小劑量容量負荷試驗聯合經胸心臟超聲評估感染性休克患者容量反應性的臨床價值研究

沈玨 汪沁 劉文生 黃劍 柳開忠

小劑量容量負荷試驗聯合經胸心臟超聲評估感染性休克患者容量反應性的臨床價值研究

沈玨 汪沁 劉文生 黃劍 柳開忠

目的 評估小劑量容量負荷試驗聯合經胸心臟超聲預測機械通氣的感染性休克患者容量反應性的價值。 方法 收集37例接受機械通氣的感染性休克患者的臨床資料。采用經胸心臟超聲技術測定患者在基礎狀態、1min快速輸注100ml晶體液及15min快速輸注500ml晶體液后血流動力學變化。以500ml晶體液輸注后心輸出量（CO）增加值（△CO500）≥15%為容量有反應組，否則為無反應組。分析100ml補液試驗后CO變化（△CO100）和主動脈速度時間積分（VTI）變化（△VTI100）的ROC曲線，以此評價小劑量晶體液容量負荷試驗效果。結果 容量有反應組21例，無反應組16例。所有患者△CO100與△CO500、△VTI100與△CO500均呈正相關（r=0.954、0.726，均P＜0.01）?！鰿O100和△VTI100預測容量反應性的ROC曲線下面積分別為0.961和0.929，以△CO100≥8%評價容量反應性，靈敏度為95.2%，特異度為87.5%，以△VTI100≥10%評價容量反應性，靈敏度為85.7%，特異度為93.8%。結論 應用經胸心臟超聲測定由1min快速輸注100ml晶體液所引起的CO和VTI變化（△CO100和△VTI100）能較準確地預測感染性休克患者的容量反應性，可作為指導容量治療的指標。

容量負荷試驗 主動脈速度時間積分 容量反應性 感染性休克 心輸出量

隨著液體復蘇技術的推廣，臨床上對重癥患者容 量反應性評估越來越關注，但對重癥患者容量反應性進行準確評估常常比較困難。研究表明即使是血流動力學不穩定的重癥患者也只有50%左右對液體復蘇有反應[1]。傳統容量負荷試驗（fluid challenge，FC）是在30min內給予500~1 000ml晶體液或300~500ml膠體液，同時觀察患者對液體復蘇的反應。但鑒于FC補液量較大，如果患者的心肺功能不能耐受前負荷的明顯增加，那么液體負荷很有可能導致或加重肺水腫，對微循環和組織氧供造成不良影響[2]。2011年國外學者首先提出并證實了小劑量容量負荷試驗（Mini-FC）對容量反應性的預測價值[3]。筆者對機械通氣的感染性休克患者中應用Mini-FC聯合經胸心臟超聲檢查（transthoracic echocardiography，TTE），判斷容量反應性，評估液體復蘇效果并觀察左心衰竭、肺水腫的發生率。

1 對象和方法

1.1 對象 選擇2016年1月至2017年3月我院ICU診斷為感染性休克并接受機械通氣的腫瘤重癥患者40例，剔除1例治療期間放棄積極治療，2例超聲難以測量的患者，最終納入37例患者，其中男29例，女8例，年齡35~73（56.4±9.4）歲。疾病情況：罹患胸部惡性腫瘤19例，胃腸道惡性腫瘤11例，婦科惡性腫瘤5例，血液系統惡性腫瘤2例。納入標準：自愿參加本研究，并簽署知情同意書，存在感染性休克需要液體治療，且應用呼吸機行機械通氣的患者。感染性休克診斷標準符合2006年《中國成人嚴重感染與感染性休克血流動力學監測與支持指南》[4]中感染性休克定義。排除標準：年齡＜18歲；無法放置中心靜脈導管；超聲無法看清心臟界面；未控制的大出血；腦死亡患者；存在主動脈瓣膜反流患者；房顫患者；存在補液試驗禁忌證（心力衰竭、急性冠狀動脈綜合征、心源性休克和容量過負荷的證據）；疾病終末期預計24h內死亡的患者。

1.2 方法 對所有患者序貫進行Mini-FC和傳統容量負荷試驗（FC），第一階段（Mini-FC前）將床頭抬高30°，患者處于半臥位；第二階段（Mini-FC）：在1min內快速輸注100ml晶體液；第三階段（FC）：進一步在14min內輸注晶體液400ml。在補液試驗期間，血管活性藥物用量及呼吸機參數設置均保持不變。

1.3 監測指標 應用床旁監護儀（荷蘭Philips公司）記錄患者的Mini-FC前、Mini-FC后及FC后的心率（H R）、平均動脈壓（MAP）、中心靜脈壓（CVP）等參數，利用超聲監測儀（MicroMaxx，美國Sonosite公司）測量各階段的主動脈速度時間積分（aortic velocity time index，VTI）、心輸出量（CO）、每搏輸出量（SV）和左室射血分數（LVEF）（心臟超聲探頭，2Hz）。為避免測量誤差，超聲測量均由同1位熟練掌握超聲技術的醫師進行操作。把示標置于左室流出道位置，采用脈沖多普勒測出VTI。采用經胸心臟超聲（transthoracic echocardiography，TTE）測量主動脈內徑（D）、左室舒張末期內徑、左室收縮末期內徑。使用超聲儀內置的軟件，確定左心室舒張末期容積（LEDV）和左室收縮末期容積（LESV）。然后應用以下公式來計算其他參數：SV=LEDV-LESV，左心室射血分數（LVEF，%）=[(SV÷LEDV)×100]，CO=SV×HR。根據既往研究，選擇500ml晶體液輸注后CO上升≥15%作為擴容有效的標準，將患者分為有反應組和無反應組[5]。

1.4 統計學處理 應用SPSS 16.0統計軟件。正態分布的計量資料以表示，組間比較采用t檢驗；偏態分布的計量資料用中位數、最小值和最大值表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。計數資料組間比較采用χ2檢驗。雙變量之間相關性用Pearson相關分析；采用ROC曲線評價△CO100和△VTI100對容量反應性的預測價值，△CO100和△VTI100閾值來自于最大Youden指數。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 有反應組與無反應組患者一般資料比較 以500ml晶體液輸注后CO上升≥15%作為擴容有效的標準，容量有反應組21例，無反應組16例。兩組患者在年齡、性別構成、血管活性藥物應用、氧合指數及總呼氣末正壓通氣（PEEP）等方面差異均無統計學意義（均P＞0.05），詳見表1。

表1 所有患者的一般資料及有反應組和無反應組的比較

2.2 補液試驗對血流動力學的影響 FC前兩組患者HR、MAP、CVP和LVEF差異均無統計學意義（均P＞0.05），無反應組CO和VTI明顯高于有反應組，差異有統計學意義（P＜0.05）。有反應組在Mini-FC后CO、VTI較補液前升高，但差異無統計學意義（P＞0.05），FC后CO、VTI較補液前均明顯升高（均P＜0.05）；而無反應組在Mini-FC、FC后各血流動力學指標比較均無統計學差異（均P＞0.05），詳見表2；兩組患者均未發生左心衰竭及肺水腫等心血管不良事件。

表2 容量負荷試驗前后血流動力學參數

2.3 相關性分析 所有患者△CO100與△CO500、△VTI100與△VTI500均呈正相關（r=0.95、0.888，均P＜0.01），而且△VTI100與△CO500也呈正相關（r=0.762，P＜0.01）。然而1min快速輸注100ml晶體液所引起的HR、MAP、CVP等指標變化與△CO500均無相關性（r=0.130、0.057、0.320，均P＞0.05）。

2.4 ROC曲線分析 Mini-FC引起的△CO100和△VTI100預測容量反應性的ROC曲線AUC分別為0.961（95%CI: 0.907~1.015）和0.929（95%CI:0.848~1.009）。以△CO100≥8%為界值點，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別為95.2%和87.5%；以△VTI100≥10%為界值點，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別為85.7%和93.8%；以△VTI500≥14%為界值點，預測容量反應性的靈敏度和特異度分別為90.5%和87.5%，詳見表3和圖1。

表3 △C O100、△V T I100和△V T I500最佳截斷值及對容量反應性的預測能力

圖1 △C O100（%）、△V T I100（%）和△V T I500（%）預測感染性休克患者容量反應性的R O C曲線

3 討論

容量復蘇是嚴重感染和感染性休克患者重要的循環支持手段。但當患者心功能處于Frank-Starling曲線相對平坦部分時，快速補液使心臟前負荷增加反而可能導致心功能惡化，加劇組織、臟器的水腫和缺氧。因此，準確評估重癥患者容量反應性在ICU中顯得尤為重要。

傳統心臟靜態前負荷指標以及常規的臨床體征變化已被證實并不能準確評估和預測容量反應性[6-7]，基于心肺之間相互作用的功能性血流動力學監測指標，如每搏量變異率（SVV）、脈壓變異率（PPV），能夠更準確的預測容量反應性[8-9]。但是上述指標對于容量的判斷必須要求患者控制通氣，完全沒有自主呼吸，同時不能存在心律失常，而大大限制了它們在臨床中的應用。目前，動態監測指標，如上、下腔靜脈塌陷程度的變化和被動抬腿試驗（PLR）所引發的SV或CO的變化程度，在評估容量反應性方面得到了越來越多的重視和肯定[10-12]。此外，多項研究已證實，TTE測量VTI、CO和SV等指標的變化，可以安全、動態且準確評估急性循環衰竭患者的容量反應性[10,13-14]。

既往應用較大劑量容量負荷試驗來評估容量反應性，但該方法有增加心功能不全和肺水腫的風險。2011年Muller等[3]首先提出Mini-FC評估容量反應性，通過對39例機械通氣的急性循環衰竭的患者進行研究發現，通過1min注射100ml羥乙基淀粉前后VTI增加（△VTI100）≥10%可以準確預測15min輸注500ml羥乙基淀粉（△VTI500≥15%）治療的容量反應性，其靈敏度和特異度分別為95%和78%。隨后國內學者提出了更小的容量負荷挑戰上述方法，研究納入了50例低潮氣量通氣的急性循環衰竭患者，采用TTE分別測量小劑量和傳統容量負荷試驗前后CO、SV、VTI及LVEF，以輸注500ml晶體液后CO增加（△CO500）≥15%作為有容量反應性的判斷標準。研究結果表明，通過10s內注射50ml晶體液可以準確評估輸注500ml晶體液治療的容量反應性[14]。最近覃炳軍等[15]也證實了利用Mini-Fc VTI變異率評價嚴重多發傷休克患者的容量反應性能精確指導液體復蘇，減少縮短血管活性藥物使用時間及機械通氣時間。但該類研究在感染性休克患者中鮮有報道。

本研究納入37例機械通氣的感染性休克患者為研究對象，基于2016年SSC指南推薦[16]，選擇晶體液作為FC的首選液體。以500ml晶體液輸注后CO上升≥15%作為擴容有效的標準[5]，僅有56.8%（21/37）的患者對液體治療有反應。對于此類患者在容量復蘇過程中需要及時評估機體對液體治療的反應性，避免盲目的液體治療。

本研究發現，△CO100與△CO500（r=0.954）、△VTI100與△VTI500（r=0.888）均呈正相關，這表明100ml晶體液輸注后CO和VTI上升幅度越大，其后500ml晶體液輸注所引起的CO和VTI的變化程度也將越大，從而提示我們可以給予有較大△CO100和△VTI100的患者行進一步較大劑量的容量負荷試驗。通過制作ROC曲線，結果顯示，100ml晶體液快速輸注后△CO100和△VTI100對預測容量反應性的 AUC分別為 0.961和 0.929。將△CO100≥8%作為臨界點，預測患者容量反應性的靈敏度和特異度分別為95.2%和87.5%；而以△VTI100≥10%為界值點，預測容量反應性的靈敏度為85.7%、特異度為93.8%，診斷界值點及預測價值與以往研究結果相當。說明通過TTE測得100ml晶體液快速輸注所引起的CO和VTI變化可以用于預測機械通氣的感染性休克患者的容量反應性。

與此同時，本研究中使用的TTE技術也存在一些限制。首先，其對檢查者和超聲設備具有一定要求；其次，肥胖、胸廓畸形、高腹內壓及患者體位等因素均可能導致超聲無法準確測量，本研究中有2例患者存在上述情況從而被剔除。此外，由于本研究樣本量較小，仍需擴大樣本量和多中心合作行更深入的研究。

綜上所述，Mini-Fc聯合TTE可能為感染性休克患者容量反應性的評估提供一種更簡單、無創且有效的方法，進而更好的指導液體復蘇治療，改善患者預后。

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Low-volume fluid challenge with transthoracic echocardiography in predicting volume responsiveness of septic shock patients

SHEN Jue,WANG Qin,LIU Wensheng,et al.Department of Critical Care Medicine,Zhejiang Cancer Hospital,Hangzhou 310022,China

Fluid challenge Aortic velocity time index Fluid responsiveness Septic shock Cardiac output

2 0 1 7-0 5-2 7）

（本文編輯：嚴瑋雯）

d o i：1 0.1 2 0 5 6/j.i s s n.1 0 0 6-2 7 8 5.2 0 1 7.3 9.1 5.2 0 1 7-1 2 2 2

浙江省醫藥衛生科研項目（2 0 1 6 1 4 7 6 0 3 k x x b g）

3 1 0 0 2 2杭州，浙江省腫瘤醫院重癥醫學科

柳開忠，E-m a i l：l i u k a i z h o n g i c u@1 6 3.c o m

【 Abstract】 Objective To evaluate the predictive value of low-volume fluid challenge with transthoracic echocardiography for volume responsiveness in mechanically ventilated patients with septic shock. Methods Clinical data of 37 mechanically ventilated patients with septic shock were analyzed prospectively.Hemodynamic parameters were determined by transthoracic echocardiography before fluid challenge(FC),after a 100ml infusion of crystalloid solution over 1 min and a further 400 ml infusion over 15 min.Patients were classified as responders if cardiac output(CO)increased by at least 15%following the 500ml FC and non-responders if CO increased by less than 15%.Receiver operating characteristic curves(ROC curves)were generated for variations of CO and aortic velocity time index (VTI)after infusion of 100 ml of fluid over 1min(ΔCO100and ΔVTI100). Results Among 37 patients there were 21 responders and 16 non-responders.In all patients,there were positive correlations between ΔCO100and ΔCO500(r=0.954,P＜0.01),ΔVTI100and ΔCO500(r=0.762,P＜0.01),respectively.The area under ROC curve(AUC) for ΔCO100was 0.961(95%CI:0.907-1.015).Taking ΔCO100≥8%as the cut-off value for predicting fluid responsiveness,the sensitivity and specificity were 95.2%and 87.5%,respectively.The AUC for ΔVTI100was 0.929(95%CI:0.848-1.009).Taking ΔVTI100≥10%as cut-off value for predicting fluid responsiveness,the sensitivity and specificity were 85.7%and 93.8%, respectively. Conclusion ΔCO100and △VTI100measured by transthoracic echocardiography can predictthe fluid responsiveness in septic shock patients and it can be used for guiding fluid therapy.