床旁即時超聲技術對血液透析患者容量負荷評估研究進展

趙鵬，王澤凱綜述 劉冰審校

透析患者由于腎代謝功能減退，液體排出受阻且水鹽代謝紊亂，極易合并高血壓和容量過負荷，導致心臟前、后負荷均處于過量狀態。早期心肌可通過適應性改變肌纖維初長度和增加收縮力予以代償，長期將引起心功能不可逆損害。有研究報道，慢性腎衰竭患者住院接受透析治療期間，其體質量和干體質量的增長與病死率相關[1];及時診斷和避免容量過負荷可降低病死率和相關并發癥的發生率[2]。

臨床迫切需要精確、安全且高效的容量評估手段，既往體格檢查無法準確高效評估患者容量問題，目前臨床中輔助評估容量的方法包括血壓、胸部X線測定心胸比值、中心靜脈壓、N末端腦鈉肽前體(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)、生物電阻抗分析、同位素分析法等。近年來，床旁即時(point-of-care，POC)超聲受到ICU、急診科等危重病房青睞，以其無創、便攜、可重復性等優點逐漸成為危重患者器官功能評估工具。POC超聲監測心功能、肺水腫和腔靜脈等，可對透析患者的容量狀態進行精確地評估。

1 POC超聲臨床應用進展

POC超聲是指在臨床查體后立即進行的超聲檢查，POC超聲技術從最早應用于胸、腹部外傷患者出血灶篩查的FAST方案，到聯合心肺超聲鑒別急性呼吸困難類型的BLUE方案和鑒別急性循環功能衰竭類型的FULLS方案，繼而發展至對多器官衰竭患者的全身臟器和組織進行快速掃查和功能評估，將不同疾病狀態下的器官功能“可視化”，達到快速評估和診斷目的[3-5]。血液透析患者容量狀態常處于劇烈波動狀態，為快速評估其容量狀態指導脫水或補液治療，需要便捷、準確、低廉、可重復的技術方法對其進行評估，而POC超聲具備以上絕大部分優點，可通過便攜式超聲設備監測血液透析患者靜脈系統(下腔靜脈、上腔靜脈、頸內靜脈、鎖骨下靜脈、股靜脈)的內徑、內徑變異度、面積、峰流速變異度等；肺部A線、B線分布及數量；心臟結構及功能情況等來評估其容量狀態。

2 POC超聲監測靜脈指標對透析患者容量負荷評價

2.1 下腔靜脈(inferior vena cava,IVC)的解剖與相關病理生理學 IVC將膈肌以下的腹腔臟器、下肢靜脈血液整合，回流入心。作為容量血管的IVC具有較好的順應性，自主呼吸吸氣相時膈肌收縮下移，胸腔內負壓下降，右心房壓力減小導致靜脈回流增加，IVC表現為內徑減小[6]，稱為IVC隨呼吸塌陷；而機械通氣時呼吸力學變化與自主呼吸相悖，由于正壓通氣存在，吸氣相胸腔內壓增大，右心房壓力增大，靜脈回流減少導致IVC內徑擴張，稱為IVC隨呼吸擴張率。在無特殊疾病的情況下，IVC內徑受到管壁內外壓力共同影響，內部壓力為中心靜脈壓，外部壓力為腹腔內壓。因此，心力衰竭、心室壁運動障礙、肺動脈高壓或嚴重肺部疾病等影響心功能的疾病發生時，心室射血能力無法匹配過多的靜脈回流，張力性容量增多，引起IVC擴張[7]。反之，當容量不足時IVC表現為細窄[8]。

2.2 IVC超聲對容量負荷評估方法 既往干體質量是評價慢性腎衰竭患者容量負荷狀態較好的指標。干體質量是指正常體液比例時的體質量，即機體既無液體潴留，也無低血容量的狀態。IVC內徑作為評價容量負荷的指標，與干體質量相關性良好。有研究發現[9]，接受血液透析的慢性腎衰竭患者，其IVC內徑與干體質量具有一致性，且透析前后IVC內徑變化與脫水量呈正相關。使用超聲監測IVC作為容量評估手段，可縮短操作時間、避免臥床患者轉運風險，且于接受床旁透析過程中方便反復測量。IVC測量有2種方式，最常見的是經劍突下IVC測量法，使用心臟探頭(2.5～3.0 MHz)于劍突下獲取IVC長軸切面，于距右心房開口處2 cm處使用M模式測量，并記錄同一呼吸周期內最寬處與最窄處直徑。另一種是將探頭置于右側腋中線獲取肝臟聲窗處的IVC長軸，并于IVC與肝靜脈匯入接口附近1 cm處測量[10]。研究發現，經肝段IVC和劍突下IVC內徑對容量評估具有較好的相關性(r=0.71)，在面對腹部外傷、術后腹帶包扎的患者時，二者可互為補充[11]。IVC直徑和變異度是透析患者血容量的可靠監測指標。透析過程中實時監測IVC變化可減少血液透析的相關心血管并發癥發生率[12]。

2.3 其他主要靜脈對容量負荷評價 上腔靜脈處于胸腔段，不受腹內壓影響，因而較IVC更具穩定性和準確性。有研究表明[13]，經胸壁多普勒超聲測量上腔靜脈峰流速變異度可作為一種無創手段，用于機械通氣患者容量反應性的評估，其預測容量反應性的AUC為0.95，敏感度為92%，特異度為92.3%。頸內靜脈(internal jugular vein，IJV)是常用的中心靜脈置管位置之一，IJV內徑及隨呼吸變異度同樣受容量狀態影響。容量過負荷時可引起頸內靜脈怒張，內徑擴大，變異度減小。Ma等[14]研究證實，IJV變異可對容量負荷及液體反應性有較準確的評估價值。王元元等[15]發現，IJV內徑和橫截面積均與容量負荷有較好相關性。有研究對55例術中液體復蘇患者的容量負荷研究發現，鎖骨下靜脈變異度以25.9%為閾值可準確預測容量反應性(敏感度95.6%、特異度81.3%)[16]。股靜脈(femoral vein，FV)屬下肢循環主要靜脈之一，在全身循環容量負荷較低時，可表現FV內徑較窄。多項研究表明，FV寬窄與容量負荷關系密切，且與中心靜脈壓呈正相關性，表明FV同樣可對容量負荷有較好的評估價值[17-18]。

3 肺超聲技術對透析患者容量負荷評價

3.1 肺超聲原理及意義 肺部曾被認為是超聲檢查的“禁區”。肺超聲技術最早興起于法國的ICU，是重癥醫師監測無法配合常規檢查的危重患者而研發的一種將臨床診斷死亡和影像學技術相結合的體系。Lichtenstein[4]將常見的急性呼吸困難肺部特征總結為幾種經典的肺超聲征象，診斷準確率高達90.5%。含氣的肺泡無法透聲，表現為對胸膜多層反射而成的A線偽像。正常肺間質厚度為0.1～0.15 mm，低于常規超聲儀的最小分辨率，因此無法呈像，故正常肺組織常表現為A線。當容量負荷過多，肺毛細血管靜水壓升高時，液體滲入小葉間隔導致其增厚，于超聲中顯示為縱向分布的B線。單個肋間隙出現≥3根B線被認為有臨床意義，間距>7 mm且分離的B線為“肺間隔火箭征”，等同于胸部X線中評估肺水腫的Kerley B線。相鄰B線間距<3 mm或發生融合，等同于胸部CT中的磨玻璃樣變[19]。因此，肺超聲對肺水腫的分布區域和嚴重程度均有良好評估價值。

3.2 肺超聲對容量負荷評價 透析患者長期水電解質紊亂和代謝產物積聚，常合并液體過負荷和高血壓等因素，導致心功能減退。心泵做功不足以適應過多的靜脈回流，可導致肺毛細血管靜水壓增高，肺水腫出現[20]。針對透析患者密切監測肺水腫有利于優化血流動力學。既往評價肺水腫的工具，如胸部X線、胸部CT等影像學檢查均存在輻射性，且不利于床旁反復監測。肺動脈漂浮導管和PiCCO技術為有創操作，且存在血流感染風險，不利于普通病房常規操作。肺超聲對B線的識別有助于對肺水腫的判斷。肺超聲評估肺水含量與胸部CT和PiCCO的診斷相關性良好[19]。Trezzi等[21]于透析前后對慢性腎衰竭患者進行肺超聲檢查發現，透析后患者B線數量減少，證實了肺超聲可用于透析患者的肺水含量即時評估。且肺超聲B線的數目和分布與生物電阻抗法檢測容量結果相近[22]，適用于床旁血濾期間無法轉運的患者，起到即時評估和前后對比的作用。

4 超聲心動圖對透析患者容量負荷評價

4.1 心肺交互作用與雙心室交互作用對容量負荷的影響 右心室與左心室存在解剖學上的差異，右心室室壁薄，這決定了其順應性強而收縮力弱。容量過負荷時，右心室可通過心肌初長度改變而容納較多的靜脈血回流。但該效能有一定的閾值，當右心室容積達到飽和狀態時則出現右心功能障礙，表現為右心室嚴重擴張，充盈壓增高，長期可引起右心房壓力增高和結構改變[23]。室間隔是左右心室共同的室壁，正常狀態下室間隔和左心室壁同為環形肌纖維，可維持左心室形態和正常收縮功能。當右心室出現嚴重容積擴張時，可通過室間隔壓向左心室，于二維超聲胸骨旁短軸切面可觀察到“D字征”改變。此外，一些急慢性肺部疾病(如慢性阻塞性肺疾病、肺栓塞、氣胸等)或呼吸機正壓通氣的應用可通過增加肺循環壓力而增加右心充盈壓，可導致體循環淤血加重。

4.2 超聲監測心臟結構與功能指標對容量負荷評價 長期血液透析患者由于腎素—血管緊張素—醛固酮系統功能亢進，水鹽代謝紊亂。慢性長期細胞外液增多可導致容量血管張力性容積增加和大動脈血壓增高，前者通過靜脈回流瘀滯導致肺水腫和體循環水腫，右心室可急性擴張，久之可引起右心室心肌重構、心室壁增厚和右心房擴張；后者可引起平均動脈壓增高，久之導致左心室重構和左心房擴張[24]。左心室收縮及舒張功能障礙導致心排血量無法滿足過量的靜脈回流，加重肺水腫等并發癥[25]。而肺水腫和體循環淤血同樣增加心臟的前后負荷，二者互為惡性循環，加劇血流動力學惡化，最終引起各類心血管疾病發生，預后較差[26]。超聲通過監測慢性腎衰竭患者左右心腔的形態、大小、收縮及舒張功能，可對容量負荷做出較準確的判斷，并評估心功能及血流動力學受影響程度，并指導血液透析的方案。

5 POC超聲的適用性和局限性

POC超聲具有多個方面的局限性，影響對疾病的準確判斷。近年來有學者對IVC無法準確反映容量狀態而提出質疑[27]。IVC的使用受多種因素影響，肺動脈高壓、三尖瓣嚴重狹窄或關閉不全、右心室室壁心肌梗死、心包積液等疾病均可導致IVC增寬，而此時并不代表容量一定處于過多狀態。此外，腹內高壓甚至腹腔間室綜合征患者，增高的腹內壓可致IVC形變變窄，此時容易漏診容量過負荷。因此，準確把握IVC適用范圍很重要。李堯煒等[28]研究發現，除外器質性心臟病、肺水腫病史、嚴重心力衰竭、腎衰竭、肝衰竭病史后，IVC內徑變化可作為膿毒癥休克患者容量反應性的預測指標，其對容量預測的ROC曲線下面積高于0.9。 Kaptein等[29]研究顯示，下腔靜脈變異度可預測機械通氣患者的容量反應性,AUC達到0.9。

肺超聲需把握對偽像的正確解讀。雙肺彌漫B線不一定是肺水腫。B線的產生機制是小葉間隔增厚，因此肺間質纖維化或嚴重間質性肺炎同樣可以出現彌漫B線。因此，肺超聲的解讀需結合患者既往肺部疾病史和實際病理生理學情況。

此外，患者個體差異和操作者技術也是重要影響因素。對于過胖或過瘦的體型，超聲均會受干擾，前者因脂肪層厚而透聲差，后者因肋間隙狹窄而探頭接觸不良。不同操作者超聲技術的熟練程度和測量習慣同樣會對結果產生差異。

6 POC超聲相較于傳統容量評估方法的優勢

POC超聲相較于傳統容量評估法，其操作方便、價格低廉、可多次重復測量、無射線輻射危害、結果直觀圖像化、心肺靜脈循環系統聯合評估等優點, 一定程度上增強了透析患者補液和脫水治療的安全性與可控性, 提高了臨床治療質量。

傳統的容量評估方法包括查體、血壓、胸部X線測定心胸比值、中心靜脈壓、B型利鈉肽、生物電阻抗分析、同位素分析法等。對于長期維持性透析患者來說，絕大部分患者查體時存在顯性水腫、胸悶憋氣癥狀,頸靜脈怒張、肺部濕啰音，但查體檢查很大程度依賴于臨床工作者的個人能力，缺乏客觀性，對容量的評估僅具有部分提示意義。血壓相比于查體客觀性較高，當透析時患者血壓升高提示可能為容量劇烈波動導致反射性血管收縮，也可能為超濾量不足，當透析時患者血壓降低一般提示過度脫水，容量不足。X線心胸比值為心臟與胸廓橫徑的最大比，是用來評估心臟是否增大的常用指標，心胸比增大見于擴張型心肌病，長期房間隔缺損、室間隔缺損等，透析患者長期容量過負荷，心肌做功及耗氧增加，代償性心臟擴大，可一定程度上反映長期容量狀況，而對于實時容量狀態的評價其價值不高，且X線心胸比值測定對儀器操作人員的專業水準要求高、儀器設備不便攜帶、測試成本高、受試者會有低劑量輻射風險等缺點。中心靜脈壓對于評估透析患者容量狀態具有重要價值，常用于危急重癥患者容量狀況的評估，而普通透析患者病情尚可，且中心靜脈壓測定操作有創、難度大、費用高，其價值受限[19]。NT-proBNP測定對于普通心力衰竭容量超負荷患者的容量評估及治療具有指導意義，但對于腎功能衰竭維持性血液透析患者來說其價值不高，NT-proBNP分子量較大，腎臟是其唯一的代謝途徑，當腎功能異常時，NT-proBNP在體內蓄積，難以反映真實的容量情況，且送檢后有時間差，難以即時評估[19]。生物電阻抗分析作為容量負荷評價方法之一，在實際工作中，面對正處于床旁透析、意識昏迷、接受機械通氣或應用血管活性藥物維持血壓的危重患者，無法完成人體成分分析。同位素測定法評估維持性血液透析患者的容量負荷結果較準確,被認為是“金標準”,但是其價格昂貴、操作繁瑣、重復性差,而且具有放射性等缺點不具有普及價值。

7 總結與展望

接受血液透析的腎衰竭患者對容量負荷的調節能力較弱，容量過低或過多均可對腎衰竭患者血流動力學產生負面影響。準確把握患者容量負荷狀態可避免液體相關性臟器損傷。POC超聲可即時、準確評價機體容量狀態和器官與組織水腫情況，對于門診血液透析及病房床旁血液透析的患者來說，可幫助臨床醫師更好地制定超濾與補液治療方案，優化對血液透析患者的容量管理。但POC超聲作為醫學影像技術中的重要組成部分，具有一定的專業知識要求，需要透析室及腎內科醫師掌握超聲的基本原理和技術，能對心臟、肺部及靜脈系統的超聲圖像做出判別，無疑增加臨床醫師的工作量，但對患者的容量管理具有重要意義。醫師在應用POC超聲評估容量的過程中，并非一次性檢查，需將POC檢查與脫水或補液治療后的結果結合起來，必要時可重復檢測指導治療，直至透析患者容量處于正常狀態[30]。POC超聲作為非侵入性容量評估方法，通過多部位檢查發現液體潴留情況, 對于預測患者預后, 及時控制終末期腎病血液透析患者的容量超負荷, 改善其生存質量和生存時間具有重要意義。