些从输液中受益的患者。类似地，当根据临床情况，结合灌注指数分析和床边超声心动图对心功能异常的确认，决定开始使用正性肌力药物时，可以滴定药物剂量，以尽可能用少的剂量获得最大效益，因为高剂量和持续使用可能是有害的。血液动力学监测衍生的动态指标指导脓毒性休克患者的治疗，可减少输液量，并获得相似或更好的结果。

优化循环性休克中的心血管支持：复苏、优化、稳定、降阶

目前尚无临床试验将血流动力学监测指导下的休克复苏与无血流动力学监测的情况进行比较，因此，大多数研究比较了使用特定治疗或药物达到这些血流动力学数值时，比较监测特异性血流动力学值的阈值与特定结果的关系。CVI的监测和管理可以划分治疗的“阶段”，通过改变监测和管理的优先级来定义，定义为复苏、优化、稳定和降阶。在复苏阶段，纠正严重低血压至关重要，因为它是死亡率的有力预测因素，并识别和治疗导致低CO的严重心脏功能障碍。在这一阶段，治疗恢复和/或维持既往高血压患者的MAP>65 mmHg或更高。因此，如果初始液体推注不能恢复MAP，则需要有创动脉压监测来指导治疗。应尽快进行超声心动图检查以检查心脏功能。侵入性程度是其他专家共识声明的主题。

在优化阶段，主要目标是使DO2适应细胞的氧需求。在大循环水平上，DO2不足可能是由于低氧血症、血红蛋白浓度低和/或CO不足。所有这些都会导致SvO2低。应用血液动力学监测来寻找具体病因，并通过适当的治疗来解决。在复苏的这一阶段，容量反应性的动态测试和超声心动图有助于指导液体和血管活性药物治疗，限制无容量反应性患者的液体复苏。在某些形式的分布性休克中，尽管由于氧摄取受损而持续CVI，ScvO2仍可能大于70%。v-aPCO2>6 mmHg（或>0.8 kPa）可识别出尽管SvO2>70%，但CO增加可能有助于维持器官灌注的患者。如果v-aPCO2＜6 mmHg（或＜0.8 kPa），增加CO不太可能逆转器官低灌注。尽管进行了初步复苏，但仍存在持续的器官功能障碍和组织灌注不足的证据（例如，高乳酸血症、代谢性酸中毒、CRT延迟），虽然ScvO2和v-aPCO2正常（或高），可存在明显的微循环障碍和/或线粒体功能障碍，对整体血流动力学治疗操作反应不良。这种情况可发生在脓毒性休克期间，称为难治性休克。通过观察血乳酸或CRT的变化趋势，可以评估对复苏措施的反应。专家一致认为，根据临床评估、超声心动图、乳酸、CRT和血样测量的变量，休克对初始血流动力学治疗无反应，需要将血流动力学监测升级为经肺热稀释（TPTD）和肺动脉导管（PAC）系统，以更好地确定复苏与伤害的界限。尚没有临床试验评估这种监测的升级。

如果治疗成功，稳定应遵循优化。这一阶段的特点是既没有休克，也没有迫在眉睫的休克威胁。当心功能不全消退时，超声心动图可能有助于停药。当血管非张力性容积恢复到基线水平并且第三间隙液体被吸收时，通常需要负液平衡。在这一阶段，如果检测到容量无反应，则负液不应导致CO减少。利尿期间再次出现低灌注可能表明应限制或停止液体排出。

急性肺损伤时CVI心血管支持的优化

ARDS患者可因相关脓毒症而出现CVI。ARDS常伴有右心室功能障碍和肺毛细血管通透性增加。因此，输液可能会对血流动力学产生潜在的重大不利影响。ARDS的原因可能很复杂，死亡原因也多种多样，因此很难证明血流动力学治疗方案对生存有任何益处。由于没有任何监测设备被证明会造成伤害，故而在没有适当的有创血流动力学工具的情况下管理这些复杂的患者似乎是不合理的，因为临床和生化、体征往往会误导人。床边超声心动图评估以静态和动态方式诊断和指导这些患者的治疗是必要的，但不太适合持续监测。

TPTD报告了血管外肺水（EVLW）和肺毛细血管渗漏指数（PVPI），是衡量肺水肿程度的指标。这两个变量都可以被视为肺对输液耐受性的标志。由于TPTD与同一设备中的脉搏轮廓分析技术相结合，因此此类系统能够评估容量反应性。这些系统提供了输液获益/风险平衡的评估：评估容量反应性的效益，以及评估肺水肿风险的EVLW和PVPI。两项随机研究比较了使用肺动脉导管和TPTD监测的危重患者的预后。总体而言，包括死亡率在内的结果没有发现差异，在两项研究中，TPTD组的血流动力学算法值得怀疑。

不稳定性预测。从数据中提取信息以预测CVI

也许通过精确和个性化的监测优化护理的最新前沿，是使用机器学习方法来特征化时间序列数据，以准确告知床边临床医生患者的心血管状态及其最可能的临床轨迹。预测未来的血流动力学事件（如即将发生的低血压）超出了目前监测患者当前状态的实践。使用特定血流动力学监测数据的特征化（每几分钟一次、逐拍或波形），在训练集上建立不良事件预测模型，然后在单独的验证集上进行测试。许多小组已经在大型患者数据库上使用这些方法，通过使用回顾性数据作为其验证集，以电子方式显示其在床边应用时的益处。连续的生命体征数据可以创建一个融合的生命体征指数来预测降压单元患者的CVI。当这种智能床边警报与护理行动计划相结合时，CVI的总持续时间减少了80%。

使用不同监测方法（有创、无创）建立了不同环境（围手术期、ICU）的不同低血压预测模型，以报告持续低血压预测指数（HPI）。对即将发生的低血压的最佳预测发生在低血压发生后的5–15分钟内，使其最适合急诊和术中护理环境。一种商用HPI算法（Acumen:trade_mark:) 使用动脉压力波形的有创和无创评估。其他模型包括超级学习器或监督机器学习算法，或用于检测ICU低血压的混合深度学习模型。另外三项研究侧重于预测麻醉诱导后立即发生的动脉性低血压（诱导后低血压）。Lin等人开发的人工神经网络模型发现了最佳预测值（AUC 0.893）。Acumen HPI还预测了心脏手术中体外循环前后的低血压发作。对大量数据的回顾性分析表明，低血压事件的数量和持续时间（即，低血压负担）与降低血压的数量和时间之间存在着密切的关系，以MAP超过不同阈值的时间加权平均值（TWA）表示。大多数研究表明，当使用HPI与预防性治疗相结合时，降低了低血压发作次数和TWA低血压。然而，一项对214名接受中度或高风险非心脏手术的患者进行的研究未能显示出益处。最近使用无创监测输入以及不同的手术室和ICU人群对这些措施进行的修改，显示出了有希望的短期结果。

结论

基于特定血流动力学监测的治疗已证明有效，且改善了患者的预后，虽小但有用。大多数研究都将改进的治疗方案视为有效的替代方法，如，更少的静脉输液量和更短的低血压持续时间。重要的是，如果我们要继续使用监测来有效、高效地指导患者治疗并确定未来的不稳定性，那么疾病和过程特定的临床试验需要包括以患者为中心的结果，这似乎是必要的，也是必不可少的。我们正处于寻找最佳路径的关键点上，血流动力学监测与优化的患者治疗算法相结合，可产生最佳的临床结果。一刀切的方法可能会阻止患者在需要时接受救命的液体和血管活性药物，并可能鼓励在无效时使用这些干预措施。我们需要杜绝这样“一刀切”的方案。