超聲對休克患者血流灌註和淤血的多器官評價

超聲對休克患者血流灌註和淤血的多器官評價

馬澤源，馬世拓，溫軍詳，周淩峰，高瑤

校隊：邊毓堯

中國石油中心醫院急診ICU

重癥行者轉譯組

越來越多的證據表明，超聲在評估心迴圈休克患者多器官灌註不足和淤血中既可以辨識潛在的病理生理機制，又可以確定和監測治療的作用。心肺超聲作為一種綜合的多參數評估方法被納入到血流動力學不穩定/心源性休克患者的早期階段；內臟超聲主要套用於心力衰竭和迴圈衰竭中。盡管在危重患者中驗證不足，但許多超聲參數具有強大的生理背景來支持它們在急性情況中的套用，這些參數適用於心臟/肺和內臟器官的評估。本文綜述了超聲參數在診斷/治療途徑中顯示的證據，以確定參與心臟迴圈、休克病理生理級聯反應的器官的淤血/灌註特征。

介紹

休克是迴圈衰竭的最終臨床表現。這是一個包含多種生理病理改變的術語，所有這些最終都會導致細胞氧供不足。各種形式的休克在重癥監護領域普遍存在，大約三分之一的患者入住重癥監護病房。ICU休克的後果是末端器官迴圈受損，可能是由於器官的灌註不足，也可能是由於器官的血流受損(淤血)，或者更常見的是由於兩種現象的合並。雖然總氧輸送減少(DO2)通常歸因於組織灌註減少，淤血同樣降低了跨重要器官的動靜脈梯度，這是由間質壓升高而不是動脈壓降低引起的。

在過去的二十年裏，模式化的病人管理方法在人們對特定疾病的認識和篩查確實有所幫助，但一刀切的做法存在固有的缺點。通常，需要針對當前床邊生理情況采取個人化的治療方法。病人的全方位評估應包括幾種方式;然而,當然這些工具中最強大和最通用的是即時超聲(POCUS)。

POCUS 在急癥患者中的作用是辨識當前和相關的生理學，也稱為「表型休克」。 一旦確定了休克的型別，就可以開始有針對性的管理。 精明的診斷並不能很好地替代源頭控制。 相反，確定患者休克的根源並努力幹預對於休克的管理和解決至關重要。 在此，我們回顧了對灌註和淤血的器官特異性 POCUS評估，同時討論了這些評估的生理原理和在臨床管理中使用的現有證據。 圖 1 總結了常用的灌註和淤血形態，執行每種技術的實用方法可在補充中找到。

灌註缺陷

評估患者迴圈效能的第一步首先是對向目標器官的血液輸送進行定量和定性評估，也稱為灌註。灌註不匹配可能是由於心功能的主要改變（心源性休克），也可能與主要的迴圈功能障礙有關。因此，淤血/低灌註的評估應該包括所有可能涉及的器官，因為每一種超聲方式在心臟、肺、腹部臟器和大腦的超聲評估中提供了可操作的數據點。

灌註評估

心臟

心臟超音波是床邊超聲評估心功能和整體灌註的基石，因為它既定義了相關的血流動力學參數，也確定了休克患者的潛在病因。已努力確定培訓要求和心臟超音波標準。2臨床醫生面臨的挑戰是將心臟超音波檢查結果與患者的臨床表現結合起來，並相應地調整持續的支持（肌力藥物/血管升壓藥、正壓通氣、機械迴圈支持）。心肌功能障礙的患者對重癥監護醫生來說是一個獨特的挑戰。左心室和右心室功能障礙可能是導致休克的主要原因，也可能是不同病理過程的附帶現象，包括/導致心迴圈衰竭。

血流動力學評估在歷史上曾將心功能等同於左室功能。在過去的十年中，在諸如膿毒癥和急性呼吸窘迫症候群等疾病狀態中，右心室功能障礙的流行率和後果變得更加明顯。一種細致的血流動力學評估方法結合了左心室和右心室的功能，以提供一個準確的血流動力學情況。

左心室（LV）在每次收縮時起四種主要運動：心尖和基部之間的周向、徑向、縱向和反向扭轉。這些協同作用導致血流從左心室排出到體迴圈。心臟超音波量化了左室功能的每個基本方向的表現；然而，床邊心臟超音波醫生對左室縱向功能的評估是最具體的。左心室射血分數（LVEF）和每搏量（SV）是即時心臟超音波中最常用的指標。左心室射血分數已經用於60多年的臨床分類、決策和預測，盡管LVEF是最常用的心力衰竭描述指標，但在實踐中，LVEF依賴於幾個假設，這降低了它在重癥監護弓境中的效果。

左心室射血分數是一種基於體積的測量方法，這種假設測定方法有很大的缺陷性，例如要求左心室壁的同步、均勻收縮等功能。在局部缺血、心肌梗死、束支傳導阻滯和心律不整的情況下，這些假設的前提被違反，導致對左心室功能的估計變得不可靠。此外，左心室射血分數會因心率、前負荷、後負荷和正性肌力等血流動力學而急劇變化，所有這些通常在重癥監護領域進行調整。LVEF 表示所有三個方向分量的總和（辛普森法則）或周向分量和徑向分量（Teichholz公式），但沒有明確說明縱向函式。LVEF 的極端值與感染性休克患者的死亡率相關。

左心室縱向纖維在收縮期降低了從左室基底到左室心尖的尺寸，對左室功能的貢獻高達30%。左室縱向功能的一個指標是二尖瓣環平面收縮位移（MAPSE），采用m模式和組織都卜勒成像（TDI）進行評估。二尖瓣環平面收縮期位移利用一種簡單的技術，在所有心室基底壁水平測量時，與LVEF 等其他LV 功能指標具有合理的相關性。

二尖瓣環平面收縮偏移對早期冠狀動脈低灌註不足特別敏感，因為它代表左室心內膜下纖維的收縮，這個位置最容易發生冠狀動脈缺血。這可能會導致縱向收縮減少和收縮期收縮延長，進而導致伴隨的舒張異常，舒張受損發生在心肌缺血級聯的早期。 二尖瓣環平面收縮期偏移可能與休克患者的死亡率相關，盡管MAPSE 的效能已被了解，但臨床醫生應保持謹慎，不要根據局部測量得出關於LV 整體功能的結論。

收縮期峰值速度（S’）由TDI測量。收縮期峰值速度透過速度而不是測量側壁的移動率來測量其位移。S‘與dP/dT相關，且與負荷條件相對獨立。在缺血發生後的15秒內，可檢測到S‘速度的降低。S’收縮期後降低的存在與缺血性心肌病患者的不良重構和住院治療相關。

直接測量每搏量避免了使用LVEF作為灌註指標所遇到的幾個缺點。透過計算將脈沖都卜勒的取樣容積放置在右心室流出道（RVOT）或左心室流出道（LVOT）中所產生的速度-時間曲線下的面積，得到了速度-時間積分（VTI），它與每搏量成正比。來自RVOT或LVOT的VTI是用於估計每搏量的最可靠和可重復性的心臟超音波參數之一。因此，在相似的心率下，LVOT VTI的連續測量對應於CO的變化，並可用於監測對幹預措施的反應。LVOT VTI的變化對膿毒性休克和機械通氣患者的液體反應性有很高的預測價值，以及可以預測成功脫離靜脈-動脈體外膜氧合（V-A ECMO）的價值。

還有其他心臟超音波參數已證明在描述與休克結果相關的心室效能和/或血流動力學特征方面具有很高的準確性。 諸如 LV 總等容時間（LV t-IVT 線上補充材料，圖S3）、每搏功指數、心輸出量等參數描述了LV 效能； 然而，缺乏對休克患者的前瞻性大規模驗證。

右心室心臟超音波提出了獨特的挑戰，部份原因是其復雜的幾何形狀和更靠近於肺部。因此，需要明確心內膜邊界的常見左心室測量，如射血分數和面積變化分數，對於右心室（RV），尤其是機械通氣的患者，通常是無法獲得的。 床旁心臟超音波最常報告的 RV 指標是RV/LV 比率，這是RV 過負荷的指標。RV 收縮功能的定性估計雖然在實踐中經常報道，但缺乏敏感性且觀察者間一致性較差。定量RV 指標類似於上述LV 指標，三尖瓣環收縮期平面偏移(TAPSE) 和三尖瓣環處的TDI RV S' 反映RV 縱向纖維縮短並反映RV 收縮性。TAPSE 和 RV S' 都是廣泛患者群體中MACE事件 和死亡率的預測因子。

使用修正的白努利方程式，可以估計心室和肺動脈（PA）壓力。雖然右心室收縮壓、PA收縮壓和PA舒張壓通常在完整的心臟超音波中被報告，但這些值很少有助於確定休克的來源。相反，經瓣膜梯度可能表明存在充盈壓力升高，這突出了對液體復蘇的不耐受。對右心房壓力（RAP）本身的估計往往不能提供可操作的臨床資訊。

雖然還有一些心臟超音波指標揭示了心肌表現的獨特方面，但它們的解釋往往受到重癥監護弓境中常見的患者因素的限制，如快速心律不整和機械通氣。在重癥監護領域評估心肌表現的未來方向包括散斑點跟蹤技術和經食道和心內心臟超音波分析。

人們可以假設終末器官的低灌註通常是均勻的； 然而，當臨床情況表明終末器官效能較差時，對終末器官灌註的有針對性的評估可能會提供額外的見解。 一旦對患者的休克進行了適當的表型分析，臨床醫生就應該調整正在進行的藥物治療以實作臨床目標。

肺

確保足夠的跨肺血流量應成為休克患者常規超聲評估的一個要素。 跨肺血流需要從 RVOT 到左心房的有利壓力梯度。 對 RVOT 脈沖波都卜勒形態及其加速度的分析表明肺動脈高壓的存在和/或嚴重程度。因此，用脈沖波都卜勒檢查RVOT 使臨床醫生不僅可以估計RV 每搏輸出量，還可以深入了解肺動脈高壓的阻力、 肺血管系統和對幹預措施的潛在反應。

左心房(LA) 壓力可以透過幾種不同的心臟超音波方式推斷，包括透射都卜勒、TDI舒張評估、肺靜脈都卜勒和胸部超聲。 肺靜脈都卜勒可以深入了解左側心室的表現，並且可以在90% 的非危重成人中獲得。此外，肺靜脈和肝靜脈都卜勒波形的解釋之間存在顯著的同源性。 在胸部超聲檢查中，A 線可能代表幹燥的實質間隔，並且與低肺動脈楔壓相關。

腹

在休克狀態下，心臟和大腦的灌註通常以犧牲內臟迴圈為代價來維持，導致內臟灌註不足。 腹部器官的灌註可以使用典型的超聲方式進行詢問，包括二維亮度、彩色都卜勒和脈沖波都卜勒。 都卜勒阻力指數（DRI）評估區域內臟血流動力學，並可以在生化和宏觀血流動力學明顯之前早期檢測到與器官功能障礙相關的異常，從而表明體迴圈是否足以支持內臟灌註（參見線上補充材料，圖S4）)，在內臟血管收縮的情況下，組織對血流的阻力增加，導致舒張期速度減慢，從而增加DRI。 DRI可用於多個內臟臟器檢查，並且易於計算[（收縮期峰值速度- 舒張期速度谷值）/收縮期峰值速度]。

對於患有低血容量的患者，腎血流量可較基線減少6倍。腎阻力指數（RRI）允許評估腎臟灌註，並受到腎內條件和血流動力學條件的影響。RRI利用了危重患者急性腎損傷發展的高可行性、預測價值，以及觀察者內和觀察者間的低變異性。

在缺氧或易導致高碳酸血癥的情況下，經常可以看到顯著的腎血流量減少。SvO2與RRI之間呈負相關，因為腎臟對氧供需不匹配的高敏感性表明其導致了動脈血管收縮。RRI≥0.70在SvO2 < 60%中具有100%的特異性，可以預見的是，RRI在血流動力學和通氣參數變化之前，辨識出機械通氣患者中與CAO2減少相關的低灌註。RRI值升高可能表明正常血容量患者以及在出現明顯休克癥狀之前血容量相對較低的患者代謝需求增加。對於感染性休克患者，RRI 已用於評估透過血管活性藥物滴定的方式確定最佳腎灌註壓，比較明確的是RRI > 0.77可以預測膿毒癥誘導的AKI，RRI>0.80預測了持續的AKI。

新的腎動脈測量，包括射血前期（PEP）、射血時間（ET）和PEP/ET可能表明心輸出量不足，不足以滿足腎臟的代謝需求，因此可能預測不良的心臟和腎臟預後。

中樞神經系統

經顱都卜勒 (TCD)是評估大腦血流量的常規技術。 有四種標準 TCD 檢視； 然而，經顳葉檢視是 ICU最常用的檢視。經顱都卜勒歷來用於監測影響中樞神經系統(CNS) 血流動力學的出血性或缺血性損傷的患者。

關於 TCD在休克患者中的套用和操作的文獻很少。 大多數關於中樞神經系統血流超聲檢查的文獻都是針對需要機械迴圈支持的患者。 對於由不同配置的 V-A ECMO 支持的心源性休克(CS) 患者，TCD已用於檢查腦血流量，作為自身心輸出量的替代。此外，對於由帶IABP的V-A ECMO 支持的CS 患者 作為LV 通氣口，TCD已被用來做為左室輸出量的監測指標，用於證明支持過程中血流量增加。對於使用具有脈動血流的V-A ECMO 的患者，TCD已被用來證明患者是否已經出現腦死亡。

在感染性休克中，促炎細胞因子和內毒素啟用內皮細胞，從而改變腦灌註，促進早期血管收縮反應，隨後導致晚期血管舒張，腦血管流量增加。因此，可以檢測到獨特的TCD 模式，具體取決於 膿毒癥的不同階段，早期階段平均速度和搏動指數普遍增加，而後期階段則降低，同時腦自動調節受損。 因此，TCD被認為是評估感染性休克腦灌註的有價值的工具。雖然已經描述了一些基於當地經驗的見解，但淤血與CBF 之間的關系尚未系統描述。

靜脈淤血

淤血是指靜脈過多的狀態，觀察到血液從心臟逆行，導致器官淤血引起毛細血管床灌註壓力下降。為了充分了解靜脈淤血的決定因素，必須首先了解靜脈回流的生理學。靜脈回流的生理決定因素是構成平均充盈壓（MSFP）、RAP和靜脈系統阻力（MSFP-RA/R）的成分。

由於靜脈系統主要是容量系統，血管阻力很少在決定靜脈回流中起主要作用。因此，靜脈回流的主要決定因素是MSFP和RAP（MSFP-RA）。平均充盈壓力是由任何給定時間靜脈系統中的血液體積和血管的血管張力產生的。如果在同一壓力時間繪制MSFP和RAP的圖表，y軸上兩條線之間的差異將說明整個心動周期中流向和流出心臟的血流方向。在右心房（RA）收縮期，RAP增加到MSFP以上，血液從心臟逆行進入靜脈系統。一旦右心房（RA）放松，RA中的壓力就會降低，血液開始流回心臟。右心室收縮導致RAP快速下降，因為右心室收縮從頂部拉動三尖瓣，這導致RAP突然下降，增加血液從靜脈系統流向心臟。當血液充滿RA時，壓力升高，流向心臟的流量減少。右心室舒張開始於三尖瓣開啟，血液從右心房流向右心室，這導致RAP再次降低，再次增加了流回心臟的血液流量。此時，RA再次收縮，開始另一個心動周期，這表示在標準心動周期期間的正常靜脈回流。

隨著患者RAP的增加，MSFP和RAP之間的關系發生了變化，右心房收縮期的逆向血流增加，相反通常在右心室收縮期發生的順行血流降低到低於右心室舒張期發生的水平，這就是所謂的S到D反轉。在嚴重病例中，RAP增加到其在心動周期的大部份時間都高於MSFP的水平，在這些情況下，在整個右心室收縮過程中都會出現逆行，使右心室舒張期成為唯一發生靜脈回流的時期。

淤血評估

心

心力衰竭惡化的必要條件和指征是左心房高壓和伴隨的淤血。左心房高壓導致壓力傳遞到附近的血管系統，即肺靜脈和肺毛細血管，導致肺水腫。慢性左心房高壓導致肺動脈高壓，肺動脈高壓導致右心室擴張。

在收縮和舒張功能障礙的情況下傳輸速度和組織都卜勒值都會異常雖然可以理解，但在危重患者中，正常舒張值並沒有得到驗證。此外，所有辨識左心房壓力的心臟超音波模式只提供一系列值，而不是一個值本身。然而，對於感染性休克患者，平均E/E′≥14和E′≤8與肺毛細血管楔壓（PCWP）>15 mmHg可靠相關，是住院死亡率的預測指標。在機械通氣患者中，E/E’和彩色M模式傳播速度的最佳表現是確定肺動脈楔壓>18 mmHg。如果舒張功能不確定，許多臨床醫生使用左心房大小作為「關鍵點」來判斷是否存在充盈壓力升高。左心房增大表明左心房壓力長期升高；然而，正常的左心房大小不應排除左心房高壓，尤其是在急性疾病中。

靜脈淤血最常用的指標是RAP或中心靜脈壓（CVP）。RAP升高通常透過評估自主和機械通氣患者的下腔靜脈（IVC）尺寸（>2.1cm）及其在呼吸周期中的變化來估計（預測液體反應性分別為>50%和>20%）。類似地，對感染性休克患者的頸內靜脈（IJV）進行了研究，發現在容量改變前超過18%的擴張性對預測液體反應具有80%的敏感性和85%的特異性做為孤立判斷RAP的值。

肺

肺部超聲（LUS）包括對肺實質和胸膜的評估。肺部超聲可以讓我們看到靜脈淤血對血管空間以外的影響。值得註意的是，這代表了肺靜脈系統而不是全身靜脈系統的淤血。Lichtenstein首次在普通重癥監護室收治的急性呼吸衰竭患者中引入，自過去十年以來，越來越多的證據表明其作為診斷和預後工具的價值。LUS的解釋基於兩個主要的病理學發現：與正常肺部發現（A線）相比 ， 實變影像（整合）和偽影（B線）。已發現B 線與血管外肺水的其他標誌物（包括肺楔壓和利尿鈉肽）具有良好的相關性。 肺部超聲已被證明是一種高度準確的診斷工具，適用於出現呼吸窘迫的患者，可區分心源性呼吸困難或非心源性呼吸困難。對於當前的討論而言，更重要的是，LUS是去淤血治療期間實質淤血的可靠動態標誌物，可將其分層 並預測心力衰竭和急性心肌梗死 CS患者的預後。這使得臨床醫生能夠在主動復蘇期間即時辨識靜脈淤血的跡象，從而可能限制進一步液體復蘇的危害。 心臟超音波和 LUS 的結合在危重病人呼吸衰竭的診斷和起源方面具有更高的準確性。

腹部內臟

肝靜脈都卜勒

肝靜脈血流可以用脈沖波都卜勒檢查。正常血流曲線反映了上一節討論的靜脈回流曲線理論。正常的波形是三相的，有一個逆行的A波(代表流出心臟的血液)、一個順行的S波和一個順行的D波。 隨著RAP的增加，MSFP和RAP之間的平衡提前出現，觀察到的S波逐漸變小。由於早期的迴圈平衡，在三尖瓣開啟後出現更多的房顫，導致相對較大的D波，這就是所謂的S-to-D翻轉。隨著靜脈淤血增加，收縮期血流變成逆行，S波將移至基線以上，並與A波連續，導致出現雙向模式。

門靜脈都卜勒

正常門靜脈(PV)血流是基線以上的有波動的連續單相血流(見線上補充資料，圖S6)。隨著靜脈淤血的惡化，門靜脈血流變得緩慢，右心室系統的血流量減少。在極端的情況下，由於往復運動的出現，血流可以被中斷，甚至有一個倒退的部份，看起來像是逆行成分。門靜脈搏動可以用門靜脈搏動指數(PPI)來量化。門靜脈搏動指數定義為(VMax -VMin/VMax) * 100%。這裏，VMax是最大速度，VMin是心動周期中的最小速度。我們將PPI作為一個連續變量來評估門靜脈血流改變是否是靜脈淤血的一個重要標誌。

腎靜脈都卜勒

正常情況下，腎靜脈都卜勒血流為基線以下的連續單相流，隨後逐漸分為兩個階段，與肝靜脈(HV)血流的S波和D波相類似。與HV模式相似，隨著靜脈淤血增加，S波變小，D波增大。最終，S波完全消失，只留下一個單相波。腎靜脈(IRV)都卜勒波形被認為是不連續的靜脈血流異常，表現為雙相或單相腎靜脈血流，表現為收縮期/舒張期模式或單純舒張期模式。

淤血的定量模型

靜脈負荷超聲

為了建立對腸系膜靜脈系統淤血程度的全面評估，人們曾試圖建立一個包含門靜脈和上述門靜脈、肝靜脈和腎靜脈的分流系統。當使用靜脈淤血超聲(VExUS)評分時，發現其與透過腎功能障礙測量的內臟器官衰竭有很強的相關性，並且該發現在隨後的研究中是一致的。使用內臟靜脈迴圈的幾個優點是避免了任何單一測量都卜勒模式可能出現的潛在假陽性或假陰性。

評估從發現IVC (>2 cm)、MSFP和RP增加開始，這是提示可能開始出現內臟靜脈淤血，代表該相關部位發生了生理變化。為了確認並最終量化嚴重程度，對HVs、PVs和IRVs進行檢查，隨著都卜勒環境形態異常的變化而評分隨之升高。

在休克病人中，VExUS分數可以有許多潛在的有用的方面。首先，在最初的復蘇階段，它可以作為一個液體滴定點。VExUS評分可以在生理學上提示淤血程度，1、2分提示再多的液體可能影響器官功能，3分提示淤血已經到了可能影響器官功能的程度。第二，處於去復蘇階段，它可以再次指導臨床醫生，針對VExUS評分更高的應更積極的減輕液體負荷，特別是在急性腎損傷患者中，疊加的淤血損傷可能更為顯著。

工作流程

雖然我們已經概述了一個徹底的基於系統的診斷策略來表型和量化休克，但我們並不打算在所有患者中全面遵循該方案並按精確的順序進行。 相反，臨床醫生應該將其視為可用於協助診斷和治療管理的工具集合。 話雖如此，我們建議所有休克患者接受心臟功能（右心室和左心室功能）評估以及外周灌註的整體評估，包括動脈供應充足性以及靜脈淤血的存在和程度。進一步的研究可以 根據具體患者的臨床表現進行。 圖 3概述了我們推薦的超聲檢查工作流程。

結論

對於任何治療休克患者的臨床醫生來說，床旁快速超聲都是必不可少的工具。 對灌註和淤血的評估引導治療團隊進行定向治療。 需要開展額外的工作來闡明哪些超聲檢查技術和臨床方案對個體患者群體最有資訊性。

圖1 使用文中討論的相關參數評估淤血和灌註的多器官方法。

註：射血分數降低心力衰竭，HFrEF、HFmrEF、射血分數中等心力衰竭，HFpEF、射血分數保留心力衰竭，CHF、慢性心力衰竭，post-MI、心肌梗死後、ICC、組內相關系數，AF、房顫，AS、主動脈狹窄，LBBB、左束支阻滯，CoV、變異系數,LVEDP、左室舒張末期壓,CSA、橫截面積

圖2靜脈淤血超聲方案

圖3器官灌註和淤血評估的建議工作流程。LV-VTI，左心室速度-時間積分；LVEF，左心室射血分數；MAPSE/TAPSE、二尖瓣/三尖瓣環平面收縮偏移；LVSWI，左心室每搏功指數；t-IVT，總等容收縮時間。