李雅利 薛慶生 張富軍

作者單位:200025 上海,上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院(李雅利);上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院麻醉科(薛慶生、張富軍)

血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)在危重病救治、麻醉手術(shù)和臨床研究等方面的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,尤其是無創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)的監(jiān)測(cè),作為一種常規(guī)監(jiān)測(cè)手段已廣泛應(yīng)用于危重病救治、麻醉手術(shù)和臨床研究等方面。傳統(tǒng)的無創(chuàng)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)包括無創(chuàng)動(dòng)脈血壓、脈搏氧飽和度(Sp O2)和無創(chuàng)心排血量等。研究發(fā)現(xiàn),在監(jiān)測(cè)過程中,當(dāng)患者處于全身麻醉狀態(tài)和(或)給予機(jī)械通氣時(shí),這些靜態(tài)的指標(biāo)不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)患者對(duì)于液體的反應(yīng)性,即不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)患者的容量狀態(tài)。脈搏灌注指數(shù)(PI)和灌注變異指數(shù)(PVI)是新一代Sp O2儀新增的測(cè)量參數(shù),分別作為連續(xù)評(píng)價(jià)組織灌注和容量狀態(tài)的無創(chuàng)性監(jiān)測(cè)工具,在危重病救治、麻醉手術(shù)和臨床研究等方面具有重要價(jià)值。

1 PI和PVI測(cè)量原理

1.1 PI的測(cè)量 目前Sp O2及其波形的監(jiān)測(cè)是由Sp O2儀以血紅蛋白對(duì)波長為940 nm近紅外光的吸收量為信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和描記的,PI也是由這些信號(hào)計(jì)算獲得的。在監(jiān)測(cè)部位,搏動(dòng)性組織(變化著的小動(dòng)脈血流量)和非搏動(dòng)性組織(靜脈血、肌肉和其他組織)都吸收光,前者吸收的光量稱為搏動(dòng)性信號(hào)(AC),后者吸收的光量稱為非搏動(dòng)性信號(hào)(DC)。PI為AC占DC的百分比(PI=AC/DC×100%)[1]。每個(gè)人測(cè)量部位的DC是相對(duì)固定的,而AC是變化的,故PI值反映的是小動(dòng)脈的搏動(dòng)強(qiáng)度,當(dāng)小動(dòng)脈血流量增加時(shí),搏動(dòng)性組織吸收的光量增加,PI值變大。因此,局部灌注改變(如肢體動(dòng)、靜脈栓塞、椎管內(nèi)麻醉、臂叢阻滯、低溫等)和系統(tǒng)灌注障礙(如休克、低心排血量和低容量等)都會(huì)使PI值發(fā)生改變[2]。在監(jiān)測(cè)儀器上,通常PI顯示為百分?jǐn)?shù)、小數(shù)或強(qiáng)度柱狀條圖,沒有單位。PI值是一個(gè)相對(duì)值,不同個(gè)體和測(cè)量部位之間的差異均較大[2],其正常參考值尚未確立,臨床應(yīng)用主要是將測(cè)量值與基礎(chǔ)值進(jìn)行比較或作動(dòng)態(tài)比較。

1.2 PVI的測(cè)量 PVI是呼吸周期中PI的變異性參數(shù),反映胸內(nèi)壓與回心血量之間的平衡關(guān)系[3],PVI=[(PImax-PImin)/PImax]×100%(PImax為呼吸周期中最大值,PImin為呼吸周期中最小值),可見PVI值越小,一個(gè)呼吸周期內(nèi)PI的變異度越小,故PVI可用來評(píng)價(jià)血容量狀況。生理情況下,PVI值很小;當(dāng)胸內(nèi)壓和(或)血管內(nèi)容量發(fā)生變化時(shí),PVI值變大[4]。引起PVI值變化的情況如下。① 呼吸系統(tǒng)原因,如氣胸、血胸、機(jī)械通氣、使用呼氣末正壓(PEEP)、過度通氣、哮喘、氣道梗阻等;② 心血管和容量原因,如血容量不足、心臟抑制、血管擴(kuò)張、心肌抑制、心包填塞、限制性心肌病、肺栓塞、急性心肌梗死等;③ 非心肺原因,如各類休克、上腔靜脈狹窄、膈疝等。臨床最佳的PVI監(jiān)測(cè)值來自便于監(jiān)測(cè)的部位,如手指尖、足趾尖、前額和耳,這些部位的PVI值時(shí)可以即刻顯示。不同的采集部位對(duì)傳感器的影響很大,指尖是所有Sp O2儀最標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)部位,而手或足(有時(shí)是趾尖)通常用于新生兒監(jiān)測(cè)。外科手術(shù)的術(shù)后患者通常因發(fā)生低體溫而難以監(jiān)測(cè)外周灌注,故臨床可以根據(jù)PI、PVI的測(cè)量值(美國Maximo公司的Radical-7型監(jiān)護(hù)儀)選擇一個(gè)更佳的位置來替代當(dāng)前監(jiān)測(cè)點(diǎn)[5]。

2 PI和PVI的臨床應(yīng)用

2.1 麻醉效果評(píng)估 臨床上已經(jīng)證實(shí),在麻醉藥物起效前,根據(jù)PI值升高、PVI值降低可以早期預(yù)測(cè)硬脊膜外腔阻滯導(dǎo)致的外周血管擴(kuò)張,提示麻醉起效;相反,PI值未升高,PVI值亦未降低,則預(yù)示著麻醉可能失敗。測(cè)定出PI、PVI值可作為評(píng)判疼痛管理的標(biāo)準(zhǔn),尤其適用于溝通不良的患者,如聽力減退,語言溝通障礙,以及無法配合的低齡患者等[5]。

Kakazu等[6]測(cè)量了硬脊膜外腔阻滯鎮(zhèn)痛分娩的產(chǎn)婦的趾PI值,以觀察硬脊膜外腔阻滯麻醉對(duì)下肢灌注的影響,結(jié)果顯示,硬脊膜外腔給藥后5 min,PI值明顯升高,20 min后進(jìn)一步升高;趨勢(shì)圖發(fā)現(xiàn)PI值穩(wěn)定升高者的麻醉效果好,而低平趨勢(shì)則提示麻醉失敗。在行小兒硬脊膜外腔阻滯時(shí),麻醉平面和阻滯效果的判斷非常困難,尤其是對(duì)不會(huì)說話的小兒或在聯(lián)合全身麻醉時(shí)。

2.2 全身麻醉與ICU患者容量反應(yīng)性的監(jiān)測(cè)低血容量患者的血管壓力(或血容量)較低,即使在正常呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)較輕微的氣道壓改變,也可造成明顯的每搏輸出量降低。由于機(jī)械通氣時(shí)為正壓通氣,其不同于自主呼吸時(shí)的胸腔負(fù)壓,故可能造成每博輸出量降低更明顯,從而阻礙靜脈回流和加大周期性變化。PVI在描述體積描記波形的周期性變化時(shí),可提供簡單的臨床趨勢(shì),如PVI值升高提示低血容量。PVI趨勢(shì)圖對(duì)監(jiān)測(cè)手術(shù)患者術(shù)中和術(shù)后何時(shí)提供適當(dāng)?shù)乃癄顟B(tài)相當(dāng)重要,對(duì)監(jiān)護(hù)和評(píng)估心力衰竭、呼吸功能衰竭患者的胸腔內(nèi)壓力和心功能也有著重要的臨床意義。Cannesson等[7]研究了PVI對(duì)心臟前負(fù)荷改變和機(jī)械通氣的反應(yīng),結(jié)果顯示,20例心血管手術(shù)患者在行機(jī)械通氣時(shí)的PVI、中心靜脈壓(CVP)、平均動(dòng)脈壓(MAP)和脈壓變異的基礎(chǔ)值分別為13%±7%、(11±4)mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)、(66±11)mm Hg和13%±6%,在采用截石位(頭低30°)時(shí)的PVI、CVP、MAP和脈壓變異基礎(chǔ)值分別為10%±5%、(20±6)mm Hg、(74±11)mm Hg和10%±5%,在采用反截石位(頭抬高30°)時(shí)的PVI、CVP、MAP和脈壓變異基礎(chǔ)值分別為18%±7%、(5±4)mm Hg、(60±14)mm Hg和16%±7%。提示,PVI可較好地反映心臟前負(fù)荷改變,這種無創(chuàng)性參數(shù)與 MAP、脈壓變異和CVP一樣敏感。蔡勤芳等[8]連續(xù)監(jiān)測(cè)25例腹部手術(shù)患者術(shù)中的MAP、心率、CVP、心臟指數(shù)(CI)、每搏量變異度(SVV)、PVI、PI等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo),將CI的變化≥15%視為對(duì)容量治療有反應(yīng)。結(jié)果顯示,對(duì)容量治療有反應(yīng)的患者的SVV基礎(chǔ)值(16.0%±2.6%)和PVI基礎(chǔ)值(20.5%±3.7%)分別顯著高于對(duì)容量治療無反應(yīng)的患者(11.6%±1.4%和13.8%±2.6%);SVV診斷閾值為13.5%,監(jiān)測(cè)容量反應(yīng)的靈敏度為88.2%,特異度為87.5%;PVI的診斷閾值為15.5%,監(jiān)測(cè)容量反應(yīng)的靈敏度為88.2%,特異度為87.5%,與有創(chuàng)監(jiān)測(cè)測(cè)得的SVV相近;pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示,SVV基礎(chǔ)值與CI(r=0.600)、PVI基礎(chǔ)值與CI(r=0.683)均呈正相關(guān)(P值均＜0.01)。提示,PVI能預(yù)測(cè)機(jī)械通氣患者在安靜狀態(tài)下的容量治療反應(yīng)。Mizumo等[9]的研究結(jié)果顯示,全身麻醉手術(shù)患者在麻醉誘導(dǎo)補(bǔ)液前后的收縮壓和PVI值均顯著降低,Sp O2、PI值均顯著升高。提示麻醉誘導(dǎo)后外周灌注改善,血容量和前負(fù)荷增加。因此,全身麻醉誘導(dǎo)引起的PVI變化可以反映血容量和前負(fù)荷的改變,而前述研究中評(píng)價(jià)血容量的指標(biāo)即心輸出量。用PVI預(yù)測(cè)心輸出量的準(zhǔn)確性,與SVV等心輸出量有創(chuàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)相似。PVI對(duì)全身麻醉手術(shù)期間指導(dǎo)輸血、輸液,進(jìn)行容量治療具有指導(dǎo)意義。岳劍虹等[10]發(fā)現(xiàn),在清醒志愿者體位變化時(shí)可以探測(cè)到PI和PVI值發(fā)生變化,頭高傾斜仰臥時(shí)PI值顯著降低,恢復(fù)平臥位時(shí)PI值又有所升高,而PVI不能反映清醒狀態(tài)下由體位改變引起血容量相對(duì)減少或增加的變化。

2.3 麻醉深度的評(píng)估 PI能用于評(píng)價(jià)麻醉患者的血管擴(kuò)張程度和麻醉深度[5]。Hager[11]的研究發(fā)現(xiàn),7例腹部大手術(shù)患者的PI值與呼氣末七氟烷濃度明顯相關(guān);疼痛刺激使PI值由11.1%±1.2%降至5.4%±2.4%,而心率由(62.5±9.5)次/min增至(80.4±13.2)次/min,提示疼痛可引起血管收縮,鎮(zhèn)痛不充分時(shí)PI值會(huì)降低。羅寶蓉等[12]選擇20例擇期行顱腦外科手術(shù)、美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(ASA)分級(jí)Ⅱ級(jí)的患者,連續(xù)監(jiān)測(cè)其手指指端皮溫、腦電雙頻譜指數(shù)(BIS)、收縮壓、舒張壓和心率,分別于麻醉誘導(dǎo)前、靜脈注射咪達(dá)唑侖后1 min、靜脈注射咪達(dá)唑侖后3 min、氣管插管前、氣管插管后即刻、氣管插管后1 min、上頭架前、上頭架后即刻、上頭架后1 min、切皮前、切皮后即刻、切皮后1 min記錄各項(xiàng)指標(biāo),結(jié)果發(fā)現(xiàn),PI可無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、連續(xù)地監(jiān)測(cè)全身麻醉患者應(yīng)激反應(yīng)狀態(tài)下交感張力的變化。

2.4 評(píng)價(jià)新生兒疾病嚴(yán)重程度和篩檢新生兒嚴(yán)重先天性心臟缺損(CHD)。 De Felice等[13]根據(jù)PI評(píng)價(jià)新生兒疾病的嚴(yán)重程度,將101例患兒分為嚴(yán)重組(43例,PI值為0.86%±0.26%)和重度組(58例,PI值為2.02%±0.70%);以1.24%作為臨界點(diǎn),PI值＜1.24%提示病情重、并發(fā)癥多、預(yù)后差。De Felice等[14]的研究采用PI預(yù)測(cè)脈絡(luò)叢腦膜炎(CHA),結(jié)果顯示,51例CHA新生兒在分娩后1和5 min時(shí)的PI值均低于正常新生兒,且PI值低的新生兒的Apgar評(píng)分和血漿剩余堿值均較低,而新生兒重癥加強(qiáng)治療病房(NICU)入住率和氣管插管率均較高;將“分娩后1 min PI值≤1.74%且分娩后5 min PI值≤2.18%”作為臨界點(diǎn)診斷CHA的靈敏度為100%,特異度為99.4%。提示,采用PI值早期預(yù)測(cè)CHA可降低NICU入住率和病情嚴(yán)重程度。PI還可用于新生兒出生時(shí)篩檢嚴(yán)重CHD。Granelli等[15]在10 000例出生1 h～5 d的新生兒中采用常規(guī)新生兒體格檢查和Sp O2指標(biāo)對(duì)嚴(yán)重左心梗阻性畸形患兒的檢出率僅為78%,加用PI值后檢出率為100%。提示,PI能反映CHD的異常血流,且所有左心梗阻性畸形患兒的PI值均＜1.18%,其中5例患兒的PI值＜0.70%。Lima等[16]測(cè)量了正常健康人群和危重患者的PI值,并同時(shí)測(cè)量毛細(xì)血管充盈時(shí)間和中心一趾溫度差,結(jié)果顯示,健康人群的PI值為0.3%～10.0%;危重患者的PI值與中心一趾溫度差明顯相關(guān),在危重患者中,PI值≤1.4%者的組織灌注不佳。提示PI可用來監(jiān)測(cè)危重患者的組織灌注情況。

值得注意的是,在心臟手術(shù)中機(jī)器轉(zhuǎn)流時(shí),患者的組織灌注可能很好,Sp O2在95%以上,但PI值很低,這是因?yàn)檗D(zhuǎn)流通常不產(chǎn)生外周小動(dòng)脈搏動(dòng),即使采用搏動(dòng)性灌注方式,脈搏波振幅也很小。

2.5 評(píng)估胸交感神經(jīng)切除術(shù)的手術(shù)效果Klodell等[17]在術(shù)中以PI值判斷內(nèi)鏡下胸交感神經(jīng)鏈切斷是否成功和完全,結(jié)果顯示,在交感鏈切斷后1 min,8例患者同側(cè)指部的PI值升高幅度＞300%。任秋生等[18]通過觀察胸腔鏡下胸交感神經(jīng)切除前后患者同側(cè)上肢末梢PI值的變化與預(yù)后的關(guān)系,評(píng)價(jià)末梢PI用于胸交感神經(jīng)成功切除術(shù)中監(jiān)測(cè)的可能性。該研究納入10例手汗癥患者,在半坐位、左側(cè)雙腔氣管導(dǎo)管插管、靜吸復(fù)合全身麻醉下行腸腔鏡下胸交感神經(jīng)切除術(shù),連續(xù)監(jiān)測(cè)有創(chuàng)動(dòng)脈壓、心率、術(shù)側(cè)上肢末梢PI值和作為對(duì)照的下肢末梢PI值,并記錄兩側(cè)胸交感神經(jīng)切除前和切除后1、2、3、5、10 min的觀察指標(biāo)。結(jié)果顯示,胸交感神經(jīng)成功切除后患者的術(shù)側(cè)上肢末梢PI值明顯升高。提示,PI可在術(shù)中及時(shí)評(píng)價(jià)胸交感神經(jīng)的切除情況。

2.6 監(jiān)測(cè)傷害性刺激反應(yīng)程度 張琳等[19]通過實(shí)驗(yàn)得出PI能有效監(jiān)測(cè)兔對(duì)傷害性刺激的反應(yīng)程度,并可用其估計(jì)傷害性刺激對(duì)兔內(nèi)臟血流灌注的影響,也可用于評(píng)價(jià)藥物對(duì)傷害性刺激的抑制效果。朱曉霞等[20]選擇擇期行婦科開腹手術(shù)的36例患者,評(píng)價(jià)PI對(duì)全憑靜脈麻醉患者傷害性刺激反應(yīng)的監(jiān)測(cè)作用。該研究根據(jù)芬太尼劑量(1、3和5μg/kg)將患者隨機(jī)分成3組,均采用丙泊酚靶控,分別采用不同劑量的芬太尼和0.1 mg/kg維庫溴銨行麻醉誘導(dǎo)。丙泊酚的效應(yīng)室濃度達(dá)3μg/m L時(shí)行氣管插管,達(dá)3.9μg/m L時(shí)行手術(shù)切皮。在麻醉誘導(dǎo)前、誘導(dǎo)期間(效應(yīng)室濃度分別為1、2、3μg/m L)、氣管插管后(10、30、60 s)和切皮后(10、30、60、120 s)等時(shí)間點(diǎn),記錄心率、MAP、BIS和PI。結(jié)果顯示,PI能迅速、有效地反映全憑靜脈麻醉期間氣管插管和手術(shù)切皮等傷害性刺激反應(yīng)。

3 小 結(jié)

PI和PVI是根據(jù)脈搏氧測(cè)量信號(hào)處理開發(fā)的新參數(shù),可用于評(píng)價(jià)局部和全身組織灌注、血容量狀況,使脈搏氧參數(shù)評(píng)價(jià)循環(huán)功能的優(yōu)勢(shì)更為突出。脈搏氧測(cè)儀使用簡單,連續(xù)監(jiān)測(cè)和無創(chuàng)性使PI和PVI與Sp O2一樣成為危重患者、麻醉手術(shù)患者等標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。