休克复苏中血流动力学监测和优化氧输送的生理学方法

摘要

休克复苏过程中要关注所有构成氧输送的组成要素，包括：心脏前负荷、后负荷、心肌收缩力、血红蛋白浓度和动脉血氧饱和度。仅仅关注前负荷和液体反应性的复苏，在最大限度地忽略了其他关键因素，将会导致患者的治疗效果不尽人意。本综述将利用现有的血流动力学监测技术为优化氧输送提供一个生理学方面的和实用的方法。在解决氧亏和氧债的框架内，我们把静脉血氧饱和度 (SvO2) 和乳酸将作为休克状态的指标和复苏的终点来进行讨论。

关键词：休克；复苏；血流动力学监测；液体反应性；每搏量；静脉血氧饱和度；血乳酸；氧供

1、  前言

循环休克被定义为氧供不足，以至于不能满足机体的代谢和氧需。这种生理急症的潜在机制与由于循环容量减少 (低血容量性休克) 、循环血流梗阻 (梗阻性休克) 、或心功能受损 (心源性休克)而导致的心输出量 (CO) 减少有关。第四种机制是由于血流分布的改变导致灌注不良 (分布性休克)。无论休克的潜在病因如何，发生氧债和组织灌注不足都会导致细胞缺血和损伤、以及潜在的多器官功能障碍综合征 (MODS) 和最终死亡。

因此，根据其定义，休克治疗的目标是增加氧供 (DO2) 以满足机休的氧需，从而解决全身组织低灌注。氧供是由CO和血氧含量 (CaO2)所决定 (图1)。因此，休克的床旁复苏依赖于对CO和CaO2组成要素的优化: 心脏前负荷、后负荷、心肌收缩性、血红蛋白浓度和动脉血氧饱和度。 

图1.决定氧供（DO2）的组成要素。Hgb-血红蛋白浓度；SaO2-动脉血氧饱和度；PaO2-动脉血氧分压。

不幸的是，最近讨论休克复苏的文献都只关注前负荷，特别是液体反应性。因为对实际快速补液有所顾忌，被动抬腿试验（PLR）作为一种无创性的模拟快速补液的方法已得到广泛应用。此外，关于快速补液量和应该使用的液体类型也有很多争论。

在本文中，我们将为读者提供关于快速补液和液体反应性评估之外的休克复苏实用综述，讨论可用于优化氧供的各种床边血流动力学监测工具的生理基础。虽然很基出，但我们认为这些概念对于临床医生在面对具有复杂血流动力学表现的患者时具有很重要的使用价值的。我们将首先讨论前负荷的指标，因为这是复苏的初始目标。然后，我们再回顾基于经典 的Frank-Starling 曲线和 Guyton 曲线确定液体反应性的技术。优化前负荷需要使用多种技术来测量每搏输出量 (SV) 和 CO。一旦解决了前负荷，下一个目标就是后负荷和心肌收缩力。最后，采用复苏终点指标“静脉血氧饱和度 (SvO2) 和乳酸”来确定休克是否持续存在，是否需要增加心肌收缩力、输血和/或氧疗（如：机械通气支持）来提高氧输送。

2、前负荷的测量

2.1 左室舒张末期容积和压力

前负荷是解决休克的首要目标。左室舒张末期容积（LVEDV）是评估前负荷的参考标准。LVEDV可通过经胸超声或食道超声来进行测量或评估。心尖四腔切面可以显示左心室。LVEDV测量是基于舒张末期获得的与心电图上R波相对应的图像。LVEDV的计算是根据舒张末期心内膜的踪迹，并使用改良的Simpson’s法来进行计算的。此项评估是存在操作者依赖性的，与操作者的技能和获取适当的图像方面有紧密关系。此外，LVEDV是在一个单一的时间点测量的，不能进行评估干预措施的反应所需要的连续性评估。或者说，通常测量的压力，而不是容积，这有其自身的局限性。在常见的病理状态下（如：慢性左心衰伴心室顺应性低），通过左心导管测量得出的左心室舒张末压 (LVEDP)可能并不能代表左室舒张末容积 (LVEDV)。顺应性等于容积的变化除以压力的变化 (C = Δv/Δp)。左室肥厚时心室顺应性下降 (心室变硬)，低血容量状态下左心室压力也可升高。

2.2  肺毛细血管楔压（PCWP）和左房压

我们可以使用肺动脉导管（PAC），通过肺毛细血管楔压（PCWP）来测量左房压。将球囊导管插入肺动脉，并将其推进嵌顿在肺动脉远端。导管尖端和左心房之间的血液柱会传递一个可以测量的反射压力。PAC还可用来测量肺动脉舒张压（PADP）和右房压。由于PAC的有创性，它仅限于在生理学状况复杂的危重病患者中使用，例如难治性休克伴晚期右心衰的患者。PAC的风险包括：感染、穿孔、血栓形成/栓塞、心律失常、和球破裂。已有证据表明，常规使用PAC，并不能改善患者预后。

2.3  中心静脉压（CVP）和右房压

从历史上看，经过中心静脉导管来测量CVP和右房压，是最早用于评估前负荷的方法之一。CVP或右心室前负荷已被反复证明并不能真实反映血管内容量。不准确的根源在于这样一个概念: 就像所有压力指标一样，作为容积的替指标，许多参数都必须是正常的前提下，CVP才能准确和有用。患者的右室顺应性必须正常、不存在肺血管疾病、不存在心血管疾病、以及不存在左心衰（图2）。 

图2.压力关系图。在下列任何一种情况下，患者中心静脉压 (A) 可能出现虚高：左室肥厚影响左室顺应性 (E)，二尖瓣疾病增加左心房压力 (D)，肺病增加肺泡压力 (C)，肺动脉疾病增加肺动脉压力 (B)，右心室肥大影响右心顺应性或三尖瓣疾病增加右心房压力 (A)。

3、确定液体反应性

3.1  Frank–Starling定律和Guyton’s静脉回流理论

测量前负荷的初衷是基于基本的生理学概念Frank–Starling定律。Frank–Starling曲线描述了心肌纤维长度与其收缩时所产生的力之间的关系。当肌节（肌纤维的功能单位）伸展到一个最佳长度时，其产生的力最大。在心脏舒张期，心肌纤维伸展舒张，因此前负荷（舒张末期容积）的大小决定了心肌纤维被伸展的长度。如果心肌纤维伸展过度或不足，均不能产生最佳的收缩力。在液体过负荷状态下，正如常见充血性心衰患者，在舒张末期，其心肌纤维被过度伸展，因此并不能产生最佳的收缩力。从而导致SV和CO的下降。当处于血管内容量不足的状态时，正如经常见到的脓毒症患者，其心肌纤维则是伸展不足的。

当患者接受了快速补液后，如果其SV增加大于10%，则被认为存在“液体反应性”（图3.A）。输注的液体改善了心脏的性能，在Frank–Starling曲线上表现为心功能转移到更合适的点位上。在实践中，只要补液后SV增加大于10%，均应继续。在基础心脏收缩功能下降的情况下（如：心衰），表现为Frank–Starling曲线下移，当给予正性肌力药物后，曲线则上移。在这种情况下，给予正性肌力药物后，还可进一步增加前负荷。为了解释这种生理现象，Guyton提出了将静脉回流曲线插入经典的Frank-Starling曲线 (图3B)的设想。在床边，CVP和/或PCWP的降低可能表明增加正性肌力药物治疗是有效的，可能需要更多的液体。应用不同的技术来确定液体反应性，需要对Frank-Starling心功能曲线和Guyton静脉回流理论有深刻的理解。 

图3. Frank-Starling曲线（A）。快速补液体后SV增加大于10%，表明存在液体反应性（X）。当快速补液后，SV增加小于10%（Y），则没有继续补液的指征，表明心功能状态则处于“Frank-Starling曲线”顶端。Guyton静脉回流曲线插入到Frank-Starling曲线中（B）。点 (a) 是静脉回流曲线和SV曲线的交点，称为系统的血流动力学 “工作点”。给予正性肌力药后，Frank-Starling曲线从点（a）移到点（b），得到更高的SV和更低的右房压。若右房压继续下降到负压水平，会导致进入胸腔的大静脉塌陷，并阻止SV和静脉回流的增加 (c)，尽管此时Frank-Starling曲线是继续向左移的。增加补液量可以通过增加张力性容积和系统平均充盈压，使工作点从点（c）移到点（b）, 系统平均充盈压为右心静脉回流的上游压力。

3.2   经典的快速补液试验

有多种用于确定液体反应性的方法。如前所述，传统的方法是根据Frank-Starling曲线，当给予快速补液后，如果SV增加大于10%，则可确定存在液体反应性。然而，在给予补什么液体、以及补多少液体量方面，仍然存在许多争议。Glassford完成了一项研究，在该研究中，有来自30个国家的重症医学专家参与其中，这是一项基于临床实践的调查研究，以确定快速补液试验的定义和预期结果。超过80%专家认为，快速补液试验是指在30分钟内输注250ml胶体或晶体，从而引起各种不同的生理反应，例如：平均动脉压的上升、心率的下降、尿量增加、和其它反应等。虽然这是大家的共识，但是“超过250ml” 的 “胶体或晶体” 一直是Frank-Starling定律的非特异性应用，这仍有争论。

在低血压患者的初始液体复苏中，医师通常会选择晶体液，尤其是乳酸林格氏液或等渗盐水。选择这些液体的一个缺点就是，它们的扩容效应都是短暂的。相比之下，大家所熟知的胶体液，可以优化留在血管内的容量，因此扩容效应可以更快，持续时间更长。然而，在CRISTAL研究中，对于低血容量的重症患者，静滴晶体液和胶体液相比，二组之间28天病死率并无差异，胶体液组的90天死亡率更低一些。对于脓毒症休克，SSC指南建议在液体复苏期间，若患者需求的晶液体量极大，则可补充人血白蛋白，但指南推荐意见中反对使用羟乙基淀粉，因为其可能会增加急性肾损伤和死亡的风险。

3.3   5-2-0原则

当人们不再推荐使用CVP绝对值来评估液体反应性时，Max Harry Weil医师首先提出了5-2-0原则，运用于液体反应性的评估。该技术的要点包括：先观察CVP10分钟，再根据初始的CVP水平给予快速补液。如果CVP＜8厘米水柱，则10分钟内给予输注液体200ml。如果CVP＜14厘米水柱，则给予输注液体100ml，若CVP＞14厘米水柱，则给予输注液体50ml。在输液的第0-9分钟之间，如果CVP上升＞5厘米水柱，则立即停止快速补液。若补液结束后，CVP上升2-5厘米水柱，则不再继续补液；若CVP上升＜2厘米水柱，则认为患者存在液体反应性，继续补液。

3.4   下腔静脉（IVC）的塌陷性

    鉴于CVP和SV的监测需要插入中心静脉或肺动脉导管，当病人第一次出现在急诊室时，这可能是不切实际的。因此，临床医生倾向于利用下腔静脉 (IVC) 塌陷性作为确定液体反应性的床旁评估方法。利用超声，可以通过测量IVC直径来评估患者的液体状态。 

当下腔静脉充盈不足时，血管的顺应性较大，导致自主呼吸吸气相IVC出现塌陷。在低血容量状态下，下腔静脉胸腔段和下腔静脉腹腔段之间的压力梯度最大，迫使血液从下腔静脉进入右心房。有代表性的总结如下，当IVC直径≤2.1厘米且塌陷率> 50%时，与之相对应的CVP为0-5mmHg。当IVC直径> 2.1厘米且 塌陷率<50%时，与之对应的CVP为10-20mmHg之间。和超声其它应用一样，该项技术也存在其自身的局限性，包括操作者的专业知识和获得IVC图像时的可变性。此外，把CVP作为前负荷指标时存在的生理局限性，在IVC中也同样存在，因为危重病人中的心肺功能参数往往都不是“正常”的。

3.5   被动抬腿（PLR）操作

被动抬腿 (PLR) 操作，相当于进行了快速补液，从而降低了对液体无反应的患者接受了不适当的快速补液带来的风险。该项操作主要是将病人的双腿从水平位抬高到45度，持续5分钟，以便将血液从下肢转移到胸腔，相当于快速补液大约200-300ml。Bentzer进行了一项Meta分析，纳入了2260例患者，结果发现PLR可有效地识别出那些对快速补液CO增加的患者(总体特异性，92%)，同时PLR也可有效地识别了那些对液体无反应的患者(总体敏感性，88%)。虽然有重要的数据支持PLR预测液体反应性的准确性，然而，Chopra等在通过无创心输出量监测技术（NiCOM）检测PLR预测液体反应性的精确性的研究中发现，不管是危重病人还是健康志愿者，PLR操作后SV变化的测定精度都有9%的偏差。他们的研究结果提出了这样一个问题，用于识别存在液体反应性患者的SV界值为PLR后增加达10%。

3.6   每搏量变异(SVV)和脉压变异(PPV)

鉴于心-肺交互作用，在确定液体反应性时，可能存在需要避免执行PLR操作或具有潜存性损害的快速补液这样的情况。有自主呼吸的低血容量患者，在吸气末SV和血压都将显著降低，这与心脏压塞 (或梗阻性休克) 患者出现奇脉相似。在机械通气的情况下，胸腔内正压，胸膜压力升高，减少了静脉回流，导致右心室前负荷降低。而右心室后负荷 (肺血管阻力增加)是增加的，从而导致右心室每搏量减少。相反，因为正压通气时，血液被挤出肺血管进入左心室，所以跨肺压的增加被认为是增加左心室前负荷的因素。左心室后负荷是下降的，因为胸膜正压导致胸腔血容量减少; 因此，在吸气时导致左心室SV增加。

由于血液在肺内运行时间大约为2秒，吸气相引起的右心室SV减少，在呼气相几次心跳之后即出现左室SV减少。认识到这一生理学现象，SVV或PPV分别是最大 (吸气相) 每搏量和最小 (呼气相) 每搏量或最大和最小脉压之间的差异。取至少3到5个呼吸周期的变异平均值。一些研究显示，SVV或PPV大于10-12%提示患者存在液体反应性；如给予快速补液后SV增加> 15%也提示存在液体反应性。

PPV可以通过动脉系统测量，并对动脉波形进行分析得出。SVV是通过专用算法对收缩压曲线下面积计算的出。SVV和PPV指标也有自身的局限性，它们只能适用于没有心律失常、没有自主呼吸的机械通气患者，并且潮气量大于8ml/kg标准体重。

4、 每搏量和心输出量的监测

4.1   指示剂稀释方法

如果增加前负荷的目的是为了增加SV，那么我们必须在床旁测量补液后SV的变化。经肺动脉导管的热稀释法被认为是SV和CO测量技术的 “金标准”。这种方法是根据冷注射液随时间升温 (或稀释) 的速度来推导出SV。将一定量的冰冷液体注入右心房，通过肺动脉导管上的热导丝测量血液温度为化，并用于计算SV。还有一项类似的技术，使用锂 (而不是冷的液体) 注入中心静脉导管。在外周动脉测压管上附着安装一个对锂敏感的传感器，可以检测动脉血中锂离子的浓度，然后用 “锂离子洗脱曲线”计算得出SV。

4.2   动脉波形/脉搏轮廓分析

鉴于插入肺动脉导管测量SV和CO的有创性，近年来一种分析连续动脉压力波形的微创方法变得越来越受欢迎。该系统把动脉管路连接血流传感器，用来分析动脉搏动，并将压力基本信号转换成流量的测量值，从中可以得出SV和CO。重要的是，基于动脉波形分析的信息，现已经发展出几种计算SVV和PPV的技术，因此，这种血流动力学监测技术极具吸引力。

然而，围绕这项技术的准确性和带来的结果益处仍有争论。CO测量值可能是 “未校准的”，这表明CO测量值需要根据来自大型患者数据库的生物特征或生理数据进行校准。“校准”值是根据CO的外部参考测量值进行校准而得，例如同一患者的指示剂稀释法。无论采用何种校准方法，都表明在血流动力学不稳定的情况下，通过脉冲轮廓分析得出的CO测量值都是不准确的。因此，重新校准的时机至关重要，应根据具体情况加以确定。Peyton等对4种心输出量测量方法进行了综合加权荟萃分析，包括脉搏轮廓分析法，发现所有的方法都缺少30% 的百分率误差限制，与热稀释法测得的CO一致。

4.3   经胸 (TTE) 和经食管超声心动图 (TEE)

将主动脉瓣开口面积乘以速度-时间积分（VTI）就可以计算出SV，而VTI是通过左心室流出道的多普勒信号来进行测量；基本上，容积=主动脉瓣开口面积乘以血流距离。这可以通过经胸或经食管超声心动图来完成。该方法的局限性与上面提到的测量LVEDV相似。TEE需要将柔软超声探头插入食管，清醒的患者不能很好地耐受，这是它的局限性。此外，在每次测量之前，探头定位必须正确。

4.4 生物阻抗与生物反应器

生物阻抗的概念可以用欧姆定律来理解，其中电流 (I) 等于电路两端之间的电压 (V)差，除以电阻 (R) ，即(I = V/R)。循环系统当中，阻抗与容量变化有关，容量的变化可以用于计算SV。每一个心动周期，血液流经胸部时，都会有高频、低强度的电流穿过胸部，这可用电极测量。然后可以用数学算法计算每搏量。生物反应器被开发用来测量电流频率的变化; 这样做的好处是减少背景噪音。局限性包括正确的病人定位和电极放置以进行准确的测量。危重病人可能有多种因素导致胸部阻抗的改变，因此这些技术在相对稳定的患者中可能更准确。

4.5   经皮/经食管多普勒

   多普勒效应的原理是基于红细胞的流速。当血液流经血管时，红细胞发出并反射超声波。这些波频率之间的差异与红细胞的速度成正比。放置在胸骨切迹处的超声探头可以测量穿过主动脉瓣或肺动脉瓣的多普勒血流，以测量SV和CO。一些研究表明，无论心律、呼吸机或血管活性药物如何，这种方法都是可靠的，因此可以被认为是无创监测的理想方法。其他研究表明与标准TTE缺乏相关性。其优点有良好的操作者间可靠性，无论接受培训的程度如何。

或者，食道探头放置在降主动脉附近，经食道多普勒方法可用于连续监测SV和CO。这项技术已经得到了多项研究的验证，包括外科患者和接受正压通气治疗的患者。其局限性是需要在同一角度连续测量多普勒信号，并在床边频繁调整。

5、 优化后负荷

我们经常把平均动脉压（MAP）当作后负荷的替代指标，需要记住MAP=CO乘以系统血管阻力（SVR）。一旦我们将SV和CO优化到Frank-Starling曲线的平台区域，那么低MAP则表明是低SVR所致。因此，在脓毒性休克的情况下，可能需要血管升压药来增加SVR。相反，在心源性休克或急性心力衰竭的情况下，SVR可能很高，可以使用血管扩张剂来减少后负荷和增加CO。根据拯救脓毒症指南，脓毒性休克患者使用的一线血管升压药应为去甲肾上腺素。当去甲肾上腺素不足以使MAP达到目标时，可以使用二线药物，包括加压素和肾上腺素。加压素可用到0.03 U/min，但不能作为单药使用。由于肾上腺素刺激骨骼肌的无氧代谢，它可能增加乳酸水平，使乳酸成为一个不太理想的低灌注指标。苯肾上腺素只能作为脓毒性休克的三线药物。它的心动过缓副作用可能有助于严重心动过速或有快速心律失常危险的患者，如房颤。多巴酚丁胺可用于使用血管升压药维持MAP后仍显示灌注不足证据的低CO患者。

降低后负荷的药物 (血管扩张剂) 可用于心力衰竭或心源性休克。在急性失代偿性心力衰竭患者中，静脉注射硝酸盐是一线药物。硝普钠可降低前负荷和后负荷，对严重高血压患者有效。硝普钠的代谢产物是氰化物，因此大大限制了它的使用。硝酸甘油降低前负荷大于后负荷，是心力衰竭和低CO患者的理想选择。其它降低后负荷的药物还有静脉注射肼屈嗪，应谨慎使用，因为它可能引起反射性心动过速，在冠心病或主动脉夹层患者中并不理想。依那普利是一种静脉注射血管紧张素转换酶抑制剂，是另一种降低后负荷的药物。但是对于急性心肌梗死、高钾血症和肾动脉狭窄患者应避免使用。

在危重病人中，目标MAP 65-75mmHg是合适的。对于接受复苏的脓毒性休克患者，目标MAP 65-70mmHg和80-85mmHg相比，两组之间死亡率并无差别。最近，COMACARE试验在心脏骤停后患者中比较了正常低限MAP (65-75mmHg) 和正常高限MAP目标(80-100mmHg)，发现二者之间脑或心肌损伤的标志物、脑电图表现和神经系统结果没有差异。

6、改善心肌收缩性能

一旦前负荷和后负荷得到优化，接着就需要解决心肌收缩性能问题，以便进一步增加SV，从而增加DO2。然而，必须认识到，并不是所有的患者都需要将Frank-Starling曲线 “向上推”。每个病人都有一个内在的可接受的SV和CO，没有一个具体的被大家普遍接受的 “正常”值。Cattermole应用超声对2000多名1-89岁受试者的血流动力学参数进行评估。CO因年龄和体重而异，甚至在同一年龄组内也有显著差异。因此，在试图优化DO2时，通过增加心肌收缩性来增加SV并不总是答案。此外，在增加收缩力之前，我们需要确保氧含量已得到优化，因为增加收缩力会增加心肌需氧量。

7、 增加动脉血氧含量

动脉血氧含量（CaO2）是血红蛋白(Hb)和动脉血氧饱和度（SaO2）的乘积再加上一定氧分压下物理溶解的氧量。当提升SaO2时，DO2自然上升，理想的血氧饱和度尚未可知，因患者的基础疾病和病程而有所不同。在创伤性脑损伤患者中，较高的PaO2增加了氧张力，从而优化了溶解血浆氧向脑组织的扩散。然而，研究表明，我们应该将危重病人的PaO2水平限制在一个安全的范围内。PaO2大于200mmHg与较高的死亡率相关，因为高氧会增加活性氧以及高氧诱导的血管收缩引起的组织损伤的风险。在机械通气的患者中，目标SpO2 90-97% 的保守氧疗方法在无呼吸机天数方面并没有差异。一项纳入了25项随机对照试验的系统回顾和荟萃分析表明，血氧饱和度目标大于94%的氧疗方案与死亡率增加相关。因此，最近的临床实践指南建议大多数危重病人的目标SpO2范围为90-94%。

    关于输血在休克中的作用仍有争议。具有里程碑意义的TRICC（危重病人输血需求）试验，纳入了838例危重病人，随机分配至限制性输血组 (Hgb <7 mg/dL输血) 或自由输血组 (Hgb <9 mg/dL输血)。总的来说，两组之间30天死亡率的主要转归并没有差异，但在55岁以下和APACHE II≤20分的患者中，可以看到自由输血策略益处的。相反，在缺血性心脏病患者中，接受自由输血策略的死亡率增加。然而，TRISS（脓毒性休克的输血需求) 试验显示，自由输血与限制性输血两组间的死亡率和缺血事件相关的结果是相似的。

通常，输血会改善致命性贫血的氧输送，因为严重贫血最终会导致需要干预的较差的氧供水平。然而，在中度贫血(血红蛋白7–10g/dL)中输血能在多大程度上改善组织氧合，这仍然存在争议，因为在正常的生理机制中，例如：心输出量的增加伴随着组织对氧的摄取增加，这就使得在中度贫血状态下，氧供可以得到补偿。此外，值得注意的是，在给贫血患者输血时，要知道正常血容量的重要性，因为红细胞会增加血粘度，如果红细胞压积显著升高，则反而会降低心输出量。在这种情况下，过多的红细胞则变成了给组织供氧的障碍。

8.、以SvO2或ScvO2为导向来确定心肌收缩性和血红蛋白水平

通过肺动脉血测定混合静脉血氧饱和度（SvO2），可以用以指导起始应用正性肌力药物支持的决策和/或是否输血。从上腔静脉采血测定中心静脉血氧饱和度（ScvO2），可以作为SvO2的替代指标，它的可行更高，通过中心静脉导管即可获得。ScvO2与SvO2结果接近，平均约高出7±4%。SvO2反映了氧耗和氧供之间的关系，如“氧供-氧耗 Choo-Choo 火车”模型图所描述(图4)。

“氧供-氧耗 Choo-Choo 火车”模型图描述了CO、氧含量、和氧耗（VO2）三者之间的关系。火车头代表CO，货厢代表携氧的血红蛋白。“氧耗站”是组织摄取氧和消耗氧的场所。离开“氧耗”站后，火车将静脉血(通常氧含量占动脉氧含量的75%)送回肺到部或“加氧站”。

如果病人的SvO2较低，则可能是氧供（DO2）降低或氧耗（VO2）增加。导致DO2下降的因素有：贫血、出血、缺氧、低血容量或心力衰竭；然而，导致VO2增加的可能原因有：激动、发热、疼痛、寒颤、呼吸肌努力或任何导致代谢需求增加的因素。与Choo-Choo火车模型相对应，则是火车出了问题或者“氧耗”站的VO2增加。患者出现低SvO2合并高CO，则可能是因为贫血（需要输血）或低氧血症（需要机械通气）。在这种情况下，火车头（CO）的车速是合适的，但是货厢（血红蛋白）数量不足，或货厢载氧量不足。组织的最大摄氧率为~50%；因此，如果SvO2＜50%，DO2过低一定是一个重要因素，而不仅仅是VO2增加。若患者出现低SvO2合并低CO，则可能存在心源性休克，需要强心治疗。与Choo-Choo火车模型相对应，强心药则相当于增强火车头的性能。在床旁，当SvO2下降时，首先应该考虑实施降低VO2的策略，如镇痛、镇静、退热甚至插管，然后才是通过输血或用强心药来增加DO2。

图4.氧Choo-Choo火车模型图示，描述心输出量、氧含量和氧耗三者之间的关系。

9、把SvO2和血乳酸当作休克和复苏终点指标

如上所述，SvO2反映的是VO2和DO2之间的关系，并有助于确定CO是否满足代谢的需要。重要的是，SvO2还可反映休克中的氧亏。氧亏这个概念最早在1964年被提出，是指在休克发生前和发生后耗氧量之差别。当机体不能提供充足的氧供来满足代谢需要时（低SvO2），或因摄氧缺陷导致氧利用障碍时（高SvO2），就会发生氧亏。即休克过程中某个时间点测得的VO2与基础VO2的差值。因此，SvO2就是反映氧亏的一个缩影。连续监测SvO2使得氧亏的持续情况也得到连续性评估。

如果氧亏问题悬而未决，持续存在，随着时间的推移，则会产生氧债，或更多的氧亏堆积。当DO2不足时，导致VO2持续低下，就会产生氧债，结果就是全身组织缺氧和乳酸产生。由于代偿机制，在DO2得到优化时，氧摄取会增加以维持VO2。然而，如果乳酸持续上升，则表明氧债还未“还清”。

基于上述理解，低SvO2和高乳酸表明休克持续存在，DO2处于满足组织代谢所需的VO2相应的临界阈值之下。此时单纯增加氧摄取是不够的，需要采取措施增加DO2,使其回升至临界阈值之上（图5）。

图5.DO2、VO2、SvO2和乳酸四者之间的关系图。在DO2临界阈值下，SvO2降低、乳酸水平上升，这反映了持续存在氧亏和积累的氧债。

监测SvO2和血乳酸有助于临床医生识别休克正处于哪种状态下：（1）SvO2和血乳酸均正常，表明患者经过复苏获得充足的DO2；（2）当SvO2降低时，氧亏就会发生，但血乳酸仍然正常，那是因为组织细胞通过增加氧摄取来维持功能；（3）当增加氧摄取仍不能满足代射时，DO2则已跌致临界阈值以下，乳酸升高伴随着持续低ScvO2标志着氧债的产生，细胞转换成无氧代谢；（4）如果氧债未能解决，则会产生致命的细胞损伤伴线粒体功能障碍，细胞摄氧用氧时间延长，导致SvO2升高和乳酸升高。

 数十年来的文献数据显示，危重病人血乳酸升高与病死率上升有关，高乳酸的正常化（乳酸清除）可以改善预后。然而，单用乳酸清除一个指标不足以确定休克复苏的终点，因为有大约50%脓毒症休克患者的血乳酸水平是正常。因此，在休克复苏时需要同时关注乳酸清除和SvO2。此外，在没有组织低灌注的情况下，SvO2下降并乳酸水平升高，表明存在氧债，而不是其他导致乳酸升高病因。

10、液体管理或血管升压药的自由策略与限制性策略

脓毒症休克治疗方法之间新出现的差异主要集中在自由液体治疗策略与限制性液体治疗策略。在限制性液体策略中，是通过早期给予血管升压药来实现MAP目标。支持自由液体治疗策略的证据是基于脓毒症中血管内皮功能障碍导致的内液丢失致血管外间隙，需要补充液体。正如本文所述，补液后增加心脏前负荷，增加CO。而支持限制性液体治疗策略的证据，是基于这样的观点，快速补液后只是短暂增加血管内容量，液体最终会转移致血管外，导致肺水肿和其它并发症。而支持早期给予血管升压药的证据，主要是通过收缩血管，减少血管容积，使非张力性容量转换成张力性容量，从而驱动血液灌注组织。然而，血管升压药却有着潜在的负面作用，例如：导致器官缺血和增加心肌耗氧。

最近的研究表明，自由液体复苏与限制性液体复苏策略之间的生存率并无差异。此外，早期使用去甲肾上腺素，而不是积极补液，与较低的心源性肺水肿和新发心律失常发生率是相关的。正在进行的CLOVERS试验在脓毒症休克复苏中把自由液体策略和早期使用血管升压药进行比较，该研究有望提供更多关于这些策略的进一步证据和共识。

11.总结

总之，休克的复苏治疗包括优化前负荷、后负荷、心肌收缩功能、血红蛋白水平、和氧饱和度。这是脓毒症休克EGDT（早期目标导向治疗）方案之后的基本原则。EGDT包括：目标CVP 8-12mmHg（优化前负荷），目标MAP 65-90mmHg（优化后负荷），和ScvO2＞70%（给予正性肌力药优化心肌收缩，通过机械通气优化氧饱和度，通过输血优化血红蛋白水平），其目标是在最初的6小时内恢复组织氧供，以及偿还组织的氧债。重要的是，我们要同时认识到这个理念也是适用于其它类型休克（心源性休克、低血容量休克）的，因为其目标都是为组织提供充足的氧供。这一结构化方法为复苏生理学方面的终点提供了一个整体框架。

近些年来的多中心临床试验（ProCESS, ARISE, 和 ProMISe）已经把标准治疗和EGDT在脓毒症休克中进行了比较，结果显示它们之间的临床结局并无差异。遗憾的是，这些结果已导致了一个明显的转变，临床医师们正在摒弃有关氧输送的基本原理，这与休克的治疗和初始复苏相关。对于脓毒症休克，床旁治疗已演变成为最小化的“常规治疗”。我们还没搞清何为常规治疗，或者说如何去教育我们的下一代医师们。然而，在进一步的研究中，上述试验也告诉我们，在脓毒症休克患者中，不同的血流动力学表型可以被ScvO2和血乳酸水平所反映（图6）。

图6.在EGDT与常规治疗对比的研究中，入组的脓毒症休克患者不同表型（通过ScvO2和血乳酸水平来确定分型）患者之间的分布比较。

也许，以优化DO2为目的的休克复苏，仅对ScvO2(或SvO2)较低和血乳酸升高、且有显著氧债的患者有益（如：最初EGDT试验中纳入的患者）。相比这下，ProCESS, ARISE, 和 ProMISe这三大研究中入组的患者ScvO2是正常的，仅有乳酸升高。一项对这三大研究进行的荟萃分析显示，在不同疾病严重程度亚组中实施EGDT均无明显益处，遗憾的是没有在于低ScvO2、正常ScvO2和高ScvO2亚组中，把EGDT与常规治疗进行比较。根据我们对休克的理解，这三大研究中不同表型的患者可能并没有氧亏，也没有氧债存在。应用本文讨论的生理学原理，我们可批判性地考量这三大研究和未来休克复苏研究中的证据。患者真的处于休克状态吗？还是已经实施了部分复苏?在那些没有持续氧亏的患者中，给予常规治疗而无需以DO2的所有组分为导向进行治疗就已经是合适的了。因此，在三大研究中，未能发现EGDT存在任何结局方面的获益，就不足为奇了。然而，在Protti的验证研究中，存在显著氧债的这一类患者亚组，其结果显示患者预后获益方面与EGDT试验的疗效几乎相同。在ALBIOS试验中，所有患者都接受了EGDT，目标ScvO2＞70%。持续性低ScvO2与较高的90天病死率相关，可能是因为它反映着潜在的心脏功能障碍。作者认为，以实现全身氧供与氧耗之间的平衡正常化为目标导向的治疗措施，对ScvO2<70%的受试者可能获益最大。

虽然EGDT对病情较轻的患者可能无效，但我们不应忘记本文中提出的休克复苏的概念。在严重休克患者中，仅仅关注前负荷及其反应性而不考虑DO2中的其它要素是不恰当的。休克只会加重乳酸酸中毒、多器官衰竭、需要多种血管加压剂、并导致死亡。休克治疗不应最小化的仅仅局限于被动腿抬腿试验和何时给予快速补液的争论这一点之内，而应拓宽我们的思路，要对血流动力学组成要素进行恰当的评估，从而优化氧供来满足机体的氧需，要在这样的背景下进行思考和治疗。

我们将用一个病例来结束我们的综述，以展示我们如何使用各种现有的技术来最优地治疗脓毒症休克患者。

病例

这是一位67岁女性患者，既往有糖尿病、高血压、终末期肾病血透状态、充血性心脏病史，因发热、咳痰一周来急诊就诊。5天前就诊时，首诊医师给予“Z-pack”治疗，但症状并无改善。生命体征：体温38.3°C，心率132次/分，呼吸28次/分，血压84/43mmHg，血氧饱和度92%，体重85kg。体格检查发现双肺底有明显的湿罗音，其它无明显异常。实验室检查，白细胞18300/μL，血红蛋白7.9g/dL，血小板15600/μL，肌酐4.6mg/dL，血糖232mg/dL。血乳酸7.4mmol/L,PCT 4.3ng/mL。胸片显示双肺下叶实变，与重症肺炎诊断相符。

鉴于患者存在明显的心动过速和低血压，通过外周静脉导管立即给予30ml/kg晶体液快速静滴。血压回升至90/52 mmHg(MAP 65 mmHg)。在没有血管升压药给药的情况下，并无中心静脉导管，此时我们可以通过超声测量下腔静脉的塌陷率来监测前负荷、评估液体反应性。或者，生物反应技术用来监测SV和CO。被动抬腿试验或快速静滴500ml晶体液进行补液试验，可以通过计算试验前后每搏量指数（△SVI）的变化来确定容量反应性。

经快速静滴晶体液2L之后，患者血压反而更低了，78/45 mmHg(MAP 56)。经右锁骨下静脉置入中心静脉导管，连续监测ScvO2。锁骨下静脉通路选择优先于颈内静脉，因为不需要超声引导，可以快速插入导管。左桡动脉插入动脉测压导管。开始使用去甲肾上腺素，并把剂量迅速增加到15mcg/min。随着CVC的建立，开始监测CVP。她的CVP为6mmHg，ScvO2为55%。她最近的△SVI为18%。额外给予2L液体后CVP达到10 mmHg、MAP 68 mmHg和ScvO2 58%。她的心率也降至95次/分。

经过最近一次扩容补液后，生物反应监测仪上她的CO为3.8L/min，△SVI为8%。随着动脉通路的建立，可选用动脉波形分析技术可以用来监测CO;然而，我们决定继续生物反应性技术测量CO。如果患者需要插管和机械通气，则可用动脉波形分析的SVV监测，以确定其液体反应，这可能优于通过被动抬腿法反复测量△SVI。

此时，在去甲肾上腺素维持下，患者的血流动力学状态似乎是稳定的，不再有液体反应性。然而，她的ScvO2仍然很低。复测乳酸为5.6mmol/L。鉴于ScvO2<70%和乳酸>4 mmol/L，我们予以输注2个单位的浓缩红细胞，提高血红蛋白目标为>9–10g/dL。输血后ScvO2增加到63%，持续偏低的ScvO2和低CO，需要我们开始给予多巴酚丁胺治疗，从5mg/kg/min逐渐增加到10mcg/kg/min。随后，她的ScvO2为72%，达到正常，CO为6.2L/min。复测乳酸2.8mmol/L，乳酸清除率为62%，可以认为已达到复苏终点。她被收进了ICU。培养结果显示患者为克雷白杆菌肺炎。48小时内，去甲肾上腺素和多巴酚丁胺滴定减停，患者在5d后出院。

总之，基于我们在床旁对氧供的生理学应用，我们利用了现有的血流动力学监测工具来优化CVP、MAP、CO、△SVI和ScvO2，以提高DO2和解决脓毒症休克中的氧债。没有这样的综合分析思考，患者就不会得到所需的液体治疗量、适当的血管升压药的应用、输血和正性肌力药的治疗。反复进行被动抬腿操作可能解决前负荷不足的问题，并使得乳酸暂时性下降。然而，如果启用了血管升压药，而没有解决ScvO2降低所反映出来的的DO2和VO2的不平衡，氧债和乳酸升高将会持续下去。休克只会发展为多器官衰竭和死亡。