危重病患者右室功能不全及液体管理
重症行者翻译组 金春华 译，梁艳 校对
1.简介
在危重病人中，右心室（RV）功能经常受到严重损害[1，2]。这可能是由于脓毒症引起的心肌抑制引起的收缩力急性下降或肺血管阻力（PVR）急性增加所致。后者可继发于急性病理状况，如严重肺栓塞或急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。由于机械通气对肺血管系统的影响，PVR也可能增加[4]，我们将在下文中将其归类为RV功能障碍的“功能性原因”。无论其机制如何，房室功能不全通常与房室扩大有关，这可以通过超声心动图很容易地检测到[5，6]。右室舒张末期面积（RVEDA）/左室舒张末期面积（LVEDA）比值的增加是导致右室功能障碍的主要因素之一。
一般认为房室扩大或房室功能障碍是休克状态下大量补液的禁忌症。然而，这个想法必须值得商榷的，本章的目的是强调区分液体总是有害的情况（RV功能障碍的结构性原因）和液体可能有用的情况（RV功能障碍的功能性原因）。
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2.急性RV功能障碍的结构性原因的液体管理
如前所述，在脓毒症或感染性休克的情况下，右心室收缩力可能会出现急性下降。这通常与左室功能不全有关。一般来说，右心室是中度至重度扩张的[3]。在危重病人中遇到的另一种主要的急性右心室功能障碍是由于肺血管的结构异常引起的右心室后负荷的急性增加。主要原因是严重急性肺栓塞（累及近端动脉）和ARDS（累及小血管）。在ARDS中，肺小血管的改变是多因素的：肺血管收缩与低氧血症或炎症介质的释放、微血栓的形成和微血管重塑有关[7，8]。在右心室后负荷急性增加的情况下，右心室除了扩张外没有其他适应性机制[9]。由于双心室相互依赖的机制，右室扩张可能阻碍左室充盈，从而降低左室每博输出量。在肺栓塞或ARDS期间，最严重的RV衰竭（也称为急性肺心病）与RV扩张和室间隔左移有关，这两种征象都很容易被超声心动图所显示[2]。
液体复苏是治疗循环性休克的基础。然而，对继发于结构原因（如肺栓塞、脓毒症性心肌抑制或ARDS的RV功能障碍的休克患者，予以补液可能有害，原因如下。首先，根据Frank-Starling机制，扩张的右心室可能处在其收缩功能曲线的平坦部分。因此，进一步增加补液量来增加RV前负荷并不能增加RV的每搏输出量（前负荷无反应状态）。这一点在休克的急性肺栓塞患者身上得到了明确的证明，在这些患者中，只有在右心室没有扩张的情况下，才观察到液体给药后心输出量的增加[10]。第二，两个心室被心包包围，心包是一个不易扩张的膜。因此，根据双心室相互依赖机制，液体导致先前扩张的右心室的压力和容积增加，将导致室间隔进一步向左移位，从而进一步限制了左心充盈，并导致左心每博输出量和心输出量的减少[11]。第三，考虑到右室舒张末期压力-容积的曲线关系，扩张的右心室的前负荷进一步增加将使右室舒张末期压力的上升，其上升远大于没有扩张的右室。这将增加所有右心压力、一些重要器官灌注的下游压力。这可能会对肾脏等器官的功能产生负面影响[12，13]。
总之，如果由于结构原因导致右心室扩张，如脓毒性心肌抑制或肺血管结构异常，使用液体不会增加心输出量，甚至可能降低心输出量。此外，右心上游压力的增加可能对灌注和重要器官的功能产生有害影响。
3.与机械通气有关的急性右室功能障碍的液体管理（右室功能障碍的功能性原因）
3.1肺血管阻力和肺容积
PVR与肺容积之间的关系是复杂的，取决于肺微血管的类型（有肺泡外和肺泡内微血管两种类型的），以及肺血管压力的静水压分布[14]。
肺泡外微血管位于肺泡腔外，承受胸腔内压（或胸膜压[Ppl]），并随着肺容积的增加而伸展。这就导致了肺泡外血管阻力随着肺泡的扩张而降低，当肺泡内气体容量从残气量状态增加到肺总量状态（TLC）时，肺泡外血管的阻力是呈指数级变化下降的，当肺泡内气体容量较小的时候，阻力最大，随着肺泡进一步扩张阻力也逐步降低。当肺泡内气体容量大于功能残气量（FRC）时，肺泡外血管的阻力随肺容量的增加而降低的幅度为最小值（图12.1）。
图12.1肺容积与肺血管阻力的关系。FRC功能残气量、RV残气量、TLC肺总容量
肺泡内血管靠近肺泡内侧，暴露于跨肺压（PL）之下，跨肺压即肺泡压（Palv）和胸膜腔压力(Ppl)之差。随着肺泡内气体容量从FRC增加到TLC，PL是上升的，在呼吸系统顺应性较低的情况下，如ARDS时，跨肺压增加得更为明显[16]。由于垂直的静水压梯度，肺重力依赖区的局部肺血管压力（局部肺动脉和静脉压力）高于非依赖区。而肺泡压Palv和跨肺压的情况则并非如此，从肺底部到顶部都是均匀分布的。因此，重力依赖区域的肺泡内血管可能开放得更完全，因为其入口压力（局部肺动脉压）和出口压力（局部肺静脉压）均高于肺泡压（图12.2）。这些区域（West 3区）的肺血流量最大，肺泡内血管阻力最小[17]。在非重力依赖区，跨肺压可高于局部的肺动脉压和静脉压，因此肺泡内血管受到挤压，灌注消失（West 1区）（图12.2）[17]。在中间肺区，跨肺压可能低于局部肺动脉压，但高于局部肺静脉压，因此肺泡内血管可在其静脉侧（West 2区）被压缩（图 12.2）[17]。这会导致血流减慢（瀑布效应）和肺泡内血管阻力增加。因此，在一定的肺动脉和静脉压力情况下，随着肺泡内气体容量从FRC增到TLC，肺泡内血管阻力呈指数增长，这是由于跨肺压的逐渐升高和West1区和2区的范围增加所致的。在高肺静脉压的情况下（例如充血性心力衰竭），West 2区的范围固有地减小，导致随肺容积改变的肺泡内血管阻力指数的斜率降低。相反，如果中心血容量减少导致肺静脉压降低，则West 2区的范围将增大，肺泡内血管阻力指数增加的斜率将升高（图12.3）。
图12.2根据通气/血流比例来进行的West分区。Palv肺泡压、PAP肺动脉压、PVP肺静脉压
肺容积对两种类型肺微血管阻力的综合影响可以通过在同一张图上绘制两条曲线来表示：得到的U形曲线（图12.1），它的最低点对应的是FRC点，这就意味着当呼吸系统处于静息状态时全肺的血管阻力最低[15，18]。
图12.3 在肺静脉压正常或偏低的情况下，PEEP和潮气量对肺血管阻力的影响。
3.2机械通气和右室后负荷
在机械通气过程中，呼吸机主动往肺泡内充气导致肺泡压Palv增加，此时由于肺静脉压不能增加到与Palv相同的程度，从而导致West 2区的范围增加。事实上，在呼吸机往肺泡内充气期间，胸膜腔压力Ppl（影响肺血管压力的因素）的增加小于Palv。显然，当潮气量较高时，肺血管阻力PVR的这种周期性增加应该更为明显[19]。降低潮气量，如目前在ARDS患者中推荐的一样，必能降低PVR的增加程度及其在机械通气期间对RV功能的负面影响。
除了机械通气对右室后负荷产生周期性影响外，还必须讨论呼气末正压（PEEP）的影响，因为它也是被推荐用于ARDS患者的[20]。
通过复张塌陷的肺泡，PEEP减轻缺了氧性血管收缩，降低肺动脉血流的阻力。此外，如果PEEP复张了肺单位，使初始较低的呼气末肺容积增加达到FRC，将会导致肺泡外血管阻力的降低。小潮气量的应用应该会导致在肺泡充气期间PVR的小幅增加。如果PEEP的副作用超过了其复张肺单位的正面作用，则PVR在呼气末是增加的。呼吸有所给的潮气量将进一步增加PVR。这些机制解释了为什么在ARDS患者中，一些研究者发现随着平台压的升高，急性肺心病的发病率也相应增加，平台压是总PEEP与给予一定潮气量下的肺泡压力之和[21]。
如前所述，在肺静脉压较低的情况下（例如，由于中心血容量较低），West 2区的范围得以扩大，肺泡内血管阻力增加，继续PVR上升。因此，在中心血容量较低的情况下，因机械通气PEEP引起的RV后负荷增加的效应会被大（图12.3）。显然，当潮气量过大时、当PEEP高时，当PEEP的副作用超过肺单位复张的正面影响时，以及在ARDS中，由于肺僵硬，使得呼气末跨肺压过高时，这种效应会更加明显[22]。
要减少PEEP对RV功能的负面影响，其中一种方法就是降低PEEP水平。然而，为了避免严重的低氧血症发生，也是需要维持一定的PEEP水平的。另一种减少PEEP相关的RV后负荷增加的方法是增加肺静脉压，以便将部分肺泡从West 2区转化为3区。这已经在一项研究中得到了说明，该研究纳入的是接受6ml/kg潮气量通气的ARDS患者[23]。PEEP水平从5cmH2O升高到与30cmH2O（平均13±4cmH2O），这是平台压所允许情况下的的最大值。PEEP的增加导致PaO2/FiO2从108±40提高到135±30mmHg。应用超声心动图和肺动脉导管评价PEEP的血流动力学效应。PEEP的增加与心输出量的显著降低和平均肺动脉压（mPAP）与肺动脉闭塞压（PAOP）之间的差异、PVR和RVEDA/LVEDA比值（从0.66±0.20到0.72±0.20）的显著增加有关，与RV后负荷增加一致。重要的是，在高PEEP水平下进行被动抬腿（PLR）（模拟容量负荷试验）可使心输出量、mPAP-PAOP、PVR和RVEDA/LVEDA恢复到基线值。换句话说，随着PLR增加中心血容量，RV后负荷降低，表明存在肺泡从West 2区转化为3区的情况。
因此，由于中心血容量的减少，可能会放大机械通气和PEEP的应用对RV功能的有害影响，因此，在不影响PEEP的有益呼吸作用的情况下，增加中心血容量可能是减少RV功能障碍的一个较好的选择。
然而，应该记住，对于已扩张的右心室，只有在机械通气导致功能性右室受损的情况下进行补液才是有益的。此外，由于ARDS的病理生理是肺血管通透性增加，应该仔细评估输液的益处/风险之间的平衡。如果有任何疑问，尤其是在结构和功能上都可能导致RV功能障碍的ARDS患者中，进行PLR试验可能有助于研究增加中心血容量能在多大程度上改善RV功能。在PLR过程中测量右室功能超声心动图指标的变化在这方面非常有意义。
4.结论
危重病人急性右室功能不全可继发于结构性或功能性的原因。是否给这些患者进行输液取决于RV功能障碍的机制。在结构性右室功能不全的情况下，液体治疗可能是有害的，因为它会导致心输出量不变，甚至降低，右侧压力增加，并可能导致随后的器官功能不全。对于因机械通气引起的急性右室功能障碍，通过重新开放肺微血管从而降低PVR并最终增加心输出量，给予补液可能是有益的。在做出补液治疗的决定之前进行PLR测试，在有疑问的情况下会有帮助。
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