第一篇　基础知识与技术

第一章　腔静脉动力学

腔静脉系统分为上腔静脉系及下腔静脉系。上腔静脉系是由上腔静脉及其属支，收集头颈部、上肢和胸部（心和肺除外）等上半身的静脉血。下腔静脉系由下腔静脉及其分支组成，主要收集下半身的静脉血。腔静脉作为静脉回流系统的最终血管通路，在血流动力学上具有重要的意义，称之为腔静脉动力学，其定义为：通过各种方法研究腔静脉的内在压力、形状及各种影响其变化的因素，从而判断其与患者容量状态、容量反应性及心功能之间的相互关系。

由Starling定律可知，静脉回心血量代表心脏的前负荷，是心排血量的决定因素，在血流动力学监测中具有重要的意义。临床工作中，常用右房压和心室容积反映右心的前负荷。中心静脉压指的是右房压或者胸腔段腔静脉内的压力。生理情况下，中心静脉与右心房和舒张末期的右心室之间几乎没有阻力，故在心脏舒张末期，右房压和右室舒张压相等，因此，腔静脉压力可以反映右心的前负荷。

近年来，随着重症血流动力学理论的发展和推广，重症超声在重症疾病诊治中的应用，床旁即时超声（point of care ultrasound）探查腔静脉因其便捷、无创，已逐渐获得临床医师的青睐。加之，它可第一时间获得腔静脉相关数值，有助于临床医师对于重症患者做出快速的鉴别诊断，已成为临床判断及治疗患者的重要依据。

一、下腔静脉解剖及生理

下腔静脉（IVC）由左、右髂总静脉汇合而成。下腔静脉位于脊柱的右前方，沿腹主动脉的右侧上行，经肝的腔静脉沟并穿过腔静脉孔，开口于右心房。下腔静脉仅有小部分位于胸腔内，这也为剑突下层面探查下腔静脉形态提供了解剖基础。下腔静脉宽大壁薄，其形态易受跨壁压力的影响。因而下腔静脉变异率（ΔDIVC）与诸多影响跨壁压力因素相关，如呼气末正压（PEEP）、张力性气胸、心脏压塞、纵隔压迫、缩窄性心包炎、腹内高压、大量胸腔积液、右房压力（RAP）、血管内容量及血管顺应性等都会影响压力和跨壁压之间的关系，进而影响下腔静脉变异率。

下腔静脉的直径变化范围为13～28mm，平均为20mm。下腔静脉直径与身高，体重或体表面积没有显著关系，可重复性测量，观察者间误差小。

二、临床意义及应用

（一）估测中心静脉压及右房压

中心静脉压（central venous pressure，CVP）及肺动脉楔压（pulmonary artery wedge pressure，PAWP）是临床上常用的经腔静脉获得的血流动力学参数。CVP及PAWP常用于评价循环容量及心功能状态，因此无法作为独立前负荷指标。作为压力指标，其与心室和血管壁张力、组织渗出的形成密切相关。但因其压力指标的属性，也受患者病理生理改变（如肺动脉高压、腹腔高压等）和临床治疗过程（如机械通气、血管活性药物等）影响，其绝对值的意义有限。值得一提的是，在保证组织灌注的情况下，维持尽可能低的CVP有利于改善患者临床结局。

CVP的获得有赖于中心静脉导管及漂浮导管的建立。侵入性操作及导管相关性风险（如感染、出血等）使得相关参数的获得缺乏可延续性和安全性。下腔静脉最终汇入右心房，床边超声快速探查下腔静脉形态能迅速判断右心房压力，推测CVP数值，进而间接反映患者容量状态，已成为重症超声评估血流动力学的起点。

Ciozda等总结了21个关于IVC内径与CVP及RAP（右房压）关系的研究，得出以下结论：①平静自主呼吸患者，IVC内径与CVP及RAP大小存在中等强度相关（CC：0.76～0.91）。尽管相关指南推荐测量呼气末IVC内径（IVCe）用于估测CVP及RAP，但Ciozda等分析得出，IVCe在预测相关强度上并未优于吸气末IVC内径（IVCi）。与此同时，IVC塌陷指数［IVCCI：（IVCmax-IVCmin）/IVCmax］亦与CVP及RAP大小存在中等强度相关（CC：0.66～0.93）。②对于机械通气患者来说，正压通气时胸腔内压增大，静脉回流减少导致IVC增宽，因而IVC内径难以有效预测CVP及RAP数值大小。③一些特殊情况下，IVC内径难以反映CVP及RAP数值，如年轻运动员（IVC平均值较高）。

对于自主呼吸患者，相关指南提出在右侧肋下切面进行测量时，如果内径＜21mm，吸气时下腔静脉塌陷＞50%，表示右房压为3mmHg（1mmHg=0.133kpa）；如果内径＞21mm，下腔静脉塌陷＜50%，表示右房压为15mmHg；如果内径＞21mm，下腔静脉塌陷＞50%，或者内径＜21mm，下腔静脉塌陷＜50%，表示右房压为8mmHg。

而对于机械通气患者，因为呼气末正压（PEEP）的存在，IVC可能持续处于扩张状态，IVC内径与CVP/RAP的关系存在不确定性。Bodson L等人对此做了进一步解释（图1-1）：正压通气时，胸腔内压力增大，导致IVC较大幅度扩张，而此时CVP仅有轻度的上升；而在胸腔内压力进一步增大时，因IVC顺应性下降导致IVC仅出现小幅度增宽，而同时CVP则明显上升。这种非线性关系导致机械通气时难以通过IVC推测CVP大小。

（二）预测容量反应性

容量复苏是患者出现循环衰竭的一线治疗方案。但对容量有反应性的患者仅占到一半左右。与容量不足所致的组织低灌注风险相比，容量过负荷同样可导致组织水肿及器官功能损害，可出现如心功能不全、肺水肿等加重病情变化的并发症。因而在进行快速补液前对容量反应性进行判断，有助于减少液体过负荷所带来的风险。

超声测量下腔静脉形态随呼吸变化是一种非侵入性，易于获得的，可用于预测多种患者状态下的容量反应性的方法。超声评估下腔静脉变异率具有优于其他容量反应性指标的优势，它是非侵入性的，廉价的，广泛可用的，可以通过短时间的培训获得，并且可以结合心脏与肺部超声制定患者容量管理方案。

下腔静脉属于胸腔外有扩张性的血管，穿过膈肌后，下腔静脉即汇入到右心房，故下腔静脉的跨壁压力接近于RAP。对于自主呼吸患者，在吸气相，胸腔内压力的下降传导至右心房，这导致IVC-RAP压力梯度的增高，静脉回流增多，IVC直径减少，呼气相则直径增加；而对于机械通气患者，静脉回流及IVC的变化则正好相反。在血容量不足的情况下，胸腔内压力变化对IVC压力的影响更明显，可导致更大的直径变化。这也为呼吸所致下腔静脉变化用于判断容量反应性提供了生理学基础。

1.对于机械通气且自主呼吸微弱的患者，因其满足心肺交互的基本条件，为下腔静脉变异率准确作为容量反应性指标提供了基础。机械通气患者吸气相时，当胸腔内压力上升大于腹腔压上升，下腔静脉的扩张，这种扩张程度实际上反映了IVC接受更多液体的能力（前负荷储备能力）。Barbier等人研究表明，下腔静脉可扩张指数［dIVC（distensibility index of the IVC）=Dmax-Dmin/Dmin］可用于判断机械通气患者容量反应性。当dIVC≥18%时说明患者存在容量反应性，其敏感性及特异性均大于90%。相同条件下得出类似结论的还有Feissel及其同事，其研究表明下腔静脉变异率ΔDIVC可有效预测容量反应性，［ΔDIVC=（Dmax-Dmin）/（（Dmax+Dmin）/2）］，当ΔDIVC阈值取12%，其阳性预测值93%，阴性预测值92%。需要说明的是，以上两项研究给予患者的潮气量均≥8ml/kg，而ARDS“肺保护性通气策略”所需小潮气量可导致胸腔内压力变化减少，故小潮气量情况下，下腔静脉变异率是否有同等预测意义尚需相关研究证实。

心律失常患者无法满足心肺交互条件。张宏民等研究机械通气合并心房颤动患者的结果表明，dIVC≥18%评价控制通气患者容量反应性，其灵敏度57.1%，特异度89.9%，dIVC同样可作为判断容量反应性的指标。

值得一提的是，对于机械通气保留自主呼吸（辅助呼吸状态）的患者，血流动力学相关动态参数的有效性明显下降。首先，其血流动力学效应较控制通气或无机械通气患者更为复杂；Kimura及其同事证明这类患者下腔静脉变化可能受到膈肌移动与胸部移动的影响。其次，保留自主呼吸的机械通气患者的潮气量变化和胸腔内压力改变并无一致性。因而对于非控制通气模式的机械通气患者，下腔静脉变异率用于推测患者容量反应性尚需进一步研究。

2.对于自主呼吸患者，研究下腔静脉变异率的目的不在于评估其扩张能力，而在于评估因胸腔内压下降而腹腔压力升高时IVC的塌陷程度。此时，下腔静脉直径的变化简单地反映了CVP与胸腹腔压力梯度范围的相互关系；换句话说，当CVP非常低或者胸腔内压力明显变为负值，下腔静脉可能会塌陷。

通过自主呼吸患者下腔静脉直径的变异率指导液体复苏尚缺乏充足证据。Muller等将下腔静脉塌陷率（cIVC）定义为，［（Dmax-Dmin）/Dmin］×100%，发现cIVC大于40%通常与容量反应有关，但小于40%仍不能排除有容量反应性；而另一项14例患者的小型研究报告了cIVC≤15%时，具有100%的阴性预测值。为了降低自主呼吸胸腔内压变化不均一的影响，相关研究通过指导患者使用深度标准吸气法的同时测量cIVC-st（标准呼吸状态下下腔静脉塌陷率）来预测容量反应性。深度标准吸气即继发于被动呼气后短暂（＜5秒）连续的吸气动作（可产生-5～-10mmH₂O的口腔负压），且潮气量不超过最大吸气量。使用标准呼吸法可避免假阳性结果出现，并减少假阴性率。Preau S等人发现cIVC-st≥48%可精确预测脓毒症和急性循环衰竭患者的容量反应性（敏感性0.84，特异性0.9）。而用同样的吸气方式，Bortolotti P等人在研究合并心律失常自主呼吸患者cIVC-st预测容量反应性的研究中亦得出类似结论，当cIVC-st＞39%可说明患者存在容量反应性，灵敏度为93%和特异度88%；吸气相IVC-st＜11mm则患者无容量反应性，灵敏度为83%和特异度88%。

3.下腔静脉直径作为静态指标，仅在IVCmax（最大下腔静脉直径）处于正常范围极值时可提示患者容量状态。一项Meta分析得出，处于低血容量状态的患者，其IVCmax平均值为15mm；而当IVCmax≥25mm时，Feissel M等发现仅2/16个患者存在容量反应性。

4.考虑到下腔静脉用于准确预测容量反应性需满足不同条件，因而引入其他超声参数有助于更好地指导患者容量管理。肺部超声可以快速准确地识别患者过度复苏时发生的早期肺水肿，从而有助于提供进一步扩容的风险-效益信号。利用肺部超声的两种特征性表现A线优势和B线优势，创造评估肺水肿可能性和引导液体输注的条件。A线优势表明干燥的小叶间隔和低或正常的左心房压，而B线优势与肺泡-间质综合征相关，通常与肺水肿相关。通常是使用BLUE方案进行肺部超声评估。通过下腔静脉形态评估容量反应性，加以肺部超声评估肺部渗出，可一定程度上防止液体过负荷所带来的危害。

综上所述，可基于下腔静脉形态变化及肺部超声声像作出容量复苏流程（图1-2）。

三、操作方法及注意事项

相关指南推荐标准剑突下层面测量点应在下腔静脉与肝静脉交界点，接近右心房开口0.5～3.0cm处，并在呼气末时垂直于下腔静脉长轴进行测量（图1-3）。

该测量经超声基础培训后即可获得。但在一些情况下，如剖腹探查术后、心脏术后摆放纵隔引流管、重度肥胖和饱腹患者中，该层面难以取得。可取代的办法就是右侧腹腋中线经肝层面获取下腔静脉图像（图1-4）。

张青等认为，剑突下与右侧腹腋中线超声观测纵切面下腔静脉内径变异度存在差异，无法相互替代；但剑突下和右侧腹腋中线横切面、不同呼吸周期下腔静脉的长径、短径及下腔静脉内径形变指数（shape change index）有良好的一致性，两个部位的测量可以相互替代。导致两个侧面存在测量差异的原因在于，下腔静脉塌陷方向并非完全垂直或水平塌陷，而是与水平面呈115°角发生（图1-5）。

值得注意的是，IVC直径的呼吸变化由静脉顺应性、右心房压力和胸腔内压随呼吸变化的幅度决定。静脉顺应性增加（如脓毒症中的血管麻痹），低RAP（如低血容量），或异常呼吸导致胸腔内压变化幅度增大（如呼吸窘迫，呼吸作功增加）将增加下腔静脉直径随呼吸变化率，这些情况下腔静脉变异度与容量反应性可能无关。同样，静脉顺应性降低（如腹腔高压），高RAP（如右心室舒张功能障碍，心脏压塞，张力性气胸，高呼气末正压，缩窄性心包炎）或异常呼吸导致胸腔内压变化幅度减少（如低潮气量通气策略，胸部开放）会降低下腔静脉直径的呼吸变异性，也与容量反应性无关。

（许镜清　尚秀玲　张青　丁欣）