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危重患者肺水监测方法学及其意义.docx


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中华临床医师杂志(电子版)2011年7月,5卷14期
肺水肿是外科手术患者围手术期常见的临床综合征,其特征为肺泡内血管外肺水异常积聚,为各种严重创伤、休克、败血症、胰腺炎及***呼吸窘迫综合征(ARDS)的主要病理生理过程[1-2]。肺水肿出现时必然会有肺水的增多,对肺水质和量的改变进行动态观察和定量检测,对了解循环,特别是肺循环的生理和病理改变以及肺的气体弥散功能十分重要,成为肺水肿基础与临床研究的热点。血管外肺水(EVLW)作为监测肺部病理生理变化的敏感指标,能起到预防术后患者肺水肿发生、判断机械通气疗效、指导液体治疗的作用[3]。
一、脉搏曲线分析法EVLW监测
1966年Pearse等介绍了从中心静脉同时注入温度和染料两种指示剂,在股动脉测定心输出量、同时根据两种指示剂的不同特点(温度指示剂可透过血管壁、染料不透过血管壁),测定出EVLW等一系列参数的方法。同位素双指示剂法的准确度较差,未能用于临床,后来经Pearce、Gee、Noble、Holcroft等的研究用热染料稀释法代替放射性同位素法测定EVLW,由于热作为指示剂在通过肺毛细血管的瞬间能与肺水充分混合,从而提高了测定值的准确性[4-5]。其原理为当冰水和吲哚绿(ICG)染料被同时注入右心房时,冰水是可弥散的指示剂(血管外指示剂),可在肺血管内外自由地与肺组织进行热能量交换而分布至全肺;ICG染料为大分子物质,只能在肺血管内分布(血管内指示剂)。将两种指示剂平均通过肺循环时间(MTTt和MTTd),分别乘以这一时刻心输出量(CO),则可得到全肺热容量(PTV)及肺血量(PBV),两者之差为肺血管外热容量(ETV)即EVLW,EVLW=CO(MTTt-MTTd)X1000/mean
60(ml)。多项研究结果显示该测定方法的准确性取决于引起肺水肿的病因。在非直接肺损伤(如油酸)引起的肺水肿该法与重量法所得结果的相关性可达88%。而在直接肺损伤(如盐酸)引起的肺水肿时,65%的检测对象无法用该法探测到明显的肺水肿,偏差可达-7.9ml/kg。同样在内***血症所致的肺损伤时,双指示剂稀释法也会出现测量失败[6-7]。
由于染料指示剂稀释法测定时需要抽取血样,并需待体内染料浓度基本消退后才能进行第二次测定,同时温度-染料双指示剂稀释法中使用的ICG染料价格较昂贵,临床使用增加费用。为增加动态观察的连续性,1982年Eling与Lewis提出只用热作为单一指示剂测定EVLW,即从腔静脉注入5%冰冻的葡萄糖溶液10ml,通过漂浮导管同时在肺动脉与主动脉描记两条热稀释曲线,由CO乘以主动脉热稀释曲线的指数衰减时间与肺动脉热稀释曲线的指数衰减时间之差,计算出EVLW。并在大量临床数据的支持下总结了经验公式,发展成为现在只需用温度进行测量的单指示剂法。
单一温度稀释技术测定的容量是基于温度曲线,利用平均传送时间(MTt)和指数下斜时间(DSt)乘以CO计算(图1)。
1.平均传送时间(MTt):如果快速将一种指示剂注入一个流体系统,并不是所有的指示剂均能同时在探测点出现。由于系统内容量的关系,指示剂的浓度随着时间将被分散。因此,对于每一个特定的指示剂微粒而言,从注射点传送到测定点都有一个时间。这个时间称为传送时间。因为每一个微粒均有一个传送时间,所以无一个传送时间适用于所有的指示剂微粒。平均传送时间即是指所有这些传送时间的平均值(图
1)。
指示剂稀释曲线下面积代表单位时间内流经系统的液体(volume/time),即CO。MTt的时间长短代表了指示剂通过系统需要的时间。如果将CO与MTt相乘,得到的结果就是从注入点和探测点之间指示剂分布的容量。
温度指示剂可透过血管壁,会受肺间质液体量(即EVLW)的影响。当指示剂为温度指示剂时,该容量即为胸内温度容量(ITTV),它包括胸腔内血容量(ITBV)和EVLW。ITBV包括四个腔室舒张末期容量的总和,即全心舒张末期容量(GEDV)和肺血容量(PBV)。
ITTV=MTtXCO=ITBV+EVLW
TDa TDa
ITBV=GEDV+PBV
GEDV=RAEDV+RVEDV+LAEDV+LVEDV
2.指数下斜时间(DSt):如果将指示剂稀释曲线绘制在自然对数图纸上,浓度的指数下斜时间就可计算出来。PiCCO将开始点定在最大温度反应的75%处,终点定在最大温度反应的45%处,两点之间的时间差被标为下斜时间(图1)。DSt仅决定于所有容量中的最大容量。
DSt代表了将染料清洗出肺部所需时间。当应用温度做为指示剂时,如果将DSt与流经系统的流量相乘,得到的结果就是肺温度容量(PTV),即PTV=DStXCO=PBV+EVLW。用
TDa TDa
胸内温度容量(ITTV)减去PTV时,可得到全心舒张末期容量(GEDV),即GEDV=ITTV-PTV。
PiCCO测得的胸腔内血容量(ITBV)是利用GEDV估算而来。实验和临床研究都已证明GEDV与ITBV相关良好。通过回归分析,已得到利用GEDV估算ITBV的回归方程,即ITBV=1.25XGEDV。EVLW=ITTV-ITBV,因此可利用估算的ITBV计算出EVLW。
Sakka等[8]对373例危重患者研究中发现在EVLW>15ml/kg时死亡率大概为65%,而EVLW<10ml/kg时死亡率大概为33%。肺水肿常在身体检查中发现并且可以通过双侧肺***确诊。但X线胸片不正常,动脉低血氧和肺顺应性下降并不特异的表现在肺水肿,因此只和EVLW的大小轻度相关。在这种认识下,目前急性肺损伤/急性呼吸困难综合征的国际定义区别肺水肿的患者时缺乏准确性。定量评估肺水肿可以通过稀释法对EVLW在床边进行测定。在有心源性和非心源性肺水肿的患者中采用EVLW代替闭合压来指导液体治疗可以明显地减少正性液体平衡、机械通气耐受和ICU停留时间。同样有证据表明EVLW指导治疗可以减少渗透性肺水肿患者的死亡率。因此这种床边测定方法通过对EVLW的监测可以用以鉴别和定量肺水肿和挑选可以从限制/禁止液体治疗中获益的患者。EVLW的大小、PaO/FiO、潮气量
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和PEEP水平可能轻度但显著地影响用经肺热稀释法测定EVLW。但和双显示剂稀释法比较经肺热稀释法提供了即使患者有严重肺损害临床仍可接受的EVLW评估法。
二、阻抗法血管外肺水监测
阻抗法测定EVLW首先由Pomerantz等于1969年提出。其原理是心、肺、脂肪组织、骨骼的生物电阻抗值是恒定不变的。水的阻抗值较低,而空气的阻抗值较高。如果呼吸终末进行测定则肺组织含水量的增减会引起胸部电阻抗的变化。动物实验表明阻抗法与重量法所测EVLW值具有良好相关性。在多数情况下,胸部阻抗值的下降先于出现肺水肿临床表现与X线的变化,因此阻抗法有助于早期诊断肺水肿。该法的优点在于其无创性,但单次测定意义不大,轻度肺水肿时不如重度肺水肿敏感,并且不能鉴别水分是蓄积在血管内、血管外、胸膜腔还是皮下。
测定胸阻抗稳定状态的指标为胸腔基础阻抗(Z0),其数值能反映胸腔内液体含量,胸腔积水和肺水肿时Z0减少,治疗好转后Z0增高,因此Z0又称为胸腔液体指数(TFI),用欧姆表示。心源性水肿时心指数(CI)和加速度指数(ACI)减少,而肺源性水肿时CI、ACI在正常范围。运用16个电极量于低胸部,相邻电极间用于5mA电流,频率为50Hz,使电极间产生不同电压,这个过程大约需0.1s,最后根据X射线计算绘画法记录,通过电压值得出不同组织中电阴性的改变。由于此法不能区别肺容量和肺水变化,以及肺血管外和肺血管内液体,且同时受血红蛋白、肺血容量减少和被测区域通气状态的影响,因此具有一定的局限性。有学者在此基础上发展了一种新的无创单频电阻抗法EIT(电阻抗X线体层摄影),EIT是一种可以在二维平面上将通气引起的电阻抗变化视觉化的成像技术。由于通气引起的电阻抗变化与潮气量呈线性相关,通过在测量平面上选择特定区域,可以将不同区域的呼吸相关的电阻抗变化量化,以克服胸电阻抗法的局限。Kunst等认为EIT有良好的可重复性,将10ml/kg作为EVLW的正常值上限,IR值0.64[阻抗比,IR=(ICw/ICa)=0.5(ICa+ICp)/ICa;ICw:整体区域吸气/呼气时呼吸相关的电阻抗差值;ICa:肺前部测得的由呼吸引起的电阻抗变化值;ICp:肺后部测得的由呼吸引起的电阻抗变化值]作为检出EVLW异常的阈值,敏感度为93%,特异度为87%,阴性预测值为87%。近期Adamicza等也证明在EIT方法中,Z0的增加主要与血细胞容积的增加相关,可用于临床监测胸内液体轻度变化。
生物阻抗法为有创性监测法,但由于其建立在电阻抗法上,故归于此类。其通过肺动脉导管了解右心室舒张末期温度的改变,根据右心室舒张末期容积(RVEDV)及血红蛋白量,精确显示有关EVLW的生物电阻抗数据,更能直观反映其变化。方法:经右颈外静脉置入温度敏感的右心室收缩导管,经左股动脉在腹主动脉置入一5F温度敏感导管。两支皮下电极置于胸腔入口处,另两支在其偏头侧5cm,同时在剑突平面置两支电极,另两支位于偏尾侧5cm。所有电极连于生物阻抗计算机上,给予2.5mA电流及70kHz频率,通过电阻率测定获得相应的结果。此法运用生物电阻抗及容量导管,可以相对简单、有效地持续监测EVLW的变化,并与温度-染料双指示剂法有很好的相关性[9-1。0]
三、超声法血管外水监测
胸部超声研究具有发现和定量EVLW(在放射学研究辅助下)的潜力;如果我们将超声尾影值和PiCCO系统测得的EVLW相对照,就可以肯定两者是明显相关联的。通常,胸片检查可以明确肺水肿,诊断依据是由于楔压的存在产生的一系列表现。但是肺水肿和高楔压在胸片上的表现比较相似。肺水肿伴有高楔压可能与无X线表现的肺水肿同时存在,在肺水肿的很早期(甚至低于肺泡水肿的阈值)就能检测到尾影。事实上,肺泡水肿多先于间隙水肿出现,是肺水肿的恒定特点,在床边行放射学检查很难诊断的出
[11]。此外,大多数成像方法均无法从本质上估计EVLW,相反的是从总的水容量上来着手估计的(如血管内加血管外水),然而胸部超声提供了一种方法就是直接评估ELVW[12]。
临床上,在床边行胸部超声检查有很多优点:识别尾影成像是既直接又无创地提供信息的方法;可以简单的通过便携式机器直接在床边进行;操作简便容易定量;它与心脏声学窗口和患者的卧姿无关;获悉曲线较短;由于检测是非离子化的,所以可以适时随访患者并跟踪评价治疗效果。另外,还可以直接用一种非常简单的、床边的技术获得EVLW相关信息,从而对评价心脏功能和肺淤血的临床可能性提供超声学诊断基础,两者都是原始诊断的基本要素,对心力衰竭患者的跟踪治疗和系统的随访都是非常必要的。
参考文献
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