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最新超声血流动力学的诠释
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超声血流动力学的诠释
摘要
近年来，随着重症超声的快速发展，其已覆盖重症医学领域的各个方面，协助管理重症患者，而血流动力学无处不在的重症医学理念已深入人心。
如何更好地实施血流动力学治疗一直是研究的热点与难点。
将重症超声应用，并融入血流动力学治疗，进而形成超声血流动力学的概念，是重症医学的进一步突破。
本文将对超声血流动力学这一概念进行诠释。
重症超声是重症与超声的深度融合，其互为动因和动力，带来以血流动力学为核心的重症医学的变革与创新，同时形成超声血流动力学的新理念及超声血流动力学监测的新方法。
超声与血流动力学的融合是重症理念，是血流动力学理念植入重症超声并发芽成长的过程。
一、从血流动力学角度看重症超声
血流动力学是研究血液及其组分在机体内运动特点及规律的科学［1］。
临床上通常采用对血流动力学指标的监测来揭示机体的生理或病理生理改变，了解病情的进展。
在重症患者的治疗中，从最初的抢救复苏到疾病的僵持阶段再到恢复期，均需要血流动力学的评估及调整，因此血流动力学无处不在。
血流动力学治疗是以血流动力学理论为基础，根据机体的实时状态和反应进行目标导向的定量治疗的过程［1］。
重症超声是在重症医学理论指导下，针对重症患者运用超声技术，以问题为导向的多目标整合的动态评估过程，是确定重症治疗尤其是血流动力学治疗方向及指导精细调整的重要手段［2］。
重症超声的目标导向性、连续与动态的监测和评估等特质，契合了血流动力学治疗的核心思想。
超声技术可以对心脏结构功能、血管结构功能、血流运动及器官灌注（心脏、脑、肾脏、胃肠道）进行评估，而这正是血流动力学对结构功能依赖性的体现。
因此，重症超声与血流动力学有着天然的联系，重症超声在重症血流动力学中有着重要的作用，贯穿血流动力学治疗的全过程。
二、超声在重症的应用发展，首先是整合血流动力学指标
超声与血流动力学指标的整合，是性质相同或性质不同的指标间的共同与协同。
如，剑下下腔静脉+剑下四腔+肺部超声，仅3个定性评估的融合，即可以全面展示心脏基础、结构改变、左右心功能及心室相互作用、容量状态及变异性、心肺相互作用后果及肺水情况，凸显血流动力学治疗的方向与重点；或者，一个简单、动态的心脏四腔图像，即可完成对心脏各个腔室功能的整合评估，若继续增加超声血流动力学的定性评估，或再增加几个关键指标的测量，连续与动态地使用这些指标，可以更加精确地指导治疗。
另外，超声血流动力学监测还可与其他血流动力学监测手段相结合，将获得的相关指标融会贯通，可进一步强化重症血流动力学治疗的精准。
三、超声血流动力学的发展，是与重症理念、思维高度整合并互相促进
血流动力学是重症理念的核心之一。
从血流动力学看重症，是基于心肺损伤为基础的全身多器官损伤，是从氧输送器官到耗氧器官，其中血流具有优先等级；从血流动力学看重症超声是基于心肺超声为基础的全身超声，其中血流将全身连接在一起。
更重要的是，血流动力学已发展到器官化时代，基于重症医学理念，重症超声与血流动力学互为动力，促进发展，形成器官对血流动力学的认识；而器官血流动力学的发展又促进了血流动力学的发展，且进一步突破重症现有认知。
（一）重症超声扩展与“挑战”血流动力学的基础
重症超声扩展血流动力学的理论基础在于：
（1）基于腔静脉形态与中心静脉压的腔静脉动力学提出的。
腔静脉即中心静脉，研究发现，腔静脉内径与中心静脉压具有很好的相关性［3］。
因此，通过超声评估腔静脉内径，联合CVP监测，反映静脉回流与右心相互作用的结果；然而，无论是腔静脉内径抑或直接测量中心静脉压，在不同的右心基础病情、胸腹腔内压等的情况下，尚不足以全面揭示当时的容量血管负荷状态；而腔静脉形态很好地解决了这一问题。
下腔静脉短轴正圆形这一高张力表现，反映了上游容量血管过负荷的状态，结合右心评估解决了脏器淤血的迫切性；下腔静脉短轴水滴形这一低张力表现，反映了上游脏器容量储备不足，以及可通过快速扩容来增加回心血量的潜能；可以看出，腔静脉动力学扩展了对容量血管的直接评估，以及回流与右心相互作用的更深入的认识，是中心静脉压测量的升华。
（2）心肌收缩—舒张曲线一体化。
根据心肌收缩功能曲线（即Starling曲线），随着扩容，患者每搏输出量增加，超声所测的左心室流出道速度-时间积分（VTI）亦在增加，根据扩容后VTI增加的幅度，可以估测心脏处于Starling曲线的位置；但在输液的同时，心脏舒张末容积亦在增加，其增加过程亦是舒张充盈逐步受限的过程，表现为E峰/A峰比值（E/A）的变化。
在重症超声看来，即是VTI与E/A的同步变化，揭示了效果与风险的辩证统一。
（3）心肌收缩功能曲线与肺水肿曲线一体化。
随着输液的进行，心脏由收缩功能曲线的上升支移到平台支，同时肺水肿曲线（Marik-Phillips曲线）由平台支移到上升支［4］，此时监测肺部超声可以看到A线逐步由B线替代，提示肺水逐步增加。
因此将心肺超声联合应用，即将心脏收缩功能曲线与肺水肿曲线关联在一起，完成了由风险到输液后果的同步动态监测。
重症超声对传统血流动力学基础提出“挑战”，是基于右心特点所致Starling曲线与临床实践的距离。
临床上通常基于心脏收缩功能位于Starling曲线的位置来评估容量储备，即通过输液获得心排血量增加的可能性，但需要重视的是，如果无好的右心功能，即使左心功能正常，依然无法从右心获取足够的容量，甚至会因右心功能异常引起室间隔左移造成左心受压，使心排血量进一步减少。
故通过重症超声对右心功能的进一步评估，表明Starling曲线并不等于容量复苏曲线［5］。
（二）重症超声推动血流动力学治疗新认识
1.基于心功能容量反应性的认识与评估：
容量反应性的基础是通过容量治疗提高体循环平均充盈压，从而增加静脉回流，但只有当左右心室均处于心功能曲线上升支时，才能通过增加心脏前负荷提高每搏输出量。
因此容量反应性本质上即是心脏前负荷反应性，建议容量反应性评估应从心功能评估开始：
首先快速筛选出需要进行容量反应性评估的患者，并明确无需容量反应性评估患者的病因及治疗方向；其次，对需要行容量反应性评估的患者行右心功能、左心舒张和收缩功能、左右心同时受累程度及动脉张力的评估，最早筛出左右心不匹配情况，因为左右心必须匹配才能保证血液在心脏的正常流动，单纯右心衰竭和单纯左心衰竭均不利于容量反应性的评估；然后，根据左右心的评估结果选择容量反应性评估的方法；最后，根据评估结果直接制定血流动力学治疗方案。
而这一流程的实现可以通过重症超声来完成，通过上述多手段、多方位的评估流程，有助于实现血流动力学治疗的精准性。
当然，该流程的临床获益仍需进一步验证。
2.深化了对重症心脏的认识：
心脏超声在定性和定量评估心脏功能方面有着不可替代的优势，心脏动力学是血流动力学的核心。
近年来，由于重症心脏超声的飞速发展和普及，临床对重症心脏的认识更进一步，如，对右心功能的易受累性的认识促使临床重视右心管理，对舒张功能异常普遍性的发现形成了重症特色的左心室舒张功能不全分类［6］，以及不同原因导致的左心室收缩功能障碍以动力分级和运动形式异常的新分类等。
另外，因为重症心脏超声，临床对重症相关的动态左心室流出道梗阻、脓毒性心肌病、应激性心肌病亦有了更进一步的认识。
如脓毒性心肌病，脓毒症患者有40%合并心肌抑制，当出现心肌抑制时病死率可高达70%［7］，超声有助于脓毒性心肌病的分类和相应机制的判别。
脓毒症患者的心功能不全常是多因素导致，对该类患者进行重症超声评估后可将其分为：
（1）单纯左心室舒张功能不全，可能由于基础高血压导致左心室舒张功能受损；
（2）单纯左心室收缩功能不全，对年轻患者来讲应激性心肌病可能性大；（3）单纯右心功能不全，更多见于合并肺部感染、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、机械通气患者；（4）左右心共同受累，出现于感染重的患者中可能才是典型的脓毒性心肌病。
对脓毒症患者的心脏来讲，抑制和应激总是一同存在的，判别出不同机制，治疗才更有针对性。
另外，近年来利用斑点追踪心脏超声（STE）评估脓毒症患者心脏应变功能，能更早发现心功能异常［8］，但仍需探索。
总之，在临床血流动力学治疗过程中，寻求最适心排血量和最佳心脏做功状态是整个治疗策略的平衡点，对心脏结构和功能的全面评估至关重要，即能提供治疗方向，又能同步病因处理。
随着超声技术的不断发展，对重症心脏的认识亦在不断进步。
四、超声血流动力学对重症实践的影响
1.休克是存在氧输送和（或）氧利用不足的致命性的急性循环衰竭：
重症超声可以通过对容量反应性的判断、心脏结构和功能的评估、肺部和血管情况的评估等鉴别不同类型休克，迅速窄化休克的病因，帮助临床医师对其早诊断、早警示，及时进行针对病因的治疗。
将心脏超声与其他部位超声相结合形成的超声流程可有效协助判断及除外休克可能的病因。
急诊低血压患者，即时超声比延迟超声可使误诊率由50%降至5%［9］；而心脏超声的应用可使急诊超过50%的重症患者治疗方案改变或补充［10］。
在感染性休克指南中，推荐应用重症超声对血流动力学状态进行评估，可改善脓毒症患者28d病死率［11］。
同时，休克的初步评估及处理后，仍需继续观察和动态评估容量，重症超声可作为血流动力学紊乱治疗后反复评估的手段。
因此，重症超声在休克的鉴别诊断、治疗随访中起到重要作用，是休克患者血流动力学的一线评估手段。
2.ARDS是致命性的急性呼吸衰竭：
ARDS与重症超声的关系始于肺部超声，肺部超声对肺部气化程度的评估与胸部CT具有很强的一致性。
尽管ARDS肺部病变为非匀质，即正常肺、水肿肺、实变肺同时存在，但实际是不同程度的肺水肿，因此，利用肺部超声对肺进行定性的影像学评估有利于ARDS的早期诊断，促进对病理生理学改变的认识。
另外，肺部超声还可以评估肺复张和俯卧位操作的潜能，动态监测、指导肺复张及俯卧位操作。
另外，在ARDS患者中，右心功能障碍并不少见。
ARDS时的微血栓、动脉重构、低氧、酸中毒及炎性因子等多种因素均可导致肺血管阻力增加，引起肺动脉压升高；而机械通气又会通过增加跨肺压、驱动压、肺应力等增加右心后负荷，这些肺内肺外因素协同导致右心功能障碍［12］，称之为急性肺源性心脏病（ACP），而ACP的出现与ARDS的病死率增高相关［13］，严重右心功能障碍肺动脉压升高导致的中重度卵圆孔开放分流亦不少见。
为此，专家提出了右心保护通气策略［14］。
即使如此，在实施肺保护通气策略后仍有23%的患者合并ACP［15］。
因此，在实施右心保护通气策略过程中，应实时监测右心功能，临床上主要采用重症心脏超声来实现。
通过右心室舒张末面积（RVEDA）/左心室舒张末面积（LVEDA）>0.6及室间隔是否存在矛盾运动（D字征）等征象发现ACP，并通过三尖瓣反流速度估算肺动脉压评估ACP的严重程度［12］，可以对比治疗前后（如俯卧位）超声的改变来滴定治疗。
亦有学者尝试应用应力超声确定ARDS的最优化右心充盈压，但仍需更多研究来验证。
因此，专家建议在ARDS血流动力学管理中，重症超声是必不可少的监测手段。
总之，重症超声之心肺超声对ARDS的诊断治疗和血流动力学管理有着极其重要的作用。
还有集休克、ARDS、多器官功能障碍综合征（MODS）于一体的脓毒症，更离不开重症超声，离不开超声血流动力学。
3.促进器官血流动力学发展：
血流动力学的治疗位点还包括保证器官与组织灌注，重症超声除了对心肺功能进行评估外，还可对器官血流进行评估。
（1）肾脏结构与血流：
重症超声对急性肾损伤（AKI）的管理包括对整个循环的优化以保证肾脏需要的容量和压力、肾前性或肾后性病理状态原因的筛查，以及治疗效果的评估。
重症超声可通过评估肾脏血流灌注来滴定选择肾脏合适的灌注压，其中肾血管阻力指数是目前临床应用最广泛的指标［16］。
另外，增强超声可以在微血管水平明确肾脏血流的变化［17］，但目前缺乏统一的定量评估方法，仍需进一步研究。
（2）颅内高压与脑血流：
颅内压监测是重症神经的重要内容之一，视神经鞘直径（ONSD）与颅内高压有一定相关性［18］，且增宽的ONSD会随着已升高的颅内压降低而缩窄，因此认为ONSD可动态评估颅内压变化［19］。
而经颅多普勒（TCD）、经颅彩色多普勒（TCCD）亦可实时监测脑血流变化，协助评估脑血管痉挛、充血与缺血，提供脑灌注信息。
（3）胃肠道功能与血流：
重症胃肠道超声通过检查胃肠壁的厚度、胃肠腔的大小、胃肠腔内容物、胃肠的运动等动态改变为临床治疗提供一定信息，还可引导鼻空肠营养管的置入、辅助急腹症诊断及评估腹腔积液穿刺等，亦有研究证明超声可辅助腹高压（IAH）管理，具有较好的应用前景［20］。
另外，应用超声评估肠系膜上动脉及腹腔干、门静脉、肝静脉等血管血流，可在一定程度上了解胃肠道血流情况，协助胃肠道血流动力学管理。
4.重症血流动力学治疗的终极武器——体外膜肺氧合（ECMO）离不开重症超声：
ECMO作为严重心肺衰竭的支持手段应用日益增多，超声在此类患者的管理中起着重要作用。
专家推荐ECMO团队中需有一名受过超声培训的医师［21］。
超声主要在以下几个环节协助ECMO的管理［22］：
（1）启动前评估：
在ECMO启动前，根据患者的血流动力学进行全面的心脏超声检查，排除无需紧急启动ECMO的一些情况，如心脏压塞。
另外，通过超声对左右心结构功能、心脏各瓣膜结构功能、主动脉、心包积液等进行评估，协助ECMO模式的选择［静脉-静脉（V-V）ECMO或静脉-动脉（V-A）ECMO］，并排除需要手术干预的病理情况和相关禁忌证。
（2）置管：
①置管前：
利用超声彻底检查血管解剖确定置管潜在风险，测量血管直径，协助导管的选择。
另外，超声可以评估股动脉直径，对股动脉细小者，应考虑放置远端灌注管以确保远端肢体的血供。
②置管时：
利用超声引导进行血管穿刺可减少相关并发症，同时可确定置管位置，并实时监测任何新的或增加的心包积液。
（3）ECMO期间的患者监护：
①V-AECMO：
V-AECMO时，热稀释技术测量心排血量可能会被高估，且脉搏轮廓分析方法可能受无脉动性的限制，因此心脏超声的评估可能更为优选。
应用超声监测心腔大小，以确定心室排空、主动脉瓣开放情况，协助发现心腔内或主动脉内血栓。
另外超声下的自发性红细胞显影提示较高的血栓形成风险。
再者，心脏超声可连续监测双心室功能，协助调节ECMO流量。
②V-VECMO：
超声可以协助确定流量不足的原因：
容量或是导管位置原因。
另外，V-VECMO亦需要评估心脏功能，尽早发现需要转V-AECMO的情况。
③V-AECMO和V-VECMO：
超声可以对这两种模式ECMO运行中出血、血栓、心包积液等并发症进行监测。
（4）撤机：
超声可用于指导V-AECMO撤机。
由于撤机缺乏明确的标准操作流程，一般认为，当心功能出现恢复迹象时可考虑撤机。
临床实践中，ECMO流量下降期间需密切监测血流动力学和心脏超声变化。
（5）撤离后：
ECMO撤离后的关注点之一是插管在位时未能发现的血栓或阻塞。
因此，超声在ECMO管理的每一步均有重要作用，虽然其技术本身可能未直接改善患者的预后，但有助于减少并发症，指导医师对患者的日常管理［23］。
目前仍需要制定相关指南来规范超声在ECMO管理中的使用。
另外，V-VECMO支持期间右心功能的监测价值亦需进一步评估。
5.关注心脏基础状态对血流动力学的影响，提出预警理念：
重症心脏超声可通过对心脏结构和功能的评估，筛选出具有慢性基础疾病的患者，让医师对高危患者提高警惕并做好相关并发症的预防。
脱机相关性肺水肿是脱机过程中因胸腔内压的下降，导致静脉回流增多，引起左心室充盈压上升而发生的急性心力衰竭［24］。
临床中59%的脱机失败与脱机相关性肺水肿相关，因此应引起重视。
研究发现，脱机相关性肺水肿的发生与患者的前负荷状态相关［25］，而既往有慢性阻塞性肺疾病、心脏基础疾病（包括心肌肥厚或扩张、心脏低动力及明显瓣膜异常）及肥胖是其发生的独立高危因素［26］。
另外在老年患者中，舒张功能不全发生率较高［6］，对这类高危机械通气患者，脱机前应用超声评估容量状态和左心室充盈压。
而对存在动态左心室流出道梗阻基础的患者，如肥厚型心肌病、高血压左心室肥大或心房颤动等的患者，应重视前后负荷、心率及心脏收缩的管理，这些管理可以通过重症超声来实施。
因此，通过重症超声对心脏基础状态的早期识别，可预警并优化血流动力学管理。
五、超声血流动力学发展亦具有创新
肺部超声显示出的肺部B线，已成为血流动力学血流与器官关系的代表，肺部渗漏的先知者。
林林总总，不胜枚举，其中值得重点强调的是重症经食管超声心动图（TEECC）内涵的提出［27］。
经胸超声心动图经常由于患者因素［如肥胖、心脏术后、高呼气末正压（PEEP）、肺过度充气等］及病情（如心内膜炎、主动脉夹层、心脏术后等）限制其临床应用，而TEECC通过自然腔道进入患者体内进行检查，能很好地避免外界因素干扰，提供优质的图像，且操作者依赖性相对更低，具有更好的诊断能力及可重复性，因此近几年在重症超声领域亦逐步占有一席之地。
有研究显示，重症患者60%治疗策略改变，其中48%单独因经食管超声心动图（TEE）［28］。
TEE的另一优势在于对深部大血管、心脏瓣膜、腱索、左心耳等深部结构及心内分流等评估更准确，相对于经胸超声心动图（TTE）可更好地评估上腔静脉及其变异度；TEE能够扩展心脏大血管的监测指标，且能作为技术平台更好地实现高级超声技术的价值，如斑点追踪技术、三维及思维成像等。
基于这些特点，融合了超声血流动力学理念的TEECC，在ICU中的应用除了传统的对心脏大血管瓣膜的结构监测、心瓣膜炎的诊断、心内分流监测等检查，以及常规TTE检查困难时血流动力学的评估、心脏外科术后患者无法解释的低血压（局限性心脏压塞及心室间的左向右分流、无法解释的低氧血症（心室间的右向左分流可通过盐水微泡注射验证）外，更重要的是用于右心容量、右心结构功能、左心容量、左心结构及收缩舒张功能、心室相互作用、左心室流出道等关键位点的模块化监测，推动复杂性循环障碍的精准管理，推动俯卧位通气、ECMO等特殊场景的精细血流动力学监测。
因常规TEE探头很难做到动态重复评估，近年来微型TEE探头的安全性研究日渐增多［29］，应该是未来TEECC发展的一个方向。
六、超声血流动力学监测评估与治疗存在一定缺陷，流程化评估有利于提供解决方案
重症超声的操作者依赖性强，不规范操作导致数据获取错误，误导临床诊疗。
超声数据需要正确解读，重症超声并不是唯技术论，只有将正确的数据与相关理论结合并分析才能体现其应用价值。
超声血流动力学评估是在定性评估的基础上，对血流动力学进行精细化评估，具体检查方案是在扩展的目标导向超声心动图（e-FATE）方案基础上扩展了部分切面，我们称之为“3×4protocol”，顾名思义，是指在剑突下及经肝区域、胸骨旁区域、心尖区域，每个区域获取4个切面，根据获取的12个切面的图像及测量结果解读，对患者的血流动力学做出准确的病理生理分析。
与之对应的评估流程是血流相关的超声血流动力学（FREE）评估流程，在血流动力学六步法的基础上，增加了定量评估、心功能精细化评估、肺动脉压评估、左心室流出道评估等。
另外，作为“可视的”数据，超声对微循环方面的评估价值还需更多的探索。
基于以上，重症超声仍需要不断规范与完善，才能推动重症医学的整体发展。
总之，在重症与重症思维基础上，超声与血流动力学深度融合，衍生出超声血流动力学的概念。
超声血流动力学起于超声血流动力学监测，丰富血流动力学监测，推进血流动力学治疗，创新发展血流动力学，助力重症医学，是基于重症医学的衍生力量。
我们从超声血流动力学监测在重症尤其血流动力学治疗中的应用开始，从重症医学角度，发展推广超声血流动力学相关基础知识及重症临床实践技能与理念，使其成为重症医学，甚至医学领域学术发展的重要位点。
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