ICU患者容量负荷试验前后血压和心率变化与心输出量的相关研究

ICU患者容量负荷试验前后血压和心率变化与心输出量的相关研究

孔德峰

摘要 目的：对于基层医院ICU无法常规开展脉波指示剂连续心排血量监测（PICCO）评估容量负荷，寻找简便易行、准确性高的替代指标显得尤为重要。本研究试图分析容量负荷试验前后血压和心率变化与心输出量的相关性，进而寻找可行的替代指标。方法：前瞻性随机选择2022年1月至6月于我院ICU患者共105例为研究对象，均接受镇静管理。分别在容量负荷试验前30min和后30min由经验丰富的超声科医师检测心输出量（CO），计算增量值⊿CO；同时记录收缩压、舒张压和心率，计算平均动脉压（MAP）、⊿收缩压、⊿舒张压、⊿MAP和⊿心率。结果：根据试验前CO值分为容量负荷正常组44例和异常组61例，异常组⊿CO、⊿收缩压、⊿舒张压、⊿MAP和⊿心率均显著大于正常组（P＜0.05），而试验后CO、试验前后收缩压、舒张压、MAP和心率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。Spearman检验显示，⊿CO与⊿MAP和⊿心率呈显著正相关（P＜0.05），但与⊿收缩压和⊿舒张压无明显相关（P＞0.05）。单因素Logistic回归分析显示，⊿MAP（OR=2.652,95%CI=2.001~3.325，P＜0.001）和⊿心率（OR=1.758,95%CI=1.234~2.658，P＜0.001）与容量负荷异常密切相关。受试者工作曲线（ROC）显示，⊿MAP和⊿心率诊断容量负荷异常的曲线下面积（AUC）分别为0.875和0.806。结论：在基层ICU无法开展PICCO和超声检查的情况下，准确评估容量负荷试验前后MAP和心率的增量值可作为容量负荷评估的替代指标，有较高的诊断效能，且易获得，有重要的应用价值。

关键词：基层医院；重症监护室；容量负荷；血压；心率；心输出量；超声

Correlation between changes of blood pressure, heart rate and cardiac output before and after volume load test for ICU patients in primary hospital

Abstract  Background and Objective: It is particularly important to find a simple, easy and accurate alternative index for ICUs in primary hospitals that cannot routinely carry out pulse indicator continuous cardiac output monitoring (PICCO) to assess capacity load. This study tried to analyze the correlation between the changes of blood pressure,heart rate and cardiac output before and after the volume load test, so as to find the feasible alternative indicators. Methods: A total of 105 patients in ICU of our hospital from January 2022 to June 2022 were selected prospectively and randomly, all of whom received sedation management. Cardiac output (CO) was measured 30 min before and 30 min after the volume load test by an experienced ultrasound physician, and the incremental value ⊿CO was calculated; systolic blood pressure, diastolic blood pressure and heart rate were recorded at the same time, then mean arterial pressure (MAP), ⊿systolic blood pressure, ⊿diastolic blood pressure, ⊿MAP and ⊿heart rate were calculated. Results: According to the CO value before the test, 44 patients were pided into the normal volume load group and 61 patients were in the abnormal group. In the abnormal group, ⊿CO, ⊿systolic pressure, ⊿diastolic pressure, ⊿MAP and ⊿heart rate were significantly higher than those in the normal group (P<0.05), but there were significant differences of CO after the test,systolic pressure, diastolic pressure, MAP and heart rate before and after the test (P>0.05). Spearman test showed that ⊿CO was positively correlated with ⊿MAP and ⊿heart rate (P<0.05), but not with ⊿systolic and ⊿diastolic blood pressure (P>0.05). Univariate Logistic regression analysis showed that ⊿MAP(OR=2.652,95% CI=2.001~3.325, P<0.001) and ⊿heart rate(OR=1.758,95% CI=1.234~2.658, P<0.001) were closely related to abnormal volume load. The area under curve (AUC) of ⊿MAP and ⊿heart rate for diagnosing abnormal volume load by receiver operating curve(ROC)were 0.875 and 0.806, respectively.

Conclusion: When PICCO and ultrasound examination cannot be carried out in primary ICU, accurate assessment of MAP and heart rate increments before and after volume load test can be used as the substitute index for volume load assessment, which have high diagnostic efficiency and are easy to obtain, and have important application value.

Key words: Primary hospital;Intensive care unit; Capacity load; Blood pressure; Heart rate; Cardiac output; Ultrasound

对于ICU和急诊危重症患者快速、准确评估循环容量负荷是判断病情严重程度和制定补液方案的前提。然而多数基层医院ICU无法常规开展脉波指示剂连续心排血量监测（pulse indicator continuous cardiac output monitoring，PICCO）评估容量负荷，寻找简便易行、准确性高的替代指标显得尤为重要。根据我国对ICU的建设指导意见[1]，强调完善超声医学队伍和设备管理。超声心动图可以床旁快速、准确测量多个心功能指标，如心输出量（cardiac output，CO）、左室舒张末内径等，CO可以间接反映机体的容量负荷，与PICCO测量结果有较好的一致性[2]。而且超声检查简便易行、重复性好、费用低廉，易于推广。但是，超声检查结果对超声医师的临床经验依赖度较高，受多种临床因素的干扰，如患者体型和体位、心脏切面和角度、疾病特征等，结果的变异度较大，对急危重症患者准确评估容量负荷不利[3-4]。是否存在客观、高效、易于获得的指标用于替代超声检查来辅助医生快速、准确评估容量负荷，是当下基层ICU亟需解决的难题。本研究试图分析容量负荷试验前后血压和心率变化与心输出量的相关性，进而寻找可行的替代指标，对于基层医院具有较大的推广价值。

1.对象与方法

1.1 对象资料

前瞻性随机选择2022年1月至6月于我院ICU患者共105例为研究对象，其中男性59例，女性46例，平均年龄（57.9±6.5）岁。纳入标准：①年龄大于18岁；②首次入住ICU，均接受镇静管理；③获得知情同意权和伦理委员会审批；④临床资料完整。排除标准：①原发心功能障碍；②容量负荷试验失败；③入院前已进行补液；④超声图像不清晰；⑤严重肾功能障碍、恶性肿瘤等。

1.2 研究方法

所有患者入院后在治疗前进行容量负荷试验，分别在容量负荷试验前30min和后30min由经验丰富的超声科医师检测CO，计算增量值⊿CO=试验后-试验前；同时记录收缩压、舒张压和心率，计算平均动脉压（MAP）、⊿收缩压、⊿舒张压、⊿MAP和⊿心率。

根据试验前CO值分为容量负荷正常组44例（3.5~5.5L/min）和异常组61例（＜3.5 L/min）。应用德国GE公司Vivid 型彩色多普勒超声诊断仪，探头型号M3S，频率 1.7 ~3.4 MHz。患者取仰卧位或者侧卧位，于心尖五腔切面清晰记录主动脉瓣口血流速度曲线，同时冻结图像描记流速曲线的面积，即速度与时间的积分，与血管的横截面积相乘即得到每搏输出量（SV）[5]，CO = SV ×心率，连续测量3次取平均值。

目前临床上关于容量负荷试验尚无统一标准，我们采用30 s内快速输注80 mL平衡液，然后15 min 内快速输注 500 mL平衡液补液试验的方法[6]，一边补液一边监测生命体征，防止快速大量补液导致肺水肿等严重并发症。

1.3 统计学方法

采用SPSS20.0统计软件对符合正态分布的计量资料（均数±标准差）两组间比较采用独立样本t检验，计数资料[例(%)]比较用χ2检验；Spearman检验做相关分析，单因素二元Logistic回归分析⊿MAP和⊿心率与容量负荷间的关系，受试者工作曲线（ROC）计算曲线下面积（AUC）；P＜0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1 两组患者的一般临床资料比较

两组患者性别、年龄、体质指数、基础疾病和发病原因比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1

表1  两组患者的一般临床资料比较

2.2 两组CO、血压和心率的比较

异常组⊿CO、⊿收缩压、⊿舒张压、⊿MAP和⊿心率均显著大于正常组（P＜0.05），而试验后CO、试验前后收缩压、舒张压、MAP和心率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2

表2 两组CO、血压和心率的比较

2.3 CO、血压和心率的相关性

Spearman检验显示，⊿CO与⊿MAP和⊿心率呈显著正相关（r=0.798和0.576，P＜0.001），但与⊿收缩压和⊿舒张压无明显相关（r=0.099和0.103，P＞0.05）。见图1

图1  CO、血压和心率的相关性

2.4 ⊿MAP和⊿心率与容量负荷异常的关系

单因素Logistic回归分析显示，⊿MAP（OR=2.652,95%CI=2.001~3.325，P＜0.001）和⊿心率（OR=1.758,95%CI=1.234~2.658，P＜0.001）与容量负荷异常密切相关。

2.5 ⊿MAP和⊿心率诊断容量负荷异常的ROC分析

ROC显示，⊿MAP和⊿心率诊断容量负荷异常的AUC分别为0.875（95%CI=0.812~0.936，P＜0.001）和0.806（95%CI=0.746~0.867，P＜0.001）。见图2

图2  ⊿MAP和⊿心率诊断容量负荷异常的ROC曲线

3.讨论

    本研究主要探讨基层ICU在无法常规开展PICCO监测中心静脉压和平均动脉压评估循环容量负荷的前提下，当心脏超声测量CO技术不成熟的时候通过记录补液前后的MAP和心率变化量对快速、准确评估容量负荷，提示恰当的补液方案具有十分重要的临床意义和经济效益。

本研究显示，初次ICU患者容量负荷异常发生率为58.1%（61/105），容量负荷异常是导致多器官功能障碍甚至死亡的重要原因，尤其对于休克患者更需要快速、准确评估容量负荷以制定个性化的补液方案[7]。袁静等[8]研究指出，超声心动图测定CO具有快速、准确、无创的优势，与PiCCO测量结果有较好的吻合度，尤其适合ICU心源性休克患者的监护。但是，超声检测往往对检查者的技术要求高，肥胖往往导致图像清晰度较差，机械通气或者其他侵入性操作影响检查体位，导致心脏切面和角度欠佳，最终导致测量结果的准确性下降。对于ICU缺乏自己的超声检查队伍来说，需要借助门诊超声医师，可能延长检查时间，也不利于入院病情的快速判断和治疗[9]。因此，我们试图通过容量负荷试验前后多个生命体征的指标变化来间接评估容量负荷。也有研究通过计算尿量、生化指标如脑利钠肽、血乳酸、钠钾离子等来反映容量负荷变化，但是我们在临床实践中发现，快速的补液试验往往对尿量和血生化指标的影响甚微，反映容量负荷变化的敏感度较差[10-12]。

本研究显示，异常组⊿CO、⊿收缩压、⊿舒张压、⊿MAP和⊿心率均显著大于正常组（P＜0.05），而试验后CO、试验前后收缩压、舒张压、MAP和心率比较无明显差异（P＞0.05）。提示补液试验对CO、血压和心率的变化值有一定影响。Spearman检验显示，⊿CO与⊿MAP和⊿心率呈显著正相关（P＜0.05），与⊿收缩压和⊿舒张压无明显相关（P＞0.05）。提示，心输出量的变化与MAP和心率的变化量关系更密切。MAP主要反映循环阻力血管的压力负荷，即后负荷，容量负荷主要反应前负荷，前负荷越大后负荷也越大，此时心脏处于代偿期；当前负荷越大，而后负荷越低的时候提示心脏处于失代偿期，休克风险较高[13-14]。通过补液试验计算⊿CO和⊿MAP值越大可提示容量负荷异常，经过有效的临床干预后⊿CO和⊿MAP值下降，提示容量负荷恢复正常。心脏的代偿机制与交感神经/副交感神经兴奋性和内分泌调节有关，心率主要受交感神经支配，当容量负荷异常时心率加快增加心输出量，进而调节容量负荷；当容量负荷异常得到纠正的时候，心率逐渐下降，减少心输出量恢复容量负荷

[15-16]。

    本研究采用Logistic回归分析显示，⊿MAP和⊿心率与容量负荷异常密切相关。提示⊿MAP和⊿心率可作为评估容量负荷异常的有效指标。⊿MAP每增加1个标准差，容量负荷异常的发生风险升高1.652倍；⊿心率每增加1个标准差，容量负荷异常的发生风险升高0.758倍。最后，ROC显示，⊿MAP和⊿心率诊断容量负荷异常的AUC分别为0.875和0.806。提示，⊿MAP和⊿心率可作为容量负荷异常评估的潜力指标[17-18]。

综上所述，在基层ICU无法开展PICCO和超声检查的情况下，准确评估容量负荷试验前后MAP和心率的增量值可作为容量负荷评估的替代指标，有较高的诊断效能，且易获得，有重要的应用价值。

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