PLR前后PaCO2的变化在预测容量反应性中的应用

杨火保+石松菁

[摘要] 目的 评价被动抬腿试验（PLR）前后动脉血二氧化碳分压（PaCO2）的变化在预测循环衰竭患者容量反应性中的诊断价值。方法 以该院重症医学科2013年1月—2014年2月收治的32例患者为研究对象，行PiCCO监测血流动力学，每例患者行被动抬腿试验（Passive Leg-raising PLR），分别记录PLR前、PLR 1 min时的心脏指数（CI）及动脉血二氧化碳分压（PaCO2）。PLR后1 h内予以输注平衡液500 mL，记录输液前后的CI值。对PLR前后PaCO2的变化值（ΔPaCO2-PLR）和CI的变化值（ΔCI-PLR）进行相关性分析，以明确PLR过程中PaCO2变化是否能反映心输出量的变化；再以液体负荷前后的CI变化值（ΔCI-Fluid）≥15%为金标准，将病人分为液体负荷试验阳性组和阴性组，通过受试者工作曲线特征来评价被动抬腿试验（PLR）引起的ΔPaCO2（ΔPaCO2≥5%为阳性标准）预测容量反应性的敏感性和特异性，计算其ROC曲线下面积。结果 32例患者完成试验，PLR前后PaCO2的变化与心输出量的变化有很强的正相关性 （r= 0.64， P<0.05）， 以PLR 前后ΔPaCO2≥5%为阳性标准预测容量反应性的敏感性为82.1%，特异性100%，ROC曲线的AUC为0.90（95%CI 0.79～1.0，P<0.05）。 结论 被动抬腿试验前后PaCO2的变化对循环衰竭患者的容量反应性具有较强的预测价值。

[关键词] 动脉血二氧化碳分压；被动抬腿试验；容量反应性；心脏指数

[中图分类号] R459 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2015）02（b）-0051-02

容量管理是重症患者综合治疗的重要环节，如何评价容量状态并使其维持在最佳状态一直是医学界的难题。从心脏静态前负荷指标（CVP、PAWP、GEDVI等）到心脏动态前负荷指标（SPV、SVV等），均难以精确预测容量反应性[1]，且需依靠有创性操作，应用受限。研究表明[2]，被动抬腿（passive leg raising， PLR）是一种安全可逆的容量反应性评估方法，具有类似的自体快速补液作用，可使回心血量增加150～300 mL，且不受自主呼吸和心律失常等因素的影响。但由于其扩容效应短暂，以1～2 min时的扩容效应最明显[3]，需要有敏感可靠的指标来映心输出量的变化。研究证实，单纯以PLR前后心率、血压的变化不能反映患者的容量反应性，而诸如PPV、SVV、PCCI、主动脉流速（超声测量）等指标虽能用于反映PLR过程的心输出量变化，但影响因素多且受到技术条件的制约[4]，仍不是理想指标。新近有研究[5]证实，呼气末二氧化碳分压（ETCO2）可以在完全机械通气情况下反映PLR前后的心输出量变化。ETCO2是反映PaCO2的间接指标，二者具有高度相关性，且由于PLR前后1 min之内患者通气量和细胞代谢产生CO2的速率不会发生明显改变，因此，有理由推断PaCO2亦能反映PLR前后心输出量的变化，且受呼吸因素影响小，能应用于所有病人。

该研究通过观察2013年1月—2014年2月该院收治的患者PLR前后PaCO2和心输出量的变化，评估二者的相关性，并通过与液体负荷试验相比较，绘制ROC曲线，评价被动抬腿前后PaCO2的变化对患者容量反应性的预测价值，以期找到一种简便易行、客观可靠的敏感指标来反映被动抬腿前后心输出量的变化，以改进容量反应性评估的方法，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取入住该院重症医学科的循环衰竭患者，并取得家属同意。入选标准[5]：具备以下至少一项提示循环衰竭的指征且主治医师基于此认为患者需要补液治疗：①收缩压≤90 mm汞柱或先前有高血压的病人收缩压下降≥ 50 mmHg；②需要血管活性药维持血压； ③尿量≤0.5 mL/（kg·h），持续>2 h； ④心率> 100次/min；⑤存在皮肤花斑样改变或毛细血管充盈时间延长。排除标准：年龄<13岁、怀孕、存在腹腔高压、ARDS氧合指数<200、急性心力衰竭、慢性心力衰竭心功能III级上、任何执行PLR的禁忌 （颅内压增高，下肢深静脉血栓形成，使用静脉弹性压缩袜，或四肢和骨盆骨折等）、由于各种原因（仪器设备或病人及家属）不能留置中心静脉导管和股动脉置管、慢性阻塞性肺疾病出现急性加重者。

1.2 实验方法

①入选患者行中心静脉压（CVP）及脉搏指示连续心输出量（pulse indicator continous cardiac output，PiCCO）监测，并留置动脉导管备抽血行血气分析。②保持45°半卧位10 min以上，记录心率（HR）、平均动脉压（MAP）、PiCCO显示的脉搏指示连续心指数（PCCI）作为被动抬腿试验（Passive Leg-raising PLR）前的HR、MAP、心脏指数（CI），并行动脉血气分析测定测得PLR前的PaCO2。③动脉血采集完毕后立即取平卧位并抬高双下肢至45°并维持2 min行PLR，记录PLR 1 min时的CI、HR及MAP，并同时行采血行PaCO2测定作为PLR 后的PaCO2。算出PLR前后PaCO2的变化值（ΔPaCO2-PLR）和CI的变化值（ΔCI-PLR）。④PLR结束后恢复原来体位，稳定30 min后记录HR、MAP和CI值作为液体负荷前的参数。随后给予输注平衡液500 mL，1 h输完，记录液体负荷试验结束时的HR、MAP及CI值，算出液体负荷前后的CI变化值（ΔCI-Fluid）。输液期间血管活性药剂量不变，并监测肺部啰音及CVP，如有急性肺水肿表现立即停止补液。

1.3 统计方法

采用SPSSl9.0统计软件对数据进行检测分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，两组均数的比较行t检验。使用单变量一般线性模型对PLR前后ΔPaCO2和ΔCI进行相关性分析以明确PLR前后PaCO2的变化是否能反应心输出量的变化。

2 结果

2.1 PLR前后PaCO2变化与CI的变化

LR前后PaCO2的变化值（ΔPaCO2-PLR）与PLR前后CI（ΔCI-PLR）的变化值使用单变量一般线性模型进行相关性分析，显示ΔPaCO2-PLR和ΔCI-PLR具有较强的正相关（R2=0.414，P<0.0001）（图1），说明PLR前后PaCO2的变化能反映心输出量的变化。

2.2 PLR前后PaCO2的变化预测容量反应性的ROC曲线

计算出以ΔPaCO2-PLR≥5%基础值作为阳性标准来预测患者液体负荷试验阳性的敏感度为82.1%，特异度100%，通过SPSS软件处理，得出以被动抬腿试验前后PaCO2的升高来预测患者容量反应性的ROC曲线（图2），其AUC为0.90（95%CI 0.79～1.0，P<0.05），说明以被动抬腿试验前后PaCO2的变化来预测患者的容量反应性有较高的诊断价值。

3 讨论

容量反应性是指快速补液后，心搏量（ stroke volume，SV）随之增加的现象，反映了心脏处于心功能曲线的上升支。当任一心室的Frank-Starling 曲线处于平坦支，前负荷增加将不再会导致心输出量的明显增加，即出现容量无反应性，此时如果进行液体复苏就可能存在心肺功能恶化、氧代谢障碍加重的风险。被动抬腿试验（PLR）是一种可逆的容量反应性预测方法，它对心血管系统的影响是由于抬高下肢使得下肢和腹腔室隔内的血向胸腔内静脉血管回流产生了短暂的心脏前负荷增加。由于PLR的效应短暂，因此，需要有敏感指标来迅速反映心输出量的变化。研究已证实，心率、血压、PPV、SVV、PCCI、主动脉流速（超声测量）等指标受影响因素多，且敏感性常较低[6]，仍不是理想的指标。

从病理生理学基础可知，静脉血经右心脏泵出后进入肺循环，在肺毛细血管网与肺泡气进行气体交换后经左心泵入动脉系统成为动脉血，故PaCO2主要受心输出量（进入肺循环的血量）以及肺通气功能的影响[7]，ETCO2是反映PaCO2的间接指标，在对于大多数循环衰竭患者而言，其通气量和细胞代谢产生CO2的水平在PLR前后1 min内不大可能发生明显改变，此时， PaCO2主要受心输出量的影响， 其瞬间的变化能很好地反映心输出量的变化。我们的研究结果显示，PLR前后PaCO2的变化和心输出量的变化呈现很好的正相关性（r=0.64），表明PLR过程中PaCO2的变化能反映心输出量的变化。以PLR前后PaCO2增加≥5%为标准来预测容量有反应的ROC曲线其AUC高达0.9，具有较高的诊断价值；同时，以PaCO2增加≥5%基础值作为标准时，其诊断的特异性达100%，提示该诊断阈值尚可适当下调以增加敏感性，同时，该研究所显示出的高特异度，可能与被动抬腿试验本身所能产生的补液量在大多数条件下是<500 mL的，且被动抬腿试验的影响因素较多，因此，不大可能出现液体负荷试验阴性而被动抬腿试验阳性的假阳性现象，研究结果的高特异性也恰恰反映了被动抬腿过程中PaCO2的变化能较好反映心输出量的变化。

当然，以被动抬腿试验前后PaCO2的变化来预测容量反应性时还应注意到以下几点：首先，在任何条件分析PaCO2的变化时都应考虑可能影响PLR效应的因素（例如，腹内高压）[8]；其次，虽然在PLR前后很短的时间间隔内肺通气量发生迅速而显著改变的可能性极小，但仍应避免，故进行PLR时尽量减少刺激患者并取得患者的配合，必要时镇静处理；第三，虽然PLR前后两次抽血间隔时间极短，明显影响细胞代谢水平的临床状况（如寒战、抽搐等）不大可能发生，但在执行PLR时还是尽量避免寒颤等可能迅速改变基础代谢的临床状况出现，必要时也可镇静。同时，由于液体负荷试验前后间隔时间长， PaCO2的影响因素过大，故不推荐输液结束时分析输液前后PaCO2的变化。

综上所述，被动抬腿试验前后PaCO2的变化对于循环衰竭患者的容量反应性具有较强的预测价值，以被动抬腿试验前后PaCO2的变化来预测循环衰竭患者的容量反应性可能是一种敏感、可靠且相对微创、廉价的预测容量反应性的方法。而且，ICU患者多数均留置有动脉导管（桡动脉或股动脉置管），实时采集动脉血标本进行血气分析简便易行，临床实用性和易推广性更高。当然，由于该研究样本量尚未足够大，有待进一步的更大样本量的研究证实这种容量反应性评估方法的诊断价值并找出PLR前后PaCO2升高的最佳阳性标准。

[参考文献]

[1] Gattinoni L，Protti A. Ventilation in the prone position： for some but not for all[J].CMAJ， 2008，178（ 9） ： 1174-1176.

[2] Cavallaro F， Sandronic，Marano C，et al. Diagnostic accuracy of passive leg raising for prediction of fluid responsiveness in adults： systematic review and meta-analysis of clinical studies[J].Intensive care medicine，2010，36（9）：1475-1483.

[3] Lafanechère A，et al. Changes in BP induced by passive leg raising predict response to fluid loading in critically ill patients[J].Chest，2002，121（4）：1245-1252.

[4] Monnet X，Rienzo M，Osman D， et al. Passive leg raising predicts fluid responsiveness in the critically ill[J].Crit Care Med，2006，34（5）：1402-1407.

[5] Monge García ，Gil Cano A ， Gracia Romero M， et al.Non-invasive assessment of fluid responsiveness by changes in partial end-tidal CO2 pressure during a passive leg-raising maneuver[J].Ann Intensive Care， 2012（2）；9.

[6] 郑俊波，叶明，于凯江，等.无创超声心输出量监测技术联合被动抬腿试验评估心脏术后患者容量反应性的作用[J].中国急救医学，2012，32（5）：416-420.

[7] Shibutani K， Muraoka M， Shirasaki S， et al.Do changes in endtidal PCO2 quantitatively reflect changes in cardiac output[J].AnesthAnalg，1994（79）：829-833.

[8] Mahjoub Y， Touzeau J， Airapetian N， et al. The passive leg-raising maneuver can not accurately predict fluid responsiveness in patients with intra-abdominal hypertension[J].Crit Care Med，2010（38）：1824-1829.

（收稿日期：2014-11-21）