脉搏血氧波形振幅变异率在急诊感染性休克患者容量复苏中的作用

脉搏血氧波形振幅变异率在急诊感染性休克患者容量复苏中的作用目的脉搏血氧波形振幅变异率（respiratory variations in the pulse oximetry plethysmographic waveform amplitude，ΔPOP）作为容量反应的动态评估指标正在被广泛研究。

本研究旨在探讨ΔPOP在急诊感染性休克患者的容量反应评估中的作用。

方法本实验前瞻性地研究2010年10月到2011年10月北京协和医院急诊科抢救室和EICU收治的28例感染性休克患者，记录所有患者在扩容（羟乙基淀粉万汶500 mL）前后的各项血流动力学参数，如心输出量、每搏输出量变异率（stroke volume variation，SVV）和ΔPOP等，容量反应阳性定义为扩容后患者每搏输出量较输液前增加15%以上。

结果容量反应阳性患者扩容前的ΔPOP较容量反应阴性患者高（P＜0，01）。

扩容前的SVV和ΔPOP两指标之间存在显著的正相关关系，Spearman相关系数为0，900（P＜0，01）。

结论ΔPOP 对急诊感染性休克患者的容量反应预测准确性较高，和SVV有很好的相关性，优于CI、SVRI、CVP等静态指标，值得进一步研究。

标签：容量反应；感染性休克；急诊科The performance of ΔPOP in the assessment of fluid responsiveness in septic shock patients in emergency department Liu Yecheng，Xu Jun，Zhu Huadong，Wang Zhong，Yu Xuezhong. Department of Emergency Medicine，Peking Union Medical College Hospital，Beijing 100730，ChinaCorresponding author：Yu Xuezhong，Email：dryxz@sina，com容量复苏在感染性休克的早期目标治疗中占据极为重要的地位[1]。

足够的血管内容量是使用血管活性药物的前提条件，但过多的容量又会造成肺水肿等副作用，因此对患者容量反应的评估尤为重要。

常规的静态评估指标如中性静脉压（CVP）、肺动脉楔压（PCWP）目前被认为不能很好地反映患者的容量状态；而动态评估指标利用了患者每搏量随呼吸的变化，已被证实能较静态指标更好地预测容量反应[2]。

但是，动态指标的获取常常有一定困难：每搏输出量变异率（SVV）和脉压变异率（PPV）是有创的，相关的并发症不可回避[3]；下腔静脉直径变异率、主动脉流速的脉冲多普勒异率等则在技术上有一定要求，难以广泛开展。

目前对于上呼吸的机患者，脉搏血氧波形振幅变异率（respiratory variations in the pulse oximetry plethysmographic waveform amplitude，ΔPOP）正在被广泛研究[4]。

研究发现，ΔPOP对心室的前负荷变化很敏感[5]，能在手术室中很好地预测患者的容量反应[6]。

本研究旨在探讨ΔPOP在急诊感染性休克患者的容量反应评估中的作用。

1 资料与方法1，1 一般资料本实验前瞻性地研究2010年10月到2011年10月北京协和医院急诊科抢救室和EICU收治的感染性休克患者，所有患者满足《2004严重感染和感染性休克治疗指南》的感染性休克诊断标准。

入组患者同时满足以下条件：（1）控制性机械通气；（2）有氧饱和度监测；（3）有脉搏波形指示的连续心输出量（pulse indicated continuous cardiac output，PiCCO）监测。

患者的入组排除标准：（1）有自主呼吸；（2）有持续的心律失常；（3）已有明确血容量过多的临床表现。

所有患者置入中心静脉导管（颈内静脉或锁骨下静脉）和外周动脉导管（股动脉）进行PiCCO监测，采用热稀释方法测定心输出量，自中心静脉注射15 mL 低于8 ℃的生理盐水，描记热稀释曲线，计算得到心输出量指数（CI）、外周血管阻力指数（SVRI）、经胸血管内容量指数（ITBVI）、SVV等。

采集数据时对患者充分镇静、镇痛，采用容量控制通气，潮气量8～10 mL/kg，呼吸频率12～15 次/min，呼气末正压设置为0～5 cmH22O=0，098 kPa）。

1，2 ΔPOP分析在采集脉搏血氧波形数据时，控制血氧波形的增益保持不变。

脉搏血氧波形的振幅高度是通过测量每次脉搏波形的波谷到接下来波峰的垂直距离得到，以像素表示。

在同一个呼吸周期选择出最大振幅（POPmax）和最小振幅（POPmin）（图1）。

ΔPOP用如下公式计算[5]：（POPmax-POPmin）/[（POPmax+POPmin）/2]。

测量在3个持续的呼吸周期内重复进行，选平均值进行统计分析。

在复苏前的资料采集完毕后，对所有存在任何容量不足提示（不限于PICCO 指标）的患者，给予容量负荷试验：患者在30 min内静脉输注万汶500 mL，然后收集容量反应的相关数据，静脉输液后患者每搏输出量较输液前增加15%以上认为容量反应阳，反之为容量反应阴性。

1，3 统计学方法应用SPSS 13统计软件分析。

计量资料采用均数±标准差（x±s）表示。

两组间的计量资料比较采用成组t检验；血流动力学参数的比较采用非参数的Mann-Whitney U检验；相关性分析采用Spearman相关。

以P＜0，05 为差异具有统计学意义。

2 结果在研究期间，总计有28例感染性休克患者满足入组条件。

男性15例，女性13例，年龄24～86岁，（56±21）岁。

所有患者获得了PiCCO测定的血流动力学参数及脉搏血氧波形数据（表1）。

其中容量反应阳性患者16例，容量反应阴性患者12例。

两组患者的心率（HR）、平均动脉压（MAP）、CVP、CI和SVRI差异均无统计学意义。

两组患者的ITBVI差异具有统计学意义（P＜0，05）。

两组患者的SVV和ΔPOP差异具有统计学意义（P＜0，01）。

SVV和ΔPOP之间的相关关系分析显示Spearman 相关系数为0，900（P＜0，01），两组指标之间存在显著的正相关关系（图2）。

3 讨论容量反应是血流动力学监测技术的重要内容，在伴有循环衰竭的急危重症特别是感染性休克患者的救治中具有至关重要的作用。

PiCCO技术已经被证实是一项准确、可靠的血流动力学监测技术，通过它可获得许多动态（SVV）或静态（ITBVI等）的血流动力学参数以预测患者的容量反应[7-8]。

但若要完成PiCCO 监测，需要置入中心静脉导管和外周动脉导管，急诊往往工作繁忙，患者病情复杂，在这种情况下进行PiCCO操作显得比较费时，不能很快地得到所需要的参数，且因其有创性和价格昂贵，常常不被患者家属接受[9]。

而另一方面，基本上所有到急诊的危重患者都会监测脉搏血氧饱和度（SpO2），因此能很容易地得到脉搏血氧波形。

脉搏血氧波形振幅变异率ΔPOP在急诊感染性休克患者的容量反应评估中应用前景如何尚缺乏相关研究。

脉搏血氧饱和度仪系根据血红蛋白的光吸收性原理进行监测[10]，脉搏血氧波形目前被认为是搏动的小动脉所形成的，脉搏血氧波形振幅和手指的血流量有关，手指的血流量越大（如血管扩张），对光的吸收越强，穿过手指的光越弱，在探测器上产生的电流越弱。

但为了更好地理解脉搏血氧波形，多数脉搏血氧监测装置在显示时会把图像做反向处理。

同时，脉搏血氧波形常常自动改变波幅显示比例以适应显示区域。

1999年Shamir等[11]第一次描述了低血容量患者的脉氧波形呼吸变异率。

在呼吸机控制通气的患者，正压吸气开始时胸内压增加，右室容量减少且肺血管受压，使血流加速回到左室，左室舒张末容积增加，心脏搏出量上升，脉搏血氧波形出现最大振幅POPmax。

数次心跳后，减少的右室容量影响左室，心脏搏出量下降，脉搏血氧波形出现最小振幅POPmin，因此ΔPOP 反映的是机械通气所致的静脉回流量的变化。

当有效循环血容量不足时，机械通气可使左心前负荷和心输出量出现明显变化而使ΔPOP明显增加。

2005年ΔPOP 的概念正式提出，之后被很多临床机构所评估，证实ΔPOP对机械通气的患者静脉回流状况非常敏感，是评估容量反应的较好指标，它可以用一个无创的装置实现原来只有用有创方法才能进行的血流动力学监测[12]。

脉搏血氧波形和外周动脉血压波形在外形上很相似，因此把ΔPOP和PPV相比较的研究很多，多个实验证实两者有很好的相关性[13]，而ΔPOP和SVV的相关性尚缺乏研究进行比较。

笔者的研究证实，ΔPOP和SVV有极好的相关性。

实际上脉搏血氧波形从原理上代表的是血流量信号，而SVV也是代表血流量的指标，两者是同源的，不同的是SVV监测的是主动脉的血流而ΔPOP监测的是外周的血流。

正因为是反应外周血流量的变异率，脉搏血氧波形除了可以反映循环血容量的变化外，还能探测到机体对外界刺激的自主神经系统反应以及镇静、镇痛药的作用[14]。

感染性休克的患者外周阻力往往较低，再加上机械通气所需要的镇静、镇痛，确实可能对ΔPOP结果造成一定的影响，但从笔者的研究结果看，这种影响微乎其微，可能和ΔPOP使用的是相对的比值而非绝对数有关。

另一方面，从感染性休克PiCCO监测的各项指标看，笔者的研究发现常规血流动力学参数心率、平均动脉压、中心静脉压、心输出量指数乃至外周血管阻力对于预测患者的容量反应效果不佳，再一次说明静态指标的局限性，每个患者的心输出量指数、中心静脉压、外周血管阻力等的绝对数并不能提示患者的血管内容量是否足够。

在所有的静态指标中，只有PiCCO所特有的容量指标ITBVI在笔者的研究中和患者的容量反应有一定关系。

但在实际应用上，笔者也发现，对于一些特殊患者，如本身有心脏问题：心肌肥厚、心腔较小，或心脏扩张、心腔较大的患者，ITBVI的结果也无法用正常人的参考值进行衡量，此时用它预测容量反应并不可靠。

而动态容量指标SVV和笔者关注的ΔPOP在感染性休克患者的容量负荷试验中，阳性组和阴性组之前有很显著地差异，说明它们预测患者的容量反应都很可靠。

当然，ΔPOP也有其局限性。

首先是动态容量指标的普遍问题，为了保证每次呼吸对循环的影响一致，需要患者在严格的控制性机械通气下才能进行，对非插管上机的患者不适用[15]；其次，ΔPOP的应用前提是心律齐，在心律不齐如房颤患者ΔPOP是不适用的；再次，脉搏血氧波形会受患者局部因素的干扰。

虽然本研究中没有出现，但皮肤过厚、肤色过深或手指循环太差、皮温过低等因素，都会导致脉搏血氧波形无法显示。