沈珏 汪沁 刘文生 黄剑 柳开忠

小剂量容量负荷试验联合经胸心脏超声评估感染性休克患者容量反应性的临床价值研究

沈珏 汪沁 刘文生 黄剑 柳开忠

目的 评估小剂量容量负荷试验联合经胸心脏超声预测机械通气的感染性休克患者容量反应性的价值。 方法 收集37例接受机械通气的感染性休克患者的临床资料。采用经胸心脏超声技术测定患者在基础状态、1min快速输注100ml晶体液及15min快速输注500ml晶体液后血流动力学变化。以500ml晶体液输注后心输出量（CO）增加值（△CO500）≥15%为容量有反应组，否则为无反应组。分析100ml补液试验后CO变化（△CO100）和主动脉速度时间积分（VTI）变化（△VTI100）的ROC曲线，以此评价小剂量晶体液容量负荷试验效果。结果 容量有反应组21例，无反应组16例。所有患者△CO100与△CO500、△VTI100与△CO500均呈正相关（r=0.954、0.726，均P＜0.01）。△CO100和△VTI100预测容量反应性的ROC曲线下面积分别为0.961和0.929，以△CO100≥8%评价容量反应性，灵敏度为95.2%，特异度为87.5%，以△VTI100≥10%评价容量反应性，灵敏度为85.7%，特异度为93.8%。结论 应用经胸心脏超声测定由1min快速输注100ml晶体液所引起的CO和VTI变化（△CO100和△VTI100）能较准确地预测感染性休克患者的容量反应性，可作为指导容量治疗的指标。

容量负荷试验 主动脉速度时间积分 容量反应性 感染性休克 心输出量

随着液体复苏技术的推广，临床上对重症患者容 量反应性评估越来越关注，但对重症患者容量反应性进行准确评估常常比较困难。研究表明即使是血流动力学不稳定的重症患者也只有50%左右对液体复苏有反应[1]。传统容量负荷试验（fluid challenge，FC）是在30min内给予500~1 000ml晶体液或300~500ml胶体液，同时观察患者对液体复苏的反应。但鉴于FC补液量较大，如果患者的心肺功能不能耐受前负荷的明显增加，那么液体负荷很有可能导致或加重肺水肿，对微循环和组织氧供造成不良影响[2]。2011年国外学者首先提出并证实了小剂量容量负荷试验（Mini-FC）对容量反应性的预测价值[3]。笔者对机械通气的感染性休克患者中应用Mini-FC联合经胸心脏超声检查（transthoracic echocardiography，TTE），判断容量反应性，评估液体复苏效果并观察左心衰竭、肺水肿的发生率。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2016年1月至2017年3月我院ICU诊断为感染性休克并接受机械通气的肿瘤重症患者40例，剔除1例治疗期间放弃积极治疗，2例超声难以测量的患者，最终纳入37例患者，其中男29例，女8例，年龄35~73（56.4±9.4）岁。疾病情况：罹患胸部恶性肿瘤19例，胃肠道恶性肿瘤11例，妇科恶性肿瘤5例，血液系统恶性肿瘤2例。纳入标准：自愿参加本研究，并签署知情同意书，存在感染性休克需要液体治疗，且应用呼吸机行机械通气的患者。感染性休克诊断标准符合2006年《中国成人严重感染与感染性休克血流动力学监测与支持指南》[4]中感染性休克定义。排除标准：年龄＜18岁；无法放置中心静脉导管；超声无法看清心脏界面；未控制的大出血；脑死亡患者；存在主动脉瓣膜反流患者；房颤患者；存在补液试验禁忌证（心力衰竭、急性冠状动脉综合征、心源性休克和容量过负荷的证据）；疾病终末期预计24h内死亡的患者。

1.2 方法 对所有患者序贯进行Mini-FC和传统容量负荷试验（FC），第一阶段（Mini-FC前）将床头抬高30°，患者处于半卧位；第二阶段（Mini-FC）：在1min内快速输注100ml晶体液；第三阶段（FC）：进一步在14min内输注晶体液400ml。在补液试验期间，血管活性药物用量及呼吸机参数设置均保持不变。

1.3 监测指标 应用床旁监护仪（荷兰Philips公司）记录患者的Mini-FC前、Mini-FC后及FC后的心率（H R）、平均动脉压（MAP）、中心静脉压（CVP）等参数，利用超声监测仪（MicroMaxx，美国Sonosite公司）测量各阶段的主动脉速度时间积分（aortic velocity time index，VTI）、心输出量（CO）、每搏输出量（SV）和左室射血分数（LVEF）（心脏超声探头，2Hz）。为避免测量误差，超声测量均由同1位熟练掌握超声技术的医师进行操作。把示标置于左室流出道位置，采用脉冲多普勒测出VTI。采用经胸心脏超声（transthoracic echocardiography，TTE）测量主动脉内径（D）、左室舒张末期内径、左室收缩末期内径。使用超声仪内置的软件，确定左心室舒张末期容积（LEDV）和左室收缩末期容积（LESV）。然后应用以下公式来计算其他参数：SV=LEDV-LESV，左心室射血分数（LVEF，%）=[(SV÷LEDV)×100]，CO=SV×HR。根据既往研究，选择500ml晶体液输注后CO上升≥15%作为扩容有效的标准，将患者分为有反应组和无反应组[5]。

1.4 统计学处理 应用SPSS 16.0统计软件。正态分布的计量资料以表示，组间比较采用t检验；偏态分布的计量资料用中位数、最小值和最大值表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料组间比较采用χ2检验。双变量之间相关性用Pearson相关分析；采用ROC曲线评价△CO100和△VTI100对容量反应性的预测价值，△CO100和△VTI100阈值来自于最大Youden指数。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 有反应组与无反应组患者一般资料比较 以500ml晶体液输注后CO上升≥15%作为扩容有效的标准，容量有反应组21例，无反应组16例。两组患者在年龄、性别构成、血管活性药物应用、氧合指数及总呼气末正压通气（PEEP）等方面差异均无统计学意义（均P＞0.05），详见表1。

表1 所有患者的一般资料及有反应组和无反应组的比较

2.2 补液试验对血流动力学的影响 FC前两组患者HR、MAP、CVP和LVEF差异均无统计学意义（均P＞0.05），无反应组CO和VTI明显高于有反应组，差异有统计学意义（P＜0.05）。有反应组在Mini-FC后CO、VTI较补液前升高，但差异无统计学意义（P＞0.05），FC后CO、VTI较补液前均明显升高（均P＜0.05）；而无反应组在Mini-FC、FC后各血流动力学指标比较均无统计学差异（均P＞0.05），详见表2；两组患者均未发生左心衰竭及肺水肿等心血管不良事件。

表2 容量负荷试验前后血流动力学参数

2.3 相关性分析 所有患者△CO100与△CO500、△VTI100与△VTI500均呈正相关（r=0.95、0.888，均P＜0.01），而且△VTI100与△CO500也呈正相关（r=0.762，P＜0.01）。然而1min快速输注100ml晶体液所引起的HR、MAP、CVP等指标变化与△CO500均无相关性（r=0.130、0.057、0.320，均P＞0.05）。

2.4 ROC曲线分析 Mini-FC引起的△CO100和△VTI100预测容量反应性的ROC曲线AUC分别为0.961（95%CI: 0.907~1.015）和0.929（95%CI:0.848~1.009）。以△CO100≥8%为界值点，预测容量反应性的灵敏度和特异度分别为95.2%和87.5%；以△VTI100≥10%为界值点，预测容量反应性的灵敏度和特异度分别为85.7%和93.8%；以△VTI500≥14%为界值点，预测容量反应性的灵敏度和特异度分别为90.5%和87.5%，详见表3和图1。

表3 △C O100、△V T I100和△V T I500最佳截断值及对容量反应性的预测能力

图1 △C O100（%）、△V T I100（%）和△V T I500（%）预测感染性休克患者容量反应性的R O C曲线

3 讨论

容量复苏是严重感染和感染性休克患者重要的循环支持手段。但当患者心功能处于Frank-Starling曲线相对平坦部分时，快速补液使心脏前负荷增加反而可能导致心功能恶化，加剧组织、脏器的水肿和缺氧。因此，准确评估重症患者容量反应性在ICU中显得尤为重要。

传统心脏静态前负荷指标以及常规的临床体征变化已被证实并不能准确评估和预测容量反应性[6-7]，基于心肺之间相互作用的功能性血流动力学监测指标，如每搏量变异率（SVV）、脉压变异率（PPV），能够更准确的预测容量反应性[8-9]。但是上述指标对于容量的判断必须要求患者控制通气，完全没有自主呼吸，同时不能存在心律失常，而大大限制了它们在临床中的应用。目前，动态监测指标，如上、下腔静脉塌陷程度的变化和被动抬腿试验（PLR）所引发的SV或CO的变化程度，在评估容量反应性方面得到了越来越多的重视和肯定[10-12]。此外，多项研究已证实，TTE测量VTI、CO和SV等指标的变化，可以安全、动态且准确评估急性循环衰竭患者的容量反应性[10,13-14]。

既往应用较大剂量容量负荷试验来评估容量反应性，但该方法有增加心功能不全和肺水肿的风险。2011年Muller等[3]首先提出Mini-FC评估容量反应性，通过对39例机械通气的急性循环衰竭的患者进行研究发现，通过1min注射100ml羟乙基淀粉前后VTI增加（△VTI100）≥10%可以准确预测15min输注500ml羟乙基淀粉（△VTI500≥15%）治疗的容量反应性，其灵敏度和特异度分别为95%和78%。随后国内学者提出了更小的容量负荷挑战上述方法，研究纳入了50例低潮气量通气的急性循环衰竭患者，采用TTE分别测量小剂量和传统容量负荷试验前后CO、SV、VTI及LVEF，以输注500ml晶体液后CO增加（△CO500）≥15%作为有容量反应性的判断标准。研究结果表明，通过10s内注射50ml晶体液可以准确评估输注500ml晶体液治疗的容量反应性[14]。最近覃炳军等[15]也证实了利用Mini-Fc VTI变异率评价严重多发伤休克患者的容量反应性能精确指导液体复苏，减少缩短血管活性药物使用时间及机械通气时间。但该类研究在感染性休克患者中鲜有报道。

本研究纳入37例机械通气的感染性休克患者为研究对象，基于2016年SSC指南推荐[16]，选择晶体液作为FC的首选液体。以500ml晶体液输注后CO上升≥15%作为扩容有效的标准[5]，仅有56.8%（21/37）的患者对液体治疗有反应。对于此类患者在容量复苏过程中需要及时评估机体对液体治疗的反应性，避免盲目的液体治疗。

本研究发现，△CO100与△CO500（r=0.954）、△VTI100与△VTI500（r=0.888）均呈正相关，这表明100ml晶体液输注后CO和VTI上升幅度越大，其后500ml晶体液输注所引起的CO和VTI的变化程度也将越大，从而提示我们可以给予有较大△CO100和△VTI100的患者行进一步较大剂量的容量负荷试验。通过制作ROC曲线，结果显示，100ml晶体液快速输注后△CO100和△VTI100对预测容量反应性的 AUC分别为 0.961和 0.929。将△CO100≥8%作为临界点，预测患者容量反应性的灵敏度和特异度分别为95.2%和87.5%；而以△VTI100≥10%为界值点，预测容量反应性的灵敏度为85.7%、特异度为93.8%，诊断界值点及预测价值与以往研究结果相当。说明通过TTE测得100ml晶体液快速输注所引起的CO和VTI变化可以用于预测机械通气的感染性休克患者的容量反应性。

与此同时，本研究中使用的TTE技术也存在一些限制。首先，其对检查者和超声设备具有一定要求；其次，肥胖、胸廓畸形、高腹内压及患者体位等因素均可能导致超声无法准确测量，本研究中有2例患者存在上述情况从而被剔除。此外，由于本研究样本量较小，仍需扩大样本量和多中心合作行更深入的研究。

综上所述，Mini-Fc联合TTE可能为感染性休克患者容量反应性的评估提供一种更简单、无创且有效的方法，进而更好的指导液体复苏治疗，改善患者预后。

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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）

（本文编辑：严玮雯）

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

浙江省医药卫生科研项目（2 0 1 6 1 4 7 6 0 3 k x x b g）

3 1 0 0 2 2杭州，浙江省肿瘤医院重症医学科

柳开忠，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.