(综述)俯卧位对循环的改善作用

发布时间:2020-07-27 浏览量:24113 次 来源:赵敏

翻译/总结:公众号运维组


要点

1.目前推荐俯卧位作为改善严重ARDS患者氧合的抢救措施。
2.俯卧位可使腹内压升高、氧合改善和肺复张,所有这些都会导致血流动力学改善。
3.俯卧位促使心脏前负荷增加,右室后负荷减少,仅在有前负荷空间储备的患者中会出现心输出量增加。
4.俯卧位在理论上也可能对腹腔内器官血流有一定影响,但腹内压的升高幅度不大时,俯卧位对腹腔内器官血流的影响没有临床意义。
5.应监测俯卧位患者的腹内压和心输出量,尤其是低血容量患者或有腹腔内高压危险因素的患者。



综述目的:俯卧位推荐用于改善严重ARDS患者氧合。在本文中,我们总结了俯卧位对大循环及微循环的影响,并强调可实用何种血流动力学参数进行监测。


最近发现:早期和长期俯卧位可显著减少严重ARDS患者的死亡率。在保护性通气和尽可能肺复张的情况下,俯卧位增加ARDS患者的心脏前负荷,减少了右心室后负荷。对于存在前负荷储备的患者可增加心输出量,强调了俯卧位时前负荷对血流动力学的重要影响。俯卧位也可能对区域和(或)局部血流产生一定影响,这主要是由于腹内压增高所致。因为俯卧位不会显著增加腹内压力,所以不会对腹腔内器官的微循环产生有害影响。


总结:俯卧位通常对大循环产生有益的影响,对存在前负荷储备的患者可增加心输出量,而不会对局部循环产生有害作用。




背景



       尽管目前对ARDS的病理生理理解更加充分,机械通气管理策略不断进步,但ARDS患者的死亡率仍然很高,在40-60%之间。对于重度ARDS患者,俯卧位可作为改善动脉氧合的抢救措施。最近PROSEVA研究显示,在12-24 h的稳定期后,连续进行至少16小时的俯卧位,可显著降低重度ARDS患者28天和90天的死亡率。本多中心随机临床试验的阳性结果证实了先前荟萃分析的报道,并提示俯卧位可能会降低重症ARDS患者的死亡率,甚至在低潮气量患者中也是如此。在PROSEVA的研究中,长时间俯卧位不会对血流动力学产生不利影响,但血流动力学的评估仅限于动脉血压和心率。然而,俯卧位可能可以改善血流动力学。

       其中一些好处可能来自呼吸状况的改善,特别是改善动脉氧合和/或肺复张。其他好处可能是因为俯卧位引起的腹内压(IAP)增高。我们最近证明俯卧位对有前负荷储备的患者可增加心输出量。除了这些对大循环的作用外,俯卧位还可能影响腹腔内器官的局部血流和微循环。本文结合近年来的临床研究,综述了俯卧位对大循环及微循环的急性效应。我们还讨论了一些可用于监测俯卧位对血流动力学影响的参数。




俯卧位对宏观循环的影响



基础生理

       俯卧位对宏观循环的影响主要来源于三条基础生理机制:腹内压(IAP)的增加、动脉血氧的增加与肺复张。

俯卧位期间腹内压的升高已经在很多临床研究中受到关注。这可能是由于腹部扩张受限造成的腹部顺应性下降。然而,俯卧位仅仅会造成腹内压的轻微增加,由于俯卧位造成的腹腔间隔综合征还没有被报道过,这也可能得益于气垫床的常规使用。

       第二条机制中俯卧位对血流动力学的影响可能来源于动脉血氧的改善,即使在VV-ECMO支持的ARDS患者中也有这种效果。研究发现在俯卧位早期1小时就可以改善动脉血氧分压,并增加氧合指数(P/F比值)。

       俯卧位还可以诱导肺复张的发生,即使是VV-ECMO支持下也可以,并伴随着动脉血二氧化碳分压的下降、右向左分流的减少与肺顺应性的改善。最近研究发现俯卧位期间肺部死腔比例的下降可以作为肺复张的相关替代方法,即使呼吸系统顺应性没有明显变化。有意思的是,此时肺复张出现的很早且会在6-9小时内达到最大值。


俯卧位的血流动力学影响  

       以上三条讨论的俯卧位的影响可导致心脏前负荷的显著增加,如果患者还有前负荷增加的空间这可以明显增加患者心输出量。


俯卧位增加全身静脉回流

       首先,放低半卧位时的躯干位置可以增加内脏静脉流向心脏的血流量,类似的有被动抬腿实验时也是这样。其次,根据Guyton‘s回流曲线,静脉回流与静脉回流压力梯度除以静脉回流阻力成正比。静脉回流压力梯度被定义为平均体循环充盈压与右心房的压力差。还有一个可能就是俯卧位导致的腹内压增加会压迫内脏静脉,然后导致平均体循环充盈压增加,也就增加了静脉内血流上行回心的压力。某种意义来说,就类似于肝颈静脉回流征的表现。不过据我们所知并没有实验详细去研究俯卧位对平均体循环充盈压的影响。另一个过程可能因为俯卧位造成的腹内压增加并导致经膈肌传导的胸廓内压增加,因此会升高全身静脉回流下行的压力进而导致静脉回流减少。如果俯卧位增加的平均体循环充盈压超过胸内压,静脉回流就会增加;值得一提的是俯卧位只有在腹内压低于下腔静脉的壁内压时才会增加静脉回流(比如下腔静脉处于腹部3区情况时备注1)。当存在潜在的容量不足和/或腹内压增高时,由于静脉的延伸段处于非腹部3区的情况以及血管瀑布现象,静脉回流可能会减少。



俯卧位降低肺血管阻力

      这一获益主要来源于俯卧位对呼吸系统的影响,尤其是其对动脉氧合的改善与肺的复张。首先,动脉氧合的改善会减少缺氧导致的血管痉挛;第二,俯卧位可使背部塌陷的肺泡复张,而表现为呼吸系统顺应性的改善。这一复张又可以使其他张开的肺部区域避免过度扩张。如此说来,俯卧位导致的肺复张中,那些肺容积更趋向为功能性残腔(FRC)。根据经典的肺容积与肺血管阻力(PVR)的U型曲线关系,这样的肺容积增加会导致PVR的下降。最后,综上所述俯卧位可以增加静脉回流以及中心血流容量。这一中心血容量的增加会导致肺部微循环的静水压,这可能会导致之前被挤压闭塞的肺部WEST 1区或2区的肺部微循环重新开放,并因此降低PVR。换句话说,俯卧位可能导致一些塌陷的肺泡内微循环复张,并将WEST 1 或2区转化到为3区的情形。备注2

备注2


俯卧位增加右心室射血

       Vieillard-Baron等研究证实,对于ARDS合并急性肺心病(ACP)的病人,俯卧位可改善右心室(RV)功能,并显著增加RV心输出量;这可能是由RV后负荷降低所致,这一现象与West 1区和2区肺血管阻力(PVR)下降的程度相一致。但也不能排除在RV具有前负荷储备的前体下,俯卧位引起RV前负荷增加从而造成RV射血增加。


俯卧位增加左心室前负荷

      首先,RV射血的增加可能直接增加左心室(LV)前负荷。其次,对于ARDS合并ACP的病人,在舒张期RV扩大压迫LV;俯卧位导致RV负荷降低,RV对LV的压迫改善可引起LV前负荷增加。


俯卧位可能会增加心输出量

       先前诸多研究发现俯卧位对心输出量具有不同的影响。部分研究发现,俯卧位对心输出量无影响或影响甚微,但这些研究均是在不同的呼吸机参数设置和/或长时间俯卧位后进行的。相反地也有研究报道称俯卧位可增加心输出量。我们的上述研究发现,俯卧位仅对有前负荷储备的病人具有增加心输出量的大循环效应。这强调了前负荷储备在俯卧位对心输出量影响的重要作用。有趣的是,俯卧位可使几乎所有人群的氧合指数(P/F)显著改善,但仅在心输出量增加的病人身上俯卧位才具有明显增加氧输送的效应。这表明俯卧位引起的动脉氧合改善更多地取决于俯卧位引起的呼吸效应而非血流动力学效应。


俯卧位可能改变左心室后负荷

       俯卧位改变LV的后负荷可从LV收缩末期容积和动脉收缩压的增加中得到佐证。LV后负荷的增加可能与俯卧位引起的腹腔内压力(IAP)增加有关,IAP增加可部分传递至主动脉和腹腔内血管系统。但也不能排除是由IAP增加引起的肾功能不全激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RASS)所致;此时RASS的激活可导致全身血管阻力增加进而增加LV后负荷。

      尚无俯卧位对心肌收缩力影响的研究报道。心肌收缩力很难在床边进行可靠评估。但是我们先前的研究发现,俯卧位可使LV后负荷增加而不改变LV射血分数(LVEF)。由于LVEF与容量负荷有关(LV后负荷增加时LVEF常趋向于降低),此时我们应该可以说俯卧位至少不会降低心肌收缩力。




俯卧位的局部血流和微循环效应



       除了上述大循环效应外,俯卧位还可对局部血流和微循环产生影响,后者主要由俯卧位引起的IAP增加所致,目前已知IAP增加在很大水平上会影响腹腔脏器灌注。IAP明显增加会引起肾灌注压和肾动/静脉血流减少,肾血管阻力增加。此外,IAP增加还会引起肾脏和胃肠道微循环障碍,甚至可能造成肝-内脏灌注不足。最后,IAP增加可部分传递至胸腔导致胸内压增加,胸内压的增加使经颈内静脉回流的颅内静脉血流造成功能性阻塞,进而引起颅内压增高和脑灌注压下降,即使对IAP轻度增高的非创伤性脑损伤病人也是如此。


肾循环

       造成肾灌注和肾功能受损的原因是IAP增加,而非俯卧位本身。如上所述,从未有俯卧位导致IAP大幅增加的报道;这表明在大多数情况下俯卧位不太可能阻碍肾循环并诱导肾衰竭。


肝-内脏循环

      有两项研究分别以吲哚菁绿染料法测定肝清除功能,以胃粘膜-动脉二氧化碳压差评估胃肠粘膜灌注水平,结果发现俯卧位不影响肝-内脏循环。Hering等发现俯卧位时IAP轻度增高(从10至13mmHg),而在Matojevic等的研究中IAP并没有随俯卧位而改变。

      已发表的文献表明,俯卧位不会对肾和肝-内脏循环产生显著影响,仅在少数小规模临床研究中发现俯卧位可引起IAP轻度增高。但是对于俯卧位所致IAP明显增高或先前已存在腹腔内高压的病人,目前尚不能排除俯卧位对其肾脏和肝-内脏微循环产生有害影响的可能。




俯卧位患者监测什么?



 

腹内压监测

如前所述,俯卧位仅能轻度升高IAP。然而,俯卧位对微循环、尤其是对肝-内脏局部微循环的潜在影响,可能是由于IAP显著增加导致的。因此,把病人翻转为俯卧位之后,严密监测IAP变化至关重要,尤其对那些已经存在腹内高压或者有腹内压升高风险因素的患者。这类病人的IAP评估很重要,至少可以维持足够的腹腔灌注压。腹腔灌注压是由平均动脉压和IAP的差值决定的,因此可以避免俯卧位对局部循环潜在的不利影响。鉴于此,有研究表明腹腔灌注压最低60mmHg的目标是有腹内高压和/或腹腔间隔室综合征患者的独立预测因素。


心输出量监测

    关于俯卧位对心输出量影响的研究中,既有导致心输出量明显增高的结果,也有无显著改变的。然而理论上讲,根据腹部血管区和血管瀑布现象的概念,对于某些既有低血容量、又合并腹内高压或者腹腔间隔室综合征的特定患者,我们不能排除俯卧位可能会降低其心输出量。此外有研究称,在ARDS患者中,采用胸骨-骨盆支撑进行俯卧位引起血流动力学轻度恶化。而在这项研究中,每搏输出量而非心输出量,随着心率的增加而减少。有趣的是,IAP的增加程度与在没有支撑的情况下进行俯卧位的研究中观察到的程度相同,这表明俯卧位对于每搏输出量的不利影响可能继发于胸骨-骨盆支撑引起的胸内压显著增加。所有这些数据表明,实施监测以评估这些潜在的心输出量改变是明智的选择。另外,俯卧位多用于病情复杂的患者,而这些患者常常合并ARDS相关的血流动力学障碍,而这也证明使用高级的血流动力学监测工具进行心输出量监测是合理的。高级心输出量监测工具的优点是可以提供额外的血流动力学变量,这有益于这些患者的血流动力学管理。我们推荐使用肺动脉导管,特别是在伴有RV功能障碍的情况下,因为它可以提供一些有用的变量,例如肺动脉压和PVR,这些变量在俯卧位时都会降低。而经肺热稀释装置可以检测血管外肺水和反映液体反应性的动态变量,这有助于指导液体治疗。


局部血流和微循环的监测

如上所述,俯卧位可能仅通过增加IAP或由于先前的高IAP基础,而改变肾脏或肝脏的血流或微循环。除了肾脏多普勒超声之外,还缺乏评估这些局部血流的工具。吲哚菁绿的肝清除率检测在常规治疗中并不常用。而通过显微视频超声技术评估的舌下微循环则很难反映胃肠微循环变化。




结论



俯卧位通气目前被认为是改善严重ARDS患者氧合的挽救疗法。俯卧位的三个主要后果(IAP增加,动脉氧合改善和肺复张)导致心脏前负荷增加和RV后负荷减少。最终结果是引起有前负荷储备患者的心输出量增加。

俯卧位不会引起腹腔内器官血流或微循环的损害。但俯卧位患者应考虑实施IAP和心输出量监测。尤其是当怀疑IAP升高时,这种情况下俯卧位可能会损害血流动力学。


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