ICU中休克、容量管理及血流动力学监测

摘要

休克是患者入住重症监护病房（ICU）的主要原因之一。识别休克的根本病因（低血容量性、分布性、心源性和梗阻性）可能导致截然不同的临床管理路径。对于低血容量性和分布性休克患者，液体治疗是主要的治疗策略之一。虽然适当的液体输注可能挽救生命，但液体使用不足（或过量）可能导致更多并发症，包括因低血容量或容量超负荷引起的器官衰竭和死亡。目前，重症监护医师可通过多种信息来源和工具监测患者的血流动力学状态，包括病史、体格检查及特定的血流动力学监测设备。尽管及时正确地评估和解读这些信息可促进充分的液体复苏，但误判这些数据也可能增加死亡率和并发症风险。本文对评估液体反应性和液体耐受性时最常用的血流动力学监测方法进行了叙述性综述（侧重于观点整合，而非文献检索类），并阐述了这些工具的优缺点。

（一）引 言

循环性休克是氧供与氧耗失衡的一种状态，若未及时纠正，将导致高死亡率及并发症发生率。休克可引发单器官或多器官衰竭，尤其影响高氧耗需求的器官。所有类型的休克患者中，常见临床表现包括意识状态改变、尿量减少、乳酸生成增加及皮肤改变（例如：低血容量性及分布性休克患者的皮肤花斑、毛细血管再充盈时间延长，而心源性休克患者则表现为皮肤湿冷）。

根据休克类型不同，其病理生理机制的主导因素各不相同。休克主要分为以下四类：（1）低血容量性休克（发生率16%）由内源性或外源性液体/血液丢失引发，通常可通过及时充分的静脉补液纠正；（2）心源性休克（发生率16%）与心律失常、充盈压升高或心肌收缩力下降导致的心肌（泵）功能衰竭相关；（3）分布性休克（发生率62%）由临床显著的血管扩张及炎症反应引发（如脓毒症、肾上腺/甲状腺功能不全或过敏反应患者）；（4）梗阻性休克（发生率2%）源于循环系统内部阻塞（如血栓、肿瘤或空气栓塞）或外部压迫（如心脏压塞或张力性气胸）（表1）。

其他休克类型（如神经源性休克）较为罕见，本文不予讨论。

在心源性及梗阻性休克中，心输出量降低是导致循环衰竭的核心病理生理机制；而分布性及低血容量性休克的临床表现则主要由绝对或相对血管内容量不足引起。因此，液体联合血管升压药治疗被视为低血容量性及分布性休克患者血流动力学复苏的基石。约50%血流动力学不稳定的患者可通过液体负荷试验增加每搏输出量及心输出量。（血流动力学不稳定的定义为：存在异常或动态变化的血流动力学指标，可能导致局部或全身低灌注。）尽管休克期间恢复和补充血管内容量至关重要，但越来越多的证据表明，不必要的液体输注可能加重多器官衰竭风险。因此，在危重患者的复苏阶段，准确判断何时停止补液并启动降阶梯治疗尤为关键。

肾脏是休克期间对血流动力学变化最敏感的器官之一。血管内容量不足常导致急性肾损伤（AKI），而容量超负荷（引发静脉淤血）同样是肾衰竭的重要危险因素。根据休克类型不同，有效血容量降低、肾淤血、肾毒性暴露及过度炎症反应均被确认为AKI的诱因。因此，合理管理休克不仅能预防中重度AKI的发生，还可减少肾功能长期损害，从而降低慢性肾脏病（CKD）风险。

本文将阐述当前关于液体治疗的推荐意见，并探讨如何通过血流动力学监测工具优化低血容量性及分布性休克危重患者的血管内容量评估与管理。

（二）优化液体复苏

Frank-Starling曲线描述了心脏根据心肌细胞长度（前负荷）变化改变收缩力的能力。因此，依据心肌功能完整性，每搏输出量对静脉回流变化的反应幅度可大可小（图1）。

图1 基于心肌收缩力的液体反应性。这些Frank-Starling曲线显示了两名正常心脏和衰竭心脏的患者。正常心脏可以通过前负荷扩张增加其每搏输出量；而衰竭心脏则不能。通过评估心室前负荷（由中心静脉压估计）来静态测量液体状态；两名患者可能具有相似的前负荷，但对液体负荷的反应完全不同。然而，动态测量可以评估曲线的陡峭程度（即α角和β角），并确定患者是否对液体有反应（在这里，α角大于β角，表明在给定的液体负荷下，每搏输出量增加更多）。

在心脏功能正常且后负荷稳定的情况下，静脉回流增加会通过拉伸心肌细胞（肌节长度）提高每搏输出量。这种拉伸增强了收缩力，使心脏能泵出更多血液，从而增加每搏输出量。处于曲线平坦段的患者对前负荷变化和静脉快速补液反应不敏感，提示液体无反应性。研究表明，此类患者的血管外肺水可能增加，临床表现为肺水肿。反之，处于曲线陡峭段的患者对前负荷变化高度敏感（即具有液体反应性），快速补液后每搏输出量和心输出量将显著提升。

尽管这些生理学概念提出已久，但其揭示了前负荷、每搏输出量及心输出量间的复杂关联。结合后负荷与心肌收缩状态评估液体反应性，可预测特定液体负荷对心输出量的影响，从而指导休克管理策略的制定。

理想的复苏策略需在改善组织灌注（及氧供）与避免容量过负荷（导致静脉淤血和间质水肿相关并发症）间取得平衡。虽然血管内扩容短期内可挽救生命，但需注意：具有液体反应性≠存在低血容量，并非所有液体反应性患者均需扩容。简言之，液体反应性不等同于容量缺乏。

全身静脉淤血

器官灌注受全身动脉血压、血管内容量状态、心输出量及静脉压力共同调节。在组织水平，跨毛细血管床的压力梯度是优化灌注的关键。容量过负荷、充血性心力衰竭及肾衰竭是静脉淤血的三大常见诱因。越来越多证据表明，静脉淤血对临床结局及各器官功能均具有负面影响。例如，肺淤血可表现为肺水肿、胸壁水肿及机械通气时间延长；其他损害包括肝淤血、腹腔间隔室综合征、腹壁水肿、肠梗阻、肾间质水肿、舒张功能障碍及心肌抑制。研究证实，容量过负荷、肾充血或肾包膜内压升高均可导致急性肾损伤（AKI）。肾小球超滤压梯度约为10-15 mmHg。肾内压升高可增加肾小管周围毛细血管间质压力，轻微压力上升即会显著降低毛细血管灌注，引发肾小管缺血。肾充血或水肿既可由休克直接导致，也可继发于治疗措施。静脉淤血与肾体积增大、肾内压升高密切相关，其中中心静脉压（CVP）升高是所有血流动力学指标中预测肾功能恶化的最强因素。

静脉淤血常由积极液体复苏、心力衰竭、肺动脉高压或脓毒症引发。减轻肾淤血及腹腔高压可降低AKI风险并促进肾功能恢复。

液体管理策略

液体治疗的"4D原则"（药物、持续时间、剂量、降阶梯）在休克不同阶段具有差异化管理重点，也可分为抢救期、优化期、稳定期及降阶梯期。休克管理的核心在于选择合适的液体类型、以正确速率输注适量液体，并在病情好转时及时启动液体清除。

液体管理策略涵盖从严格标准化方案到个体化治疗计划，包括保守（干）与自由（湿）两种极端策略。例如，保守策略的CVP目标值为4-8 cm H2O，而自由策略为8-12 cm H2O。关键问题（尚未明确）在于何种策略能带来最佳临床结局。

过去二十年间液体策略不断演变。2001年，Rivers等报道了一项在美国城市急诊科开展的脓毒性休克患者早期目标导向治疗（EGDT）与常规治疗的随机对照试验。EGDT组采用6小时复苏方案，通过静脉补液、血管活性药物、正性肌力药及输血达到预设的动脉血压、CVP、中心静脉血氧饱和度和血红蛋白目标。结果显示EGDT组死亡率更低（31% vs. 47%），促使全球多家机构推广该方案。

后续三项研究（ARISE 34、PROCESS 35、PROMISE 36）对EGDT提出挑战（附表1）。

这些研究发现EGDT与常规治疗死亡率无差异。2017年，一项纳入这三项多中心试验个体数据的meta分析显示，EGDT组较常规治疗组需要更多ICU资源及心血管支持，但其他结局无显著差异（尽管成本更高）。亚组分析表明，EGDT对更严重休克患者或常规复苏中血管活性药物/液体使用较少的医院无额外获益。

另一项急性肺损伤患者液体策略比较研究发现，保守液体组无机械通气天数更多、住院时间更短，但死亡率无差异。另有随机试验显示，超保守液体策略较标准治疗显著减少肾功能恶化。Myles等比较腹部大手术患者围术期保守与自由液体管理策略，发现两组1年无残疾生存率无差异，但自由液体组AKI及伤口感染发生率更低。

综上，保守液体管理策略可能降低医疗成本、缩短ICU住院时间、增加无机械通气天数，且不影响死亡率。

复苏的终点指标

复苏的终点指标对指导治疗至关重要。在急性危重疾病中，快速恢复灌注压是优先目标。然而，单一指标无法保证足够的氧供或器官灌注。传统上，临床通过监测尿量、血清乳酸水平及平均动脉压来指导和评估复苏，但最佳终点仍存在争议。因此，需要采用结合心输出量与静脉淤血评估的多模式参数整合策略。

（三）液体状态的评估

对液体状态进行全面评估对于优化有效血容量和心输出量同时避免容量过负荷至关重要。完整的液体状态评估需要涵盖宏观循环（有效血容量；平均体循环充盈压和平均动脉压；心脏收缩力；肝、肾、肠道腔室压力；以及腹腔内和胸腔内压力）和微循环（毛细血管通透性和灌注、糖萼层完整性及组织水肿）的信息。这种评估的复杂性使其极具挑战性。尽管如此，重症医师目前可利用多种工具更精确地评估患者实际血管内和间质液体状态（图2）。

病史、体格检查和生物标志物

获取详细病史应明确休克的主要类型，进而指导液体管理策略（例如：低血容量性和分布性休克需补液，而梗阻性和心源性休克则需限制或不补液）。

休克的体征包括意识改变、毛细血管再充盈时间延长或皮肤花斑，这些可用于优先级的判断。此外，中心静脉充血征象（如颈静脉怒张、水肿和肺啰音）通常提示血管内容量过负荷；而苍白、皮肤弹性下降和窦性心动过速则常表明需要扩充血管内容量。

测量血清灌注生物标志物（如乳酸和肾素）可为循环休克患者提供治疗紧迫性的参考。

肾脏功能障碍与休克监测

循环休克患者常合并急性或慢性肾功能障碍，且未及时纠正的休克本身也可导致肾功能恶化。由于肾脏对灌注不足高度敏感，尿量减少和肾功能恶化可作为低灌注的标志。适当的复苏通常能改善尿量和肾功能。事实上，在某些临床场景中，以尿量为导向的液体治疗与急性肾损伤（AKI）发生率显著降低相关。因此，需特别强调肾功能衰竭在休克监测中的作用。

肾功能障碍的多种并发症可能影响休克管理，包括：酸碱失衡导致呼吸驱动和血管活性药物反应的变化；电解质紊乱引发心律失常、心肌功能障碍、肌无力和横纹肌溶解；血管张力异常；凝血障碍（如高凝状态和血小板功能障碍）；毒素/药物清除减少（如地高辛和万古霉素）；液体潴留。

监测

在休克管理和液体管理决策过程中，常规使用简易监测工具。这些监测变量包括持续记录血压（BP）、心率和呼吸频率；测量氧饱和度、呼气末二氧化碳及尿量；以及持续心电图监测。尽管这些变量广泛可用，但其敏感性和特异性通常不足以区分容量不足、正常容量和容量过负荷。更先进的用于血流动力学和液体状态评估的监测工具可分为无创性工具（如超声心动图及液体负荷试验后的心输出量变化）和有创性工具（如肺动脉导管，或通过内置动脉导管监测中心静脉压CVP及体循环动脉压）。有创性工具可能伴随并发症，如置入时的疼痛、感染和出血。因此，无创血流动力学监测在急诊科和重症监护室（ICU）中具有吸引力。监测工具和方法的总结见补充表2。

这些设备和技术的测量结果分为静态变量和动态变量。

静态变量与液体状态或液体反应性相关，需间歇性测量。

动态评估需持续监测（个人觉得这里对静态/动态理解有误，静态讲的是单一指标如CVP，不涉及到变化，静态指标也可以连续测量；动态指标是说CO随指标的动态变化，也可以间断测量，或者连续测量），通常涉及心输出量监测。研究一致表明，液体反应性的动态指标优于静态测量。

静态测量

当“瞬时”充盈压被测量并解读时，它们被称为静态变量。中心充盈压被假定为反映左心室舒张末期压力（即左心室前负荷的替代指标）。然而，左心室舒张末期压力与容积并非线性关系，且这一关系并不固定，在冠状动脉低灌注或心肌功能障碍患者中可能急性改变。因此，若以充盈压作为左心室舒张末期容积（前负荷）的替代指标，常导致对容量状态的误判。

目前大多数复苏方案和指南中最常用的静态指标是中心静脉压（CVP）。然而，CVP用于指导液体管理的可靠性存在争议，因其生理学意义可能因瓣膜病变、右心室功能障碍、肺动脉高压及正压机械通气引起的胸腔内压力变化而改变。一项纳入24项研究（共803例患者）的系统综述表明，CVP与有效血容量间相关性极差，结论认为CVP本身或其变化均无法预测液体负荷试验的血流动力学反应。

肺动脉导管

肺动脉导管于20世纪60年代初步研发，1970年引入临床。其可在床旁通过中心静脉鞘管置入右心并进入肺动脉（通过压力波形引导），无需X线透视。肺动脉导管提供的压力信息包括：中心静脉压（CVP）；右心室收缩压和舒张压；

肺动脉收缩压和舒张压；肺动脉闭塞压（左心房压或左心室舒张末期压的替代指标）。此外，肺动脉导管还可基于斯图尔特-汉密尔顿方程，通过持续或间断热稀释法测量心输出量。肺动脉导管的使用在20世纪80-90年代达到高峰，后因其有创性及随机对照研究显示其无明确临床结局获益而逐渐减少；一项纳入26个中心433例患者的随机对照试验发现，肺动脉导管对严重症状性/复发性心力衰竭住院患者的临床结局（包括死亡率）无改善作用，且与更高不良事件发生率相关。但该试验排除了研究者认为可能获益的患者，且由经验丰富的心衰专家操作。

在急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者中，肺动脉导管对比标准化液体管理方案未显示优势，且并发症发生率显著更高。

一项1996年发表的队列研究显示，ICU入院24小时内行右心导管术与更高死亡率及医疗资源消耗相关。

一项纳入5051例患者的系统综述结论：肺动脉导管未改善患者结局。

争议中的临床价值。尽管如此，我们认为由经验丰富的临床医生在特定场景下使用CVP和肺动脉导管仍可能有益。例如：心脏术后、右心室梗死、急性肺栓塞或心脏压塞患者。此时CVP可作为右心室功能的标志（而非容量指标）。混合型休克或诊断信息有限时，肺动脉导管可能提供关键信息。

熟悉CVP和肺动脉导管使用及局限性的心胸外科医师、重症医师和麻醉医师，可识别数据偏差并调整治疗。值得注意的是，随着右心功能障碍发病率上升，肺动脉导管可能迎来“复兴”——此次重点可能是指导右心功能管理（而非既往的左心功能评估）。

动态指标

动态液体反应性指标一直显示出优于静态指标。与静态的充盈压测量不同，动态监测变量能够理解心血管系统如何响应循环血容量和心肌前负荷的变化。尽管动态评估比静态指标更有效，但它们更难评估且通常需要满足某些前提条件才能可靠。下文我们将描述一些更常用的动态指标。

液体挑战试验

通过快速输注液体检测心输出量变化来评估液体反应性。系统综述显示，仅半数患者对液体挑战有反应，而另一半未获益并可能因挑战受到伤害（如容量超负荷）。

脉压（收缩压与舒张压之差）随每搏量变化而波动，因此可作为每搏量的替代指标。正压通气呼吸周期中的脉压变异源于胸腔内压变化引起的静脉回流改变。液体反应性患者在前负荷增加时会增强心输出量。呼吸周期中前负荷的微小变化导致每搏量和脉压波动。因此，脉压变异可通过近似患者当前在Frank-Starling曲线上的位置，区分液体反应性与无反应性。多项研究表明，13%-15%的脉压变异与容量反应性密切相关。脉压变异指数计算公式为=（最大脉压-最小脉压）/平均脉压，通常取三个以上呼吸周期的平均值。需注意，当患者未接受"完全"或"被动"机械通气（潮气量≥8-10ml/kg）、存在右心衰竭或伴心搏变异的心律失常（如房颤、开胸伤口、肺顺应性严重下降）时，该指标不可靠。因此，当前脉压变异测量方法可能仅适用于ICU特定亚群患者。

同理，呼吸周期中的每搏量变异可反映液体反应性。若能测量机械通气患者的每搏量，其变异便具有临床价值。研究一致表明，呼吸周期中每搏量变异＞10%与液体反应性相关。每搏量变异计算公式为=（最大每搏量-最小每搏量）/平均每搏量，取多个呼吸周期平均值。

鉴于每搏量变异与脉压变异存在相同局限性，临床可采用其他主动改变前负荷的方法，包括但不限于：

（1）液体挑战试验：液体推注增加前负荷，反应性患者每搏量可增加＞10%；

（2）被动抬腿试验：操作步骤需规范以确保评估有效性。初始体位为头高位45°，测量心输出量；随后调整床铺使患者平卧并双下肢抬高45°-60°，再次测量；最后恢复初始体位确认心输出量回归基线。该操作利用下肢静脉约150-300ml血液量评估前负荷变化对每搏量的影响；

（3）EEOT机械通气末15秒呼气暂停期间，胸腔内压下降导致前负荷增加，反应性患者每搏量可增加＞15%。

每搏量可通过有创/无创工具测量。无创心输出量监测仪采用生物电抗技术，通过检测胸部血流振荡电流计算心输出量。这些设备将电流频率变化转化为每搏量、心输出量及每搏量变异等血流动力学参数。但多项研究表明，该技术相比热稀释法等标准方法可靠性较低。

相比之下，床旁超声可全面评估心室/瓣膜功能，并测量每搏量和心输出量。通过测定左室流出道水平频谱多普勒的流速-时间积分，结合左室流出道截面积可计算每搏量，再乘以心率得心输出量。尽管这是有效的评估工具，但存在观察者间变异大的问题，需经验丰富者操作方可保证可靠性。现代超声设备可自动化此过程以提高准确性。

机械通气患者下腔静脉（IVC）直径变异是评估血管内容量的动态方法，通过呼吸周期中IVC直径变化实现。使用床旁超声测量吸/呼气末IVC直径，扩张指数计算公式为=（最大直径-最小直径）/最小直径，部分现代超声设备可自动计算。虽然＞18%的IVC扩张指数是良好的液体反应性指标，但其预测价值仅适用于特定亚组患者，与脉压/每搏量变异相似。

  分布性休克液体复苏不足的另一指标是动静脉血二氧化碳分压差（ΔPCO2）增大。该变量与CO2生成量正相关，与心输出量负相关。当CO2生成和心输出量正常时，ΔPCO2为2-6mmHg。但在分布性休克伴心输出量不足时，ΔPCO2＞6mmHg。此时扩容而非使用血管加压药可改善心输出量，从而降低ΔPCO2。

（四）床旁超声在液体状态评估中的应用

过去十年间，重症医师对床旁超声（POCUS）的应用呈现爆发式增长。经过适当培训和质控管理后，POCUS能够提供及时且关键的信息。如前述，对休克患者实施全面的POCUS体格检查可获取基础血流动力学参数（如每搏量、心肌收缩力及瓣膜疾病）。此外，POCUS还可评估器官淤血状态及液体耐受性。

肺部超声既可评估肺血管外液体含量，亦能检测胸腔积液。因此，对呼吸衰竭患者实施心肺联合超声检查有助于缩小鉴别诊断范围。门静脉、肝静脉及肾实质内静脉血流模式的多普勒检查是评估静脉淤血的新兴手段（图3）。

图3 静脉血流模式及器官充血

正常的肝静脉血流模式应在收缩期大于舒张期。随着肝脏充血的进展，收缩期与舒张期血流量的比例持续下降，在严重充血时，收缩期血流甚至会反转。这是由于右心房顺应性逐渐降低所致。通常情况下，门静脉血流没有搏动。然而，随着肝脏充血的进展，门静脉血流变得越来越有搏动性。肾实质内的静脉血流在正常条件下也是非搏动性的。但随着肾脏包膜内压力和充血的逐渐增加，这种情况会发生改变。在轻度到中度充血的情况下，肾内静脉血流呈双相性，随着充血的进展，血流变为单相。

正常情况下，门静脉及肾实质内静脉呈非搏动性血流。多项研究表明，这些血管出现搏动性血流可能是静脉淤血的标志，并与终末器官损伤相关。肝静脉血流受右心房压力变化影响：当右心房顺应性因压力升高而降低时，其收缩期血流减少，导致收缩-舒张期肝静脉血流比值降低或逆转（正常值＞1，淤血时＜1）；极端静脉淤血时甚至可出现收缩期血液逆流入肝。一项针对体外循环手术患者的单中心前瞻性队列研究表明，门静脉和肾实质内静脉血流搏动性是多变量调整后仍与急性肾损伤（AKI）风险独立相关的因素，提示器官淤血的存在。另一项研究则发现，具有肾实质内静脉血流搏动性的患者，其死亡和心衰相关再入院率显著高于持续血流者。

静脉淤血超声分级系统（VEXUS）通过整合多种床旁超声标志（包括下腔静脉直径、门静脉/肝静脉/肾实质内静脉血流模式）评估显著静脉淤血。心脏术后患者研究显示，VEXUS是术后AKI的独立预测因子。然而，该分级系统目前尚未广泛应用，因其技术复杂且耗时。但随着进一步临床验证及其临床价值的明确，基于相同生理学原理的简化版本有望投入临床实践，特别是在复杂病例评估中。

实现并维持休克患者的正常血容量状态是有效血流动力学管理的主要目标。尽管液体复苏相关认知和技术已取得重大进展，可靠维持正常血容量仍具挑战。我们认为，综合评估以下变量可优化临床决策：详细病史与体格检查、静态/动态血流动力学参数、POCUS数据及血清生物标志物。临床医师的核心目标仍是识别液体反应性，并避免在液体过负荷高危患者中实施液体治疗。（