心脏超声在ECMO容量反应性评估中采用的指标及方法
(一)主动脉根部速度时间积分变化率和主动脉根部峰流速变化率
经胸超声心动图脉冲多普勒技术可以测量左心室流出道的速度时间积分(velocity time integral,VTI),VTI乘以左心室流出道面积即每搏输出量(stroke volume,SV)。假定在一个呼吸和心动周期中左心室流出道面积不变,VTI的变化及主动脉血流速度的变化可反映SV的变化。通常在心尖五腔心切面下测量一个心动周期中最小和最大的VTI或主动脉血流峰流速。VTI变化率(
VTI)或峰流速变化率(
Vpeak)的计算公式为
VTI=(VTI最大-VTI最小)/[(VTI最大+ VTI最小)×0.5] ×100%,
Vpeak=(峰流速最大-峰流速最小)/[(峰流速最大+ 峰流速最小)×0.5] ×100%。
VTI预测容量反应性的阈值为12%,敏感度为100%,特异度为89% ;
Vpeak>12%时可能提示具有容量反应性。
在V-A ECMO患者中,VTI或峰流速呼吸变化率对于全身容量评估意义不大,但是可以证实在ECMO期间存在左心室射血。而对于V-V ECMO来说,VTI或峰流速通过其随呼吸变异度来评估容量反应性,但须注意,二者是基于心肺交互作用的容量反应性的动态预测因子,易受极低潮气量和急性右心室功能障碍影响而失效。
(二)呼气末阻断试验(end-expiratory occlusion test,EEO)
EEO是指在机械通气呼气末呼吸暂停15 s,可观察到呼气末静脉回流和心排血量的增加,最后5 s心排血量(cardiac output,CO)增加5%可以预测500 mL液体的反应性。EEO中应用心脏超声探头测量心排血量及VTI变化率用于预测存在容量反应性的阈值为5%。其发生基于以下原理:在呼气末正压水平情况下,呼气末停止呼气时静脉回流的循环障碍中断,右心前负荷增加;如果EEO足够长(至少15 s),右心前负荷的增加会通过肺循环从而增加左心前负荷。SV和心排血量相应地增加可表明两个心室对前负荷的变化具有反应性。
EEO的应用不受心律失常及自主呼吸影响。其主要不能应用于以下几类患者:①无气管插管的患者;②自主呼吸明显的患者;③无法耐受15 s屏气的患者。
(三)被动抬腿试验(passive leg raising,PLR)(https://www.daowen.com)
许多研究表明,患者从半卧位到卧位并且下肢抬高45°的过程中可动员约300 mL的血液回流至心脏从而增加心脏前负荷,相当于自体模拟的快速补液试验,因此可用于预测容量反应性。目前关于PLR的可靠性已明确。其方法为:患者从床头45°半卧位记录基线测量值,然后降低床头到下肢抬高45°的体位,持续2 min。在开始前和开始后1 min测量SV和简单VTI,如果升高超过10%,表明有容量反应性。有研究表明,在保留自主呼吸的感染性休克患者中,PLR试验后VTI增加>12.5%预测扩容后心排血量增加>15%的敏感度为77%,特异度为100%。Maizel等研究表明,在循环衰竭并有自主呼吸的患者中,PLR后SV增加12%预测容量反应性的敏感度为69%,特异度为89%。在血流动力学监测中,PLR具有可逆性、可重复性、操作简单及不需要额外增加容量等优点,且不受自主呼吸和心律失常等因素的影响。抬腿疼痛、小腿截肢、严重外周血管疾病及颅内压升高是PLR的禁忌证。此外,为防止创伤加重,大多数研究将急性失血及下肢骨折导致截肢的患者排除在外。
应注意的是,PLR开始前应清理呼吸道以降低体位改变时误吸的风险; PLR应以半卧位开始;体位的调节首选使用调节床位角度,因为手动抬高患者的下肢可能会增加交感神经紧张性,导致读数错误;为避免刺激肾上腺素的释放,疼痛、咳嗽、觉醒状态等应避免,心室率的增加应小于10%。
近些年的研究表明,基于心肺相互作用的容量反应性的动态预测因子易受极低潮气量和急性右心室功能障碍(常见于V-V ECMO患者)的影响而失效,而PLR并不依赖胸膜压力的变化,且已被证明在V-V ECMO中是有用的,因此PLR可能是一种具有广阔前景的评价容量反应性的方法,但仍须进一步大规模临床研究去证实。
(四)容量负荷试验
容量负荷试验是一种评价容量反应性的诊断性方法,并非治疗手段。因此当患者已明确诊断为低血容量并进行快速补液治疗时,则不能称之为容量负荷试验。容量负荷试验的“金标准”为快速输注500 mL生理盐水后,心排血量或SV增加≥10%~15%。心排血量的测量应该在液体负荷前后立即进行,测量的最佳时机是呼气末或平均几个连续的心动周期。
这种传统的容量负荷试验方法的不足之处在于,一方面需要直接测量心排血量;另一方面不可逆增加了液体,如果重复本试验则本质上需要液体过负荷。为解决后一个问题,近年提出了“迷你”容量负荷试验(mini-fluid challenge,MFC),即1 min内快速静脉推注100 mL液体并比较推注前后经心脏超声测量下血流动力学参数的变化,其临界值为
VTI≥6%。MFC能应用更少的液体更快地判断机体对容量负荷的反应。在其他方法不能使用时,临床医生可在密切关注灌注的情况下给予少量液体观察患者组织灌注情况是否得到改善。需要关注液体输注时间,输注时间越长,容量反应性阳性的比例越低。MFC的主要局限性在于,它仅引起心排血量的微小变化,因此需要依赖精确的测量心排血量的技术。在这方面,超声可能不是最合适的工具。需要注意的是,液体负荷后心排血量的增长可能是短暂的,因此对循环衰竭患者的容量状态和容量反应性的反复评估是必要的。