休克的局部灌注监测
河北衡水哈励逊国际和平医院 重症医学科
马珍 译，王金荣 校
关键点
@体格检查对排除单器官灌注不足有合理的阴性预测价值，但无特异性
@评估心肌灌注的技术包括心电图、超声心动图和超声造影
@近红外光谱和经颅多普勒用以评估脑灌注和自我调节能力
@对于评估肾和内脏灌注，多普勒和超声造影技术均属于新方法
@多数技术的重要局限是无法确定器官血流量是否满足器官代谢需求。
研究目的
休克患者尽管全身血流恢复，但单个器官可能仍然灌注不足。本篇综述总结了关于休克单个器官灌注监测的方法，主要集中在心、脑、肾和/或内脏器官，而且是实时和床旁的方法。
最新研究结果
选择使用查体、心电图、超声心动图、超声造影、近红外光谱和多普勒超声用于评估单器官灌注的研究。
摘要
查体对排除单个器官低灌注有合理的阴性预测价值，但无特异性。间接测量心肌灌注的方法包括心电图和超声心动图，超声造影可以量化心肌灌注，但到目前为止仅用于检测局部心肌灌注不足。近红外光谱和经颅多普勒超声，可用于评估脑灌注和确定脑自我调节阈值。多普勒和超声造影技术都是评价肾脏和内脏器官灌注的新方法。大多数技术的关键局限是无法确定器官血流量是否满足器官代谢需求。
前言
休克是危重病人的一种常见疾病，死亡率高。病理生理学上休克被定义为全身氧输送和氧耗的不匹配，导致细胞缺氧和器官功能障碍 。临床实践中，休克主要用体征来诊断，如外周灌注减少(如手湿冷、毛细血管充盈时间延长、桡动脉搏动减弱)、皮肤花斑、出冷汗、精神状态改变、少尿。实验室检查(如动脉乳酸水平、中心/混合静脉血氧饱和度、中心静脉与动脉二氧化碳分压差、碳酸氢盐水平、碱剩余)可进一步协助临床医生确定休克的诊断。
休克管理的主要原则是去除休克的潜在原因，稳定血流动力学，改善组织低灌注。稳定血流动力学可分为三个步骤（ 图 1）。第1步紧急逆转冠脉和大脑低灌注，防止心血管衰竭。这通常意味着需要（弹丸式）应用血管加压药，只适于严重血流动力学不稳定的患者。第2步描述了休克的核心治疗方法，即逆转全身组织低灌注和重新恢复足够的微循环。滴定液体、正性肌力药物、血管紧张素和少量血管扩张药物，逆转组织缺血的体征和全身低灌注的化验指标。
休克治疗金字塔中的第3步代表了血流动力学稳定的最后阶段。适于那些虽然全身灌注改善但单个器官局部灌注仍然不足的病人。需要对全身灌注进行特定调整，来恢复单个器官有效灌注，其中肾、脑和心是常见器官。其原因是器官特有的，包括有限的自我调节能力(例如肾脏)， 供血动脉狭窄(例如心脏)，或疾病引起的灌注异常(例如大脑损伤)。然而，主要挑战是评估单个器官灌注。
本综述总结了目前关于休克患者局部组织灌注监测方法和技术的文献，以及那些实时和床旁的方法研究。
检索策略
文献检索使用PubMed数据库，仅限于成年人，虽不限于特定的出版年份，但重点是过去5年内出版。搜索主题词为：‘regional perfusion’ OR ‘organ perfusion’ OR‘renal perfusion’ OR ‘brain perfusion’ OR ‘cerebral perfusion’ OR ‘myocardial perfusion’ OR ‘coronary perfusion’ OR ‘renal perfusion’ OR ‘kidney perfusion’ OR ‘liver perfusion’ OR ‘hepatic perfusion’ OR ‘intestinal perfusion’ OR ‘splanchnic perfusion’ OR ‘visceral perfusion’ AND ‘shock’ OR ‘critical illness’ OR‘critically ill’. 此外， 主题词还与相关特定监测技术的术语相结合，如 ‘ultrasound’ OR ‘sonography’ OR‘Doppler’ OR ‘contrast-enhanced’ OR ‘near-infrared spectroscopy’ OR ‘indocyanine green clearance’ OR ‘gastric tonometry’。对确定的参考文献清单进行了手工搜索，以确定进一步的相关出版物。
评估单器官灌注的局限性
除了少数例外，评估单个器官灌注技术的关键局限是，不能定量评估血流量是否满足器官代谢需求。目前，只有少数侵入性技术能做到(例如单个器官的静脉插管，在开放手术过程中将组织探针放置在单个器官上或使用近红外光谱(NIR S)，用于测量器官特异性代谢物或组织氧合，可以确定器官灌注的充分性。虽然实验室参数可用于诊断器官功能的衰竭情况，但不能用于指导复苏，因为多数只在明显的时间延迟下反应，并表示已经发生的器官损伤。在解释本次综述结果时，需要记住这些缺陷。
心脏
体格检查
与I型心肌缺血形成对比(例如冠状动脉闭塞伴局部心肌缺血)，休克相关心肌灌注不足导致全心低灌注与心肌氧供和氧耗的失调(例如II型心肌缺血)。这种类型的心肌缺血常常与胸痛或不适无关。体征只能在清醒患者中确定，可能是非特异性的，包括呼吸困难、焦虑、大汗或不明原因的心动过速和低血压。
心电图
心电图是诊断急性心肌梗死的一个基础。心肌缺血发生后，ST段改变在数秒（20至24秒）内发生，长时间的（>60分钟）ST段变化对预测综合ICU病人肌钙蛋白升高具有高度特异性（特异性95.2%）。心电监护监测心肌缺血的主要局限性是其对预测肌钙蛋白升高的敏感性相当低（31.6%），心电图变化识别心肌缺血中度可信。
心脏超声
超声心动图在检测缺血引起的局部室壁运动异常中起着至关重要的作用。在接受经皮冠状动脉介入治疗的患者中，由于冠状动脉闭塞而导致的局部室壁运动异常在10s内发生，并且可以在心电图发生ST-改变之前通过经胸超声心动图来识别。相反，超声心动图测定II型心肌缺血的心肌灌注的准确性很差，只有有限的数据发生在休克患者身上。在没有明显的冠状动脉狭窄的情况下，休克中的心肌低灌注会导致收缩或舒张期心室功能障碍，而不是局部室壁运动异常，虽然在危重病人中确定收缩期和舒张期心力衰竭，超声心动图是一种敏感的方法，但心肌低灌注是非特异性的。
超声造影
超声造影 (CEUS)已用于评估局部心肌灌注和检测冠状动脉疾病。在40例肌钙蛋白水平升高的ICU患者中，心肌CEUS是可行的，可以检测局部低灌注和冠状动脉疾病，敏感性为67%，特异性为88%。到目前为止，应用CEUS诊断全心心肌灌注不足和II型心肌缺血还没有公布任何数据。在ICU使用CEUS的限制是这是一项具有挑战性的检查技术，而且需要有经验的操作人员。
大脑
体格检查
脑灌注受损的体征只能在非出血患者中检测到。虽然精神状态无受损是脑灌注充足的可靠指标，但意识水平定量或定性改变对于评估脑灌注不足是非特异性的。然而，血流动力学不稳定的患者，不管何时焦虑、激动或嗜睡都应视为是大脑低灌注的指标，直到证明不是为止。罕见情况下，抽搐或局灶性缺损(例如在主要脑动脉狭窄的患者中)可能是由脑低灌注引起的。
近红外光谱
当NIRS光点被放置在前额上，发射的光子穿透头皮、额骨和大脑额叶时，NIRS利用反射的近红外光的光学分析，实时经皮监测局部组织氧合（图2）。目前NIRS技术的一个关键局限是颅外组织对颅内组织氧饱和度的干扰。此外，由于只对浅表皮质进行取样，无法确定脑结构中容易发生低灌注部位的氧合，如灰白质交界区、基底节或海马区。NIRS在前额部测量的组织氧饱和度由动脉（20%）、毛细血管（5%）和静脉（75%）构成，这解释了为什么健康志愿者呼吸室内空气时数值在70%左右。老年患者在大手术前，平均NIR S值为60%，脑组织缺氧的潜在标准是绝对值小于50%或基线值下降超过25%。尽管脑灌注是组织血氧饱和度的关键决定因素，但其他因素也会影响组织氧饱和度，如动脉血氧饱和度、动脉二氧化碳压力、血红蛋白水平和局部疾病(例如脑损伤)。时域NIRS是一种新的技术，克服了目前NIRS技术的局限性，如大脑特异性缺乏和氧合量化的巨大不确定性。
健康志愿者在模拟低血容量时应用下体负压，心输出量变化与颈动脉血流量和脑组织氧饱和度变化相关。NIRS技术已用于间接跟踪心脏、主动脉和颈动脉外科手术中发生的脑血流量变化。同时处理NIRS低频信号和动脉血压变化，可准确检测脑自动调节下限，灵敏度为92%，曲线下面积为0.89。使用这种方法，心脏手术期间低于或高于大脑自调节阈值，与术后谵妄、急性肾损伤和死亡率独立相关。
经颅多普勒超声
利用颞骨、眼部或枕骨大孔作为窗口，脉冲TCD可用于Willis环（大脑动脉环）的血流速度。由于脑动脉血流速度取决于血流量和血管直径，平均血流速度与脑血流相关，但不等于脑血流。因此，血流速度绝对值不能准确指示脑灌注不足的发生。在20名健康志愿者中，TCD评估的大脑中动脉血流变化与增强MRI评估的灌注变化相关。在30名健康志愿者中，彩色TCD测量的大脑中动脉血流速和脑血管电导率，与动脉标记灌注MRI测量的海马和枕叶血流相关。
一项系统回顾评价了TCD的作用， 用于评估脓毒症或脓毒性休克患者的脑灌注和自动调节。在36例心力衰竭患者中，TCD用于评估主动脉内球囊反搏(IABP) 治疗期间的脑灌注。使用IABP期间大脑中动脉速度时间积分增加，表明IAPB增加了脑灌注。在37例静动脉ECMO治疗的患者中，TCD测量显示，与股动脉插管相比，腋窝动脉插管患者的平均血流速更高，搏动指数更低。与NIRS相比，TCD已与动脉血压联合使用，以确定危重患者和心脏或血管手术期间的脑自动调节阈值。
肾脏
体格检查
一直认为，尿量是评估休克患者肾灌注的关键体征，已被列为肾衰竭的有效预测因子，并纳入急性肾损伤的定义中。然而，关于尿量作为肾灌注间接标志的观点，最近变得颇有说辞。通常认为肾血流量足够的指标是足够尿量(>0.3-0.5ml/kg/h），但除了肾灌注不足，其他原因也会导致少尿的。首先，在休克患者中，尽管有足够肾血流量，但神经体液应激反应导致肾小球滤过减少，钠水潴留增加导致少尿。其次，尽管肾灌注不变或增加，但肾内血流的改变，如肾小球前和肾小球后阻力的变化，以及肾内分流的增加，可以降低肾小球滤过率，特别是脓毒症患者。第三，肾小球和更为常见的肾小管损伤(例如由于缺血、炎症、线粒体功能障碍或细胞周期停滞)可导致危重患者少尿。最后，人们认识到，不仅动脉血流减少导致肾灌注不足，中心静脉压力升高（例如血容量过多或心力衰竭)也会导致肾灌注不足。考虑到这些， 少尿可能只是休克早期肾灌注不足的一个指标。因此，一项多中心可行性试验发现，与感染性休克患者的标准诊疗相比，除其他终点外，仅针对随机化后前2个小时的尿量，限制性液体策略可改善肾功能。
一项前瞻观察性研究，包括30例早期感染性休克患者，毛细血管充盈时间和皮肤花斑与肾搏动指数有关，肾搏动指数是一项肾血管张力的多普勒声像学标记物。研究发现72h皮肤花斑程度的变化与肾搏动指数的变化有关。
多普勒超声
与TCD相当，彩色多普勒超声已成为确定肾血流速度的床旁无创监测手段。利用收缩期、舒张期和平均血流速，可以计算肾阻力和肾搏动指数。这两个参数都准确地反映了肾血管张力，用来评估肾灌注。双侧肾的差异、测试者之间的差异、可行性高，在ICU是有利的。健康志愿者参考值为0.6-0.7。大于0.7反映了肾血管收缩，与肾灌注减少有关。在感染性休克患者中，急性肾功能衰竭患者的肾阻力指数高于无肾功能衰竭患者。在严重脓毒症、多发伤和非选择的危重病人中也有类似发现。在后两项研究中，肾阻力指数0.71被确定为截点，做为预测急性肾损伤预后的最大值。同样，肾阻力指数大于0.7，通过检测隐匿性出血相关的灌注不足，可以预测血液动力学稳定的多发创伤患者发展为失血性休克。
此外，多普勒超声已被用来追踪循环衰竭患者液体负荷对肾血流动力学的影响。鉴于其与肾血流和动脉血压的密切关系，肾阻力指数已用于确定优化肾灌注的平均动脉压。在感染性休克患者中，使用去甲肾上腺素将平均动脉血压从65mmHg升到75mmHg，引起肾阻力指数下降和尿量增加。
肾内静脉多普勒测量反映了血流回心情况。因此，发现肾静脉的不连续流出是心力衰竭肾充血的指标。在这类患者中，肾内静脉流动模式与右房压力有关(例如连续流动模式：5.4±2.5mmHg；双相模式：9.5±3.5mmHg；单相模式：14.9±4.3mmHg；P<0.001)。在145名ICU心脏手术后的患者中，门静脉搏动指数大于50%，与更大程度的全身静脉淤血和术后急性肾损伤的更高发生率独立相关。这些数据表明，技术上要求较低的门静脉血流多普勒测量可作为肾静脉回流受损的替代指标。
超声造影
CEUS对肾血流量的评估，与对氨基马尿酸测定的肾血浆流量密切相关。有报道展示了在ICU中应用CEUS的可行性和观察者内部良好的一致性。在一项前瞻对照性研究中，CEUS用来比较ICU脓毒性休克和无脓毒症休克患者之间的肾皮质灌注，脓毒性休克患者肾皮质灌注指数较低，平均通过时间较长。此外，在严重急性肾损伤的脓毒性休克患者中，肾皮质测量的平均通过时间高于无脓毒性休克患者。同样，对11例心脏外科患者在术后第一天进行CEUS测量，发现肾灌注指数较基线值下降50%，表明在术后首个24小时肾灌注明显减少。
用CEUS来评估儿茶酚胺对肾灌注的影响。在一项前瞻性队列研究中，用CEUS来评估应用去甲肾上腺素引起的平均动脉压从60-65mmHg增加到80-85mmHg前后肾灌注的变化。虽然平均灌注指数在血压升高前后没有变化，但去甲肾上腺素剂量增加引起的灌注指数有很大的可变性（与基线相比为51%至97%）。
内脏器官
体格检查
没有任何体征能够反应休克患者的肝脏或脾脏灌注。虽然没有肠鸣音是肝细胞灌注不足的一个非特异性征象，但生理肠鸣音存在提示胃肠灌注充足。早期脓毒性休克患者毛细血管充盈时间，与肝脏和肠道多普勒超声衍生的搏动指数直接相关，表明早期脓毒性休克中毛细血管充盈时间的延长可能是肝脏和肠道血管收缩的标志。
多普勒超声
虽然肝脏多普勒超声是一种公认的评估肝脏灌注的方法，但我们没有关于评估休克患者肝脏灌注的研究。一项关于6例休克患者使用门静脉多普勒超声的研究表明，在肺静脉血流正常或增加的情况下，肝静脉血流缺乏或明显减少可能表明静脉回流严重受损。
多普勒超声评估的脾脏阻力指数，是血液动力学稳定的多发伤患者入院后24小时内发生出血性休克的独立预测因子。脾脏阻力指数随容量负荷变化而变化，反映出心脏反应性和心脏术后机械通气患者的全身血流动力学。脾脏阻力指数降低＞9%是液体相关每搏量增加的标志，具有100%的特异性和100%的阳性预测值。脾脏阻力指数降低＞4%总是与内脏灌注改善有关，如乳酸清除率增加和全身血管阻力减少，而与每搏量变化无关。
超声造影
CEUS评估危重患者肠道灌注是一种有前途的方法。到目前为止，大多数研究将其用于检测患者可疑肠缺血，CEUS信号减弱或缺失的敏感性和特异性分别为85%和100%，此外，CEUS还能检测肝移植受者与休克相关的脾灌注不足，以及肝动脉或门静脉血流改变（表1）。
吲哚菁绿清除和胃张力
已经应用吲哚菁绿(ICG)清除和胃张力法，用来评估危重患者的肝脏和胃灌注，然而两种方法都有显著局限性，临床实践中未常规使用。过去5年里，还没有一项研究评估它在休克患者肝脏或胃肠道灌注方面的应用。
结论
尽管休克患者恢复了足够的全身血流，但单个器官可能仍然灌注不足。体格检查对排除单个器官低灌注有合理的阴性预测价值，但无特异性。间接测量心肌灌注的技术方法包括心电图和超声心动图。CEUS可以量化心肌灌注，但到目前为止仅用于检测局部心肌灌注不足。NIRS和TDS可用于评估脑灌注和确定脑自我调节阈值。多普勒和CEUS技术都是评价肾脏和内脏器官灌注的新方法。多数技术的重要局限是无法确定器官血流量是否满足器官代谢需求。