床旁即时超声技术对血液透析患者容量负荷评估研究进展

赵鹏，王泽凯综述 刘冰审校

透析患者由于肾代谢功能减退，液体排出受阻且水盐代谢紊乱，极易合并高血压和容量过负荷，导致心脏前、后负荷均处于过量状态。早期心肌可通过适应性改变肌纤维初长度和增加收缩力予以代偿，长期将引起心功能不可逆损害。有研究报道，慢性肾衰竭患者住院接受透析治疗期间，其体质量和干体质量的增长与病死率相关[1];及时诊断和避免容量过负荷可降低病死率和相关并发症的发生率[2]。

临床迫切需要精确、安全且高效的容量评估手段，既往体格检查无法准确高效评估患者容量问题，目前临床中辅助评估容量的方法包括血压、胸部X线测定心胸比值、中心静脉压、N末端脑钠肽前体(N-terminal pro-brain natriuretic peptide,NT-proBNP)、生物电阻抗分析、同位素分析法等。近年来，床旁即时(point-of-care，POC)超声受到ICU、急诊科等危重病房青睐，以其无创、便携、可重复性等优点逐渐成为危重患者器官功能评估工具。POC超声监测心功能、肺水肿和腔静脉等，可对透析患者的容量状态进行精确地评估。

1 POC超声临床应用进展

POC超声是指在临床查体后立即进行的超声检查，POC超声技术从最早应用于胸、腹部外伤患者出血灶筛查的FAST方案，到联合心肺超声鉴别急性呼吸困难类型的BLUE方案和鉴别急性循环功能衰竭类型的FULLS方案，继而发展至对多器官衰竭患者的全身脏器和组织进行快速扫查和功能评估，将不同疾病状态下的器官功能“可视化”，达到快速评估和诊断目的[3-5]。血液透析患者容量状态常处于剧烈波动状态，为快速评估其容量状态指导脱水或补液治疗，需要便捷、准确、低廉、可重复的技术方法对其进行评估，而POC超声具备以上绝大部分优点，可通过便携式超声设备监测血液透析患者静脉系统(下腔静脉、上腔静脉、颈内静脉、锁骨下静脉、股静脉)的内径、内径变异度、面积、峰流速变异度等；肺部A线、B线分布及数量；心脏结构及功能情况等来评估其容量状态。

2 POC超声监测静脉指标对透析患者容量负荷评价

2.1 下腔静脉(inferior vena cava,IVC)的解剖与相关病理生理学 IVC将膈肌以下的腹腔脏器、下肢静脉血液整合，回流入心。作为容量血管的IVC具有较好的顺应性，自主呼吸吸气相时膈肌收缩下移，胸腔内负压下降，右心房压力减小导致静脉回流增加，IVC表现为内径减小[6]，称为IVC随呼吸塌陷；而机械通气时呼吸力学变化与自主呼吸相悖，由于正压通气存在，吸气相胸腔内压增大，右心房压力增大，静脉回流减少导致IVC内径扩张，称为IVC随呼吸扩张率。在无特殊疾病的情况下，IVC内径受到管壁内外压力共同影响，内部压力为中心静脉压，外部压力为腹腔内压。因此，心力衰竭、心室壁运动障碍、肺动脉高压或严重肺部疾病等影响心功能的疾病发生时，心室射血能力无法匹配过多的静脉回流，张力性容量增多，引起IVC扩张[7]。反之，当容量不足时IVC表现为细窄[8]。

2.2 IVC超声对容量负荷评估方法 既往干体质量是评价慢性肾衰竭患者容量负荷状态较好的指标。干体质量是指正常体液比例时的体质量，即机体既无液体潴留，也无低血容量的状态。IVC内径作为评价容量负荷的指标，与干体质量相关性良好。有研究发现[9]，接受血液透析的慢性肾衰竭患者，其IVC内径与干体质量具有一致性，且透析前后IVC内径变化与脱水量呈正相关。使用超声监测IVC作为容量评估手段，可缩短操作时间、避免卧床患者转运风险，且于接受床旁透析过程中方便反复测量。IVC测量有2种方式，最常见的是经剑突下IVC测量法，使用心脏探头(2.5～3.0 MHz)于剑突下获取IVC长轴切面，于距右心房开口处2 cm处使用M模式测量，并记录同一呼吸周期内最宽处与最窄处直径。另一种是将探头置于右侧腋中线获取肝脏声窗处的IVC长轴，并于IVC与肝静脉汇入接口附近1 cm处测量[10]。研究发现，经肝段IVC和剑突下IVC内径对容量评估具有较好的相关性(r=0.71)，在面对腹部外伤、术后腹带包扎的患者时，二者可互为补充[11]。IVC直径和变异度是透析患者血容量的可靠监测指标。透析过程中实时监测IVC变化可减少血液透析的相关心血管并发症发生率[12]。

2.3 其他主要静脉对容量负荷评价 上腔静脉处于胸腔段，不受腹内压影响，因而较IVC更具稳定性和准确性。有研究表明[13]，经胸壁多普勒超声测量上腔静脉峰流速变异度可作为一种无创手段，用于机械通气患者容量反应性的评估，其预测容量反应性的AUC为0.95，敏感度为92%，特异度为92.3%。颈内静脉(internal jugular vein，IJV)是常用的中心静脉置管位置之一，IJV内径及随呼吸变异度同样受容量状态影响。容量过负荷时可引起颈内静脉怒张，内径扩大，变异度减小。Ma等[14]研究证实，IJV变异可对容量负荷及液体反应性有较准确的评估价值。王元元等[15]发现，IJV内径和横截面积均与容量负荷有较好相关性。有研究对55例术中液体复苏患者的容量负荷研究发现，锁骨下静脉变异度以25.9%为阈值可准确预测容量反应性(敏感度95.6%、特异度81.3%)[16]。股静脉(femoral vein，FV)属下肢循环主要静脉之一，在全身循环容量负荷较低时，可表现FV内径较窄。多项研究表明，FV宽窄与容量负荷关系密切，且与中心静脉压呈正相关性，表明FV同样可对容量负荷有较好的评估价值[17-18]。

3 肺超声技术对透析患者容量负荷评价

3.1 肺超声原理及意义 肺部曾被认为是超声检查的“禁区”。肺超声技术最早兴起于法国的ICU，是重症医师监测无法配合常规检查的危重患者而研发的一种将临床诊断死亡和影像学技术相结合的体系。Lichtenstein[4]将常见的急性呼吸困难肺部特征总结为几种经典的肺超声征象，诊断准确率高达90.5%。含气的肺泡无法透声，表现为对胸膜多层反射而成的A线伪像。正常肺间质厚度为0.1～0.15 mm，低于常规超声仪的最小分辨率，因此无法呈像，故正常肺组织常表现为A线。当容量负荷过多，肺毛细血管静水压升高时，液体渗入小叶间隔导致其增厚，于超声中显示为纵向分布的B线。单个肋间隙出现≥3根B线被认为有临床意义，间距>7 mm且分离的B线为“肺间隔火箭征”，等同于胸部X线中评估肺水肿的Kerley B线。相邻B线间距<3 mm或发生融合，等同于胸部CT中的磨玻璃样变[19]。因此，肺超声对肺水肿的分布区域和严重程度均有良好评估价值。

3.2 肺超声对容量负荷评价 透析患者长期水电解质紊乱和代谢产物积聚，常合并液体过负荷和高血压等因素，导致心功能减退。心泵做功不足以适应过多的静脉回流，可导致肺毛细血管静水压增高，肺水肿出现[20]。针对透析患者密切监测肺水肿有利于优化血流动力学。既往评价肺水肿的工具，如胸部X线、胸部CT等影像学检查均存在辐射性，且不利于床旁反复监测。肺动脉漂浮导管和PiCCO技术为有创操作，且存在血流感染风险，不利于普通病房常规操作。肺超声对B线的识别有助于对肺水肿的判断。肺超声评估肺水含量与胸部CT和PiCCO的诊断相关性良好[19]。Trezzi等[21]于透析前后对慢性肾衰竭患者进行肺超声检查发现，透析后患者B线数量减少，证实了肺超声可用于透析患者的肺水含量即时评估。且肺超声B线的数目和分布与生物电阻抗法检测容量结果相近[22]，适用于床旁血滤期间无法转运的患者，起到即时评估和前后对比的作用。

4 超声心动图对透析患者容量负荷评价

4.1 心肺交互作用与双心室交互作用对容量负荷的影响 右心室与左心室存在解剖学上的差异，右心室室壁薄，这决定了其顺应性强而收缩力弱。容量过负荷时，右心室可通过心肌初长度改变而容纳较多的静脉血回流。但该效能有一定的阈值，当右心室容积达到饱和状态时则出现右心功能障碍，表现为右心室严重扩张，充盈压增高，长期可引起右心房压力增高和结构改变[23]。室间隔是左右心室共同的室壁，正常状态下室间隔和左心室壁同为环形肌纤维，可维持左心室形态和正常收缩功能。当右心室出现严重容积扩张时，可通过室间隔压向左心室，于二维超声胸骨旁短轴切面可观察到“D字征”改变。此外，一些急慢性肺部疾病(如慢性阻塞性肺疾病、肺栓塞、气胸等)或呼吸机正压通气的应用可通过增加肺循环压力而增加右心充盈压，可导致体循环淤血加重。

4.2 超声监测心脏结构与功能指标对容量负荷评价 长期血液透析患者由于肾素—血管紧张素—醛固酮系统功能亢进，水盐代谢紊乱。慢性长期细胞外液增多可导致容量血管张力性容积增加和大动脉血压增高，前者通过静脉回流瘀滞导致肺水肿和体循环水肿，右心室可急性扩张，久之可引起右心室心肌重构、心室壁增厚和右心房扩张；后者可引起平均动脉压增高，久之导致左心室重构和左心房扩张[24]。左心室收缩及舒张功能障碍导致心排血量无法满足过量的静脉回流，加重肺水肿等并发症[25]。而肺水肿和体循环淤血同样增加心脏的前后负荷，二者互为恶性循环，加剧血流动力学恶化，最终引起各类心血管疾病发生，预后较差[26]。超声通过监测慢性肾衰竭患者左右心腔的形态、大小、收缩及舒张功能，可对容量负荷做出较准确的判断，并评估心功能及血流动力学受影响程度，并指导血液透析的方案。

5 POC超声的适用性和局限性

POC超声具有多个方面的局限性，影响对疾病的准确判断。近年来有学者对IVC无法准确反映容量状态而提出质疑[27]。IVC的使用受多种因素影响，肺动脉高压、三尖瓣严重狭窄或关闭不全、右心室室壁心肌梗死、心包积液等疾病均可导致IVC增宽，而此时并不代表容量一定处于过多状态。此外，腹内高压甚至腹腔间室综合征患者，增高的腹内压可致IVC形变变窄，此时容易漏诊容量过负荷。因此，准确把握IVC适用范围很重要。李尧炜等[28]研究发现，除外器质性心脏病、肺水肿病史、严重心力衰竭、肾衰竭、肝衰竭病史后，IVC内径变化可作为脓毒症休克患者容量反应性的预测指标，其对容量预测的ROC曲线下面积高于0.9。 Kaptein等[29]研究显示，下腔静脉变异度可预测机械通气患者的容量反应性,AUC达到0.9。

肺超声需把握对伪像的正确解读。双肺弥漫B线不一定是肺水肿。B线的产生机制是小叶间隔增厚，因此肺间质纤维化或严重间质性肺炎同样可以出现弥漫B线。因此，肺超声的解读需结合患者既往肺部疾病史和实际病理生理学情况。

此外，患者个体差异和操作者技术也是重要影响因素。对于过胖或过瘦的体型，超声均会受干扰，前者因脂肪层厚而透声差，后者因肋间隙狭窄而探头接触不良。不同操作者超声技术的熟练程度和测量习惯同样会对结果产生差异。

6 POC超声相较于传统容量评估方法的优势

POC超声相较于传统容量评估法，其操作方便、价格低廉、可多次重复测量、无射线辐射危害、结果直观图像化、心肺静脉循环系统联合评估等优点, 一定程度上增强了透析患者补液和脱水治疗的安全性与可控性, 提高了临床治疗质量。

传统的容量评估方法包括查体、血压、胸部X线测定心胸比值、中心静脉压、B型利钠肽、生物电阻抗分析、同位素分析法等。对于长期维持性透析患者来说，绝大部分患者查体时存在显性水肿、胸闷憋气症状,颈静脉怒张、肺部湿啰音，但查体检查很大程度依赖于临床工作者的个人能力，缺乏客观性，对容量的评估仅具有部分提示意义。血压相比于查体客观性较高，当透析时患者血压升高提示可能为容量剧烈波动导致反射性血管收缩，也可能为超滤量不足，当透析时患者血压降低一般提示过度脱水，容量不足。X线心胸比值为心脏与胸廓横径的最大比，是用来评估心脏是否增大的常用指标，心胸比增大见于扩张型心肌病，长期房间隔缺损、室间隔缺损等，透析患者长期容量过负荷，心肌做功及耗氧增加，代偿性心脏扩大，可一定程度上反映长期容量状况，而对于实时容量状态的评价其价值不高，且X线心胸比值测定对仪器操作人员的专业水准要求高、仪器设备不便携带、测试成本高、受试者会有低剂量辐射风险等缺点。中心静脉压对于评估透析患者容量状态具有重要价值，常用于危急重症患者容量状况的评估，而普通透析患者病情尚可，且中心静脉压测定操作有创、难度大、费用高，其价值受限[19]。NT-proBNP测定对于普通心力衰竭容量超负荷患者的容量评估及治疗具有指导意义，但对于肾功能衰竭维持性血液透析患者来说其价值不高，NT-proBNP分子量较大，肾脏是其唯一的代谢途径，当肾功能异常时，NT-proBNP在体内蓄积，难以反映真实的容量情况，且送检后有时间差，难以即时评估[19]。生物电阻抗分析作为容量负荷评价方法之一，在实际工作中，面对正处于床旁透析、意识昏迷、接受机械通气或应用血管活性药物维持血压的危重患者，无法完成人体成分分析。同位素测定法评估维持性血液透析患者的容量负荷结果较准确,被认为是“金标准”,但是其价格昂贵、操作繁琐、重复性差,而且具有放射性等缺点不具有普及价值。

7 总结与展望

接受血液透析的肾衰竭患者对容量负荷的调节能力较弱，容量过低或过多均可对肾衰竭患者血流动力学产生负面影响。准确把握患者容量负荷状态可避免液体相关性脏器损伤。POC超声可即时、准确评价机体容量状态和器官与组织水肿情况，对于门诊血液透析及病房床旁血液透析的患者来说，可帮助临床医师更好地制定超滤与补液治疗方案，优化对血液透析患者的容量管理。但POC超声作为医学影像技术中的重要组成部分，具有一定的专业知识要求，需要透析室及肾内科医师掌握超声的基本原理和技术，能对心脏、肺部及静脉系统的超声图像做出判别，无疑增加临床医师的工作量，但对患者的容量管理具有重要意义。医师在应用POC超声评估容量的过程中，并非一次性检查，需将POC检查与脱水或补液治疗后的结果结合起来，必要时可重复检测指导治疗，直至透析患者容量处于正常状态[30]。POC超声作为非侵入性容量评估方法，通过多部位检查发现液体潴留情况, 对于预测患者预后, 及时控制终末期肾病血液透析患者的容量超负荷, 改善其生存质量和生存时间具有重要意义。