靜脈回流與心血管生理：危重癥治療的血流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

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01簡(jiǎn) 介

心力衰竭是 ICU 患者最常見(jiàn)的病因之一。心血管系統(tǒng)的主要功能是向組織輸送氧氣（O?）。如果血紅蛋白濃度穩(wěn)定，氧輸送的主要決定因素是心輸出量（CO）。

CO 是指單位時(shí)間內(nèi)心臟排出的血液總量，以流量（L/min）為單位進(jìn)行測(cè)量。在穩(wěn)定的條件下，因?yàn)樾难芟到y(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，心臟只能排出其接收的血液量，所以，在單位時(shí)間內(nèi)心臟排出的血液總量等于從靜脈系統(tǒng)回流的血液總量。此時(shí)，靜脈回流量等于心輸出量。

在本章中，我們將分析靜脈回流的主要影響因素，它們對(duì)心血管生理的影響，以及這些因素可能在危重患者的治療中發(fā)揮作用的實(shí)際意義。影響血流從體循環(huán)靜脈回流到心臟的主要因素有：

· 循環(huán)的充盈程度；

· 心臟維持低右心房壓的能力；

· 外周血管與右心房之間的血流阻力；

· 心臟與毛細(xì)血管之間的血流阻力。

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02血容量和體循環(huán)平均充盈壓

在全身的總血容量中，靜脈系統(tǒng)約占 70%，動(dòng)脈系統(tǒng)僅占 13%~18%，而毛細(xì)血管占 7%。靜脈系統(tǒng)是一個(gè)血液儲(chǔ)存器，能夠根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)狀況調(diào)節(jié)其容量。靜脈壁比動(dòng)脈壁薄得多，血液在低壓力下循環(huán)，但靜脈壁仍包含平滑肌纖維，能夠根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)狀況收縮和擴(kuò)張。在低血容量時(shí)，交感神經(jīng)興奮會(huì)引起靜脈收縮，將血液送回中央循環(huán)，通過(guò)增加前負(fù)荷從而增加心輸出量。實(shí)際上，即使丟失了全身血量的 20%，由于靜脈儲(chǔ)血功能的可調(diào)節(jié)性，循環(huán)系統(tǒng)也可以勉強(qiáng)保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

心臟持續(xù)向主動(dòng)脈泵血，使平均動(dòng)脈壓保持在較高水平，平均為 80~100 mmHg。隨著血液流入體循環(huán)，該壓力逐漸降低，直至右心房壓力（Pra）的水平。壓力下降主要是由于血管樹(shù)各層的總橫截面積增加所致（圖 4.1）。

當(dāng)心臟停止時(shí)，動(dòng)脈壓降低，而右心房壓逐漸增加。在某一特定時(shí)點(diǎn)，血液將不會(huì)流動(dòng)，如果小動(dòng)脈沒(méi)有塌陷而將血液滯留在動(dòng)脈腔中，那么循環(huán)系統(tǒng)所有區(qū)域的壓力都將是相同的。該壓力就是體循環(huán)平均充盈壓（mean systemic filling pressure, Pmsf）。Bayliss 和 Starling 描述了這種壓力，他們認(rèn)為當(dāng)心臟停止時(shí)，在循環(huán)系統(tǒng)的某個(gè)地方，一定有一個(gè)壓力不變的點(diǎn)。實(shí)際上，在心臟驟停時(shí)，小靜脈（它們就是循環(huán)系統(tǒng)的 “臨界點(diǎn)”（圖 4.1）。

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該壓力小于毛細(xì)血管壓又大于右心房壓，接近門(mén)靜脈壓力。在每個(gè)器官中，它的解剖位置不一定都處于相同的靜脈分支水平。這個(gè)壓力的重要性，不在于它的解剖位置，而是因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)獨(dú)立于心功能的血管內(nèi)充盈狀態(tài)的定量測(cè)量方法：它的值等于 Pmsf。

讓我們把 “血管床” 想象成一個(gè)可膨脹的腔室。那些充盈血管床并不導(dǎo)致血管內(nèi)壓力增加的容量被稱(chēng)為 “非張力” 容量（V?）。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的容量增加必然造成管壁的彈性牽張和壓力出現(xiàn)，壓力上升程度與管壁的順應(yīng)性有關(guān)（C）。而這部分容量稱(chēng)之為 “張力” 容量（V?），它與體循環(huán)平均充盈壓的關(guān)系見(jiàn)下面公式：

Pmsf = Vs / C。

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03右心房壓

血液在脈管系統(tǒng)中流動(dòng)的規(guī)律，也遵循泊肅葉定律。因此，決定流速的是系統(tǒng)中兩點(diǎn)之間的壓力梯度，而不是任何特定點(diǎn)的單一壓力。考慮到大部分血液都在靜脈系統(tǒng)中，這一點(diǎn)的壓力就特別有趣。根據(jù)泊肅葉定律，Guyton 指出靜脈回流可以用三個(gè)參數(shù)來(lái)定義：體循環(huán)平均充盈壓（Pmsf）、右心房壓（Pra）和靜脈回流阻力（RVR）。用數(shù)學(xué)公式表示如下：

VR=(Pmsf-Pra)/ RVR

Guyton 繪制了剛死去的狗的靜脈回流曲線。用泵代替心臟，通過(guò)增減泵的分鐘容量來(lái)控制右心房壓。通過(guò)增減血液總量控制體循環(huán)平均充盈壓。從這些曲線（圖 4.2）可以看出，對(duì)于給定的右心房壓，Pmsf 越大，靜脈回流越大。更重要的是，在等容條件下，右心房壓越大，靜脈回流越低。因此，在這種線性關(guān)系下，如果可以在不改變?nèi)萘繝顟B(tài)的情況下測(cè)量和改變靜脈回流和右心房壓，則可以計(jì)算直線的斜率（RVR），并可以估算出 Pmsf。在等容條件下，右心房壓主要取決于右心室功能及其調(diào)節(jié)血液和泵送到肺循環(huán)的能力。心功能的任何下降都會(huì)增加右心房壓，并因此導(dǎo)致靜脈循環(huán)充血。

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影響右房壓的第二個(gè)因素是胸腔內(nèi)壓力和心包壓力。在正常情況下，胸內(nèi)壓為負(fù)值或等于大氣壓。胸內(nèi)壓的任何形式增加都會(huì)導(dǎo)致右心房壓的增加，從而導(dǎo)致靜脈回流的減少。如果心包壓力增加，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的現(xiàn)象，引起右心房壓增加，并導(dǎo)致靜脈回流減少。

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04微動(dòng)脈阻力與代謝需求

靜脈系統(tǒng)只能輸送從毛細(xì)血管系統(tǒng)流出的血液，因此微循環(huán)的調(diào)節(jié)也將決定靜脈回流。身體中的每個(gè)組織都有能力根據(jù)其代謝需要調(diào)控自己的局部血流。小動(dòng)脈、間小動(dòng)脈和毛細(xì)血管前括約肌的血管收縮或血管舒張的快速變化可能在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生，以提供足夠的局部組織血流。參與局部血流快速調(diào)控的主要因素有：

· 組織代謝，這是迄今為止最有力的調(diào)控因素。局部需氧量越高，血流量就越高。

·氧氣的可獲取性，當(dāng)出現(xiàn)氧氣不足（缺氧）時(shí)，局部血流量就會(huì)增加。缺氧由多種因素導(dǎo)致：如①血液氧合失敗（ARDS、肺炎等）；②血紅蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)氧氣失敗（CO 中毒）；③組織氧利用障礙（感染性休克、氰化物中毒）。

·其他營(yíng)養(yǎng)素缺乏，在特殊條件下，葡萄糖、硫胺素、煙酸和核黃素的缺乏會(huì)引起血管舒張。

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05靜脈張力的控制：靜脈回流阻力

靜脈系統(tǒng)的某些部分血管順應(yīng)性強(qiáng)：這些部分包括脾臟、肝臟、腹部大靜脈和皮膚下的靜脈叢。與骨骼和肌肉靜脈相反，內(nèi)臟和皮膚靜脈中有大量的 α1 腎上腺素能受體和 α2 腎上腺素能受體，因此它們對(duì)腎上腺素能的刺激非常敏感。靜脈系統(tǒng)的調(diào)控已經(jīng)在動(dòng)物模型中得到了廣泛的研究。在許多小靜脈平滑肌附近存在神經(jīng)末梢，而在骨骼肌的靜脈中卻沒(méi)有。但是，循環(huán)中的兒茶酚胺可以引起骨骼肌和腸系膜的小靜脈和靜脈收縮 。因此，可能是動(dòng)脈端交感神經(jīng)末端釋放的兒茶酚胺經(jīng)過(guò)毛細(xì)血管床，從而作用于靜脈系統(tǒng)。

靜脈和動(dòng)脈的平滑肌對(duì)化學(xué)信號(hào)的反應(yīng)并非一致。二氫麥角胺可以激活靜脈，但不能激活動(dòng)脈。靜脈系統(tǒng)主要具有 α 腎上腺素能受體。激動(dòng)腎上腺素能受體可引起小動(dòng)脈血管擴(kuò)張，但對(duì)靜脈的影響卻很小。血管緊張素可以增加 Pmsf。當(dāng)血管緊張素使靜脈血管收縮時(shí)，β 腎上腺素能激動(dòng)劑異丙腎上腺素導(dǎo)致 Pmsf 降低。另外，一旦反射阻滯，升壓素對(duì) Pmsf 或血管容量幾乎沒(méi)有影響。有關(guān)利鈉肽的作用也有類(lèi)似結(jié)果的報(bào)道。

硝酸甘油和硝普鈉可降低神經(jīng)節(jié)阻滯犬的 Pmsf 并增加非張力容量，但不改變血管順應(yīng)性。維拉帕米和硝苯地平可在不改變 Pmsf 的情況下通過(guò)降低靜脈回流阻力來(lái)增加靜脈回流，小劑量的硝酸甘油可降低 Pmsf 而對(duì)靜脈回流阻力沒(méi)有變化。地爾硫卓同時(shí)降低了靜脈回流阻力和 Pmsf，增加了心輸出量。

中度高碳酸血癥和低氧血癥對(duì)心輸出量和 Pmsf 的直接非反射作用很小。

而嚴(yán)重高碳酸血癥[PaCO?至 114mmHg（15.2kPa）] 可使 Pmsf 增加 5.5 mmHg（0.7kPa）；

嚴(yán)重低氧血癥[PaO? 34mmHg（4.5 kPa）]，可導(dǎo)致 Pmsf 增加2.5mmHg（0.3kPa）。

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06臨床實(shí)踐中的應(yīng)用

雖然循環(huán)靜脈端血管張力的測(cè)量可能有很多潛在的用途，但關(guān)于這些數(shù)據(jù)對(duì)危重患者臨床治療的影響證據(jù)仍然很少。

了解靜脈回流可優(yōu)化對(duì)血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定患者的管理。Rangappa 等人在 20 名擇期心臟手術(shù)后患者中研究了計(jì)算機(jī)化決策支持系統(tǒng)（Navigator?, Applied Physiology, Sidney, 澳大利亞）提高具有不同水平的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的重癥監(jiān)護(hù)臨床人員進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)評(píng)估和治療決策一致性的潛在可能性。作者的結(jié)論是，該系統(tǒng)提高了決策的一致性。Sondergaard 等人在 27 名需要目標(biāo)導(dǎo)向治療的術(shù)后患者中進(jìn)行了一項(xiàng)小型試點(diǎn)臨床試驗(yàn)，以評(píng)估 Navigator?系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)方面的效率 [測(cè)量目標(biāo)區(qū)域的時(shí)間百分比、距目標(biāo)中心的平均標(biāo)準(zhǔn)距離（ASD）和達(dá)到目標(biāo)的時(shí)間]，以及系統(tǒng)建議的治療與臨床專(zhuān)家之間的一致性水平。對(duì)照組和干預(yù)組在目標(biāo)區(qū)的平均時(shí)間百分比分別為 36.7% 和 36.5%，ASD 分別為 1.5 和 1.6（無(wú) P 值報(bào)道）。決策支持建議與麻醉師的處置意見(jiàn)存在高度的一致性（84.3%）。作者的結(jié)論是，Navigator?系統(tǒng)推薦的治療方案與高級(jí)麻醉師的方案在達(dá)到治療目標(biāo)時(shí)的效果類(lèi)似。遺憾的是，這項(xiàng)研究不能顯示兩組在效率測(cè)量、液體平衡或血管活性藥物使用的差異。

Pmsf 的變化可用于評(píng)估血管的順應(yīng)性，并指導(dǎo)在液體復(fù)蘇或使用升壓藥之間進(jìn)行選擇。根據(jù)當(dāng)前關(guān)于循環(huán)休克和血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)的共識(shí)建議，即使在有容量反應(yīng)性患者，也應(yīng)小心滴定容量管理，特別是在血管內(nèi)充盈壓升高的情況下。類(lèi)似的原則也適用于 Pmsf。補(bǔ)液試驗(yàn)可以用來(lái)評(píng)估容量的反應(yīng)能力，也可以如 Maas 及其同事所發(fā)現(xiàn)的那樣來(lái)評(píng)估靜脈血管的順應(yīng)性。在這項(xiàng)研究中，據(jù)報(bào)道 15 位心臟手術(shù)后患者的血管順應(yīng)性約為 64 mL/mmHg。血管順應(yīng)性可能是確定治療優(yōu)先級(jí)的非常有用的信息：液體負(fù)荷后的高順應(yīng)性可能表明應(yīng)盡早使用血管收縮劑，而不是輸注大量液體。另一項(xiàng)研究表明，去甲腎上腺素（α 腎上腺素能激動(dòng)劑）可增加前負(fù)荷反應(yīng)陽(yáng)性患者的心輸出量。去甲腎上腺素可以通過(guò)降低靜脈順應(yīng)性或通過(guò)靜脈收縮來(lái)增加 Pmsf（降低靜脈容量并將非張力性容量轉(zhuǎn)變?yōu)閺埩π匀萘浚灰?jiàn)圖 4.2）。遺憾的是，作者沒(méi)有評(píng)估去甲腎上腺素對(duì)靜脈順應(yīng)性的影響。在其余患者中，去甲腎上腺素主要具有收縮動(dòng)脈血管作用，增加心臟后負(fù)荷的作用。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了使用升壓藥時(shí)監(jiān)測(cè)靜脈張力和 CO 的重要性。

Pmsf 也可用于評(píng)估靜脈輸液對(duì)循環(huán)的作用，無(wú)論心臟反應(yīng)性和補(bǔ)液實(shí)驗(yàn)的效果如何。在最近關(guān)于補(bǔ)液試驗(yàn)的研究中，對(duì) Pmsa，以及其他血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的觀察描述了該技術(shù)的短期作用，并指出 CO 的最大變化約在靜脈輸液結(jié)束后 1 分鐘。Pmsf-arm 也被用于評(píng)估心血管系統(tǒng)補(bǔ)液實(shí)驗(yàn)所需的最小容積。在一項(xiàng)準(zhǔn)隨機(jī)臨床試驗(yàn)中，80 名患者在 5 分鐘內(nèi)接受了 1 或 4mL/kg 的靜脈輸液。Pmsf-arm 僅在 4mL/kg 組中顯著增加，而容量反應(yīng)陽(yáng)性患者的比例從 1mL/kg 組中的 20% 顯著增加到 4mL/kg 組中的 65%。

由于靜脈回流等于 CO，實(shí)際上 CO 和 CVP 的變化可以提供 Guytonian 關(guān)于循環(huán)觀點(diǎn)的大部分信息。然而，如果不了解靜脈張力是如何工作的，CVP 的值可能會(huì)被曲解。將 CVP 視為容量反應(yīng)性的預(yù)測(cè)因子的大量研究，就是證明這一點(diǎn)的證據(jù)。事實(shí)上，CVP 是靜脈回流與心功能的交匯點(diǎn)：高 CVP 可能與高 Pmsf 或低心功能有關(guān)，或兩者兼而有之。因此，了解 Pmsf 將有助于臨床醫(yī)師更好地了解危重患者的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。

危重患者的任何心血管干預(yù)措施都應(yīng)考慮到心輸出量的主要調(diào)節(jié)是發(fā)生在外周組織。因此，治療還應(yīng)以組織灌注表現(xiàn)為指導(dǎo)，而不僅僅是通過(guò)血流動(dòng)力學(xué)測(cè)量。

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07總 結(jié)

靜脈系統(tǒng)在血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性中起重要作用。全身大部分血量都在靜脈區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)。體循環(huán)平均充盈壓可被測(cè)量，它是循環(huán)樞軸點(diǎn)的壓力，與血流無(wú)關(guān)。該壓力是循環(huán)的驅(qū)動(dòng)壓力，與心臟功能一起影響靜脈回流。這個(gè)參數(shù)作為幫助了解患者的病情并根據(jù)患者的生理狀況指導(dǎo)血流動(dòng)力學(xué)治療的重要信息。

SUMMER TIME總 結(jié) 要 點(diǎn)

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· 靜脈回流相當(dāng)于心輸出量，在外周組織的微循環(huán)水平上被精細(xì)地調(diào)控。要把血流動(dòng)力學(xué)放在這個(gè)背景下理解。

· 影響外周組織血液流動(dòng)的兩個(gè)主要因素是代謝水平和氧的可用性。二者也同時(shí)影響靜脈回流。

· α1 腎上腺素能激動(dòng)劑通過(guò)引起靜脈收縮，從靜脈存儲(chǔ)系統(tǒng)中增加有效血容量，增加心輸出量和血壓。這對(duì)于循環(huán)不穩(wěn)定患者的麻醉誘導(dǎo)非常有用，因?yàn)榇蠖鄶?shù)麻醉藥物可能導(dǎo)致嚴(yán)重的血管擴(kuò)張和靜脈回流嚴(yán)重減少。

· 為了進(jìn)行有效的補(bǔ)液試驗(yàn)，必須輸注足夠的液體以增加 Pmsf；否則，可能會(huì)產(chǎn)生容量反應(yīng)假陰性的表現(xiàn)。對(duì)于大多數(shù)術(shù)后患者，4mL/kg 是一個(gè)足夠的液體負(fù)荷劑量。

END

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