每搏变异度在心胸微创手术液体管理中的应用进展

万婷婷 综述 周 阳 薛荣亮 审校

(北京大学第三医院麻醉科，北京 100191)

心胸外科微创手术具有创伤小、恢复快、术后并发症低以及住院时间短等特点，近年来广泛开展[1～3]。围手术期血容量不足与术后恶心、呕吐、器官功能障碍、住院时间延长以及死亡率增加有关[4]。液体过负荷又会导致肺水肿、肠壁水肿、胃肠功能恢复延迟、局部炎症等，增加切口感染、吻合口漏及死亡率等[5,6]。目标导向液体治疗(goal-directed fluid therapy，GDFT)根据相关血液动力学参数，个体化补液，优化组织脏器灌注和氧供，减少术后并发症及病死率[7,8]。传统的静态液体管理监测指标(如心率、血压、中心静脉压、肺动脉楔压等)存在滞后性，难以准确预测容量反应性，指导围术期补液[9～11]。每搏变异度(stroke volume variation，SVV)能够动态监测机体的容量状态及心功能情况，是液体反应性的良好预测指标，具有可接受的敏感性和特异性水平[12]，但心胸外科手术存在体位改变、单肺通气以及胸腔密闭性等问题，SVV能否适用于心胸外科手术并指导补液一直存在争议。本文对心胸外科微创手术中SVV的应用进展文献总结如下。

1 SVV及监测设备

SVV是机械通气下胸内压变化引起静脉回流血容量改变，使每搏量(stroke volume, SV)周期性变化而产生的。SVV=(SVmax-SVmin)/SVmean(SVmax：最高每搏量；SVmin，最低每搏量；SVmean：每搏量平均值)。血容量不足时，左心室前负荷较低，左心室处于Frank-Starling(F-S)曲线上升段，由机械通气导致的SV的变化更显著；当血容量充足时，左心室处于F-S曲线平台段，SV变化较小。因此，可以根据SVV预测液体治疗反应性，评估容量及心功能状态。目前，临床上有多种监测技术可以获得SVV，如经食道超声技术、经肺热量稀释技术、锂稀释法结合动脉脉搏能量分析技术、动脉压力波形分析技术以及无创监测技术等。

经食道超声技术是唯一可以在术中实时监测患者循环状态的超声影像学技术，但在经胸食管癌切除术中的应用受限，对操作者技术要求较高。经肺热量稀释技术如PiCCO系统、EV1000/VolumeView系统，需要中心静脉或股动脉穿刺及冷盐水注入，创伤大，有潜在感染风险[13，14]。锂稀释法结合动脉脉搏能量分析技术如LiDCO系统、PulseCO系统，使用锂作为测定心输出量(cardiac output, CO)的指示剂，但非去极化肌肉松弛剂会干扰锂传感器，限制术中的使用[15]。无创监测技术如ccNexfin系统，需要对手指袖带连续充气，使用时长受限，且不适用于重症患者[16]。FloTrac/Vigileo技术是一种新型微创监测手段，可以根据患者性别、年龄、身高、体重等，实现个体化、连续、实时监测CO、SV、SVV及心指数(cardiac index, CI)等，不需要外部校准，且只需掌握有创动脉穿刺技术，简单易行，目前被广泛应用于临床，评估容量状态并预测各种手术过程中的液体反应性。

2 SVV应用条件

SVV是在机械通气下心肺周期性相互作用产生。因此，需要恒定的RR间隔(即正常的窦性心律)和足够的胸腔内压力。Marik等[17]meta分析显示SVV 阈值(11.6±1.9)%。另一项meta分析[18]显示SVV预测液体反应性的阈值为(11.3±3.1)%，安全极限在8%～13%。一般认为SVV<8%时，提示循环血容量过多，应避免过量液体输注；SVV>13%提示患者血容量不足，需要进行液体治疗[12]。另外，潮气量(tidal volume，VT)<8 ml/kg，胸腔内压力与心肺作用的幅度较小，可掩盖液体反应性。VT≥8 ml/kg，SVV具有良好的容量反应性，可作为液体治疗的指标[17,19]。自主呼吸、心律失常、低潮气量通气、通气模式、低肺顺应性、胸腔密闭性均能影响SVV值的准确性[10]。因此，SVV应用在心胸微创手术液体管理中的合理性一直存在争议，然而这并不意味着在心胸外科手术中SVV完全失去预测液体反应性的意义。

3 SVV在心胸外科微创手术的应用

3.1 心胸外科微创手术的特殊性

心胸外科微创手术，如小切口直视微创冠状动脉旁路移植术(minimally invasive direct coronary artery bypass，MIDCAB)、胸腔镜手术等不同于以往开腹、下肢等手术，体位改变，打开胸腔导致的胸腔内压力改变，单肺通气(one lung ventilation，OLV)以及肺保护通气策略(lung protective ventilation strategy，LPVS)中VT、呼吸末正压(positive end-expiratory pressure，PEEP)的设定等因素均会影响SVV的数值[20]，导致其预测液体反应性的准确性受损。在未打开胸腔之前，由平卧位改为侧卧位后，SVV显著下降，但不会影响SVV的准确性，且左侧卧位与右侧卧位对循环功能的影响差异无显著性(SVV诊断阈值为10.5%，判断扩容有效的灵敏度及特异度：左侧卧为80.0%、72.7%，右侧卧为85.7%、83.3%)[21,22]。

OLV是一种非生理性通气方法，已广泛用于心胸外科微创手术中，需要行支气管内插管完成非操作侧肺通气，操作侧肺的萎陷来满足手术要求。胸部手术后急性肺损伤发生率2%～5%[23]，但OLV与20%的肺切除术后肺部并发症相关[24]。虽然确切发病机制尚不明确，但胸外科手术中氧合功能障碍和液体超负荷管理已被确定为肺损伤和其他肺部并发症的危险因素[25,26]。

以往OLV推荐通气侧肺潮气量为8～10 ml/kg，过低可能导致肺萎陷，过高亦导致非通气侧肺血流量增加，但大潮气量和OLV更易造成术中低氧血症，危重患者发生急性肺损伤[27]。LPVS可减少全身炎症反应，显著降低术后肺部并发症发生率[28～30]。但开腹手术低潮气量的通气策略中，PEEP和肺复张策略不能提供进一步肺保护，甚至可能导致血流动力学不稳定[24，31]，因此，尚不能确定需OLV的患者能否从LPVS中获益。

3.2 SVV指导的液体管理在胸外科微创手术中的应用

手术侧在开放胸腔后，密闭的胸腔与大气相通，机械通气对该侧胸腔内部压力的影响消失，使SVV预测液体反应性的准确性受到质疑。一部分人认为通气侧肺的胸膜没有破损，胸腔密闭性依然存在，正压通气时该侧胸膜腔内压力周期性改变，使静脉回心血量产生相应的周期性变化，SVV依然可以指导围术期液体治疗，只是诊断阈值可能会发生改变。另外，手术体位的改变以及手术侧缺氧性肺血管收缩，使手术侧肺血流大大减少，由此导致手术侧对SVV 影响很小，SVV主要受通气侧血流影响。Xu等[23]报道168例胸腔镜肺叶切除术，呼吸机设定双肺通气VT 8 ml/kg，OLV期间采用LPVS，VT 6 ml/kg，PEEP 5 cm H2O。SVV>13%进行液体管理，5 min输注4 ml/kg 6%羟乙基淀粉，与常规输液治疗组(C组)(监测平均动脉压、心率、中心静脉压及尿量)相比，GDFT组(G组)可以改善术中肺氧合(G组PaO2/FiO2均高于C组，P<0.001)，降低术后肺炎(C组11/84，G组2/84，P=0.02)，急性肺损伤(C组8/84，G组1/84，P=0.03)，恶心和呕吐(C组14/84，G组3/84，P=0.01)发生率，缩短住院时间(P<0.01)。日本的一项多中心RCT[12]纳入232例经胸食管切除术，随机分为GDFT管理 (GDFT组)和常规管理(对照组)，经胸手术时均采用OLV，设定VT 7～8 ml/kg，采用FloTrac/Vigileo监测血压、SV、SVV、CO等。麻醉诱导后，SVV≤12%，此时SV作为基线值。若SVV>12%，20 min以上输注250 ml 6%羟乙基淀粉，该补液方案可重复2次至SVV≤12%，此时SV作为基线值。术中若SVV>12%或SVV 8%～12%，2 min内SV降低>10%，输注250 ml胶体(6%羟乙基淀粉或5%白蛋白)持续20 min以上；若SVV持续<8%，使用血管活性药物维持收缩压>90 mm Hg。结果提示术中基于SV和SVV的GDFT可以降低经胸食管切除术后并发症发生率和死亡率[GDFT组19.1%(22/115)vs.对照组35.0%(44/117)；绝对风险降低15.9%，95%CI：4.7%～27.2%，P=0.006]，缩短住院时间[GDFT组24.0(18.5，37.0)d vs.对照组29.0(21.0，45.5)d，P=0.01]，降低术后6个月内死亡率(GDFT组0/115 vs.对照组4/117，P=0.046)。可见，在不考虑SVV诊断阈值改变的情况下，采用与非开胸手术一致的SVV阈值指导术中液体管理，GDFT可明显改善术中肺氧合，降低术后肺炎、急性肺损伤等并发症发生率及死亡率，缩短住院时间。

OLV期间SVV诊断阈值是改变的。针对应用LPVS和SVV在OLV期间的诊断阈值，不同的研究结论不一致。刘文君等[32]研究认为肺叶切除术OLV期间，SVV 8%～9%更有利于维持术中血流动力学稳定。Suehiro等[33]研究认为SVV的最佳阈值为10.5%，且VT≥8 ml/kg时SVV才能作为液体反应性的预测指标。Suehiro等[34]研究30例胸腔镜下肺叶切除术，OLV设置VT 8 ml/kg，PEEP 5 cm H2O，OLV后CO、SV、SVV等稳定后，给予6%羟乙基淀粉500 ml持续输注30 min，记录液体输注前5 min(T1)与输注后5 min(T2)平均动脉压、CI、SV指数和SVV，结果显示液体输注前后SVV、CI、SV指数差异有显著性(P<0.05)，且对于液体反应性试验，通过ROC分析得出SVV的最佳阈值为10.5%(敏感性82.4%，特异性92.3%)。该团队在此基础上研究SVV在OLV设定VT 8 ml/kg与小潮气量6 ml/kg的液体反应性，结果表明OLV中SVV用作液体反应性预测指标时，VT 8 ml/kg反应较好(敏感性85.7%，特异性66.7%)，VT 6 ml/kg表现一般(敏感性58.3%，特异性44%)。Jeong等[35]一项前瞻性对照研究也证实OLV期间小潮气量低PEEP的使用，使SVV不能预测液体反应性。该研究共纳入80例肺叶切除术，OLV设定VT 6 ml/kg，PEEP 5 cm H2O，在打开胸腔20 min后，7 ml/kg羟乙基淀粉持续输注30 min，记录液体输注前(T1)与输注后(T2)的SVV、CO、CI等参数，结果显示SVV在T1不能预测液体反应性[无反应者(7.1±2.7)% vs.有反应者(7.4±2.6)%，P=0.68]。刘文君等[32]与Suehiro等[33]研究显示，OLV期间SVV阈值与非胸科手术SVV阈值有差异，这种差异可能主要由于单侧密闭胸腔与心脏的交互作用。但Suehiro等[34]与Jeong等[35]的研究一致认为，OLV期间VT≥8 ml/kg时SVV具有良好的预测液体反应性，VT 6 ml/kg反应性一般。这意味着若以SVV指导液体管理，需要OLV期间设置VT≥8 ml/kg，然而过高的潮气量易导致肺损伤，为降低该风险，LPVS正逐渐成为OLV主流策略，我们必须权衡GDFT与LPVS的使用时机。

与上研究结果不同的是，Fu等[36]研究认为OLV期间VT 8 ml/kg，SVV不能在胸科手术预测液体反应性。该研究纳入30例肺叶切除术，OLV期间VT 8 ml/kg，无PEEP，扩容采用8 ml/kg的6%羟乙基淀粉30 min内输注完成，由主麻医生决定开始扩容时机，监测输注前后中心静脉压、SVV、CI、平均动脉压等变化，结果显示扩容后应答者(16例)和无应答者(14例)SVV变化不显著(P>0.05)，且SVV在ROC曲线下面积为0.507，无法预测流体反应性。该研究与以上研究不同之处在于并未提及SVV阈值问题，补液时机由主麻医生决定，存在一定的人员操作误差。

3.3 SVV在MIDCAB中的应用

与传统冠状动脉旁路移植术相比，MIDCAB只需在左前外侧胸部做微创切口，直视下获取左侧乳内动脉与冠状动脉前降支旁路移植，内镜下获取大隐静脉后吻合于升主动脉与狭窄动脉之间。因避免胸骨正中切口和体外循环，创伤小，出血少，并达到与传统手术相同通畅率[2]，降低术后并发症发生率，MIDCAB已被广泛接受。心脏手术有其容量评估的特殊性，如术前禁食、心功能不能耐受快速补液等。若心脏手术中不能快速准确评估容量状态可导致严重后果，但MIDCAB中应用SVV指导容量管理方面研究较少。

徐德军等[37]回顾性分析15例胸腔镜辅助下小切口非体外循环冠状动脉旁路移植术，术中监测CI、SVV、CO等，结果示T1(胸腔镜辅助下获取左侧乳内动脉时)和T2(关胸时)CI[T1(2.4±0.3)L·min-1，T2(2.9±0.6)L·min-1，P=0.000]与SVV[T1(17±3.5)%，T2(12.3±2.6)%，P=0.000]差异有统计学意义。该研究以SVV<13%作为液体充足的指标，并能直观看到T2时点血运重建后心功能的改善。该研究表明SVV在心脏微创旁路移植术方面具有一定的应用前景，但冠状动脉多支病变时，术中易出现心律失常、血流动力学紊乱，且患者常因心功能不全需使用血管活性药，限制FloTrac/Vigileo系统SVV的使用。Montenij等[38]前瞻性研究结果显示，未经校准SVV预测左心功能不全患者的液体反应性准确性较低。该研究纳入22例需择期行冠状动脉旁路移植术且左心室射血分数≤40%的患者，在麻醉诱导后和切皮之前，7 ml/kg晶体液15 min内输注，输注前后间歇性热稀释法测CO、中心静脉压、SVV等。SVV的ROC分析显示曲线下面积为0.70(0.47～0.92)，心功能正常患者95%CI：0.78～1.0。很显然，与心功能正常患者相比，左心功能受损的患者最有可能表现出对液体反应的多变性，因此，将SVV用作液体反应性的预测指标时缺乏意义。

以上研究差异在于患者自身的心功能及血运情况。心室射血分数较低的患者，对液体反应性更为多变，不适合使用SVV来指导液体治疗。另外，在冠状动脉多支病变手术中，重建回旋支时，心脏位置改变伴有剧烈的血流动力学波动， CO显著下降，此时的SVV不具有指导意义。但对于冠状动脉单支病变患者，大部分患者心功能正常，无严重心律失常且手术过程相对平稳，以SVV指导液体管理具有很好的应用前景，但目前缺乏大样本、多中心的研究。

4 小结

以SVV为指导的GDFT在心胸外科微创手术中的价值文献报道并不一致。由于样本量小、机械通气设置、液体反应性测试方法以及观察时点等不同，研究之间存在很大的异质性，导致已发布的研究结果相互冲突[39]。总体而言，我们不能否认OLV期间SVV在指导围手术期液体管理，降低术后相关并发症及死亡率的价值。另外，心脏手术患者往往存在心律不齐、严重瓣膜功能障碍、血流动力血不稳定等问题，这些大大限制SVV在心脏微创手术中的可靠性及实际临床实践中的应用。达芬奇机器人手术时代的到来以及冠状动脉单支病变为SVV指导围术期液体管理提供良好的机会。对不同的手术类型、患者的基本情况进行分级，严格试验设计，扩大样本量，探索OLV中SVV预测容量反应性的阈值以及如何与LPVS结合是今后SVV在心胸外科微创手术中评估容量状态的研究重点。