高原肺水腫患者血流動力學變化研究

石建國，季華慶，陳想貴，付長懷，鮮文

高原肺水腫（high altitude phlmonary edema，HAPE）稱之為非心源性肺水腫［1］。因發病急、病情重，如延誤治療會危及患者生命［2］。HAPE發病機制比較復雜，與嚴重缺氧引起的肺動脈高壓、血管通透性增加、遺傳等因素有關［3］。青海省交通運輸廳委托青海省交通醫院負責青海省高海拔地區沿線數萬交通職工的醫療保障任務，每年青海省交通醫院將派出12支醫療隊到高海拔地區開展醫療救治工作,曾救治了不少平原地區到青海后發生HAPE的患者。該研究應用無創心排量監測儀（NICOM）、多普勒超聲心動圖機等，就HAPE患者血流動力學的變化進行研究，為HAPE患者的治療提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 隨機選擇青海省交通醫院急救中心2016年2月—2019年10月收治的HAPE患者22例為HAPE組，全部符合中華醫學會第三次高原醫學學術研討會推薦的診斷標準［4］。22例HAPE患者均為漢族，其中男20例、女2例，平均年齡（25.5±8.9）歲，均由廈門、海口、天津、鄭州、西安、成都等低海拔地區乘飛機或火車急進青海高海拔地區后2～3 d內發病的患者。22例均是初次進入高原（海拔2 260～4 000 m）。納入標準：（1）現場診斷標準：發病近期抵達高原（一般在海拔3 000 m以上），出現靜息時呼吸困難、胸悶壓塞感、咳嗽、咳白色或粉紅色泡沫樣痰、無力或活動能力減低。一側或雙側肺野出現濕性啰音或喘鳴音，中央性紫紺，呼吸過速，心動過速。癥狀、體征各至少具有兩項可作診斷。（2）臨床診斷標準：近期抵達高原（一般在海拔3 000 m以上），出現靜息時呼吸困難、咳嗽，咳白色或粉紅色泡沫樣痰。中央性紫紺、肺部濕啰音，胸部X線可見以肺門為中心向單側或兩側肺野呈點片狀或云絮狀浸潤陰影，常呈彌漫性、不規則性分布，亦可融合成大片狀陰影。心影多正常，但亦可見肺動脈高壓及右心增大征象。排除標準：經臨床及心電圖等檢查排除心肌梗死、心力衰竭等其他心肺疾患，并排除肺炎、低血壓、休克。另隨機選擇青海省交通醫院急救中心健康志愿者20例為對照組，其中男17例，女3例，平均年齡（24.7±9.1）歲。納入標準：（1）西寧地區（西寧，海拔2 260 m）健康人群；（2）過去半年無高原暴露史（海拔≥2 500 m）。排除標準：（1）有心血管疾病、呼吸系統疾病、腫瘤、肝腎功能障礙、免疫系統疾病、精神類疾病、活動期的感染或嚴重感冒其中之一者；（2）拒絕參與本研究的受試者。HAPE組與對照組年齡、性別比較，差異均無統計學意義（t=0.288，P=0.775；χ2=0.013，P=0.910），具有可比性。

本研究創新點：

國內對高原性肺水腫（HAPE）患者心臟結構與功能的研究甚少，只有為數不多關于多普勒超聲心動圖在HAPE患者中的報道，即使有有創心排量監測方面上的研究，但報道的病例數太少。目前國內外尚未見無創心排量、中心靜脈血氧飽和度（ScvO2）、靜動脈血二氧化碳分壓差（Pcv-aCO2）指標在HAPE患者中的臨床研究，也未見心臟前后負荷監測指標在HAPE患者中的應用；如中心靜脈壓（CVP）、下腔靜脈寬度、下腔靜脈呼吸變異度、總外周血管阻力（TPR）、總外周血管阻力指數（TPRI）、每分輸出量絕對值（△CO）、每搏輸出量絕對值（△SV）。本研究通過無創心排量、流量、心臟前后負荷指標的監測，不僅能夠及時了解HAPE患者血流動力學狀態，還可避免有創監測所致相關并發癥發生的風險，無創心排量監測儀（NICOM）安全性、可靠性值得肯定。為HAPE的治療提供了一定的理論依據。

1.2 無創心排量監測 采用以色列生產的無創心排量監測儀（NICOM），受試者取仰臥位，按照NICOM操作規范將4個監測電極分別置于受試者胸部的相應部位，連接監測模塊，對HAPE組治療前、治愈后及對照組的血流動力學指標進行無創心排量監測：心率（HR）、每分輸出量（CO）、心指數（CI）、每搏輸出量（SV）、總外周血管阻力（TPR）、總外周血管阻力指數（TPRI）、每分輸出量絕對值（△CO）、每搏輸出量絕對值（△SV）。

1.3 彩色多普勒超聲心動圖檢查 應用飛利浦（PHILIPS）彩色多普勒超聲心動圖機（CX50），對HAPE組治療前、治愈后及對照組進行下腔靜脈寬度、下腔靜脈呼吸變異度檢查。下腔靜脈寬度、下腔靜脈呼吸變異度均屬于心臟前后負荷參數。

1.4 中心靜脈壓（CVP）監測 連接心電監護CVP監測模塊，為減少誤差對CVP進行連續監測，以獲取CVP值。

1.5 血氣分析 用一次性采血針從橈動脈抽血1 ml，應用美國血氣分析儀（GEM3500）對HAPE組治療前、治愈后及對照組進行pH值、血氧飽和度（SaO2）、二氧化碳分壓（PaCO2）、血乳酸（Lac）檢查。對HAPE組治療前、治愈后從中心靜脈壓管中抽取靜脈血進行血氣分析獲取中心靜脈血氧飽和度（ScvO2），再根據靜脈、動脈血氣獲取靜動脈血二氧化碳分壓差（Pcv-aCO2）。ScvO2與Pcv-aCO2均屬于流量指標。

1.6 統計學方法 應用SPSS 25.0統計學軟件進行數據處理。計量資料以（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，單組治療前后比較采用配對t檢驗；計數資料以相對數表示，組間比較采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 HAPE組治療前與對照組血氣分析指標比較HAPE組治療前pH值、Lac高于對照組，SaO2、PaCO2低于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05，見表1）。

表1 HAPE組治療前與對照組血氣分析指標比較（±s）Table 1 Blood gas analysis results in pre-treatment HAPE group and control group

表1 HAPE組治療前與對照組血氣分析指標比較（±s）Table 1 Blood gas analysis results in pre-treatment HAPE group and control group

注：SaO2=血氧飽和度，PaCO2=二氧化碳分壓，Lac=血乳酸；1 mm Hg=0.133 kPa

組別 例數 pH值 SaO2（%）PaCO2（mm Hg）Lac（mmol/L）對照組 20 7.38±0.02 95±3 37±2 0.45±0.31 HAPE組治療前 22 7.50±0.03 60±7 26±3 6.34±1.21 t值 15.09 21.36 25.61 21.15 P 值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

2.2 HAPE組治療前與對照組心排量、心臟前后負荷參數比較 HAPE組治療前HR、TPR、TPRI、下腔靜脈寬度大于對照組，CO、CI、SV、△CO、△SV、下腔靜脈呼吸變異度小于對照組，差異均有統計學意義（P＜0.05，見表2）。

表2 HAPE組治療前與對照組心排量、心臟前后負荷參數比較（±s）Table 2 Cardiac output，cardiac preload and afterload in pre-treatment HAPE group and control group

表2 HAPE組治療前與對照組心排量、心臟前后負荷參數比較（±s）Table 2 Cardiac output，cardiac preload and afterload in pre-treatment HAPE group and control group

注：HR=心率，CO=每分輸出量，CI=心指數，SV=每搏輸出量，TPR=總外周血管阻力，TPRI=總外周血管阻力指數，△CO= 每分輸出量絕對值，△SV=每搏輸出量絕對值

組別 例數 HR（次/min）CO（L/min）CI〔L·min-1·（m-1）2〕SV（ml）TPR〔dynes·sec·（cm-1）5〕TPRI〔dynes·sec·（cm-1）5·（m-1）2〕△CO（%）△SV（%）下腔靜脈寬度（mm）下腔靜脈呼吸變異度（%）對照組 20 69±10 5.20±0.56 3.41±0.57 72.36±12.53 1 264±250 2 085±432 7.53±2.966.84±2.32 12.55±1.15 20.71±6.35 HAPE 組治療前 22 87±14 3.80±0.48 2.21±0.51 45.66±16.94 2 105±437 3 880±537 2.56±0.812.37±0.65 18.31±2.56 8.33±5.98 t值 4.68 8.72 7.20 5.77 7.56 11.84 7.58 8.68 9.24 6.56 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01

2.3 HAPE組治愈后與對照組心排量、心臟前后負荷參數的比較 HAPE組治愈后HR、CO、CI、SV、TPR、TPRI、△CO、△SV、下腔靜脈寬度、下腔靜脈呼吸變異度與對照組比較，差異均無統計學意義（P＞0.05，見表3）。

表3 HAPE組治愈后與對照組心排量、心臟前后負荷參數比較（±s）Table 3 Cardiac output，cardiac preload and afterload in post-treatment HAPE group and control group

表3 HAPE組治愈后與對照組心排量、心臟前后負荷參數比較（±s）Table 3 Cardiac output，cardiac preload and afterload in post-treatment HAPE group and control group

組別 例數 HR（次/min）CO（L/min）CI〔L·min-1·（m-1）2〕SV（ml）TPR〔dynes·sec·（cm-1）5〕TPRI〔dynes·sec·（cm-1）5·（m-1）2〕△CO（%）△SV（%）下腔靜脈寬度（mm）下腔靜脈呼吸變異度（%）對照組 20 69±10 5.20±0.56 3.41±0.57 72.36±12.53 1 264±250 2 085±432 7.53±2.96 6.84±2.32 12.55±1.15 20.71±6.35 HAPE 組治愈后 22 71±11 5.23±0.52 3.44±0.55 73.67±10.78 1 279±251 2 108±430 7.78±3.25 6.92±2.19 11.98±1.23 21.31±6.77 t值 0.37 0.18 0.17 0.36 0.20 0.17 0.26 0.11 1.55 0.30 P值 0.70 0.86 0.87 0.72 0.83 0.87 0.80 0.91 0.14 0.77

2.4 HAPE組治療前與治愈后心排量、心臟前后負荷參數的比較 HAPE組治愈后HR、TPR、TPRI、下腔靜脈寬度小于治療前，CO、CI、SV、△CO、△SV、下腔靜脈呼吸變異度大于治療前，差異均有統計學意義（P＜0.05，見表4）。

表4 HAPE組治療前與治愈后心排量、心臟前后負荷參數比較（±s）Table 4 Pre-and post-treatment cardiac output，cardiac preload and afterload in HAPE group

表4 HAPE組治療前與治愈后心排量、心臟前后負荷參數比較（±s）Table 4 Pre-and post-treatment cardiac output，cardiac preload and afterload in HAPE group

下腔靜脈呼吸變異度（%）治療前 22 87±14 3.80±0.48 2.21±0.51 45.66±16.94 2 105±437 3 880±537 2.56±0.81 2.37±0.65 18.31±2.56 8.33±5.98治愈后 22 71±11 5.23±0.52 3.44±0.55 73.67±10.78 1 279±251 2 108±430 7.78±3.25 6.92±2.19 11.98±1.23 21.31±6.77 t配對值 4.33 9.48 7.69 6.56 7.68 12.05 7.31 9.33 10.45 6.75 P 值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01組別 例數 HR（次/min）CO（L/min）CI〔L·min-1·（m-1）2〕SV（ml）TPR〔dynes·sec·（cm-1）5〕TPRI〔dynes·sec·（cm-1）5·（m-1）2〕△CO（%）△SV（%）下腔靜脈寬度（mm）

2.5 HAPE組治療前、治愈后流量及中心靜脈壓參數的比較 HAPE組治療前CVP、Pcv-aCO2大于治愈后，ScvO2小于治愈后，差異均有統計學意義（P＜0.05，見表5）。

表5 HAPE組治療前與治愈后流量及中心靜脈壓比較（±s）Table 5 Pre-and post-treatment flow rate and central venous pressure in HAPE group

表5 HAPE組治療前與治愈后流量及中心靜脈壓比較（±s）Table 5 Pre-and post-treatment flow rate and central venous pressure in HAPE group

注：CVP=中心靜脈壓，ScvO2 =中心靜脈血氧飽和度，Pcv-aCO2=靜動脈血二氧化碳分壓差

Pcv-aCO2（mm Hg）治療前 22 16±5 30.77±6.56 9.37±0.86治愈后 22 8±1 68.67±9.78 3.53±0.44 t配對值 8.42 15.10 28.35 P值 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01例數 CVP（mm Hg）ScvO2（%）

3 討論

在高原低壓、低氧環境影響下，平原健康人群急進高原或高原健康人群進入更高海拔后，首先發生變化的是心血管系統，這些改變包括HR增快、血壓增高、左心室功能降低［4-7］，而這些改變與急速進入高原及海拔的高度有著直接的關系［8］，隨著海拔高度的增加，心臟SV、CI、心臟機械做功均顯著下降［9］，孫書紅等［10］報道平原男性健康人群進入高原7 d左右，會發生左心室做功逐漸減少，主要是低氧血癥對心肌收縮力造成的影響。低氧性肺血管收縮是一種生理性血液分流的機制，因肺泡氧分壓下降，肺動脈平滑肌持續性收縮，肺動脈血形成異常分布，即從通氣不足的肺泡轉向灌注通氣良好的肺泡，從而發生肺循環障礙［11］。相關研究也提示缺氧導致毛細血管前動脈的收縮，會形成壓力與血流分布不均，血管壁承受不了過高的血流壓力，從而破壞了管壁的完整性，導致肺水腫的發生［12-13］。肺動脈持續性收縮致肺動脈高壓，最終出現右心室肥厚、右心衰竭［14-15］。

血流動力學監測在臨床上主要應用于液體復蘇、心力衰竭、膿毒性休克、各種休克的鑒別診斷，其中肺動脈漂浮導管是血流動力學監測的金標準，因肺動脈漂浮導管操作復雜、并發癥多，目前有創血流動力學監測已逐漸被脈搏指示連續心排血量儀（PICCO）、經橈動脈心排量監測所代替［16-18］。無創心排量監測原理是通過生物電阻抗法檢測以獲取血流動力學的各項指標，因具有無創、操作簡便、安全等優點，已廣泛用于臨床相關疾病的診斷與治療［19-20］。

HAPE患者治療前HR明顯增快，可能與下列原因有關：（1）頸動脈竇和主動脈體化學感受器受低氧血癥的刺激，呼吸加深加快，胸內負壓增大，導致回心血流增加，使HR增快；（2）肺通氣量的增加，刺激肺牽張感受器，出現交感神經興奮，加快HR；（3）心力衰竭時交感神經興奮，兒茶酚胺分泌增多，加快HR。HAPE組治療前TPR、TPRI大于對照組，可能與下列原因有關：（1）HAPE因嚴重缺氧使外周血管收縮；（2）缺氧導致紅細胞變形能力減弱，紅細胞發生聚集，導致血液黏稠度增加；（3）心力衰竭時由于交感神經興奮，α受體興奮占優勢地位，使微小動脈和前毛細血管劇烈收縮，外周血管阻力升高。外周血管阻力增高，又加重左心室后負荷。心室后負荷與CO呈負相關，也就是說后負荷越大，CO就越低。低氧性肺血管收縮又使右心室后負荷進一步加重。所以HAPE患者治療前表現為CO、CI、SV降低，TPR、TPRI增高

牟信兵等［21］應用多普勒超聲心動圖對HAPE患者心臟結構與功能進行了研究，發現HAPE患者存在不同程度的心功能不全，其中SV、CO下降，本研究結果與之一致。馬四清等［22］通過對8例HAPE患者進行有創血流動力學監測，提示HAPE患者CVP、肺動脈平均動脈壓、肺動脈楔壓明顯增高，CI降低。而CI=CO/體表面積，本研究HAPE組CO、CI降低，與之結果一致。

ScvO2是流量監測的敏感指標，臨床上常作為評估液體復蘇的有效指標［23］，ScvO2能夠準確反映全身組織攝氧狀態，目前ScvO2已廣泛應用于膿毒癥、膿毒性休克的液體復蘇［24］，同時也應用于其他疾病，如心力衰竭患者的流量及預后評估［25］。因此當患者出現ScvO2降低時，特別是伴有低氧血癥時，ScvO2降低要結合多個指標進行分析。HAPE組治療前ScvO2降低，Pcv-aCO2升高，提示HAPE患者流量降低。前負荷靜態指標CVP增高、下腔靜脈寬度增大，前負荷動態指標下腔靜脈呼吸變異度無塌陷（無容量反應性），又行△CO、△SV檢查提示無容量反應性，提示HAPE組低心輸出量，高外周血管阻力，與低容量狀態所致CO降低無關。因此HAPE組可能由于低氧引起心肌損傷、低氧性肺血管收縮致肺動脈高壓，使心臟前后負荷增加，最終導致心力衰竭的發生。同時HAPE組經檢查已排除肺栓塞引起的低輸出量，高外周血管阻力。故血流動力學及多普勒超聲心動圖監測表現為CO、CI、SV 降低，TPR、TPRI增高，下腔靜脈寬度增寬，下腔靜脈呼吸變異度、△CO、△SV變小。

下腔靜脈寬度、下腔靜脈呼吸變異度目前已成為重癥患者容量狀態評估的常用指標，下腔靜脈寬度與中心靜脈壓、右心室充盈壓呈正相關。下腔靜脈寬度增大，中心靜脈壓也隨著升高。本研究HAPE患者下腔靜脈增寬、下腔靜脈呼吸變異度變小，提示患者存在高容量狀態，因此反映容量反應性的指標△CO、△SV也變小。目前尚未見HAPE患者ScvO2、心臟前后負荷監測指標的相關報道。

CVP是反映右心功能和有效循環血容量負荷的指標，相當于右心房和右心室舒張壓。其只能反映右心室與回心血量的關系，不能反映左心的功能，臨床價值也存在爭議。通常有效容量不足時可表現為CVP降低，當高容量狀態、全心力衰竭或右心力衰竭時CVP增高。CVP除了受容量、心臟功能、血管張力影響外，還受到其他因素的影響，如正壓通氣、胸腔內壓、腹腔壓力等［26］。故CVP增高要結合其他指標綜合分析，臨床上建議可行連續性CVP監測，以達到所獲數據的可靠性，盡可能排除干擾因素。HAPE組治療前CVP增高，再結合下腔靜脈寬度增寬，證明CVP監測數據還是可靠的。

Pcv-aCO2是評估流量的敏感指標，有研究顯示重癥患者Pcv-aCO2與CO呈負相關，Pcv-aCO2可作為評價心功能的指標，CO越低Pcv-aCO2就越高［27］。PcvaCO2升高反映的是心輸出量不足導致的低灌注，只有通過提高CO才能實現Pcv-aCO2的降低。HAPE組治療前Pcv-aCO2明顯增高。本研究通過應用增強心肌收縮力的藥物實現了Pcv-aCO2的降低。HAPE組治療前ScvO2降低、CVP及Pcv-aCO2增高，三種結合分析提示HAPE患者存在流量降低、前負荷增高，也說明HAPE患者伴有心力衰竭。目前國內外尚未見HAPE患者Pcv-aCO2的相關報道，有待于今后收集更多病例做深入的研究。

△CO、△SV是通過被動抬腿試驗來判斷患者有無容量反應性的指標，該試驗可作為一種簡單、可逆、重復性佳的容量反應性評估方法，被動抬腿試驗能夠將靜脈血由腿部轉移至胸腔靜脈內，模擬液體快速補充瞬間靜脈回流迅速增加的狀態，能夠在不額外增加血容量的同時，迅速、準確地了解患者容量反應性，且試驗結果不受自主呼吸、心律失常等因素影響。被動抬腿試驗效應的可逆性增加了其操作的安全性，但是其效應的短暫性，從技術上要求能夠實時監測心輸出量的變化。在被動抬腿試驗2 min內觀察CO、SV指標的變化，判斷患者對抬腿試驗的反應性，如患者△CO、△SV均≥10%～15%提示有容量反應性［28］。HAPE組治療前△CO、△SV明顯低于對照組，提示無容量反應性。△CO、△SV越低提示血管內容量過多。

經無創心排量及多普勒超聲心動圖等進行指標監測發現，HAPE組治療前HR、TPR、TPRI、CVP、下腔靜脈寬度大于對照組；CO、CI、SV、△CO、△SV、下腔靜脈呼吸變異度小于對照組。HAPE組治愈后HR、CO、CI、SV、TPR、TPRI、△CO、△SV、下腔靜脈寬度、下腔靜脈呼吸變異度與對照組比較無統計學差異。HAPE組治療前CVP、Pcv-aCO2大于治愈后，ScvO2小于治愈后。

當平原地區人群急進高原時，如進入高原習服不良，會出現一系列的生理病理反應［29］，嚴重時發生HAPE。本研究HAPE患者急進高原后2～3 d發病，急送我院救治，HAPE患者治愈后已在中海拔或高海拔地區生活了10 d左右，已進入習服期，故HAPE組治愈后無創心排量與心臟前負荷的指標與對照組比較無顯著性差異。

綜上所述，應用NICOM及多普勒超聲心動圖等檢測指標對HAPE患者進行實時的血流動力學監測，發現HAPE患者心臟前負荷指標CVP增高，下腔靜脈寬度增大，下腔靜脈呼吸變異度、△CO、△SV變小；心臟后負荷指標TPR、TPRI增高，最終導致HAPE患者心力衰竭的發生。因NICOM存在其局限性，如胸腔積液、氣胸、肥胖、有創機械通氣等因素均會造成監測的誤差，所以在使用NICOM時要特別注意會對其監測結果造成影響的相關疾病，必要時改為有創心排量監測，以獲得更精確的臨床數據。

本研究不足之處：

（1）收集樣本量偏少，研究時間短：（2）入選部分機械通氣患者，未考慮機械通氣對每搏輸出量（SV）周期性影響，（3）本試驗僅通過無創心排量獲取了每分輸出量（CO）、SV等心臟指標，未行有創心排量監測獲取肺動脈楔壓、全心舒張末容積指數、血管外肺水指數等心臟指標。今后將通過延長研究時間，增加病例數量，改善試驗設計質量，實施有創心排量監測，對有創或無創心排量監測指標進行對比性研究。

作者貢獻：石建國進行文章的構思與設計，研究的實施與可行性分析；季華慶進行數據收集，對文章整體負責，監督管理；陳想貴、付長懷進行數據整理；石建國、鮮文進行統計學處理；石建國、陳想貴進行結果的分析與解釋，撰寫論文；鮮文負責文章的質量控制及審校。

本文無利益沖突。