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休克的组织灌注监测 从生理到临床
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本书系统阐述了休克监测指标的发展和相关理论的形成过程。从基础理论开始,以休克的生理学改变为主线,对位于不同生理位点的血流动力学监测指标进行了深入细致的讲解,包括压力指标、容积指标、流量指标及其衍生指标、大循环指标、微循环指标、细胞代谢指标等的测量、计算方法和临床应用特点,同时还对Guyton 理论、氧输送和机体反应性、心脏功能管理等系统理论进行了介绍。
本书引进自德国 Springer 出版社,旨在更新床旁组织监测的新进展,包括从全身和局部灌注的生理学原理到应用这些原理来指导临床休克复苏的整个过程。著者将血流动力学核心的知识精准地提炼出来,对从基础知识到临床应用、从全身监测到局部监测的各方面知识进行了全面梳理。全书分四部分共 14 章,以绪论开篇,然后分别介绍了氧输送和氧消耗原理、全身组织灌注测量、局部组织灌注测量的相关内容。本书内容实用,阐释简明,适合各层次的读者阅读参考。
于荣国,男,主任医师,福建医科大学副教授,福建省立医院重症外科(SICU)主任,主任医师,福建医科大学副教授,硕士生导师。专业方向:外科重症患者监测与治疗、临床麻醉与镇痛。1983年毕业于山东滨州医学院。1993年1月-1996年6月参加福建省第七批援博茨瓦纳医疗队,受聘于NYANGABGWE医院麻醉科。1998年5月-1999年5月在北京协和医科大学阜外医院麻醉研究室研究学者。2002年4月-2003年4月获*国家留学基金委员会公派留学基金资助,到加拿大西安大略大学医院麻醉科研究学者。2005年公派到美国纽约布鲁克林医学中心进修学习重症医学。曾在国际和国内核心期刊发表学术论文25篇。曾多次参加国内或国际麻醉与重症医学学术交流会。
部分 绪 论Introduction第 1 章 脓毒性休克的整体监测与治疗 Holistic Monitoring and Treatment in Septic Shock一、整体视角二、以生理学为基础的灌注监测 三、初始循环功能障碍 四、持续性循环功能障碍 第二部分 氧输送和氧消耗原理Principles of Oxygen Transport and Consumption第 2 章 氧的输送和组织利用Oxygen Transport and Tissue Utilization 一、氧的输送 二、临床意义 第 3 章 床旁Guyton理论Guyton at the Bedside 一、Guyton模型的构成 二、泵 三、血管 . 四、容量 五、Guyton模型的局限性 第 4 章 不同缺氧损伤时的组织反应及其临床意义Tissue Response to Different Hypoxic Injuries and Its Clinical Relevance一、关于组织缺氧的经典认识 二、当适应机制不足以代偿缺氧时 三、组织和细胞对缺氧的反应:低氧诱导因子 四、不同缺氧机制的特殊性 五、新概念与思考 六、当前临床应用的挑战和局限性 第三部分 全身组织灌注测量Measuring Tissue Perfusion: Systemic Assessment第 5 章 心脏功能(心输出量及其决定因素)Cardiac Function (Cardiac Output and Its Determinants) 一、心血管生理学 二、体循环平均充盈压与心输出量的结合 三、Pms测量的临床应用 四、心脏生理学 五、结论 第 6 章 氧输送评估Oxygen Transport Assessment 一、DO2的测量 二、心输出量监测的替代手段 三、DO2所包含的因素 四、评价DO2是否满足全身和组织氧合 五、结论 第 7 章 中心静脉与混合静脉血氧饱和度:生理学评估Central and Mixed Venous O2 Saturation: A Physiological Appraisal一、历史回顾 二、生理学原理 三、SmvO2作为O2摄取率的指标 四、SmvO2作为心输出量的指标 五、SmvO2和肺内右向左分流率 六、SmvO2作为组织氧合的指标 七、中心静脉血氧饱和度作为混合静脉血氧饱和度的度量 八、中心静脉-混合静脉饱和度差(ScvO2-SmvO2梯度或ΔSO2)九、SmvO2和ScvO2作为发病率和死亡率的预测因子 十、ScvO2指导脓毒症复苏 十一、关于ScvO2的一些想法 第 8 章 中心静脉-动脉二氧化碳分压差Central Venous-to-Arterial Carbon Dioxide Partial Pressure Difference 一、静脉-动脉CO2分压差的意义 二、在临床实践中如何运用静脉-动脉CO2分压差 三、静脉-动脉CO2分压差与氧衍生参数的联合分析 四、ScvO2与PCO2衍生参数相比较 五、静脉-动脉CO2分压差的误差和隐患 六、结论 第 9 章 乳酸Lactate 一、乳酸的生理学与生物化学地位 二、临床实践中的持续性高乳酸血症 三、循环功能障碍时乳酸水平正常 四、应对高乳酸水平的实用方法 第四部分 局部组织灌注测量Measuring Tissue Perfusion: Regional Assessment第10章 临床评估Clinical Assessment 一、毛细血管再充盈时间 二、外周温度和温度梯度 三、皮肤花斑 四、结论 第11章 光学监测技术Optical Monitoring 一、近红外光谱成像 二、脉搏血氧仪体积描记信号 三、激光多普勒流量计 四、结论 第12章 经皮氧及二氧化碳监测Transcutaneous O2 and CO2 Monitoring 一、组织PO2和PCO2的决定因素 二、经皮PO2/PCO2测量的基本原理 三、验证性研究 四、经皮PO2/PCO2测量间接评估组织灌注 五、结论 第13章 局部二氧化碳图Regional Capnography 一、组织PCO2增加的生理学背景 二、胃CO2张力监测 三、舌下二氧化碳图 四、结论 第14章 心源性休克患者组织灌注监测的临床应用Clinical Implications of MonitoringTissue Perfusion in Cardiogenic Shock一、微循环分析在诊断及监测中的应用 二、预后评估 三、心源性休克微循环灌注不良的发病机制 四、微循环视角下的现有治疗手段 五、药物治疗 六、机械辅助 七、结论
第 14 章 心源性休克患者组织灌注监测的临床应用心源性休克是一种心输出量下降不足以维持组织氧供和细胞代谢的急性循环衰竭状态。急性心肌梗死及心梗后左心室功能不全是引起心源性休克常见的原因。心室壁破裂、急性二尖瓣反流、心脏瓣膜病、心律失常或心肌病等也都会引起心源心源性休克患者的重症监护仍面临重大挑战,体现在合并急性心肌梗死的患者死亡率高达 50%[1]。通常用于提高心输出量、纠正组织灌注不足的药物会增加心肌氧耗,可能带来有害影响 [2]。因此,需要采用一种既能增加心输出量满足组织灌注,又不会进一步加剧心衰时氧供需不匹配的治疗策略。要达到上述的平衡点仍十分困难,而目前技术和生物标志物的内在不足进一步加大了这种困难。因此从根本上要求我们发展以组织灌注为核心的技术和治疗策略。一、微循环分析在诊断及监测中的应用心源性休克的临床诊断标准如下 [1]:①收缩压< 90mmHg,持续> 30min,或者需要血管活性药物才能维持收缩压≥ 90mmHg;②肺淤血或者左室充盈压升高;③有精神状态改变、皮肤湿冷、少尿、血乳酸升高等组织灌注不足表现中的任意一种。虽然以上标准无可争议地反映了心功能不全时的临床表现,但仍缺乏反映组织水平灌注不足的标志物。血乳酸水平可以与不良预后有很好的相关性,但是高乳酸血症可以由休克状态下的许多临床情况和病理过程所引起,包括线粒体功能紊乱、肝脏清除率下降以及儿茶酚胺类药物的直接效应。考虑到这些复杂因素,血乳酸水平不能作为组织缺氧和灌注不足的标志物,而应作为评估休克严重程度的有效替代指标 [3]。目前已经有一些监测休克复杂病理生理状态的可靠方法,包括一些有创性方法,如肺动脉导管、指示剂稀释法及脉搏轮廓分析的心输出量监测,以及不同模式的超声心动图 [4]。只有肺动脉导管和中心静脉导管(分别监测 SvO2 和 ScvO)可以提供组织氧供及氧耗平衡的信息。虽然这些信息可以用于滴定治疗,但是这些指标不能直接或特异性地反映微循环状态,对预后的影响也仍存在争议 [5, 6]。超声造影使用微球造影剂,配合专用的超声对比成像方式,可实现床旁冠状动脉微循环的评估。该技术采用具有血流动力学惰性及与红细胞具有相似血管内流变学的微球(直径 1 ~ 8μm)。使用高强度的超声波来破坏这些微球,从而分析心肌循环中这些微球的“漏出 - 返回率”(seep-back rate)。疾病状态下,微循环灌注紊乱的重要意义,以及微循环与大循环的失偶联,首先由 Freedlander 在 1922 年提出 [7],并被一些心源性休克的研究所证实 [8-12]。从根本上来说,休克状态下大循环灌注指标正常并不能保证终末器官灌注是正常的。这一现象在所有休克类型及心脏疾病中皆是如此 [3]。心房颤动患者进行电复律虽不提高收缩压但能改善微循环灌注 [13]。在失代偿性心力衰竭但没有合并休克时,微循环灌注是受损的,但仍对治疗有反应性 [11]。这反映的可能是一种休克前期状态,此时血压正常从而掩盖了血流的减少。如果能够识别并采取合适的干预措施,可以避免病情恶化或者进展为休克状态。该研究凸显了在处理休克时的根本切入点。虽然血压可以很容易、很频繁地测量,但即使在非休克状态,血压也既不能反映微循环灌注,也不是反映大循环流量状态的可靠指标。这些都强调了精确可靠地监测组织水平灌注的重要性。二、预后评估准确评估微循环灌注比单纯诊断休克状态重要得多。不论是床旁检查 [14] 还是更准确的微循环分析 [8],都已证实微循环灌注受损与不良结局有关。近,Den Uil等研究了 68 名心肌梗死合并休克的患者,在基线测量时,以灌注血管密度(perfused vessel density,PVD)描述的微循环灌注水平降低与心功能障碍和大循环血流动力学紊乱程度间仅有弱相关性。但重要的是,PVD 降低与死亡率的升高强烈相关 [9],PVD 水平高则预示着接下来 24h 内序贯器官功能障碍评分(SOFA 评分)的改善。在 24h 时再次测量,PVD 无改善与死亡风险明显升高具有强烈的相关性。相反,基线 PVD 水平低的患者,在 24h 内 PVD 逐渐改善则有明显更高的存活率 [9]。在疾病谱严重的一端,一项纳入了 24 名需要 VA-ECMO 支持的心源性休克患者的观察性研究发现,尽管有着相同的血压和心率,在进行 VA-ECMO 治疗初始阶段患者PVD 低预示着死亡 [15]。这些数据不仅表明大循环血流动力学参数与组织灌注相关性差,还说明了微循环灌注与预后相关性强,以及组织微灌注改善本身就带来了生存率的提高。综上所述,这些数据支持这样一种观点,即改善微循环灌注有望成为心源性休克的治疗靶点。只有治疗策略真正实现了这一目标,患者的预后才会改善。三、心源性休克微循环灌注不良的发病机制在解释目前治疗对微循环的影响之前,需要先理解心源性休克微循环灌注不良的各种机制。心源性休克与低血容量性休克、失血性休克有相似的代偿机制,只不过心源性休克时心脏本身灌注受的影响尤其明显。心肌组织的高代谢率及高氧摄取率使其在灌注不良时尤其脆弱,故缺血性心源性休克时容易出现冠脉缺血、心肌缺氧和功能障碍的恶性循环。心输出量减少导致交感系统兴奋 [16],引起内脏和皮肤血流重新分布 [17]。同时也激活肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统,释放血管加压素促进血管收缩和水钠潴留 [18]。危重疾病的发病机制之一是中枢对传入信号的自主调节功能发生改变 [19]。这在一定程度上是由于交感神经功能变化和对心血管功能的影响。在心源性休克中,可以观察到交感神经 - 迷走神经的不平衡,理论上,由此引起的动脉血管收缩导致了所观察到的微血管灌注不良 [8, 20]。有趣的是,心脏自主神经输出平衡的改变受到常规重症监护支持治疗的影响,包括缺乏身体活动、镇静、神经肌肉阻滞以及心理应激 [19]。这为那些已经完善建立起来的重症治疗措施提供了理论支持,比如小化镇静水平、增加身体活动以及减少疼痛的或令人不适的操作。更有甚者,这些干预措施可能会对休克状态起到积极的调节作用,甚至改善微循环灌注。交感神经兴奋引起的缩血管介质释放增加可能也受一氧化氮合成减少的影响。这一机制在慢性左心衰竭中已有阐述 [21],可能是由于一氧化氮合酶内皮型(endothelial isoform of nitric oxide synthase,eNOS)转录减少或抑制引起 [22, 23],而这对心室、血管内皮功能以及微循环灌注都有不利影响。实际上,急性心力衰竭的研究已经证实提供一氧化氮能够逆转微血管灌注不良而不依赖于宏观血流动力学指标 [24, 25]。一氧化氮在心源性休克中的作用更加复杂。SHOCK 研究 [26] 的数据表明,心源性休克中也伴随着分布性休克的成分 [27],尤其是在心梗后心源性休克时。这些数据支持炎症反应和免疫活化也是患者临床表现一部分的观点。基于动物实验 [28-30] 及临床研究 [31-34],有学者假设心肌梗死后过量释放的诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)介导的一氧化氮释放是心源性休克时血管舒张的主要因素。然而,在 TRIUMPH 研究中,使用非选择性一氧化氮合酶抑制药 Tilarginine(L-NG- 单甲基精氨酸,L-NMMA)抑制一氧化氮生成以改善死亡率的尝试失败了 [35]。这项研究因无效而提前终止,但研究排除了那些心肌梗死后未进行血管再通的患者,而这些患者可能有一部分病情极为严重,因而可能从药物中获益多。L-NMMA 对非诱导型 NOS 的阻断也可能是药物无效的原因之一。这些亚型在心源性休克中,对调节交感神经驱动的血管收缩并保持组织的氧供需匹配起到重要作用。到目前为止,还没有验证 iNOS 特异性抑制药作用的研究。除了上述血管舒缩调节功能改变,心源性休克还伴有血液流变学改变。由于蛋白质和纤维蛋白原增加、红细胞聚集增加及红细胞变形性的下降,增加了血液黏滞度 [36]。引起血管内皮和血液流变学改变的驱动因素还缺乏充分的研究,可能是循环中儿茶酚胺水平、再灌注损伤和全身炎症反应共同作用的结果 [37-40]。后,考虑到急性缺血是心源性休克大部分临床表现的基础 [1],而且大多数患者在疾病早期接受血管再通治疗、抗凝药和(或)抗血小板药物,目前认为灌注不良的发病机制不太可能包含微血管血栓形成。
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