版儿童先天性心脏病术后经肺热稀释及持续脉搏轮廓分析技术规范化使用专家共识全文.docx
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版儿童先天性心脏病术后经肺热稀释及持续脉搏轮廓分析技术规范化使用专家共识全文
2020版:
儿童先天性心脏病术后经肺热稀释及持续脉搏轮廓分析心输出量测定技术规范化使用专家共识(全文)
先天性心脏病(congenitalheartdisease,CHD)患者行体外循环心内直视手术后,因自身解剖结构改变和缺血再灌注损伤,其术后早期血流动力学可能会发生剧烈改变,造成绝对或相对的氧供不足,常伴有重要脏器灌注不良和内环境紊乱,出现少尿、血乳酸水平增高、酸中毒、中心静脉氧饱和度(centralvenousoxygensaturation,ScvO2)降低、肺淤血,心脏指数(cardiacindex,CI)<2.0~2.2L·min-1·m-2[1,2,3]。
上述表现临床一般统称为术后"低心输出量综合征(lowcardiacoutputsyndrome,LCOS)"。
低心输出量(cardiacoutput,CO)与儿童死亡率增加有关[4],其诊断过程的任何延迟均可能造成死亡率增加[5]。
无论临床医生经验水平如何,仅仅通过采用临床体格检查或各种间接的血流动力学参数来评估休克或LCOS患儿往往不够准确。
目前,国内外学者[3,6]一致认为,在各种原因引起的低血压或休克出现时,首先需要进行常规心电监测,开放有创动脉血压监测,开放中心静脉,及时进行动脉血气分析及中心静脉血气分析,了解氧供、氧耗是否失衡。
与此同时进行床旁超声心动图检查,以了解和鉴别休克病因。
若治疗效果不佳或病情仍在加重,应积极进行CO监测[6]。
目前,监测CO的常用技术有以下几类:
Fick法、指示剂稀释法、超声心动图、生物电阻抗法及动脉脉搏轮廓(波形)(pulsecontour)分析技术。
其特点见表1。
表1
几种常见心输出量测定方法的介绍
在这几种血流动力学监测技术中,热稀释法最为常用,其中肺动脉导管(pulmonaryarterycatheter,PAC,又称Swan-Ganz导管)在成人中被广泛使用来测定CO。
但由于规格、型号的局限,适用于小年龄儿童的Swan-Ganz导管不多,导致其在CHD患儿中的使用受到一定限制。
作为PAC的替代方案[7],经肺热稀释(transpulmonarythermodilution,TPTD)和脉搏轮廓分析是目前危重病患儿中较为常用的CO监测方法。
可用的两种装置为脉搏指示剂连续心输出量测定(pulseindicatorcontinuouscardiacoutput,PiCCO,PulsionMedicalSystems,Feldkirchen,德国)和容量、动/静脉压力测量系统(VolumeView,EdwardsLifeSciences,Irvine,美国,不仅可以测量CO,还可以测量其他一些指标评估心脏前负荷、心脏收缩功能、肺水肿程度及肺血管通透性等。
由于血流动力学监测对于CHD术后危重患儿十分重要,我们特制定此专家共识,目的在于规范TPTD及持续脉搏轮廓技术在儿童CHD术后中的应用,提高临床医师对于血流动力学参数的认识和分析水平,并在此基础上合理治疗,促进CHD术后患儿恢复。
推荐意见1:
先天性心脏病(CHD)术后患儿出现低血压,在初始治疗后仍不能缓解病情,应进行心输出量监测。
一、热稀释法测定心输出量原理
经典的热稀释法测定CO使用PAC,首先由Swan等[8]描述和Ganz[9]等在通过PAC的近端口将已知体积和温度的流体推注(热指示剂)注入右心房后,使用改进的Stewart-Hamilton方程确定右心室的CO[10]。
随后的血液温度变化由位于PAC尖端下游的热敏电阻记录,这种测定心输出量的方法被称为肺动脉热稀释法(pulmonaryarterythermodilution,PATD)。
在动物和人类的研究中,通过对比测量CO金标准方法,间歇性PATD的CO测量虽然不完美[11],但它仍然是床边评估CO的临床参考方法[12]。
TPTD是近年来出现的另一种采用热稀释原理测定CO的方法。
TPTD需要一个标准的中心静脉导管,通常放置在上腔静脉区域;以及一个特定的热敏电阻式动脉导管,通常通过股动脉插入。
在通过静脉导管弹丸式注射等渗冷盐水后,热敏电阻检测血液温度的降低。
使用改进的Stewart-Hamilton算法分析热稀释曲线可以计算CO。
TPTD测量CO已经被证实是PAC的有效替代方案[13,14]。
推荐意见2:
经肺热稀释法(TPTD)所测得心输出量与肺动脉热稀释法(PATD)相当,是有效的监测心输出量的方法。
二、脉搏轮廓(波形)分析
装有TPTD的设备,如PiCCO和VolumeView,还能通过分析动脉留置导管采样的动脉曲线("脉搏轮廓")得出实时变化的连续CO,称为脉搏轮廓(波形)分析。
该方法基于每搏输出量与主动脉压力曲线的幅度和形状之间的关系[15]。
设备分析外周动脉中记录的压力波形的几何形状,估计主动脉水平的动脉曲线,并通过专有算法从压力波形的几何特性来估计每搏输出量。
通过脉冲轮廓分析测量CO是准确的[16],但它可能会随着时间的推移而漂移,特别是当动脉阻力发生变化时[17,18,19]。
相比未校准的脉冲轮廓分析装置,PiCCO设备通过TPTD获得的值校准脉冲轮廓分析,具有更好的准确性,特别是当动脉张力在很大程度上发生变化时,例如在血管加压素下[18]。
在1小时无校准期后,应考虑再次校准脉冲轮廓分析[20]。
这并不意味着TPTD设备在使用过程中必须每小时进行一次校准,而是当CO必须用于解释血液动力学状况时,应及时进行脉冲轮廓分析的校准,我们推荐对于血流动力学不稳定的患儿,至少每6~8小时校准一次。
推荐意见3:
脉搏轮廓分析结合经肺热稀释技术,能得出连续心输出量,但对于血流动力学不稳定的患儿,推荐至少每6~8小时校准一次。
三、PiCCO监测的适应证和禁忌证
如前所述,目前共识建议指出,对于初始治疗无效的休克患者,应监测CO,并应将PAC或TPTD设备用于此目的[6,21]。
尽管TPTD被认为比PAC具有更小的侵入性,但仍然需要置入中心静脉导管和股动脉导管。
因此,若患儿存在置入中心静脉导管或者股动脉导管的禁忌证,如:
穿刺部位局部感染、血管管腔狭窄等,也视作PiCCO监测的相对禁忌证。
在置管前,推荐应用超声筛选目标血管,测量目标血管的内径。
对于股动脉置管的型号,目前没有统一的共识,但一般不超过血管内径的2/3,通常适用于儿童的PiCCO热稀释导管外径为3F(3F=1mm)或4F,对于近青春期的青少年可选择5F。
即便如此,对于新生儿而言,3F的导管仍会影响远端肢体的血供[22],临床应用经验有限。
即便该中心有非常丰富的PiCCO导管放置经验以及能够及时发现远端肢体缺血,置管前也应谨慎评估风险/收益比[23]。
除新生儿外,PiCCO监测可适用于几乎所有年龄段患儿,且被一些学者认为是危重病患儿CO监测的金标准[24]。
与PATD一样,不推荐PiCCO监测应用于存在心内及大血管水平分流的患儿,因此对各类姑息手术后的患儿若要监测CO,可能需要借助于其他方法。
推荐意见4:
PiCCO监测能适用于各类双心室生理的非新生儿患儿,放置导管前,应充分评估置管风险。
推荐意见5:
不推荐PiCCO监测应用于存在心内及大血管水平分流以及姑息术后、单心室生理的患儿(非开窗Fontan术除外)。
四、PiCCO热稀释导管的放置及留置时间
进行PiCCO监测的必要前提是:
放置中心静脉导管以及放置PiCCO热稀释导管。
首先,对于动脉置管,目前适合放置儿童PiCCO热稀释导管的动脉仅为股动脉,对于腋动脉、肱动脉置管没有经验。
其次,对于中心静脉导管,我们推荐优先选择颈内静脉和锁骨下静脉并使导管尖端尽可能处于上腔静脉近右心房开口,因这两个部位的导管尖端离右心房最近,热损失造成的误差较小。
有学者认为,在PiCCO热稀释导管所在股动脉的对侧股静脉放置中心静脉导管,其监测所得CO数据与颈内静脉和锁骨下静脉相似,但所测得的胸腔容积则不然[25]。
不推荐将PiCCO热稀释导管和中心静脉导管放置在同一侧股动、静脉,因为在进行经肺热稀释测定CO时,股静脉内的冷盐水会通过热传导原理传导至股动脉,影响股动脉内导管温度传感器,造成数据不准确。
放置PiCCO热稀释导管的方法同Seldinger法,推荐无论行中心静脉置管还是动脉置管均采用超声引导下穿刺、置管,这样可有效提高穿刺置管成功率,增加患儿安全性[26]。
主要风险在于动脉损伤,特别是当使用股动脉时,因为动脉导管的直径大于标准导管,并且4F及以上型号的导管在插入前需要扩张动脉。
在包含514例患者的多中心前瞻性系列研究中,最常见的并发症是置入导管后(4.5%)和移除导管后(1.2%)局部小血肿。
其他并发症,如缺血(0.4%)、脉搏消失(0.4%)或股动脉血栓形成(0.2%)均不常见或持续时间短,可通过移除导管或取栓术解决[27],因此,应谨慎对待这些情况。
尽管如此,我们认为,与重症患者的其他风险相比,TPTD技术具有可接受的并发症发生率。
PiCCO导管最长的使用时间为10天,若导管留置时间超过10天,需考虑更换置管部位重新置管。
在拔除导管时,同时进行导管血、导管尖端培养及2个不同部位外周血培养。
拔管后注意局部消毒处理,穿刺点需压迫>15min防止出血或血肿形成。
推荐意见6:
推荐股动脉作为PiCCO热稀释导管的留置血管,推荐开放颈内静脉或锁骨下静脉作为冷指示剂注射通道。
推荐意见7:
若颈内静脉或锁骨下静脉无法建立静脉通道,可开放PiCCO热稀释导管所在股动脉对侧的股静脉作为冷指示剂注射通道。
推荐意见8:
不推荐在PiCCO热稀释导管所在股动脉的同侧股静脉放置中心静脉导管作为冷指示剂注射通道。
推荐意见9:
推荐在中心静脉置管和动脉置管时采用超声引导穿刺、置管。
五、参数解读
1.心输出量(心脏指数和脉搏轮廓连续心脏指数)
当首次通过中心静脉导管弹丸式注射多次(一般为3次)[21]一定量的冰生理盐水后(注射过程中会有注射量提示,推荐注射剂温度为0~4℃),PiCCO机器会显示每次注水后的CI及其平均值,通过测量动脉血压曲线的脉搏轮廓分析出实时CI,即脉搏轮廓(连续)心脏指数(pulsecontourcardiacindex,PCCI),正常值为3.0~5.0L·min-1·m-2。
虽然PCCI与真实CI相关性很好,但是随着时间推移,准确性会下降,所以需要定时进行TPTD校准,以确保PCCI的准确性,我们推荐危重病人每8小时校准一次,血流动力学明显波动时随时校准。
在患儿有效血容量负荷充足的情况下,若CI<2.0~2.2L·min-1·m-2,应考虑LCOS,并应着手下一步治疗。
同时,评估CO应结合患儿的氧耗情况,行亚低温治疗时,CO降低并不能代表存在组织缺氧;而高热时,即便CO正常,组织缺氧也可能存在,因此,可以考虑结合中心静脉血氧饱和度(ScvO2)或者混合静脉血氧饱和度(mixedvenousoxygensaturation,SvO2)进一步评估CO是否能满足机体所需。
推荐意见10:
推荐每次TPTD测定心输出量时,注射冷指示剂时尽可能快速注射,每次校准至少进行3次,并取其平均值。
2.容量指标和容量反应性指标
通过TPTD后可以得出全心舒张末期容积指数(globalenddiastolicvolumeindex,GEDI),反映舒张末期心脏四个腔的容积及注射部位的部分上腔静脉和从主动脉根部至PiCCO导管之间的容积。
这也就是为什么GEDI通常大于真实的心脏四个腔容积数值。
由于血管容量是相对固定的,因此GEDI在一定程度上反映心脏容积的变化。
在脓毒性休克患者中,GEDI随着液体给药而增加,但在多巴酚丁胺给药期间保持不变,尽管CO增加相似[28],所以有人怀疑GEDI和CO之间存在相关性,因为两个变量都来自相同的热稀释曲线,但临床研究尚未证实这一点[28,29,30]。
GEDI的成人参考值为680~800ml/m2,儿童随年龄而有所不同,delaOliva等[31]认为,GEDI=488*BSA0.388,相关性(r2=0.93)。
Nusmeier等[32]认为,0~1岁患儿GEDI中位数为420mL/m2,1~5岁患儿为510mL/m2,5~17岁为515mL/m2。
由于结构性心脏病的特殊性,不同疾病的患儿心腔大小差异很大,因此建议在临床使用中注意动态观察GEDI的变化趋势,从而判断患儿心腔容积的变化。
有人认为,心脏预负荷的容量指标(如:
GEDI)优于压力指标,如:
中心静脉压(centralvenouspressure,CVP)和肺毛细血管楔压(pulmonarycapillarywedgepressure,PCWP),因为有研究指出,与PCWP相比,GEDI与心脏每搏量相关性更好[33,34,35]。
但如果心室顺应性低,则容量的微小变化引起压力的较大变化,并且容量变化可能低估心脏前负荷的变化。
其次,静水压增高的肺水肿(即心源性肺水肿)的风险,其形成直接取决于肺毛细血管和间质之间的静水压力梯度[36],PCWP对此评估的准确度优于任何容量指标。
应用GEDI的一个限制是它不区分左心还是右心的负荷。
在实践中,在右心室扩张的情况下,GEDI增加而左心室前负荷可能是正常的[37,38]。
如前所述,若注射冷盐水的部位是股静脉,那么GEDI会高估,因为此时的GEDI包括下腔静脉的容量[39,40]。
虽然有相应的换算公式,但是我们不建议将股静脉常规作为注射冷盐水的部位。
机械通气时,在吸气相,由于跨肺压增加,肺静脉内血液被挤入左心房,造成左心前负荷增加,同时由于胸内压增加,左心后负荷降低,左心室CO增加,血压增高,而在呼气相时正好相反。
这种每搏输出量的变化和脉压随呼吸周期而发生变化在低血容量的时候较为明显。
因此,临床上可用每搏输出量变异(strokevolumevariation,SVV)或脉压变异(pulsepressurevariation,PPV)判断患儿是否存在容量反应性[41]。
一般认为PPV或SVV>12%患儿具有容量反应性。
但是需要注意PPV或SVV的应用条件,要求患儿潮气量应≥8mL/kg,并且不存在自主呼吸以及心律失常。
有学者提出,潮气量从6mL/kg调至8mL/kg,若PPV增加至少3.5%时,患者存在容量反应性的可能性大[41,42]。
当PPV在9%~13%时,对于容量反应性的预测存在不确定性,被认为是"灰色地带",此时将潮气量从8mL/kg调至12mL/kg后PPV增加也能提示患者存在容量反应性[43]。
由于PPV应用受到潮气量限制,用于急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS)患儿时,由于潮气量较小且肺顺应性差,PPV可能出现假阴性[44,45]。
推荐意见11:
GEDI并不比其他指标更能反应患儿的容量状态以及容量反应性,应结合其他指标(如:
PPV、SVV、CVP、PCWP等)及床旁重症超声心动图相应的容量指标来综合判断患儿的容量状态。
推荐意见12:
PPV、SVV可用于容量反应性的判断,但要求患儿无自主呼吸、无心律失常且潮气量≥8mL/kg。
另外,当患儿存在ARDS时,PPV和SVV可能不适用。
3.心脏收缩力
通过TPTD可得出两个关于心脏收缩力的指数,即心功能指数(cardiacfunctionindex,CFI=CI/GEDI,正常范围4.5~6.5L/min)以及全心射血分数(globalejectfraction,GEF,参考范围:
25%~35%)。
假设左心室舒张末期容积指数是GEDI的1/4,则GEF=每搏输出量指数/GEDI×4。
当然,这是一个粗略的假设,因为所有心腔的体积都不相似。
一些研究显示,无论是在动物实验[46]还是临床试验中[37,38,47],超声心动图测量的CFI绝对值与左心室射血分数(leftventricularejectionfraction,LVEF)之间存在良好的相关性。
CFI和GEF的一些特定临界值能准确地检测到低LVEF值[37,38,46,48]。
此外,CFI和GEF的变化与超声心动图LVEF的变化能保持一致[37,38,48],尤其是在给予正性肌力药物后的变化[38,48]。
在右心室扩张时,GEF和CFI应用受限。
在这种情况下,GEDI增加,CFI和GEF减少,而实际上左心室收缩力不变[37,38,48]。
此外,尽管可以识别阈值以检测低LVEF,但是LVEF和CFI之间的相关性显然不能完美,因为CFI是"全心"收缩功能的标志[37,38,48]。
超声心动图仍然是测量左心室收缩功能最准确的床边技术,具有对心脏结构和功能全面评估的优势。
推荐意见13:
GEF、CFI可反应患儿心脏收缩力,但不能鉴别左、右心室收缩力下降,超声心动图仍然是测量左心室收缩功能最准确的床边技术,具有对心脏结构和功能进行全面评估的优势。
4.左心室后负荷
通过脉搏轮廓分析得出的PCCI及连续有创血压监测,可计算体循环阻力指数(systemicvascularresistanceindex,SVRI),SVRI=平均动脉压(meanarterialpressure,MAP)/CI,可反映左心室后负荷。
在脓毒症休克及体外循环术后,全身炎性反应可以导致体循环阻力降低甚至血管麻痹,造成分布性休克。
根据SVRI合理调整血管活性药物,对于目标血压的管理十分重要。
由于PCCI的准确性会随着时间推移,准确性下降,进一步影响SVRI的准确性。
相对于SVRI,动态动脉弹性评估(dynamicarterialelastance,Eadyn)更能反应体循环血管对于血管活性药物及容量的反应。
Eadyn=PPV/SVV,deCourson等[49]认为,Eadyn>0.65的患者在进行扩容后预测MAP增加10%的敏感度为76%,特异度为60%。
Guinot等[50]认为,Eadyn<0.94预测脓毒症休克患者在降低去甲肾上腺素剂量后MAP降低15%以上的敏感度为100%,特意度为68%。
5.血管外肺水指数(extravascularlungwaterindex,ELWI)和肺血管通透性指数(pulmonaryvascularpermeabilityindex,PVPI)
血管外肺水(extravascularlungwater,EVLW)是积聚在间质和肺泡腔中的液体。
EVLW产生的主要机制是肺通透性增加或肺毛细血管压力增加或两者均增加[42]。
由于EVLW是静水压增高型肺水肿(即心源性肺水肿)和ARDS的主要病理生理模式,因此对于诊断、评估疾病的严重程度和指导治疗策略可能具有非常重要的意义。
在PiCCO监测中,EVLW可以通过胸腔内总容积(intrathoracictotalvolume,ITTV)减去胸内血管容积(intrathoracicbloodvolume,ITBV)得到。
成人参考值为3~7mL/kg,儿童根据年龄不同,参考值分别为:
0~1岁患儿EVLW中位数为22mL/kg、1~5岁为11mL/kg、5~17岁患儿为8mL/kg。
使用常温盐水校准时,可能会高估EVLW[51]。
与重力测量相比,采用TPTD法估测EVLW是准确的[52,53,54]。
在30例患者的尸检研究中,TPTD测量的EVLW与重力测定之间的相关系数为0.90[55]。
TPTD能够检测支气管肺泡灌洗引起的EVLW短期内变化[54]。
使用TPTD,还可以监测撤机后的EVLW,有时撤机相关性肺水肿的患者仅在几分钟内可明显增加。
在自主呼吸试验过程中,EVLW升高仅发生于肺水肿的患者。
Dres等[56]认为以ELWI≥14%作为诊断撤机相关性肺水肿的标准,敏感度为67%,特异性达到100%。
因此,观察自主呼吸试验前后ELWI的变化对诊断撤机相关肺水肿很有帮助。
ELWI也有其局限性,当患者存在胸腔积液时,由于冰盐水的热传递可能扩散至胸腔积液中,造成ELWI被高估[57]。
肺栓塞时冰盐水在胸廓内分布量减少,导致ELWI被低估[58]。
肺叶切除术后或单肺通气时也会造成ELWI不准确[59,60,61]。
PVPI是ELWI与肺血管内容积的比值,该比值对于鉴别心源性肺水肿和ARDS有一定的意义。
一些文献报道,区分两种不同类型的肺水肿PVPI的临界值是3[62,63]。
但由于体外循环以后炎性介质增加,左心室充盈压增加也不能排除肺通透性增加同时存在,我们不能确定体外循环术后早期鉴别ARDS和心源性肺水肿时PVPI的临界值。
随着病情的变化,PVPI的变化亦会有相应改变,PVPI趋势增加可能提示肺血管通透性增高。
推荐意见14:
TPTD测量的ELWI与重力测定有良好相关性,能精确识别肺水变化,推荐自主呼吸试验前后进行TPTD校准,其ELWI的变化对诊断撤机相关肺水肿有一定价值。
推荐意见15:
胸腔积液、肺栓塞、肺叶切除术后或单肺通气等肺容积减少的情况下,会造成ELWI不准确,应注意识别。
推荐意见16:
虽然PVPI可鉴别渗透性肺水肿和心源性肺水肿。
但CHD体外循环术后的患儿可能并不适用。
虽然TPTD及脉搏轮廓分析可监测的血流动力学参数较多,但是其也有一些局限性(表2),且不能取代其他任何血流动力学监测,比如:
超声心动图。
即使TPTD可提供心肌收缩力参数,但不能区分左心还是右心,而超声心动图能提供丰富的心脏结构和功能的评估。
我们推荐在临床医师考虑患儿存在低心排状态、休克时,先进行超声心动图检查,给予初始的治疗后再进行TPTD及脉搏轮廓监测。
而TPTD相对于超声心动图的优点是可以让护士进行热稀释校准,并且可以同时评估多个患者,提供一些超声心动图无法提供的信息,如EVLW。
此外,如果TPTD一些参数发生较大变化,也会促使临床医生对患者进行超声心动图检查。
表2
PiCCO监测的主要优点和局限性
推荐意见17:
PiCCO测量的参数虽然都有标准值,但更应该关注其变化趋势,且临床医师对每一个参数都应根据患儿的不同年龄、不同疾病状态,设定自己的目标值。
治疗病人不应以标准值为导向,而应以自己的目标值为导向。
尽管目前可用于儿童CO监测的方法并不多,但TPTD及脉搏轮廓分析可能是最容易实施且较为准确可靠评估患儿CO的一种方法。
除CO外,TPTD提供了几个指标,有助于回答临床医生在血流动力学管理过程中常常自我提出的问题。
特别是,它可以估算肺水和肺血管通透性。
TPTD及脉搏轮廓分析能帮助临床医师对最危重和/或复杂病人进行可靠、精确以及全面管理。
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