在不同原因引起的休克患者中,大量研究一致表明,持续的微循环变化与器官功能障碍和死亡率相关。超过600篇论文强调了床旁微循环监测的临床相关性。

(2018年,欧洲重症医学会特别工作组发布了重症患者舌下微循环评估的专家共识)

未来的挑战是将微循环监测从重要的研究工具转变为临床医生所必要的床旁监测技术,以基于微循环参数个体化导向血流动力学复苏。

目的及方法

本文的目的是提供对危重症患者微循环监测当前状态的更新,并提出指导治疗的方法。我们提出了它在血流动力学监测未来的潜在作用,以及它如何影响危重症患者的血流动力学管理的观点。

01

为什么微循环的研究对指导ICU的治疗策略至关重要?

微循环的主要功能是输送氧气,其两个主要决定因素是对流(例如携带氧的红细胞的流动)和弥散(例如氧气从红细胞到细胞所必须经过的距离)。与微循环的对流(例如红细胞血流速率)和弥散(例如功能性毛细血管密度)能力相关的参数被用来量化微循环的功能状态。大多数ICU使用的血流动力学策略侧重于促进血流和动脉氧输送(对流)。然而,实现足够的弥散能力对于优化组织氧运输也至关重要,这是一个变量,只能通过直接观察微循环才能测量。了解这两个氧输送到细胞的主要变量对于指导血流动力学策略至关重要。

血流动力学复苏的目标是满足各器官的氧代谢需求,这只能通过优化微循环来实现(图1)。我们希望通过优化血压和每搏输出量(SV)等宏观血流动力学变量来实现这一目标。但我们一直不知道在大循环优化后是否真的实现了微循环和组织氧合的优化。由于大循环和微循环之间存在血流动力学的一致性(即协调性),通常通过优化大循环来纠正微循环流量和密度的下降。另一方面,在微循环发生异常的情况下,优化大循环可能无法改善组织灌注。由于微循环障碍的发生是由多种因素引起的,包括血液黏度的改变、内皮功能障碍、糖萼降解/微血栓/微聚合物等,这些问题大多数都不能通过传统的血流动力学干预来纠正(图1)。

图1:大循环和微循环优化的不同参数

02

未来我们将如何评估和分析ICU患者的微循环?

床旁评估微循环有多种方法,每种方法都有其优点和挑战。需要注意的是,许多先进工具可能对于低收入水平和中等收入水平的医疗系统来说难以获取,并且微循环工具的可获得性对于广泛应用策略非常重要。

最近引入和验证的自动化微循环分析软件,可以在床旁实施舌下微循环导向治疗,这是向床旁常规使用高清显微成像技术迈出的重要一步。该软件可以通过图像计算得出微循环功能参数,包括功能性毛细血管密度和红细胞流速,从而区分微循环的弥散性和对流变化(图2)。新增的功能参数,如毛细血管红细胞压积、组织红细胞灌注以及活化白细胞的定量分析,进一步提供了更多关于微循环异常的信息。

图2:尽管大循环已经优化,但仍会出现不同类型的微循环异常。

(A异质性分布,即灌注的毛细血管与无灌注的毛细血管相邻,主要在炎症或严重脓毒症状态下。B红细胞稀释(例如在复苏过程中的失血性休克)和贫血。C由于静脉阻力增加而导致的淤血。D组织水肿导致氧弥散距离增加)

本文提出了毛细血管再充盈时间 (CRT)、超声造影(CEUS)、手持式显微镜(HVMs)、激光多普勒、磁共振成像(MRI)、指甲周围毛细血管显微镜检查(NVC)、近红外光谱(NIRS)、容积描记技术、静动脉二氧化碳分压差(CO2 gap)这几种评估外周灌注的技术。皮肤灌注的变化可能会发生在宏观血流动力学变量改变之前,先前的数据表明,尽管大循环优化,但这些变化的持续存在与更高的死亡率相关。这些灌注评估技术是令人振奋的新工具。现在的挑战是证明它们是可重复性的,可以指导复苏和减少器官功能障碍。此外,这些皮肤灌注变量与肾、心、脑等重要器官的微循环和功能之间的关系仍需进一步研究。

03

需要哪些证据来促进采用微循环分析作为ICU治疗管理的常规组成部分?

为了将微循环分析确立为重症监护标准的一部分,有必要证明微循环分析的整合对于预防和治疗器官功能障碍具有影响力(图3)。同时,需要拥有一种相关的微循环分析设备(最好是对流和弥散式微循环分析),并且易于在床旁使用(图3)。理想情况下,这需要将床旁设备与能够进行可靠和即时数据分析的软件相结合。人工智能的初步应用显示出作为一种技术来识别微循环改变的潜力,这可能有助于识别微循环障碍并指导未来应用中的治疗。

图3 重症监护(ICU)微循环监测的未来挑战

04

未来针对重症监护中微循环的治疗方法是什么?

未来重症监护室患者的血流动力学策略应该将大循环和微循环优化相结合,以帮助临床医生更全面地了解患者的生理状况,从而为治疗提供清晰的路径(图4)。面对持续的微循环改变,临床医生应评估微循环对液体挑战的反应,然后在没有反应的情况下,测试给药和/或增加血管活性药物剂量(图4) 。可以考虑输注红细胞,特别是在面对毛细血管密度降低的情况下。在未来,毛细血管血红蛋白的可用性可能使得输注红细胞的管理更加精细。最后,在之前的治疗策略无效的情况下,可以考虑使用微血管扩张剂(图4) 。新的算法应该在针对微血管改变风险的复苏患者的均质群体中进行前瞻性随机对照试验。人工智能可以帮助建立这些算法,并帮助临床医生在治疗微循环改变方面做出决策(图4)。

图4:大循环和微循环的优化算法

结论

血流动力学管理需要对大循环和微循环参数进行个体化处理。目前,临床医生目前无法观察到器官微循环的情况,这使得他们无法在组织层面实现血流动力学复苏的个体化。若将血流动力学复苏限制在整体血流动力学的优化而忽视微循环,可能导致组织灌注持续受损或过度治疗。未来的挑战在于拥有无创、易于使用的设备,可以在床旁进行可靠评估和即时定量分析微循环。使用自动分析和未来可能引入人工智能(例如在HVM集成软件中)的分析软件可以消除观察者偏倚,并提供治疗选择的指导,同时分析微循环对应用干预措施的反应。此外,为了获得护理人员对监测微循环的支持和信任,有必要证明将微循环分析纳入血流动力学复苏的决策过程中可以预防器官功能障碍,并改善危重病患者的预后。

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