一文读懂：血流动力学监测及支持

重症患者需要严密的监测，可以评估其疾病过程的性质及严重程度，还可以评估不同治疗方案的必要性及其影响。所有器官都可以被监测，有一些相对更容易。其中，对心血管系统的血流动力学监测是最常用的。从重症监护早期，特别是近50年，血流动力学监测技术发展很快。从最早的使用笨重的血压计测量动脉压，到使用有创导管来评估心输出量，到最近新发展的无创数字监测器能够持续监测多个血流动力学参数。观念也逐渐发生了改变，我们从总体宏观血流动力学监测转为了一种更局部的微循环灌注方法，从对所有人的全面监测转为了一种更个体化的方法。这里，我们会简要回顾这些改变。

血流动力学监测发展历史中的重要改变

从压力到血流量

对患者的血流动力学状态的监测最初主要是动脉压的测量。基本的血流动力学原理，即压力是由血流量和血管紧张度（或血管阻力）决定的，很快变得明显，并对血流动力学监测的发展产生了很大影响。如Weil和Henning在1979年提出的那样，随着技术的发展，可以有能力进行更加先进的血流动力学评估，可以更好的描述不同类型休克（低血容量、心源性、分布性和梗阻性）的特征。具有高系统性血管阻力(SVR)的休克(低血容量，心源性，梗阻性)和低SVR的休克(分布性)的区别很明确，但很明显，血管阻力的概念有很大的局限性。首先，在生理学上，表示血管内压力(y轴)和流量(x轴)关系的曲线并不是从原点开始的，因为在没有流量的情况下，压力仍然是正的。第二，针对SVR增加的血管加压疗法可能导致动脉压增加，但也会导致血流减少。第三，脓毒性休克并不总是与低SVR相关。这些观察结果曾是脓毒性休克按原始分型为“冷”和“热”类型的基础，可能与机体的不同类型—Gram+ve和Gram–ve—尤其相关。但是， 尽管有时仍用于小儿休克，但这些区别并不可靠。循环性休克的患者通常同时出现多种不同类型的休克。例如，在脓毒性休克中，血容量减少和/或脓毒症相关的心肌抑制会限制心输出量。在急性呼吸衰竭患者中，高气道压力对右心室功能的影响可进一步使血流动力学模式复杂化。因此，根据血管阻力来描述休克的概念不再流行，而我们更关注基本参数压力和心输出量。

心输出量的重要性

首次使用指示剂稀释技术测量心输出量既复杂又麻烦，但是帮助我们认识到患者可能存在心输出量的巨大变化。就在重症医学会1971年成立之前，Swan等人在1970年开展了球囊肺动脉导管（PAC），彻底改变了我们监测心输出量的方法，使更简单的肺动脉热稀释技术成为可能。PAC的另一个好处是可以同时监测多种血流动力学变量（肺动脉压、肺动脉楔压（PAOP）、SVR和肺血管阻力、核心体温、混合静脉血氧饱和度（SvO2））。

中心静脉压（CVP）的测量是在1960年代后期引入的，已经提供了血流动力学状态的信息，特别是右室充盈压，从而指导快速液体管理。然而，CVP与血容量的相关性不高，因为它也反映了右室功能和静脉顺应性。PAC的使用有助于了解CVP和肺动脉楔压或闭塞压之间的差异，后者主要反映左室充盈压力。还促进了对压力波形的理解，从而能够评估影响心动周期的不同条件。

氧输送/氧消耗关系的概念以及SvO2的重要性

多年来，血流动力学监测的重点逐渐从中央转移到外周循环，更接近于细胞。组织耗氧（VO2）因患者的临床状况（炎症反应、体温、机械通气等）而异，因此必须输送足够的氧气来满足不同的细胞需求。氧输送（DO2）由心输出量和动脉氧含量决定。在1990年代初期，Shoemake提出提供超常量氧气以避免所谓“氧债”的概念，以防止高危手术患者出现并发症。然而，实现 DO2显著增加所需的过度治疗（例如，补液和正性肌力治疗）可能对某些患者有害。这在Hayes等人在1994年使用大剂量多巴酚丁胺达到DO2目标的一项研究中得到了说明。

因此，钟摆转向了更个性化的方法，通过使用恰当的监测来考虑个体患者的需求。第一种策略包括构建个人的VO2/DO2曲线。这种方法可行是因为生理学研究明确表明，在休克状态下存在VO2/DO2依赖现象。此外，DO2低于临界值（所谓的DO2临界值）与血乳酸水平的突然增加有关。Ronco等人在1993年的研究结果中很好的说明了实验数据的临床应用效果，研究表明在停止生命支持后死亡的患者中也可以证明相同的关系。然而，患者个体VO2/DO2曲线的构建有几个困难。首先，它可能导致虚假的VO2/DO2关系，因为存在所谓的“数据数学耦合”，心输出量、血红蛋白浓度和动脉血氧饱和度（SaO2）出现在曲线两个轴上。为避免这种情况，有人建议通过间接量热法确定VO2，但这并不能真正提供“测量的”VO2，只是使用另一种技术估计的值，并且容易受到其他技术限制。其次，VO2可以随着患者状况或环境因素的变化而迅速变化。

VO2和DO2之间的关系本质上代表了氧气提取量（VO2/DO2的比率）或更简单的表示为SaO2接近100%时的SvO2。使用PAC很容易获得来自肺动脉导管尖端的混合静脉血。重症患者的参考SvO2值可能略低于健康人正常值的75%，因为重症患者的血红蛋白值通常较低。通过中心静脉导管测量中心静脉血氧饱和度（ScvO2）已被建议作为SvO2的替代方法，但这只是一个近似值，因为身体上肢和下肢的静脉饱和度不同，这种关系会随临床情况而改变。因此，ScvO2只能被认为是SvO2的粗略估计。尽管如此，ScvO2仍然可以提供有价值的信息来指导病人的管理。

图2给出了解释S(c)vO2的建议方法。SvO2在动脉氧含量降低（由于低氧血症和/或贫血）、心输出量不足或显著VO2增加（例如在运动期间）时会降低。因此很明显，如果没有同步的SvO2测量，就无法正确解释心输出量值，反之亦然。重要的是，正如不需要在所有情况下都纠正低心输出量一样，也不应该在每个危重患者中纠正低SvO2。Gattinoni等人在一项大型随机对照试验（RCT）中证实了这一点，试验中将心输出量和SvO2恢复到正常值，并没有影响死亡率。

尽管传统上认为在初始复苏后S(c)vO2是正常或高的，但许多患者在诊断为脓毒性休克时的S(c)vO2是低的。Rivers等人在2001年的研究中观察到这种结果，并建议在此类患者的早期复苏中，迅速（6小时内）将S(c)vO2恢复至至少70%。所谓的“早期目标导向治疗（EGDT）”是通过更积极的液体复苏和比对照组多三倍以上接受输血的患者来实现的。EGDT应用于130名患者，而对照组为133名，其死亡率显著降低，从46.5%将至30.5%。这项单中心研究引发了大家强烈的兴趣，但同时也受到了质疑。2014年和2015年发表的三项大型多中心RCT并没有获得相同的结果，并不是Rivers等人进行的原始的对照研究，其中包括了病情较轻的患者，并且EGDT组中的大多数患者在EGDT策略开始时具有正常的S(c)vO2。因此，该策略的应用不能被认为是基于证据的，但它并不能否定在S(c)vO2在解释没有迅速改善的患者的血流动力学状态中的重要性。

当SvO2正常或高时，在存在持续血流动力学改变的情况下，增加动静脉Pco2差(VAPco2)可能有用。在这种情况下，VAPco2大于6mmHg可能表明外周血流量仍然不足。

血乳酸浓度

在休克中，组织氧浓度下降导致无氧代谢，乳酸形成增加。使血液乳酸浓度成为组织灌注改变的有用指标。这种认识是血流动力学监测发展过程中的重要一步。基于Huckabee关于丙酮酸和乳酸之间关系的基础研究，Broder和Weil在1969年提出应该测量过量的乳酸，以评估“氧债”在预测休克状态中的作用。然而氧债的概念受到挑战，因为它与剧烈运动领域更相关，并且丙酮酸的测量过于复杂和繁琐，无法在临床实践中常规使用。许多文章都集中在脓毒性休克乳酸性酸中毒的病理生理学，强调高乳酸血症不仅仅是由于细胞缺氧，还可能涉及其它细胞紊乱。尽管如此，血乳酸浓度是休克严重程度的指标，而高乳酸血症则是预后不良的标志。

随着时间的推移，连续测量血乳酸浓度以监测患者对治疗和演变的反应的概念很快被提出。在1980年代的早期研究中，明确循环休克的患者对补液有反应，血液乳酸浓度在1小时内下降了10%。进一步的研究证实乳酸浓度的快速降低与各组危重患者的预后较好有关。作为乳酸浓度，反映了产生和清除之间的平衡（主要由肝脏），术语“乳酸清除”不适用于描述乳酸动力学。快速床边分析仪的出现简化了乳酸浓度的测量。已经开始尝试主要基于乳酸动力学的治疗，但这种方法并不完全令人信服，因为乳酸浓度的变化很慢。所以，连续乳酸水平的评估被认为有助于评估对治疗的反应，而不是精确的指导治疗。

外周灌注的重要性

尝试选择性增加流向某些器官的局部血流，导致人们对监测局部血流的兴趣增加了，但这在临床环境中很困难。肝脏循环中的血流测量是可能的，但侵入性很大。胃压力测量法在1990s开始流行。这种微创技术通过改良的鼻胃管评估胃粘膜灌注，该鼻胃管配备一个装有盐水甚至二氧化碳的球囊。1992年发表的一项研究表明，使用这种技术监测危重病人可以降低死亡率，但由于存在许多导致结果不一致的因素，导致这种方法已经被弃用。最近，有建议测量尿道灌注。研究流向四肢的外周血流量可能很有价值。Joly和Weil早在1969年就提议监测脚趾温度，但这种策略在出现外周动脉病的情况下有局限性。对于皮肤灌注的评估可以通过不同的技术进行，从简单的毛细血管再充盈时间到更复杂的多普勒技术使用。外周灌注的评估一直是并将继续是危重患者临床评估的重要组成部分。

微循环的重要性

恢复和维持足够的组织氧合是血流动力学复苏和管理的最终目标。DO2的评估包括心输出量，血红蛋白和SaO2等成分，但这不仅忽略了心输出量在各个器官的分布，也忽略了在器官内的分布。有多种方法可以评估微循环，包括激光多普勒测量小组织中的红细胞速度，活体微视频表面显微镜直接应用于器官，通过正交偏振光谱或测流暗场成像的微视频表面显微镜，及指甲毛细血管内窥镜。在临床实践中，人们需要设备可靠，可重复，易于使用，并且提供的数据易于被大多数医疗和相关人员解读。

评估舌下微循环的手持式显微镜是研究最广泛的方法，能够在脓毒症重症患者中描述持续的微循环改变。这些变化的时间过程与器官功能障碍和死亡率有关，即使在整体变量正常化后，也常常能监测到微血管的变化。这种方法已被用于评估各种干预措施对微循环的影响，包括血管加压药的滴定。这些测量值是否可用于调整治，从而对患者的预后产生影响，仍有待证实。

转向侵入性较小的技术

减少PAC的使用。在过去的20年中，PAC的使用在全球范围内有所减少。支持这一趋势的一个观点是，RCT并未一致显示死亡率降低与使用PAC相关。然而，其他监测技术并未显示死亡率降低（表1），例如心电图或脉搏血氧饱和度，但这些技术仍被广泛使用。胃压力测量被证明会影响死亡率，但这种技术已被弃用。而且，如果生成的数据被用于通过降低死亡率的方式来影响管理，那这种监测技术只能改善结果。因此，RCT的负面观点显示PAC衍生的测量值不影响患者的管理和或管理的变化不影响死亡率。近些年回声多普勒技术和其他更新的侵入性较小的血流动力学监测技术的应用，可以更好的解释PAC使用的减少。虽然这些较新的设备减少了PAC衍生监测的使用，PAC衍生的变量在某些复杂患者中仍然有价值，尤其是那些患有严重心肺衰竭的患者。

回声多普勒的发展。详细讨论回波多普勒技术超出了本综述的范围。回声多普勒最早于1950s开发，但在1970s才在临床上得到更广泛的应用，最初仅用于心脏病学，但随着简化、移动性更强的设备的开发以及全球培训计划的推出，使回声多普勒在很多ICU中常规使用。无需成为超声多普勒专家，即可将其用于危重患者的管理，专业知识可能相对有限，只需掌握操作所谓的心脏超声必需的基础知识。如果需要更复杂的评估，仍然可以打电话给心脏病专家。超声心动图可区分不同类型的休克，连续检查可用于监测对治疗的反应。

用于心输出量测量的侵入性较小的方法的实用性。为避免应用PAC，开发了测量心输出量的其他指示剂稀释方法，包括经肺热稀释和锂稀释。然而，指示剂注射仍然需要（中心）静脉导管和动脉导管来检测指示剂温度或浓度的变化。

还提出了脉搏波分析，使用动脉血压波形的数学分析来估计心输出量。通过脉搏波分析，可以连续监测心输出量，反应时间快；因此，它可用于估计液体反应性，例如，补液试验或被动抬腿试验。然而，使用脉搏波分析估计心输出量依赖于理论假设,并且测量效果在血管舒缩张力快速变化的患者中受到限制，无论是自发的还是药物引起的。不同的脉搏波分析设备-有创，微创和无创-都是可用的，并且可以使用外部、内部或无校准来校准估计的心输出量值。每一个都有优点和局限性，但详细讨论超出了本文的范围。

可以监测心输出量的其他侵入性较小的方法，包括无创脉搏波分析（例如，指套法）、脉搏波传播时间、CO2再呼吸、胸部生物阻抗和生物反应，对危重病人常规使用不够可靠。

休克中关键治疗干预措施期间的血流动力学监测

正如Weil和Shubin多年前提出的那样，休克患者应根据机械通气、输液，泵入的方法进行管理。这些管理组成部分中的每一项需要密切和特定的血流动力学监测。

通气

血流动力学管理需要最初关注通气似乎并不直观，但足够的氧气供应对于恢复足够的DO2至关重要。使用有创机械通气，可以降低呼吸肌的需氧量，从而促进获得足够的组织DO2。因此，气管插管的最佳时机是复苏过程的重要组成部分。

补液

液体管理仍然是管理所有形式休克的重要组成部分。最初用于低血容量状态，且在某种程度上是脓毒性休克，在心源性休克中，液体管理也是必不可少的，因为血管收缩状态会导致液体外渗到间质中。因此，即使存在心源性肺水肿，使用谨慎的液体管理来治疗心源性休克已成为标准。

应该给予多少液体，一直是激烈讨论的话题。在所有亚组患者中，预先确定所需液体量的尝试均未成功。因此，应通过对个体患者进行适当和充分的血流动力学监测来指导补液量。当血管张力保持良好时，只监测动脉压可能就足够了，但在感染性休克中，心输出量的增加可能远远超过动脉压，因此需要进行心输出量测量。尽管低cvp可以增加液体管理的安全性，但单次cvp测量并不是液体需求的可靠指标。大量补液期间cvp的变化可以提供更多关于液体耐受性的有用信息。液体的益处（心输出量增加）与风险（水肿形成）是补液试验的基础，补液试验是在相对较短的时间内（通常约10min）给予相对少量的液体（通常约200ml），同时严密监测病情。

在接受控制机械通气治疗的患者中，建议监测间歇正压通气对前负荷和每搏输出量的影响，以评估液体反应性。如果机械通气改变呼吸运动，引起每搏输出量（svv）或动脉脉压（ppv）的变化，则患者更可能是前负荷依赖性的。在补液期间，ppv的降低与心输出量的增加呈负相关。但是，1990s后期首次引入的这些基于心肺相互作用的液体反应性的动态测量是有局限性的。ppv仅适用于深度镇静（无自主呼吸）、接受相对较大潮气量、肺顺应性轻度改变且无右心室衰竭、腹内高压或严重心律失常的机械通气患者。通常在外科干预期间会满足这些条件，根据这些指标（ppv或svv）制定目标导向的液体管理策略已被证明可以减少术后并发症。然而在icu中，很少有患者能满足条件。已经有依赖ppv动力学的其他监测方法，包括呼气末正压或潮气量冲击。

被动抬腿试验被提议作为替代方法，原则上避免了大量补液的液体冲击。但是，有两个关键性限制。一是试验对于未镇静患者可能是一种刺激，无论液体状态如何，都会导致肾上腺素能反应；另一个是如果有一个积极的反应（即表明液体反应性），每搏输出量的增加是非常短暂的，必须使用适当的监测确保能够可靠的识别任何变化。

液体类型和输血。对不同胶体和晶体（白蛋白或羟乙基淀粉，生理盐水或平衡溶液）的不同影响的综合讨论超出了本综述的范围。但液体选择仍然是一个极具争议的话题。

输血策略也随着时间的推移而发展。什么时候应该给病人输血，仍然是一个有争议的问题。毫无疑问，维持血红蛋白水平大于10g/dl会导致输血过多，但是在血红蛋白下降小于7g/dl时才输血的RCT研究中得到了类似结果，之后已经使钟摆远远摆向了另一方。现有数据表明，输血可能会增加危重患者的VO2，目前现在已达成广泛共识，输血的决定不应仅基于血红蛋白水平，还应基于其它因素，包括患者年龄，血流动力学状态和心血管合并症。目前合理的做法是当血红蛋白高于9g/dl，停止输血很安全，而在血红蛋白低于7g/dl，应给予输血；当血红蛋白介于这两个值之间时，输血决定应个体化。

泵入

已经提出了多种血管加压药，包括去甲肾上腺素，多巴胺，去氧肾上腺素，间羟胺，甲苯丁胺等，但现在已将去甲肾上腺素确定为首选的血管加压药。重要的是给予血管加压药可以减少流向非重要器官，特别是肾脏的血流量。多巴胺因药理学被用作血管加压药是特别有吸引力的，因为在内脏和肾循环中，多巴胺能受体更多。但是，尽管MacCannell等人在1960s最初就提倡使用低剂量多巴胺，但是后来证明其与休克患者的肾脏保护作用无关。与去甲肾上腺素相比，休克状态下使用多巴胺的死亡率更高，目前已基本放弃使用多巴胺作为血管加压药。

其他血管加压药的地位仍未确定。这些药物的风险是心输出量减少。血管加压素已被广泛使用，但缺乏临床益处的证据。早期给予血管加压素，以防止毛细血管渗漏，可能会有好处，但风险是可能会减少血流量，尤其是在肝内脏和冠状动脉循环中。因此需要密切监测血流动力学以保证心输出量。同样的，在一项未监测心输出量的研究中，未发现给予selepressin（一种血管加压素衍生物）有益。血管紧张素II是一种血管加压素，但其适应证尚未明确。

虽然过去只有在认为患者对液体没有反应时，才开始血管加压药治疗。但最近的研究表明，在所有情况下都应避免动脉低血压。即使是短暂的低血压，也可能与器官衰竭或死亡率的增加有关，早期使用去甲肾上腺素来恢复动脉压，似乎对结果有有益的影响。休克状态下的最佳动脉压目标一直是个需要深入研究的问题，目前尚未确定全球可接受的理想值。因为动脉压目标应考虑各种因素进行个体化，其中包括慢性高血压病史，当前疾病过程和血流动力学状态。

多巴酚丁胺被认为是心力衰竭时首选的正性肌力药物。最初被认为不适合用于脓毒性休克，但它在液体反应有限的时候是有作用的。由于血流动力学变量的优化通常被视为护理标准，因此很难进行大型RCT来评估多巴酚丁胺的潜在益处或危害。

虽然半衰期不是特别理想，磷酸二酯酶抑制剂（如米力农）和左西孟旦对心源性休克的治疗中有一定作用，但其血管舒张作用限制了他们在感染性休克治疗中的地位。对于这些患者，不能常规使用任何正性肌力药物，即使是左西孟旦。

血流动力学监测的未来

医疗和科学技术持续以惊人的速度发展，而且这种趋势将继续影响休克中的血流动力学监测领域。新的微型、灵活的无创传感器可以连接到皮肤或衣物上，并且可以提供对多个变量的连续监测。这些值可以无线传输到中央计算机或系统或医生的智能手机或智能手表上。人工智能将越来越多的被用于解释此类信号，并建议或甚至是开始适当的治疗。人们已经对具有自动闭环控制系统的临床自动化重新产生了兴趣。将反馈控制系统和人工智能集成到医疗设备系统中，有可能提高对既定治疗方案的依从性，并能够快速适应新的或不断变化的治疗策略。在将来，自动化系统很可能会使用先前从患者处收集的类似人口统计和疾病模式的数据，来个性化管理药物滴定。这些系统将能够更准确的预测给药患者对特定药物的反应，并在其治疗方案中使用这些预测模型，从而促进医疗方案的个体化。超声心动图探头也将变得更小，将被更广泛地应用。尽管目前成本仍然很高，但随着此类工具的普及，这些成本将会降低。然而，进一步的研究需要确定如何更好地将此类创新用于危重患者以改善结果，然后才能成为我们ICU的常规手段。

结论

在过去的50年里，重症医学和围手术期医学中的血流动力学监测和管理有了很大的发展。监测技术已经发展到能够用侵入性小得多（甚至完全非侵入性）的设备取代侵入性很强的设备-尽管我们可能会失去一些准确性。同时，我们的整体监测方法已经从使用一些静态单一措施转变为功能性、动态和多变量的方法。ICU中的血流动力学监测需要包括的不仅仅是血压，心率和尿量。此外，任何变量本身提供的关于患者血流动力学状态的信息相对较少，尤其是在危重病人的复杂性休克时。所以需要同时考虑几个不同变量的监测结果，以便及时为该特定患者提供完整的血流动力学状态图。监测局部血流可能会有所帮助，但目前在临床上不可行。目前没有理想的细胞功能监测系统，微循环监测仍在发展中。然而，这些方面可能是未来成功复苏的重要目标。最后，我们正在从标准的、程序化的血流动力学策略转向更加个性化的方法，以确保根据每位患者在其疾病发展期间的具体要求进行适当的管理。