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脓毒症时微循环的表现
当发生脓毒症时,会出现灌注血管密度减少,血流灌注区域异质性增加,血流分布发生异常改变,血流速度减慢、间断或停止。另外,还可出现毛细血管通性增加,组织水肿,毛细血管和细胞间的间距增加,可使动脉血管肌张力降低,直至血管瘫痪,也可以出现继发性动-静脉短路开放。此外,红细胞变形能力和弹性减弱,血小板聚集增加,血黏度增加及纤维蛋白形成,引起微血栓,进而造成小血管闭塞。
如下图所示,正常毛细血管非常光滑,也比较密集,而休克患者的毛细血管稀疏,而且血管总量减少,出现断断续续的血流,导致微血管流动受损。红色代表没有血流的微血管,橙色代表断断续续的灌注,绿色属于正常血管。
微循环灌注的监测目标
微循环监测指标包括间接评估指标和直接评估指标。
1. 间接评估
(1)临床特征:包括神志改变、尿量减少及皮肤湿冷,分别评估脑组织、肾组织和皮肤的灌注情况,这些指标各有局限性。例如神志改变可以发生较早,也可以发生较晚,而且可以有假阳性的表现(如卒中、代谢性脑病、电解质紊乱)。尿量的减少也可以有假阳性(如尿路梗阻),而在使用利尿剂的情况下也可出现假阴性。皮肤湿冷可以发生较晚,也存在观察者之间的差异,不能用于烧伤或截肢患者,且受外界环境的影响较大。
(2)评估组织氧合-代谢指标:包括乳酸、中心静脉血氧饱和度(ScvO2)和中心静脉-动脉二氧化碳分压差(Pv-aCO2)。
① 血乳酸:血乳酸水平被认为是与缺氧密切相关的反映组织灌注的代谢指标之一,影响乳酸代谢的因素很多,使其作为判断病情的指标变得困难且不确定。全身因素(休克、缺氧)、局部因素(组织灌注不足)以及细胞因素(线粒体功能障碍)均可以影响乳酸生成。此外,影响乳酸清除的因素也能够影响乳酸的水平,比如肝肾功能障碍。即便如此,乳酸仍是判断疾病严重度、治疗反应性以及预后的独立危险因素,临床上比较常用。
② ScvO2:是反映氧输送和组织耗氧耗量间平衡性的指标,正常情况下为71%~89%,<70%即为组织缺氧,>90%为组织高氧。低ScvO2可能表明氧输送降低和/或氧耗量升高而引起摄取氧增加,其局限性在于需要中心静脉导管,此外,ScvO2作为指导复苏的指标,并不优于乳酸。
③ Pv-aCO2:其可以发现微血管改变,也可以跟踪微血管灌注紊乱。血液瘀滞和组织缺氧都与组织二氧化碳分压增加有关,由于二氧化碳容易在组织中扩散,即使灌注减少了,静脉二氧化碳分压也会增加。因此,Pv-aCO2可用于检测灌注不足的区域。研究表明,发生感染性休克时,Pv-aCO2与灌注血管密度呈负相关,与异质性指数直接相关。该检查容易在床旁测定。Pv-aCO2的局限性在于其受心输出量和局部灌注的影响,另外,缺乏明确的靶值,有研究认为,Pv-aCO2>6 mmHg可能提示血流瘀滞性缺氧。
(3)检测多糖包被相关的生物标志物,包括检测血浆中多糖包被降解产物、测定尿液中硫酸肝素的清除率(清除率是多糖包被转换的指标)。但目前此类相关检查仍处于研究阶段,而且缺乏明确的靶值。
2. 直接评估
(1)传统的外周循环灌注评估方法:包括外周灌注指数(PPI)、毛细血管再充盈时间(CRT)及皮肤花斑评分。
① PPI:是指通过体积描记法测量的脉搏波搏动部分与非搏动部分之间的差值,通过血管收缩和舒张的脉动性来反映外周血管张力。正常人PPI≥1.4,该指标是中心血量不足的早期预测指标,也是ICU死亡率的预测指标,但实际上临床使用得并不太多。
② CRT:是远端毛细管床在施加压力变白后恢复其原来颜色的时间,正常值为3.5~4.5 s。第一个比较CRT和乳酸指导复苏的随机对照研究发现,CRT在评估28 d死亡率方面并不差,甚至优于乳酸。但CRT受年龄、环境温度、使用血管收缩剂、皮肤病变以及评估者的影响,这也是该指标的局限所在。
③ 皮肤花斑评分:研究表明,皮肤花斑严重程度与组织灌注、皮肤氧合和血红蛋白含量的局部损伤以及内皮细胞功能障碍的生物学标志物密切相关。脓毒症复苏期间的皮肤花斑评分的变化趋势可帮助指导复苏,因其与微循环有关,并可能具有预后价值。该评分主要以膝盖为中心进行,无花斑为0分,以膝盖为中心的硬币大小的小花斑为1分,花斑区未超过髌骨上缘为2分,花斑区未超过大腿中间为3分,花斑区未超过腹股沟为4分,花斑区超过腹沟为5分。该指标的局限性在于皮肤花斑可能发生较晚,而且观察者之间存在差异性,不能用于皮肤病变或截肢患者,且受外界环境影响较大。
(2)现代方法—测定灌注毛细血管比例:包括活体显微镜(IVM)成像、激光多普勒血流仪、显微录影技术。其中显微录影技术包括三代,第一代为正交偏振光谱成像(OPS),第二代为旁流暗视野成像(SDF),第三代为Cytocam-IDF。目前认为,显微录影技术可能是用于床旁直接观察微循环的金标准技术。
SDF的原理是将530 nm的绿光照射表浅组织,然后被血管内红细胞的血红蛋白吸收形成暗点,被白细胞反射回成像系统的部分形成背景亮区,采集成像,通过图像分析软件显示微血管结构和红细胞的流动速度。最常用部位是舌下黏膜微循环,因为舌下动脉血供比较丰富,不受外界环境温度的影响,与其他部位微循环密切关联,而且操作简便无创。
图源:Critical Care, 2005, 9(suppl 4):S13-S19.
显微录影技术的正确应用方法是:① 每个器官检测5个部位;② 避免人为加压;③ 检测前去除分泌物;④ 应用合适的焦距;⑤ 校准对比度,保证录像质量。
通过SDF检测的参数包括总血管密度(TVD)、灌注血管密度(PVD)、灌注血管比例(PPV)、微血管血流指数(MFI)以及不均一指数(HI)。当发生脓毒症时,TVD、PVD、PPV、MFI均下降,HI升高。这些指标的变化在死亡患者中更明显,如果复苏后第一个24小时这些改变仍然存在,则与死亡密切相关,是独立危险因素。如果干预后这些指标迅速改善,提示患者预后可能会较好。
小结
微循环障碍在脓毒症发生发展过程中起关键作用,宏观血流动力学和微循环功能状态并不同步,宏观血流动力学参数并不能反映组织灌注。有效评估微循环的变化才能有效指导基于微循环的液体治疗,并避免过度复苏。到目前为止,仍然没有评估微循环的金标准。可视化活体成像技术床旁微循环直接监测为指导脓毒症患者的有效治疗带来了希望。
作者:赵洪文
单位:中国医科大学附属第一医院
本文转发自重症肺言
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