Vincent JL, Joosten A, Saugel B. Hemodynamic Monitoring and Support. Crit Care Med. 2021 Oct 1;49(10):1638-1650. doi:10.1097/CCM.0000000000005213. PMID: 34269718.


1.背景

重症患者接受严密监测以评估疾病的本质和严重程度，评价是否需要不同的治疗以及效果。所有器官都可以监测，某些容易某些困难，其中心血管系统的血流动力学监测最常用。血流动力学技术在近50年进步巨大，从最初的测量动脉压到有创导管监测心输出量，到最近无创数字连续性监测。概念也在不断进步，从整体的宏观血流动力学监测到局部微循环灌注，从最大化监测到个体化方案。


2.血流动力学监测历史的部分关键进展

2.1 从压力到血流量

监测患者的血流动力学最初关注测量动脉压。最基本的血流动力学原理是压力由流量和血管张力决定，对血流动力学监测的发展产生了重要影响。随着技术的进展，高级血流动力学评估已经可以更好地对Weil和Henning于1979提出的休克进行分型。休克合并高外周血管阻力（低容量、心源性和梗阻型休克）和休克合并低血管阻力（分布性休克）很好区分，但是血管阻力的概念有明显的缺陷。首先，生理曲线上，代表血管内压力（y轴）和流量（x轴）的图形不是从原点开始，因为即使没有流量也存在压力。第二，目的在于增加外周血管阻力的血管收缩药物疗法会提高动脉压，但可能减少血流量。第三，脓毒性休克不一定总合并低外周血管阻力。这些观察是将脓毒性休克分为冷休克和暖休克的基础，可能是由于病因不同，革兰阳性和革兰阴性。但是在不同休克类型合并存在时，则不好区分。脓毒性休克时，因为低容量和脓毒症相关心肌抑制，心输出量会受限。在急性呼吸衰竭的患者，高气道压对右室功能影响，使血流动力学模式更复杂。因此根据血管阻力进行休克分型的概念不再流行，进一步我们关注压力和心输出量等变量。


2.2 心输出量的重要性

采用指示剂稀释技术测量心输出量复杂，但是帮助我们认识了心输出量的很大变异性。Swan实施的肺动脉导管（PAC）技术始于1970年，早于1971年成立的重症学会（Society for Critical Care Medicine），革命性地更新了我们采用肺动脉热稀释技术监测心输出量的方法。PAC还可以获得多个血流动力学指标。中心静脉压（CVP）的测量始于20世纪60年代后期，对右心充盈压提供了信息，因此可以监测快速补液。但是CVP与血容量相关性不好，因此其也反映了右室功能和静脉的顺应性。PAC的使用帮助我们了解了CVP和肺动脉楔压的差异。对其波形的描述也有助于评估影响心脏周期的不同情况。


2.3 氧输送/氧消耗的概念，中心静脉血氧饱和度的意义

多年来，血流动力学监测的重点从中心到外周，已经接近细胞。组织氧消耗（Tissue oxygen consumption，Vo2）根据患者的病情不同而有差异，充足的氧才能满足不同细胞的需求。氧输送（Oxygen delivery，Do2）由心输出量和动脉氧含量决定。Shoemaker在20世纪早期提出，对高危外科患者提供超正常氧气以避免氧债，最后预防并发症的概念。但是，获得Do2显著增加的过度治疗（输液和强心治疗）对于某些患者有害。Hayes在1994年采用大量多巴酚丁胺获得Do2目标的研究中阐述了这个问题。钟摆因此摆向了个体化措施，根据个体需要采用适宜的监测。第一个策略包括构建个体Vo2/Do2曲线。因此生理学研究提示休克状态时存在Vo2/Do2依赖现象。Do2下降至临界值后血乳酸突然升高（图1）。Ronco于1993年针对拒绝生命支持的患者死亡后，应用实验数据在临床应用后，也得到了同样的相关性。但是，构建个体化Vo2/Do2图形有几个困难。因为心输出量、Hb和动脉血氧饱和度都在图形的轴上，因为数据的数学耦合问题（mathematical coupling of data），可能出现错误的Vo2/Do2相关性。为了避免这个问题，建议由间接测热以测量Vo2，但是这不是测量的Vo2，只是采用另一个技术推测的数值，可能导致其他技术缺陷。第二，Vo2随着患者的病情和环境而变化明显。Vo2和Do2之间的相关性代表了氧提取（Vo2/Do2比值）或仅仅是Sao2接近100%时的Svo2。使用PAC可以轻松收集混合静脉血。重症患者的参考Svo2可能稍低于健康人的75%，因为重症患者的Hb常常较低。有提议通过中心静脉导管测量中心静脉氧饱和度代替Svo2，但是仅是接近，因为静脉的上、下段的氧合因为临床情况不同而不同。因此，Scvo2仅大致接近Svo2。尽管如此，Scvo2仍能提供有价值的信息而指导治疗。



图2提供了描述S(c)vo2的流程。动脉血氧含量下降时，心输出量下降时或Vo2增加时Svo2会下降。因此如果不测量Svo2，不能很好地描述心输出量，反之亦然。重要的是，不是每例患者的低心输出量都要纠正，不是每例重症患者的低Svo2需要纠正。Gattinoni的一项大样本RCT提示，将心输出量和Svo2调整至正常范围不影响病死率（Gattinoni L, Brazzi L, Pelosi P, et al: A trial of goal-oriented hemodynamic therapy in critically ill patients. SvO2 Collaborative Group. N Engl J Med 1995; 333:1025-1032）。Rivers等2001年的研究中，很多脓毒性休克患者的S(c)vo2低于正常，建议在6h内迅速恢复至70%。在所谓的早期目标靶向治疗（EGDT）中，治疗组接受了积极的液体复苏，接受输血的比例高于对照组的3倍多。研究组（n=130）和对照组（n=133）的病死率分别为46.5%和30.5%。这个单中心研究激起了兴趣，但也有批判。2014-15年的三项大样本RCT没能复制这个结果，但是与Rivers等研究不能做出真的比较，因为病情不重，而且EGDT组中大部分患者S(c)vo2值正常。因此这个策略的应用不是基于证据，没能否定S(c)vo2的意义。


当血流动力学持续有改变，而Svo2正常或高于正常时，加用静-动脉Pco2梯度（venoarterial Pco2，VAPco2）可能有帮助。VAPco2>6 mm Hg可能提示外周血流量不足。


2.4 血乳酸

休克时，组织氧合下降导致无氧代谢，乳酸生成增加，因此血乳酸是组织灌注改变的有益指数。这个认识是血流动力学监测的一个重要进步。根据Huckabee关于丙酮酸和乳酸相关性的基础研究，Broder和Weil在1969年提出了测量过量乳酸以评价氧债的意义，从而判断休克的预后。尽管氧债的概念受到挑战，测量丙酮酸非常复杂，不适宜临床应用。众多文献关注了脓毒性休克乳酸酸中毒的病理生理学，强调高乳酸血症不仅仅是由于细胞低氧，也可能是细胞功能紊乱。尽管如此，血乳酸水平仍看作休克严重程度的指标，高乳酸血症是判断预后不良的标记之一。


连续测量血乳酸以监测患者对治疗反应的概念也逐渐出现。10世纪80年代的早期研究中，循环性休克对液体复苏有反应后，血乳酸浓度在1h内下降10%。进一步研究证实，乳酸水平快速下降提示重症患者的预后较好。乳酸水平反映了产出和清除之间的平衡，乳酸清除率描述乳酸动力学不恰当。床旁快速监测是测量乳酸简化。正在尝试根据乳酸动力学进行治疗但是结果不令人信服，因为乳酸水平的变化很慢。因此，连续评估乳酸水平有助于评估治疗的反应而不是指导治疗。


2.5 外周灌注的重要性

试图选择性地增加某些器官的局部血流增加了人们监测局部血流的兴趣，但是临床上很困难。测量肝脏循环的血流是可能的，但是有创。20世纪90年代胃张力测量计开始流行，这种微创的技术通过配备套囊的改良鼻胃管来评估胃黏膜灌注。1992年报道应用这个技术监测重症患者可以降低病死率，但是因为有假象，所以目前这项技术已经废弃。。最近，有提议测量尿道的灌注。研究肢端的外周血流也有价值。Joly和Weil在1969年就提出监测脚趾温度，但是存在外周动脉病时这个策略受限。已经采用不同的技术评估皮肤灌注，包括简单的毛细血管再充盈时间到更复杂的多普勒技术。评估外周灌注仍然是重症患者临床评价的重要部分。


2.6 微循环的重要性

恢复和维持足够的组织氧合和血流动力学复苏和处理的最终目标。推测Do2包括心输出量、Hb和Sao2，但是这不仅忽略心输出量，而且还忽略器官内的血流分布。目前有几种方法监测微循环，包括监测微小组织红细胞速度的多普勒，直接应用于器官的显微镜技术，旁流暗视野技术的显微镜技术，指甲毛细血管镜技术。


对于临床来说，需要的设备必须可靠和可复制，容易使用，提供的数据容易描述。手持显微镜评估舌下微循环最常使用，已经用于评估脓毒症的微循环改变。这些改变随时间而改变，与器官功能不全和死亡相关，即使大部分变量都正常化后，也常常观察到微血管改变。这个方法已经用于评估各种干预措施如血管收缩药滴定对微循环的影响。而这些策略对于治疗的调整是否可以改善预后仍需要证实。


2.7 追求微创技术

减少使用PAC

过去20年世界范围内PAC的使用在减少。支持者认为，RCT没有一致性地显示PAC的使用降低病死率，但是其他监测技术的使用也没有降低病死率，如心电图或指脉氧监测（表1）。一种监测技术，只有在其生成的数据指导治疗能够降低病死率后，才能提示改善预后。因此，PAC相关的测量数据不能改变治疗和降低病死率，因此RCT结果为阴性。近年来PAC应用的减少可以解释为心脏超声技术的广泛使用以及其他微创血流动力学技术的使用。但是对于重度心肺衰竭的患者，PAC衍生的参数仍然具有价值。




心脏多普勒超声的发展

心脏超声发展于20世纪50年代，20世纪70年代临床广泛使用。尽管最初用于心脏科，目前目前更简单、便携的设备已经在多家ICU日常使用。重症患者使用心脏超声不一定需要专家，只要能进行所谓的心脏超声就可以，面对复杂情况仍然可以请心脏科医师会诊。心脏超声可以鉴别各种休克，连续监测可以监测治疗的效果。



采用微创的方法监测心输出量

为了避免使用PAC，采用其他的示踪剂稀释法（图3）。


但是，仍然需要中心静脉导管以注射示踪剂，需要动脉导管发现示踪剂的温度或浓度变化。脉搏分析是采用数学方法分析动脉压波形以推测心输出量。可以在补液试验或被动腿抬高时评估液体反应性。但是，如果患者血管张力自主性或药物性快速变化，采用脉搏法分析受限。目前有多种脉搏分析方法，包括有创、微创和无创（表2）。




3.休克治疗时的血流动力学监测

就像Weil和Shubin多年前提出，休克患者应该根据通气、输注和泵的方案进行处理。


3.1 通气

直观来看，血流动力学处理不需要灌注通气，但是足够的氧时恢复足够Do2的基础。有创通气可以减少呼吸肌氧需求，利于获得足够Do2。因此最佳气管插管时机是复苏的重要部分。


3.2 输注

输注液体是各型休克治疗的基础。输注多少液体是需要讨论的问题，应该根据血流动力学监测个体化指导液体的用量。在血管张力正常情况下，仅监测动脉压就足够。但是在脓毒性休克时，心输出量增加多于动脉压，因此需要监测心输出量。尽管低CVP可能提示输液是安全的，单纯测量CVP不能可靠提示是否需要补液。补液时监测CVP提示对于液体的承受度。补液试验的基础是在短时间内输注液体（10min左右输注200ml），然后权衡利弊（心输出量增加vs水肿形成）。


对于接受控制通气的患者，间歇正压通气对前负荷和每搏量的影响可以发现液体反应性。如果机械通气呼吸的变化导致每搏量（stroke volume variations，SVV）或动脉压变异度（arterial pulse pressure variations，PPV）的变化，患者可能是前负荷依赖性。在输注液体时，动脉压变异度下降与心输出量增加成反比。但是始于20世纪90年代的这些基于心肺交互的预测液体反应性的动态指标有其局限性。PPV只在患者深度镇静无自主呼吸，没有右心室衰竭，没有腹腔高压或严重心律失常时是可靠的。基于这些指标（PPV或SVV）的目标靶向治疗可以降低术后并发症（Giglio M, Dalfino L, Puntillo F, et al: Hemodynamic goal directed therapy and postoperative kidney injury: An updated meta-analysis with trial sequential analysis. Crit Care 2019;23:232），但是在ICU很少患者符合这种情况。目前还有新的动态指标提出，包括PEEP或潮气量试验时PPV的变化。


有提出采用被动腿抬高试验，目的是避免输注液体进行试验。但是有两个局限性，第一个是试验对于非镇静患者是一个刺激，导致肾上腺素能反应；第二个是如果存在液体反应性，每搏量的增加时间很短暂，需要适宜的监测可靠地发现其变化。


输注液体和血液制品的种类

输血策略仍存在争议。维持Hb在10 g/dL需要过量输血，而RCT提示即使只在患者Hb<7 g/dL才输血，预后和维持10g/dL的患者相似。最近的综述提示输血可以增加重症患者的Vo2，因此决定输血不仅仅依赖于Hb水平本身，还需要考虑其他因素，如患者年龄、血流动力学状态和心血管合并症。目前认为患者Hb<7 g/dL应该输血，Hb>9 g/dL不用输血，而Hb在7-9g/dL应该个体化考虑。


3.3 泵功能

血管收缩药有多种选择，包括去甲肾上腺素、多巴胺、苯肾上腺素、间羟胺、甲苯丁胺（mephentermine）等，但去甲肾上腺素是初始选择。重要的是，应用血管收缩药可以减少非重要脏器的血流，特别是肾。多巴胺很特别，因为在内脏和肾循环中有很多多巴胺受体。但是尽管MacCannell等于20世纪60年代首先提出应用小剂量多巴胺，后续证实对于休克患者没有肾保护作用。在休克时，应用多巴胺后病死率高于应用去甲肾上腺素，因此大部分已经不用多巴胺作为血管收缩药。


其他血管收缩药物的地位仍未明确，其风险在于减少心输出量。血管加压素尽管广泛使用，但是没有证据显示有益。血管加压素预防毛细血管渗漏可能有益，但是风险是减少肝脏和冠脉的血流量。因此需要严密的血流动力学监测以确保心输出量正常。同样，研究发现，在输注特力加压素时，如果不监测心输出量，没有益处。血管紧张素II的适应证还没有明确。


过去的观念是，如果临床认为患者没有液体反应性，应该加用血管收缩药，最近的研究发现，应该在各种情况下避免动脉低血压。因为即使短暂的低血压也导致器官衰竭，而早期给予去甲肾上腺素似乎对预后有益。休克时最佳的动脉压目标仍需要研究，但有提出应该根据各种因素个体化设置目标值。


在心力衰竭时，多巴酚丁胺用作强心药物。因为优化血流动力学参数是标准治疗，因此研究多巴酚丁胺利弊的RCT很困难。磷酸二酯酶抑制剂和左西孟旦用于心源性休克是有益的，但是其血管扩张作用限制了其在脓毒性休克时的应用。