超聲在容量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

胡瑞良 綜述 王 軍 審校

(北京大學(xué)第三醫(yī)院麻醉科，北京 100191)

體液包括細(xì)胞內(nèi)液和細(xì)胞外液。傳統(tǒng)分類法將細(xì)胞外液分為三個(gè)間隙：第一間隙指組織間液；第二間隙指血液循環(huán)中的血漿水，血容量的增加、減少主要指的是血漿水的增加、減少，這兩者在毛細(xì)血管壁互相交換成分，處于動(dòng)態(tài)平衡，稱為功能性細(xì)胞外液；第三間隙是不能與血漿交換的非功能性細(xì)胞外液，主要指腦脊液、關(guān)節(jié)液等。容量監(jiān)測(cè)主要是對(duì)術(shù)前和術(shù)中血容量的監(jiān)測(cè)。盡管美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)等允許患者在術(shù)前2 h內(nèi)無(wú)限制地?cái)z入透明液體[1,2]，甚至包括含糖飲料[3]，但是仍經(jīng)常忽視術(shù)前容量，使病人以低血容量或脫水狀態(tài)進(jìn)入手術(shù)室。術(shù)中容量過(guò)多或過(guò)少都會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的并發(fā)癥[4]?！伴_(kāi)放式”與“限制性”輸液策略相比，前者更容易出現(xiàn)胃腸道水腫、術(shù)后惡心嘔吐、肺炎、肺水腫、二次插管和呼吸衰竭等并發(fā)癥，住院時(shí)間更長(zhǎng)[5,6]；后者更容易出現(xiàn)低血壓、急性腎損傷等并發(fā)癥[7]。因此，容量監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。

相對(duì)于有創(chuàng)動(dòng)脈壓(invasive artery blood pressure，IABP)監(jiān)測(cè)、肺動(dòng)脈導(dǎo)管(pulmonary artery catheter，PAC)監(jiān)測(cè)等傳統(tǒng)有創(chuàng)技術(shù)，應(yīng)用超聲進(jìn)行容量監(jiān)測(cè)具有直觀、準(zhǔn)確、無(wú)創(chuàng)或微創(chuàng)[如經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖(transesophageal echocardiography，TEE)]的優(yōu)勢(shì)，這也與目前微創(chuàng)外科理念相符。合理的液體治療的前提是準(zhǔn)確判斷容量狀態(tài)，即前負(fù)荷。超聲可以直接觀察心臟結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)，是評(píng)估前負(fù)荷的金標(biāo)準(zhǔn)，可以在術(shù)前或術(shù)中測(cè)量多種容量指標(biāo)如每搏輸出量(stroke volume，SV)等，在容量監(jiān)測(cè)方面有著廣闊的應(yīng)用前景，應(yīng)用其進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)向性液體治療(goal-directed fluid therapy，GDFT)越來(lái)越多。本文對(duì)超聲在容量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 超聲的功能

超聲可以直接觀察心臟，評(píng)估前負(fù)荷、左右心室收縮和舒張功能、瓣膜功能和室壁節(jié)段運(yùn)動(dòng)等。目前常通過(guò)測(cè)量左室舒張末面積、左室舒張末壓等指標(biāo)評(píng)估前負(fù)荷；通過(guò)辛普森規(guī)則(Simpson’s rule)測(cè)得左心室20個(gè)以上平面，進(jìn)而測(cè)出左心室容積，計(jì)算左室射血分?jǐn)?shù)，評(píng)估左心室的整體收縮能力；通過(guò)測(cè)量左室流出道、右室流出道、主肺動(dòng)脈直徑(d)，計(jì)算相應(yīng)橫截面積，再測(cè)得相應(yīng)的血流速度時(shí)間積分(velocity time integral，VTI)，計(jì)算每搏輸出量(stroke volume，SV)[SV=VTI×π(d/2)2]和心輸出量(cardiac output，CO)(CO=SV×HR，正常值4～6 L/min)[8]。

還可以通過(guò)下腔靜脈內(nèi)徑(inferior vena cava diameter，IVCD)及塌陷變異指數(shù)等反映容量狀態(tài)。目前常以中心靜脈壓(central venous pressure，CVP)反映容量，但并不精確，壓力是通過(guò)血流灌注維持的，壓力不能直接反映容量[9]。當(dāng)人體處于低血容量時(shí)，為保證心、腦等重要器官的灌注，機(jī)體通過(guò)犧牲其他器官(特別是內(nèi)臟)的血流來(lái)維持血壓。理論上測(cè)量血流量可以比監(jiān)測(cè)壓力更早地提醒麻醉醫(yī)師注意到低血容量的發(fā)生[10]。因此，利用超聲測(cè)量下腔靜脈內(nèi)徑和塌陷變異指數(shù)比單純測(cè)量CVP更加準(zhǔn)確。根據(jù)相關(guān)指南[11]，自主呼吸時(shí)下腔靜脈直徑<1 cm，或直徑1～2 cm且變異度>50%，提示容量不足；下腔靜脈直徑1～2 cm且變異度<50%，提示容量正常；下腔靜脈直徑>2 cm且變異度<50%，或下腔靜脈呈正圓形，提示容量過(guò)負(fù)荷。

2 超聲在容量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

2.1 心功能評(píng)估

根據(jù)Frank-Starling曲線，當(dāng)兩心室均處于心功能曲線上升期時(shí)，增加心臟前負(fù)荷便增加心輸出量，即容量反應(yīng)性好；而只要有一個(gè)心室處于心功能平臺(tái)期，增加心臟前負(fù)荷就不易增加心輸出量，即容量反應(yīng)性差。所以本質(zhì)上容量反應(yīng)性就是心臟的前負(fù)荷反應(yīng)性，也決定了容量反應(yīng)性的評(píng)估重點(diǎn)就是從心功能評(píng)價(jià)開(kāi)始的。

2014年美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)指南[12]推薦，存在中重度瓣膜狹窄或關(guān)閉不全、不明原因的呼吸困難、心功能不全等，術(shù)前均需行經(jīng)胸超聲心動(dòng)圖(transthoracic echocardiography，TTE)檢查。TTE是評(píng)估術(shù)前心功能狀態(tài)并分級(jí)的常用方法。從心功能開(kāi)始的容量反應(yīng)性評(píng)估首先需排除心臟結(jié)構(gòu)與功能的明顯異常，再順序評(píng)估右心功能、左心舒張和收縮功能、左右心收縮功能同時(shí)受累狀態(tài)、動(dòng)脈張力[13]。心臟收縮功能正常[射血分?jǐn)?shù)(ejection fraction，EF)>50%]者對(duì)于液體輸注的反應(yīng)性良好，心功能差(EF<35%)者對(duì)容量的反應(yīng)性極小，EF 35%～50%者的容量狀態(tài)需要進(jìn)行更精確的評(píng)估[14]。可見(jiàn)，超聲有助于通過(guò)心功能對(duì)容量反應(yīng)性進(jìn)行評(píng)估。

2.2 超聲監(jiān)測(cè)容量反應(yīng)性

容量反應(yīng)性是指實(shí)施靜脈補(bǔ)液后出現(xiàn)SV或CO增加的能力，液體治療后SV或CO增加幅度≥15%，說(shuō)明容量反應(yīng)性良好。存在容量反應(yīng)性差不等于存在容量不足，容量反應(yīng)性反映的是心臟前負(fù)荷對(duì)容量的反應(yīng)潛能，但容量不足多存在容量反應(yīng)性差。傳統(tǒng)容量反應(yīng)性試驗(yàn)包括補(bǔ)液試驗(yàn)或者被動(dòng)抬腿試驗(yàn)(passive leg-raising,PLR)。然而，只有約50%的危重病人對(duì)輸液有良好的反應(yīng)性[15]；且傳統(tǒng)的補(bǔ)液試驗(yàn)，在5～10 min內(nèi)輸注100～250 ml液體，粗略且不可逆，增加肺水腫的風(fēng)險(xiǎn)[7]，因此僅靠容量反應(yīng)試驗(yàn)進(jìn)行容量評(píng)估是不精確的，預(yù)測(cè)容量反應(yīng)性最準(zhǔn)確的是“動(dòng)態(tài)指標(biāo)”。所以，在行容量反應(yīng)性試驗(yàn)的同時(shí)利用超聲監(jiān)測(cè)CO的變化，可以使預(yù)測(cè)容量反應(yīng)性的能力大大提高。

2.2.1 超聲與微量靜脈輸液 Gan等[16]2002年的研究表明，每次使用TEE監(jiān)測(cè)200 ml的小容量補(bǔ)液試驗(yàn)，能準(zhǔn)確指導(dǎo)術(shù)中輸液，顯著促進(jìn)患者康復(fù)。然而單次200 ml的容量無(wú)法滿足多次試驗(yàn)的需要，因此Muller等[17]將沖擊量減少至100 ml，同時(shí)配合TEE監(jiān)測(cè)降主動(dòng)脈VTI，也可以很好地預(yù)測(cè)容量反應(yīng)性，指導(dǎo)補(bǔ)液。

因此，利用超聲可進(jìn)行一種新的補(bǔ)液試驗(yàn)，即微量靜脈輸液。以每分鐘輸注100 ml膠體液并經(jīng)TTE測(cè)量主動(dòng)脈VTI，觀察這種微量輸液對(duì)CO的影響。張春等[18]的研究顯示，主動(dòng)脈VTI增加超過(guò)8.75%時(shí)，預(yù)測(cè)容量反應(yīng)性的敏感性和特異性分別為90.63%和85.00%。在危重癥患者中，給予50 ml晶體溶液超過(guò)10秒后CO和VTI的變化(ΔCO50和ΔVTI50)也可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)液體的反應(yīng)性。ΔCO50的最佳臨界值為6%，敏感性為93%，特異性為91%；ΔVTI50的最佳臨界值為9%，靈敏度為74%，特異性為95%[19]。

2.2.2 超聲與被動(dòng)抬腿試驗(yàn) 被動(dòng)抬腿試驗(yàn)是在臨床上許多其他動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)指標(biāo)不一致的情況下也能出色應(yīng)用的一種有效的評(píng)估液體反應(yīng)性的方法[20]。理想情況下，被動(dòng)抬腿試驗(yàn)應(yīng)與先進(jìn)的監(jiān)測(cè)容量反應(yīng)性的設(shè)備如TTE一起運(yùn)用，以更好地反映SV的變化[10]。具體方法：患者取半臥位，床頭抬高至45°，利用TTE測(cè)得主動(dòng)脈瓣環(huán)直徑(d)和主動(dòng)脈瓣VTI，根據(jù)SV=VTI×π(d/2)2計(jì)算SV和CO；然后將床頭放平，抬高床尾，使雙下肢抬起45°，保持3 min，記錄上述各項(xiàng)參數(shù)后恢復(fù)平臥位。SV和VTI在被動(dòng)抬腿試驗(yàn)前后均測(cè)試3次，分別取平均值。Monnet等[21]包括21項(xiàng)研究的meta分析中，6項(xiàng)研究應(yīng)用TTE、3項(xiàng)研究應(yīng)用TEE測(cè)量CO，結(jié)果顯示被動(dòng)抬腿試驗(yàn)誘導(dǎo)的CO與補(bǔ)液誘導(dǎo)的CO變化的總體相關(guān)性很高，為76%，合并敏感性為85%，合并特異性為91%。

2.3 超聲監(jiān)測(cè)容量狀態(tài)

2016年《中國(guó)重癥超聲專家共識(shí)》[22]建議優(yōu)先評(píng)估下腔靜脈以初步評(píng)價(jià)血容量情況。同理，麻醉醫(yī)師可以在術(shù)前或術(shù)中應(yīng)用超聲觀測(cè)下腔靜脈內(nèi)徑和塌陷變異指數(shù)進(jìn)行容量監(jiān)測(cè)。然而很多研究表明，在機(jī)械通氣情況下超聲觀測(cè)下腔靜脈可能并不精確，因此對(duì)于全麻的病人應(yīng)用超聲在術(shù)中進(jìn)行容量監(jiān)測(cè)仍有待商榷。

3 臨床應(yīng)用

GDFT是根據(jù)患者的疾病種類、術(shù)前全身狀況及容量狀態(tài)等采取的個(gè)體化補(bǔ)液方案，可以最優(yōu)化心臟前負(fù)荷，精確維持有效血容量。超聲指導(dǎo)容量監(jiān)測(cè)，可以進(jìn)行GDFT。

2002年Conway等[23]利用TEE對(duì)57例開(kāi)腹手術(shù)患者進(jìn)行容量監(jiān)測(cè)，通過(guò)計(jì)算SV和校正血流時(shí)間指導(dǎo)術(shù)中補(bǔ)液。結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)組補(bǔ)充的液體量和CO明顯高于經(jīng)驗(yàn)性補(bǔ)液的對(duì)照組，其中膠體量明顯多于對(duì)照組(28 vs. 19.4 ml/kg，P=0.02)，說(shuō)明如果沒(méi)有TEE監(jiān)測(cè)，麻醉醫(yī)師常規(guī)術(shù)中補(bǔ)液往往是趨于保守的，易造成血容量不足，可能會(huì)過(guò)多依賴血管活性藥物，不利于循環(huán)穩(wěn)定，采用TEE監(jiān)測(cè)可以更加精準(zhǔn)地進(jìn)行補(bǔ)液。2011年Hamilton等[24]的meta分析認(rèn)為，使用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備如TEE來(lái)優(yōu)化SV和減少SV變異度的GDFT，可以減少手術(shù)死亡率和并發(fā)癥。2017年Som等[25]的meta分析顯示，在常見(jiàn)的非心臟外科手術(shù)中進(jìn)行GDFT，所有并發(fā)癥包括傷口感染、腹部并發(fā)癥和術(shù)后低血壓的發(fā)生率均有所降低。

泌尿外科患者往往年齡較大，血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定。李藝等[26]在經(jīng)尿道前列腺電切術(shù)中采用TTE監(jiān)測(cè)，當(dāng)SV升高幅度超過(guò)15%或呼氣末IVCD≥2.5 cm時(shí)，通過(guò)早期利尿補(bǔ)鈉處理，可以預(yù)防和控制前列腺電切綜合征。腎癌中4%～10%會(huì)出現(xiàn)腎靜脈合并下腔靜脈癌栓[27]，可能出現(xiàn)下腔靜脈撕裂、大出血等并發(fā)癥，且圍術(shù)期阻斷和開(kāi)放下腔靜脈會(huì)引起劇烈的血流動(dòng)力學(xué)波動(dòng)，均不利于維持循環(huán)的平穩(wěn)。TEE可以觀察癌栓，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)容量變化，有望取代Swan-Ganz導(dǎo)管、CVP等監(jiān)測(cè)手段[28]。

脊柱矯形手術(shù)創(chuàng)傷大、時(shí)間長(zhǎng)、出血多，圍術(shù)期常需大量輸液及輸血[29]。TEE動(dòng)態(tài)觀察容量反應(yīng)性，能夠?qū)崿F(xiàn)GDFT[30]。TEE探頭不干擾術(shù)野，且位置更接近心臟，成像更清晰，用于脊柱矯形手術(shù)較TTE更具優(yōu)勢(shì)。術(shù)中直接肉眼觀察左心室充盈情況，可以快速評(píng)估血容量；也可通過(guò)定量測(cè)量左心室舒張末期直徑和面積、左心室舒張末壓、左心房壓力等反映血容量。

肝移植手術(shù)中，肝衰竭的終末狀態(tài)、心功能不全和術(shù)中大量液體進(jìn)出會(huì)對(duì)容量監(jiān)測(cè)產(chǎn)生巨大干擾。在這種復(fù)雜的情況下，TEE監(jiān)測(cè)較許多有創(chuàng)的容量監(jiān)測(cè)手段更具優(yōu)勢(shì)。終末期肝病患者普遍存在高動(dòng)力循環(huán)狀態(tài)、凝血功能差、內(nèi)環(huán)境紊亂，通常表現(xiàn)為心輸出量增加、心室對(duì)壓力的反應(yīng)減弱、全身血管阻力降低和心動(dòng)過(guò)緩[31]。Burger-Klepp等[32]對(duì)396例肝移植受者進(jìn)行回顧性分析，在食管靜脈曲張的287例肝移植受者中，只發(fā)生1例(0.3%)與TEE有關(guān)的大出血，因此認(rèn)為TEE是一種相對(duì)安全的監(jiān)測(cè)食管胃底靜脈曲張患者心臟功能的方法，出血發(fā)生率較低。

4 展望

綜上所述，超聲準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)、可重復(fù)性強(qiáng)，在容量監(jiān)測(cè)中具有重要意義，在不同的手術(shù)中進(jìn)行GDFT效果顯著。超聲更便于麻醉醫(yī)師對(duì)危急和重癥患者容量監(jiān)測(cè)和治療，在臨床麻醉中發(fā)揮重要作用。