围术期容量监测与治疗

潘青波，严 俊，罗 艳

（上海交通大学医学院附属瑞金医院麻醉科，上海 200025）

围术期容量监测是临床麻醉的重要组成部分，准确评估与管理病人的容量，一直是热点。容量过负荷、容量不足均不利于病人的预后，可导致术后并发症发生率和危重病人死亡率升高。合理的容量治疗策略可改善病人血流动力学状态，进而改善重大手术及危重症病人的预后。伴随着容量监测技术的发展及容量治疗理念的不断进步，围术期用于容量监测的指标和技术也在不断更迭，从最早的体格检查、心肺听诊发展出容量监测指标，这些指标也分为常规监测指标和特殊监测指标，技术要求也从有创监测逐步向微创和无创的方向演进。

1 围术期容量监测的必要性

1.1 低容量危险因素及其危害性

研究表明，小于10 h的单纯术前禁食禁水并不会显著减少血管内液体容量[1]。但若术前需要使用胃肠减压或肠道准备等术前准备技术，则可导致胃肠道液体的丢失，继而造成病人术前血管内液体容量减少。胰腺炎或肠梗阻等疾病的病人，可因炎症和组织间质水肿，导致血管内液体容量转移，继而造成血管内液体容量减少。大多数全身麻醉药物和辅助药物会产生剂量依赖性血管扩张和心肌抑制，从而导致病人血压下降。过低的血压会造成组织灌注减少。椎管内麻醉期间，阻滞区域内交感神经受到阻滞，可引起静脉容量增加和小动脉阻力血管扩张，也可能造成低血压和组织低灌注。对于长时间的手术（尤其是开腹或开胸手术），可能会增加液体向第三间隙的转移[2]。术前即已存在的低血容量状态会进一步增加麻醉诱导期间血压降低的风险，而持续性低血容量会导致心输出量降低和组织灌注减少，最终导致休克和多器官衰竭[3]。

1.2 高容量危险因素及其危害性

围术期高血容量的常见原因是不恰当的液体治疗。过多输注的液体可以停留在肺组织中，妨碍气体交换，并增加术后呼吸衰竭和肺炎的风险[4]，这一现象在有心力衰竭病史的病人中表现得特别明显。过多的液体如果停留在消化系统中，会增加胃肠道水肿的风险，导致肠道细菌易位。过多的液体停留在伤口附近，则可能引起组织水肿、伤口愈合延迟。围术期高容量还会稀释凝血因子，可能导致凝血功能异常。围术期病人体内容量变化大，因此围术期积极的容量监测至关重要。

1.3 围术期容量监测的相关风险

围术期监测手段已经从最初的非侵入性测量手段（如指按脉搏、听心音等）发展为侵入性测量（如中心静脉压、桡动脉压和肺动脉压监测等）。近年来随着科学技术的发展，监测手段已经进入微创的时代，其精准度大大提高了临床工作的效率。然而，微创技术仍属于侵入性监测手段，仍有引起出血、感染、穿孔等并发症的风险。目前主流的容量监测技术倾向于寻找可靠的无创监测技术，用于替代有创监测技术。这些无创监测技术需要具备基本的准确性和精确度，并能够动态监测容量治疗后的生理变化。

2 无创监测指标

2.1 无创血流动力学监测

目前主流的围术期监护设备均支持血压、心率、脉搏血氧饱和度(pulse oxygen saturation, SPO2)的监测，特点是无创伤，可重复，操作简便容易，适应证广，且支持自动化监测，指标较准确，而缺点是不能连续监测。近年来，连续无创动脉血压监测技术不断发展进步，目前广泛应用于围术期容量管理与治疗。该技术通过桡动脉平面压力测定获得实时连续的动脉血压，并提供心输出量 (cardiac output，CO)、左室每搏输出量 (stroke volume, SV)、每搏输出量变异率 (stroke volume variation, SVV)、脉压变异率 (pulse pressure variation, PPV)及体循环外周阻力 (systemic vascular resistance，SVR) 等全面血流动力学参数。国内的T-Line 和韩国的DMP-Life 运用这一原理，通过动脉平面的传感器，从骨性结构上的桡动脉获得血压波形并推算CO、SVV 等。TLine产品使用了一个包含在手镯中的传感器，该传感器可以机械地调整传感器的位置。研究表明，在接受择期神经外科手术的病人中，与传统的有创动脉监测相比，TL-300 可在术中准确监测病人的血压[5]，T-line 目前更新到TL-400，暂无相关研究报道。DMP-Life 产品使用了一组压阻式半导体传感器，根据血压波形的面积来计算CO，准确率较高[6]。2018 年，Maheshwari 等[7]比较了接受连续无创动脉血压监测与传统间断无创血压监测两组病人在术中平均动脉压＜65 mmHg的时间，结果显示连续无创动脉血压监测使术中低血压时间减少近一半。

无创动脉血压监测均依赖于探头在动脉上的正确定位，即使是轻微的运动伪影也会导致读数错误，有报道在动脉脉压差较低的病人中，监测结果误差较大[8]。2017 年发表于BrJAnaesth的一篇荟萃分析，将无创监测技术与标准的热稀释技术比较，结果提示无创技术测定CO 的误差更高[9]。由于血压、心率易受到药物、麻醉深度、手术刺激的影响，且不能够反映组织灌注，因此，不能准确地反映病人的容量状态。

2.2 胸腔阻抗法

胸腔阻抗法最早可追溯至1966 年，其原理来源于欧姆定律，测量胸廓对电流的阻挡作用，但其易受胸腔组织血流量、呼吸系统含气量、心律失常的影响，临床应用受限。胸内生物电抗是生物阻抗技术的改良，原理是心脏射血后胸腔内的血流量变化将会影响其导电性，测量跨胸腔的振荡电流与所得电压信号之间相移的变化得出一系列血流动力学参数，进而指导容量治疗。研究表明，生物电抗技术测定的CO与肺动脉漂浮导管热稀释法或压力波形得出的测定值相关[10]，也有研究得出相反的结论，生物电抗法与热稀释法测出的数据之间相关性较差[11]。一项观察性研究显示，生物电抗技术与其他常规临床治疗结合时，可减少机械通气时间，缩短重症监护室（intensive care unit，ICU）入住时长，减少血液透析、使用血管加压药的时间[12]。

其优点是相位偏移几乎取决于搏动血流，较少受胸腔内其他血管内和血管外液体的影响。缺点是电流信号易受术中电刀和外部起搏器的影响，主动脉关闭不全或主动脉病变亦会影响其准确度。

2.3 超声心动图

经食管超声心动图（transesophageal echocardiography, TEE）或经胸超声心动图（transthoracic echocardiography, TTE）可评估左室腔大小,可快速评估血管内容量状态，定量测定舒张末期左室的内径和横截面积。TTE/TEE 可通过测量中心静脉内径及变异度评估容量治疗期间病人的液体反应性，并直观反映心脏充盈状况、瓣膜的解剖结构以及大血管的状况[13]。TTE 是一种非侵入性监测技术，还可通过肺部观察超声伪影（B 线），提示肺间质增厚或充满液体的肺泡，且围术期可反复测量，已被常规用来指导病人的液体治疗，但其易受到多种因素的干扰，如体位、肥胖、手术操作及个体差异等。

TEE 虽是一种侵入性技术，但其成像较TTE 更为清晰，排除食管、贲门等相关疾病或手术禁忌，可在手术中进行连续、实时监测，对于心功能不全，心、肺等重大手术术中的容量监测与治疗起到重要指导作用。

2.4 超声CO监测

超声CO 监测(ultrasonic CO monitor, USCOM）代表产品为澳大利亚的USCOM，其采用连续波多普勒技术，经胸监测升主动脉或肺动脉的血流速度，通过血流速度波形计算出流速时间积分（velocity time integral, VTI），推算出SV、CO、SVR 等。与超声心动图相比，USCOM 技术要求明显降低，易于掌握。但USCOM 的使用高度依赖于探头的位置，因为多普勒波形必须与血流方向一致，且SV 是基于大动脉血流变化不会引起瓣膜面积改变的理论基础，忽略了大动脉在心动周期中的直径变化，容易低估SV、CO。

3 有创监测指标

3.1 有创动脉血压

有创动脉血压是临床麻醉中较常用的循环监测指标之一，能直观动态地反映病人每次心动周期的血压变化，同时精准显示心率的变化。人体的血压主要受到心肌收缩力和心脏的前后负荷共同影响。但考虑到动脉顺应性的个体化差异和脉搏波导管阻尼系数的不可预测性，在危重病人的临床诊疗过程中，有创动脉压力无法可靠地预测病人的容量状态和容量反应性[14]。其次，其容易受到血管活性药物、麻醉深度、手术刺激、心血管相关疾病的影响。此外，血压只是反映大动脉内压力，并不能够反映组织器官的实际灌注状态。因此，有创动脉血压并不能准确地反映病人的容量状态。临床上需要其他血流动力学的监测方法来评估容量。

3.2 中心静脉压力

中心静脉压力(central venous pressure,CVP)监测是反映右心功能的间接指标，常用于评估心脏前负荷。但在临床实践中，由于其易受血管张力、胸内压或心室顺应性的影响，故其对于病人的容量状态和容量反应性的预测价值不大。在2012 年的脓毒症管理共识指南中[15]，主张使用CVP 测量来指导容量治疗，但一项纳入了24项研究、803例病人的荟萃分析显示，CVP预测容量反应能力受试者操作特征（receiver operator characteristic，ROC）曲线下面积仅为0.56，作者认为不应利用CVP来指导病人的液体管理策略[16]。目前CVP已不作为指导容量治疗的一线指标，但在无其他参数的情况下，可使用。

3.3 肺动脉导管

1970 年，Jeremy Swan 与 Wiiliam Ganz 合作研制了插入肺动脉的球囊导管来测量肺动脉楔压(pulmonary artery wedge pressure, PAWP)，因此，肺动脉漂浮导管（pulmonary arterial catheter, PAC）又称Swan-Ganz 导管。随后，Forrester 等成功使用带有热敏电阻尖端的三腔肺动脉导管，该导管允许通过热稀释技术测量CO，也可直接测量右心房压和PAWP、肺动脉压、混合静脉血饱和度和血温。结合心率和动脉血压，可以计算得出许多血流动力学参数，包括SV、体循环和肺循环血管阻力、全身氧供和耗氧量。

3.3.1 测压

PAWP 可用作评估左心室舒张末期容积和压力的指标。然而这种评估建立在正常的心脏功能基础上，因此很容易受到病人既有心脏疾病的限制。例如，在心室顺应性和功能较差的病人中，PAWP 可能低估左心室舒张末期压力。PAWP 还可用于区分心源性（PAWP＞18 mmHg）与通透性肺水肿。通过测量肺动脉压并计算肺血管阻力，以确定右心室后负荷和肺动脉高压的分类。同样，CO测量和全身动脉压可推导出全身血管阻力并评估左心室后负荷，也可以测量混合静脉血氧饱和度并确定氧气供需之间的全局关系。

3.3.2 测温

间歇性热稀释技术是通过肺动脉导管将冰冷的液体推注到右心房中，位于肺动脉内的导管尖端检测局部肺动脉血液的温度变化，并根据其随时间变化的速度估测CO 的方法，目前仍在围术期和重症医学领域内被广泛参考和应用。进一步改良的肺动脉导管中融入热敏导丝（Vigilance™，Edwards Life Sciences）或热线圈（OptiQ™，ICU Medical），该线圈使上腔静脉中的血液变暖并使用热敏电阻测量肺动脉导管尖端的血温变化，提供CO 趋势的连续测量，显示过去10 min内的平均值。该平均值具有消除存在心律失常时变异性的优点，但缺点为不是实时值。因此该方法在评估循环不稳定病人的快速血流动力学变化方面不如间歇性技术，后者更为实时和精准。

使用PAC 可准确测量CO、SV、混合静脉血氧饱和度（oxygen saturation in mixed venous blood,SvO2）等指标，适用于指导重大外科手术围术期的容量治疗。但有文献指出这些参数反映心脏前负荷和预测液体反应性方面仍不够准确，不能准确预测补液后SV的变化或预警肺水肿的发生[17]。

3.3.3 静脉血氧饱和度

SvO2和中心静脉血氧饱和度 (oxygen saturation in central venous blood, ScvO2)，使用PAC时可通过血气分析或光纤导管持续测量获得。SvO2和ScvO2与CO、组织灌注和组织氧输送呈正比，与组织氧消耗呈反比，具有一定的使用价值。围术期由于氧消耗不断变化，这些指标需结合临床其他指标综合判断。

3.4 尿量

留置导尿管即可监测病人尿量，简单方便、计算准确。围术期尿量＜0.5 mL/(kg·h)是评估低血容量的常用指标，但少尿并不是给予液体治疗的充足指征，吸入麻醉药、手术应激、肾功能不全也可使尿量减少。2016年发表的一篇纳入28项外科手术相关临床研究的荟萃分析发现，接受目标导向液体治疗（goal-directed fluid therapy, GDT）与接受以逆转少尿为目标的常规液体治疗病人相比，肾功能不全发生率更小[18]。2017年一项纳入3 560例腹部大手术的大型回顾性研究发现，术中尿量＜0.3 mL/(kg·h)的病人与术中尿量0.3～0.5 mL/（kg·h）或更高的病人相比，急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)风险增加。2018 年发表的另一项回顾性研究显示，术中尿量＜0.5 mL/（kg·h）持续120 min 以上的病人，AKI 风险高于少尿持续时间更短的病人[19]。在临床工作中，常将尿量和CVP、血压等监测指标联合判断病人目前的容量状态。

3.5 脉搏指示连续CO监测

脉搏指示连续CO 监测（pulse indicator continous CO，PiCCO）技术问世于1997 年，该技术结合肺热稀释技术与脉搏轮廓分析技术，应用热稀释法测量单次CO，分析动脉压力波型曲线下面积与CO的关系。只需用中心静脉和动脉导管来监测CO，而不再需要置入PAC。可测量SV、CO/心脏指数(cardiac index, CI)、SVV、心脏舒张末期总容积和胸腔内血容量、血管外肺水等，多数据联合应用监测容量。PiCCO®和VolumeView™系统使用股动脉导管，这些设备使用与PAC 热稀释相同的原理来评估CO。用注射冰冷的静脉注射液作为指示器，测量下游的温度变化以计算CO，PiCCO 与使用PAC热稀释法测得的CO 值具有良好的相关性，并且显示呼吸相依赖性变异更少[20]。

3.6 动脉压力波形衍生值

动脉压力波形衍生值包括SVV、PPV、脉搏灌注变异指数(pleth variability index，PVI)、收缩压力变异(systolic pressure variation, SPV)，现有很多设备可获得这些数据，如FloTrac/Vigileo 监测系统，还使用了特殊算法获得SV、CO 等数据。机械通气时，吸气时胸廓内压增加，导致静脉回流、左右心室充盈量减少，呼气时则相反。在容量充足的病人中，这些动态参数的呼吸变异率常＜10%，当这些参数显著＞10%时，则提示可能需要液体治疗。2012 年的一项研究比较目测与精确计算两种方法，根据动脉波形中SPV来确定是否需要快速补液，结果显示目测法的治疗决策错误率仅1%[21]。当前大部分研究认为SVV、PPV 与PVI 均能准确预测容量反应性，且三者具有良好的相关性。SVV、PPV、PVI 这些指标的采集均依赖心肺的相互作用，因此机械通气指标[如潮气量、呼气末正压（positive end-expiratory pressure, PEEP）、吸气时间、吸呼比等]、肺功能（如残气量、肺顺应性等）和心血管功能相关影响因素（如心律失常、血管顺应性、应用血管活性药物等）均会干扰这些指标的灵敏度和准确性。2018年的一篇纳入了68 项研究，总计包含5 017 例病人的系统评价，其结论是PPV 的灵敏度为80%，特异度为83%；SVV 的灵敏度为82%，特异度为77%。在开胸手术期间，机械通气潮气量＜8 mL/kg或PEEP＞15 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa），腹腔内压力升高、心律失常、右心室衰竭或使用血管活性药物时，这些指标并不准确[22]。这些指标适用于评价容量治疗的反应性，并指导何时停止输液，使用价值较高，但临床上需要排除这些参数的干扰后再作出最终判断。

4 监测指导下个体化容量治疗的实施策略

4.1 GDT的定义和方法

1995 年Gattinoni 等[23]对ICU 的危重病人进行了以CI 和SvO2为导向的血流动力学治疗试验，是历史上最早明确提出的GDT 概念，即采用目标导向治疗，使补液达到预先设定的目标。2001 年Rivers等[24]对患有严重脓毒症和感染性休克的急诊病人在入住ICU前进行GDT，发现早期实施GDT对于此类病人具有良好意义。

对于接受微创手术的病人，若手术操作没有造成显著液体转移或失血，采用无创常规监测，给予1～2 L平衡电解质溶液，补液时长一般在30 min至2 h。这种经验性补液可解决术前禁食导致的轻度脱水，也可减少术后恶心、呕吐及疼痛。对于有心肺功能不全或美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists,ASA)Ⅲ级以上的病人，选用有创常规监测，且补液量需适当减少。对于接受侵入性较大手术的病人，根据手术方式、病人条件选用无创或有创特殊监测，常采用GDT。研究表明，相比传统的宽松或固定容量补液方法，GDT可降低围术期并发症发生率，还可能降低死亡率[25]。采用SV 估算值进行GDT，治疗目标是实现和维持最大SV。TEE/TTE 可通过视觉定性评估或定量测定左室腔大小来评估容量状态，是实施GDT 的最佳监测技术。一篇纳入了95 项随机试验共1 万多例病人的荟萃分析发现，与标准液体管理相比，采用GDT 方法补液可改善临床结局，减少切口感染、肺炎、肾损伤和死亡的风险，以及缩短住院时间[26]。

4.2 容量监测在GDT中的应用

监测指导下的容量治疗是目前最科学的容量管理策略，曾经的限制性补液方法是只对术中丢失的液体进行补充，麻醉开始后以1～3 mL/(kg·h)的速率给予平衡电解质晶体液，发生失血额外给予液体。麻醉前不进行晶体液扩容，必要时使用升压药维持血压。2018 年在新英格兰医学杂志上发表的一项纳入3 000 例接受腹部大手术的随机试验，结果表明限制性液体治疗方案与宽松液体治疗方案相比，AKI 的发生率更高[27]。另一项769 例接受膀胱切除术病人的研究结果也显示限制性治疗方案与AKI 有关[28]。宽松的液体治疗使用大量晶体液，增加组织水肿及相关不良结局的发生率。传统固定容量补液方法给予液体补充术前及术中丢失量，同时也对术中非解剖性第三间隙液的丢失量予以补液，但近期研究明确证实无第三间隙液丢失[29]。因此这种做法不合适，更为科学的液体治疗策略是采用GDT，只要不存在特定器官的缺血性损伤，连续动脉血气分析显示血清乳酸水平稳定，即可提示整体组织灌注状态。

4.3 容量监测在GDT中的应用进展及展望

随着科技的不断进步，围术期容量监测手段已经发展为低侵入性且可实时测量。选择无创动脉血压监测的指征主要包括预计失血量和非失血性液体转移量较少且可控，ASA Ⅰ～Ⅱ级且术后转入普通病房。预计会出现大量失血或液体转移的情况时，进行GDT 则需要采用多种特殊血流动力学指标。TEE/TTE 是休克病人血流动力学评估的一线模式，建议对初始治疗无反应或病情最复杂的休克病人实施有创血流动力学监测，对于伴有右心衰的难治性休克病人，建议使用PAC，这类病人应用微创和非侵入性CO监测可靠性不足。

目前关于GDT 监测指导的研究中，行机械通气的有创监测较多。目前在临床上采用容量治疗的病人大部分无需机械通气，这些病人并不适合有创监测技术，因此更需要一些适用性更广的无创监测技术。围术期容量监测的未来应该是微创多模式监测，包括大循环和微循环以及全身代谢，达成个体化的容量监测和治疗。人工智能与围术期大数据驱动下的麻醉管理是麻醉学前沿的科学问题之一，目前的难点在于高质量数据的采集，数据质量参差不齐，未来的研究成果应用在容量管理上将产生深远的影响。

5 小结

本文针对不同容量监测手段在围术期的应用进行阐述，以期在各类手术病人上实现精确麻醉、精确容量管理。为实现对病人围术期进行更加个体化的容量治疗，GDT可能更有利于预后。在不具备GDT 监测条件时，容量管理时适当开放性补液，在手术结束前根据病人容量情况，适当予以利尿剂，一定程度上可以避免病人苏醒时容量血管收缩、心脏前负荷增加导致的肺水过多、心力衰竭等严重并发症。每一种监测技术都有其自身的优势及局限性，临床医师应了解这些监测系统的基本原理，并在临床实践中选择合适的监测方法，扬长避短、灵活联合应用监测指标，才能准确评估容量状况，并及时、正确地指导容量治疗，从而改善病人的预后。