绪论 重症超声与血流动力学治疗
近些年来，随着重症超声的快速发展，重症超声已覆盖重症医学领域的各个方面，全面协助管理重症患者。血流动力学在重症医学中无处不在的理念已经深入人心。如何更好地实施血流动力学治疗一直是研究的热点及难点。将重症超声应用于血流动力学治疗，可以扩展血流动力学基础，将理论基础变得可视化，有利于优化重症患者的血流动力学治疗。
血流动力学（hemodynamics）是研究血液及其组成成分在机体内运动特点和规律性的科学。临床上通常应用对血流动力学指标的监测来揭示机体的生理或病理改变，了解病情的进展。在重症患者的治疗中，从最初的抢救复苏到疾病的僵持阶段再到恢复期，均需要血流动力学的评估及调整，因此血流动力学无处不在。
血流动力学治疗（hemodynamic therapy）是以血流动力学理论为基础，根据机体的实时状态和反应，进行目标导向的定量治疗过程。重症超声（critical ultrasonography）是在重症医学理论指导下，针对重症患者运用超声技术，以问题为导向的多目标整合的动态评估过程；是确定重症治疗，尤其是血流动力学治疗方向及指导精细调整的重要手段。
重症超声目标导向性及连续、动态的评估，正是血流动力学治疗的重要组成部分。超声可以对心肺结构功能、血管结构功能、血流运动及器官灌注（心脏、脑、肾脏、胃肠道）进行评估，而这些正是血流动力学的研究内容。因此，重症超声与血流动力学有着天然的联系，重症超声在重症血流动力学中有着重要作用，贯穿血流动力学治疗的全过程。本文将从以下几个方面分别对其进行阐述：
一、重症超声扩展与“挑战”血流动力学基础
重症超声可以扩展血流动力学的理论基础，将其变得可视化，赋予其更多内涵：
（一）腔静脉形态与中心静脉压力
腔静脉即中心静脉，研究发现腔静脉内径与中心静脉压具有很好的相关性。因此，在一定程度上通过超声评估腔静脉的内径及其形变，联合中心静脉压力监测，可以提示目前患者的容量状态。
（二）心肌收缩功能曲线与舒张曲线
根据心肌收缩功能曲线（即Starling曲线），随着扩容，患者每搏输出量增加，超声所测的左室流出道速度时间积分（velocity time integral，VTI）也在增加，根据扩容后VTI增加的幅度，可以估测心脏处于Starling曲线的位置；但在输液的同时，心脏舒张末容积也在增加，其增加过程亦是舒张充盈逐步受限的过程，表现为E/A的变化。在重症超声看来，就是VTI与E/A的同步变化。
（三）心肌收缩功能曲线与肺水肿曲线
随着输液的进行，心脏由收缩功能曲线的上升支移到平台支，同时可以看到肺水肿曲线（Marik-Phillips曲线）由平台支移到上升支，此时监测肺部超声可看出A线逐步由B线替代，肺水逐步增加。因此将心肺超声联合在一起，就将心肌收缩功能曲线与肺水肿曲线关联在了一起。
重症超声也给我们对血流动力学的常规认识带来“挑战”，即右心的特点造成Starling曲线与临床的距离。临床上通常基于心脏收缩功能位于Starling曲线的位置来评估容量储备，即通过输液获得心排血量增加的可能性，但是需要引起重视的是，如果没有好的右心功能，即使左心功能正常，仍然无法从右心获取足够的容量，甚至将因为右心功能异常引起室间隔左移造成左心受压，使心排血量进一步减少。因此，右心功能使Starling曲线应用范围变窄，即：正常的右心功能是应用Starling曲线评估容量储备的前提。所以，通过重症超声对右心功能的进一步评估，让我们明白Starling曲线并不等于容量复苏曲线。
二、容量状态—容量反应性评估—基于心功能的容量反应性
血流动力学的评估，始于容量，因此，需先评估容量状态。容量状态指患者的前负荷状态，即心功能处于Starling曲线的位置。容量反应性是指扩容后的效果，是对前负荷储备的评估，反映患者对容量的耐受情况，是前负荷和心功能情况的综合反应。容量状态与容量反应性密切相关，但并不能直接代表容量反应性，因为容量反应性还受到心功能状态的制约。同时，存在容量反应性并不代表需要扩容，只有在液体治疗能够获益的情况下才给予补液。
重症超声应用于容量反应性评估的指标有腔静脉的内径、变异度、形变指数，且腔静脉指标可在自主呼吸和心律失常患者中应用，但其准确度在腹高压和右心功能异常时需结合其他指标进一步评估。再有，基于心肺相互作用理论衍生出：肱动脉、三尖瓣、肺动脉瓣、二尖瓣及左室流出道流速变化。有研究证实呼气末阻断VTI变化对容量反应性的预测精确性等于或高于经典容量负荷试验，若将流速变化与VTI变化结合起来，预测精确性将提高，但这些指标的应用受限于机械通气患者。近年来，不少研究关注于“mini-fluid challenge”，即：在1分钟内使用不多于100ml液体进行容量负荷试验亦可判断容量反应性，可避免大量液体的使用，降低容量过负荷风险。而实行迷你容量负荷试验时，应用VTI变化可准确预测容量反应性。
容量反应性的基础是：通过容量治疗提高体循环平均充盈压，从而增加静脉回流，但只有当左右心室均处于心功能曲线上升支时，才能通过增加心脏前负荷提高每搏输出量。因此容量反应性本质上就是心脏前负荷反应性，故有学者提出容量反应性评估应从心功能评估开始，即：首先快速筛选出需要进行容量反应性评估的患者，并且明确无需容量反应性评估患者的病因及治疗方向；其次，对需要进行容量反应性评估的患者进行右心功能、左心舒张和收缩功能、左右心同时受累程度和动脉张力的评估，最早筛出左右心不匹配情况，因为左右心必须匹配才能保证血液在心脏的正常流动，单纯右心衰竭和单纯左心衰竭都不利于反应性的评估；然后，根据左右心的评估结果选择容量反应性评估的方法；最后，根据评估结果直接制定血流动力学决策。而这一流程的实现可以通过重症超声来完成，通过上述多手段、多方位的评估流程，有助于实现血流动力学治疗的精准性。当然，该流程的临床获益仍需进一步验证。
三、对重症心脏认识的进步
心脏超声在定性和定量评估心脏功能方面有着不可替代的优势，心脏动力学是血流动力学的核心。近年来，由于重症心脏超声的飞速发展和普及，临床上对于重症心脏的认识更进一步，例如对右心功能的易受累性的认识促使临床重视右心管理，对左室舒张功能异常普遍性的发现形成重症特色的舒张功能不全分类，还有不同原因导致的左室收缩功能不全等。另外，因为重症心脏超声，临床对重症相关的动态左室流出道梗阻、脓毒性心肌病、应激性心肌病也有了更进一步的认识。
动态左室流出道梗阻：左室流出道梗阻在ICU中并不少见，但常被低估，伴或不伴有解剖易感因素的患者，都可因为诱发因素诱发动态左室流出道梗阻。诱发因素包括：突然降低的前后负荷或增加的心率和收缩力，这些因素均导致左室强烈收缩而明显缩小，诱发左室流出道梗阻。ICU中大出血、疼痛、心律失常、血管活性药物、麻醉药物导致的低血压皆为常见诱发因素，若对此类患者进行常规强心或血管舒张剂治疗，将导致循环进一步恶化。因此，利用重症超声对休克患者评估左室流出道梗阻情况是必须的。
脓毒性心肌病：脓毒症患者有40%合并心肌抑制，且当其出现心肌抑制时死亡率可高达70%，超声有助于脓毒性心肌病的分类和相应机制的判别。脓毒症患者的心功能不全常是多因素混杂导致，对该类患者进行重症超声评估后可将其分为：①单纯左室舒张功能不全，可能由于基础高血压舒张受损所致；②单纯左室收缩功能不全，对于年轻患者来说应激性心肌病可能性大；③单纯右心功能不全，更多见于合并肺部感染、ARDS、机械通气患者；④左右室共同受累，出现于感染重的患者中可能才是典型的脓毒性心肌病。对于脓毒症患者的心脏来说，抑制和应激总是一同存在的因素，判别出不同机制，治疗才能更有针对性。另外，近年来利用斑点追踪心脏超声（speckle tracking echocardiography，STE）对脓毒症患者心脏应变功能的评估，能更早发现心功能的异常，这一部分仍需更多探索。
应激性心肌病：应激性心肌病以一过性的左室收缩功能障碍为特征，与急性冠脉综合征都表现为节段性收缩功能障碍，但是，急性冠脉综合征患者根据“时间就是心肌”的原则，有急诊开通血管的指征，因此可通过超声评估收缩异常节段与冠脉分布是否相关。同时，超声亦有助于应激性心肌病的分型，而不同型应激性心肌病将导致不同并发症。除此之外，有研究对临床非常严重的应激性心肌病患者进行随访，发现尽管整体左室射血分数已恢复正常，但局部左室收缩和舒张形变异常在急性期之后还持续存在，考虑与节段心肌水肿有关。因此，超声还可以用于应激性心肌病的预后随访。
总之，在临床血流动力学治疗过程中，寻求最适心排血量和最佳心脏作功状态是整个治疗策略的重要节点，对心脏结构和功能的全面评估至关重要。随着超声技术的不断发展，对重症心脏的认识也在不断进步。
四、休克与重症超声
重症超声可以基于对容量反应性的判断、心脏结构和功能的评估、肺部和血管情况的评估等鉴别不同类型休克，迅速窄化休克的血流动力学分型，帮助临床医师对其早诊断、早警示，进行有针对性的治疗。将心脏超声与其他部位超声相结合形成的超声流程可有效协助判断及除外休克可能原因。急诊低血压患者，即时超声比延迟超声可使误诊率由50%下降至5%；而心脏超声的应用可以使急诊超过一半的ICU患者治疗方案改变或补充。在感染性休克指南中，推荐应用重症超声对血流动力学状态进行评估，可以改善脓毒症患者28天病死率。同时，休克初步评估及处理后，仍需观察和动态评估容量，重症超声可作为血流动力学不稳定治疗后反复评估的手段。因此，重症超声在休克的鉴别诊断、治疗随访中起到重要作用，被认为是休克患者血流动力学评估的一线手段。
五、ARDS与重症超声
ARDS与重症超声的关系始于肺部超声：肺部超声对肺部气化程度的评估与胸部CT具有很强的一致性。尽管ARDS肺部病变为非匀质的，即正常肺、水肿肺、实变肺同时存在，但实际是不同程度的肺水肿，因此，利用肺部超声对肺进行定性的影像学评估有利于ARDS的早期诊断，促进对病理生理学改变的认识。另外，肺部超声还可以评估肺复张和俯卧位操作的潜能，动态监测、指导肺复张及俯卧位操作。
另外，在ARDS患者中，右心功能障碍并不少见。ARDS时的微血栓、动脉重构、低氧、酸中毒及炎性因子等多种因素均可导致肺血管阻力增加，引起肺动脉压力升高；而机械通气又会通过增加跨肺压、驱动压、肺应力等增加右心后负荷，这些肺内肺外因素协同造成右心功能障碍，称之为急性肺源性心脏病（acute cor pulmonale，ACP），而ACP的出现与ARDS的死亡率增高相关，严重右心功能障碍肺动脉压力升高导致的中重度卵圆孔开放分流亦不少见。为此，专家提出了右心保护通气策略。但即使如此，在实施肺保护通气策略后仍有23%的患者合并ACP。因此，在实施右心保护通气策略过程中，应实时监测右心功能，临床上主要通过重症心脏超声来实现。可通过右心室舒张末面积（RVEDA）/左心室舒张末面积（LVEDA）＞0.6及室间隔是否存在矛盾运动（D字征）等征象发现ACP，并通过三尖瓣反流速度估算的肺动脉压力评估ACP的严重程度，可以对比治疗前后（如俯卧位）超声的改变来滴定治疗。也有学者尝试应用应力超声确定ARDS的最优化右心充盈压力，但仍需更多研究来验证。因此，专家建议在ARDS血流动力学管理中，重症超声是必不可少的监测手段。
总之，重症超声之心肺超声对于ARDS的诊断治疗和血流动力学管理有着极其重要的作用。
六、重症经食管超声心动图（critical care transesophageal echocardiography，TEECC）
经胸超声心动图（transthoracic echocardiography，TTE）经常由于患者因素（如肥胖、心脏术后、高PEEP、肺过度充气等情况）和疾病病情（如心内膜炎、主动脉夹层、心脏术后等）限制其部分临床应用，而重症经食管超声心动图（critical care transesophageal echocardiography，TEECC）通过自然腔道进入患者体内进行检查，能很好地避免外界因素干扰，提供优质的图像，且操作者依赖相对更低，具有更好的诊断能力及可重复性，因此近几年在重症超声领域也逐步占有一席之地。有研究得出，重症患者60%治疗策略的改变，其中48%单独因为经食管超声心动图（TEE）。TEE的优势在于对于深部大血管、心脏瓣膜、腱索、左心耳等深部结构及心内分流等评估更准确，并且相对于TTE可以更好地评估上腔静脉及其变异度。在ICU应用TEECC的指征有：常规TTE检查困难时血流动力学的评估；心脏外科术后患者无法解释的低血压（局限性心脏压塞及心室间的左向右分流）；无法解释的低氧血症（心室间的右向左分流，可通过盐水微泡注射验证）；容量反应性的评估（上腔静脉变异度）。因常规TEE探头很难做到动态重复评估，近年来微型TEE探头的安全性研究日渐增多，应该是未来TEECC发展的一个方向。
七、器官血流动力学
血流动力学的治疗位点还包括保证器官与组织的灌注，重症超声除了对心肺功能进行评估外，还可以做到对器官血流的评估。
肾脏结构与血流：重症超声对急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）管理，包括对整个循环的优化以保证肾脏需要的容量和压力、肾前性或肾后性病理状态原因的筛查，以及治疗效果的评估。重症超声可通过评估肾脏血流灌注来滴定选择肾脏合适的灌注压，其中肾血管阻力指数是目前临床应用最为广泛的指标。另外，增强超声可以在微血管水平明确肾脏血流的变化，但目前缺乏统一的定量评估方法，仍需进一步研究。
颅内高压与脑血流：颅内压监测是重症神经的重要内容之一，重症超声中视神经鞘直径（optic nerve sheath diameter，ONSD）认为与颅内高压有一定相关性，且扩张的ONSD会随着已升高的颅内压降低而减少，因此认为ONSD可动态评估颅内压变化。而经颅多普勒（transcranial doppler，TCD）、经颅彩色多普勒（transcranial color doppler，TCCD）也可实时监测脑血流变化，协助评估脑血管痉挛、充血与缺血，提供脑灌注信息，还包括脑血流自身调节功能。
胃肠道功能与血流：重症胃肠道超声通过检查胃肠壁的厚度、胃肠腔的大小、胃肠腔内容物、胃肠的运动等动态改变给临床治疗提供一定信息，还可引导鼻空肠营养管的置入、辅助急腹症诊断及腹腔积液评估穿刺等，亦有研究证明超声可辅助腹高压（intra-abdominal hypertension，IAH）管理，具有不错的前景。另外，应用超声评估肠系膜上动脉及腹腔干、门静脉、肝静脉等血管血流可以在一定程度了解胃肠道血流情况，协助胃肠道血流动力学管理。
八、体外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）离不开重症超声
体外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）作为严重心肺衰竭的支持手段在重症医学领域应用日益增多，超声在此类患者的管理中起着重要作用。专家推荐ECMO团队中需有一名受过超声培训的医师。超声主要在以下几个环节协助ECMO的管理：
启动前评估：在ECMO启动前，根据患者的血流动力学进行全面的心脏超声检查，排除不需要紧急启动ECMO的一些情况，比如心脏压塞。另外，通过超声对左右心结构功能、心脏各瓣膜结构功能、主动脉、心包积液等进行评估，协助ECMO模式的选择［静脉-静脉（V-V）或静脉-动脉（V-A）］，并排除需要手术干预的病理情况和相关禁忌证。
置管：①置管前：利用超声彻底检查血管解剖确定置管潜在风险，测量血管的直径，协助导管的选择。另外，超声可以评估股动脉的粗细，对于股动脉细小患者，应考虑放置远端灌注管以确保远端肢体的血供。②置管时：利用超声引导进行血管穿刺可减少相关并发症，同时可确定置管位置，并实时监测任何新的或增加的心包积液。
ECMO期间的患者监护：①V-A ECMO：V-A ECMO时，热稀释技术测量心排血量结果可能会被高估，且脉搏轮廓分析方法可能受到没有脉动性的限制，因此心脏超声的评估可能更为优选。应用超声监测心腔大小，以确定心室排空、主动脉瓣开放情况，帮助发现心腔内或主动脉内血栓。另外超声下的自发性红细胞显影存在提示较高的血栓形成风险。再者，心脏超声可连续监测双心室功能，帮助ECMO流量调节。②V-V ECMO：超声可以帮助确定流量不足的原因：容量或是导管位置原因。另外，V-V ECMO也需要评估心脏功能，尽早发现需要转V-A ECMO的情况。③V-A ECMO和V-V ECMO：超声还可以对这两种模式ECMO运行中出血、血栓、心包积液等并发症进行监测。
撤离：超声可用于指导V-A ECMO的撤离，但撤离具有高度的中心依赖性，缺乏明确的标准操作流程。一般认为当心功能出现恢复迹象时，可以考虑撤机。临床实践中，ECMO流量下降期间需密切监测血流动力学和心脏超声变化。
撤离后：ECMO撤离后的关注点之一是插管在位时未能发现的血栓或阻塞。
因此，超声在ECMO管理的每一步都有重要作用，虽然其技术本身可能未直接改善ECMO患者的预后，但有助于减少并发症，指导医师对患者的日常管理。目前仍需要制定相关指南来规范超声在ECMO管理中的使用。另外，在V-V ECMO支持期间右心功能的监测价值亦需进一步评估。
九、心脏基础的早期识别，对血流动力学影响
重症心脏超声可以通过对心脏结构和功能的评估，筛选出具有慢性基础疾病的患者，让临床医师对高危患者提高警惕并作好相关并发症的预防。脱机相关性肺水肿（weaning-induced pulmonary oedema，WiPO）是脱机过程中因胸腔内压的下降，导致静脉回流增多，引起左室充盈压上升而发生的急性心力衰竭。临床中59%的脱机失败与WiPO相关，因此应该引起重视。研究发现，WiPO的发生与患者的前负荷状态相关，而既往慢性阻塞性肺疾病（COPD）、心脏病基础（包括心肌肥厚或扩张、心脏低动力及明显瓣膜异常）及肥胖的人群为其发生的独立高危因素，另外在老年患者中舒张功能不全有着惊人的普遍性，对于这类高危机械通气的患者，脱机前应用超声评估容量状态和左室充盈压（E/E'），必要时脱水至患者有容量反应性是目前推荐的血流动力学治疗手段。而对于一些有肥厚型心肌病、应激性心肌病、二尖瓣置换、高血压左室肥大或心房颤动等与动态左室流出道梗阻发生相关的解剖基础的患者，应重视前后负荷、心率及心脏收缩的管理，这些管理可以通过重症超声来实施。因此，通过重症超声对心脏基础的早期识别，可优化血流动力学管理。
十、预后
通过重症超声动态评估、实时指导血流动力学治疗能够改善患者预后。在血流动力学不稳定的患者中只有50%是有容量反应性的，对没有容量反应性患者扩容会增加肺水肿和组织水肿发生率，重症超声利用多指标联合评估容量反应性，指导容量管理，改善患者的预后；在休克患者的管理中，有重症超声引导评估治疗的患者会输入更少的液体、使用更多的血管活性药物及具有更高的生存率；在脓毒症患者中，Papolos等人发现TTE的使用与住院期间包括脓毒症在内患者的较低住院病死率相关，而另一项基于MIMIC-Ⅲ数据库的分析研究亦提示TTE检查与脓毒症患者28天病死率下降有关。有研究指出，应用重症超声后，有21%的诊断改变与69%的治疗改变。但需要强调的是：单纯监测手段的实施（如Swan-Ganz导管、超声）与指标获得本身并不改善患者的预后，只有对指标的合理解读并指导治疗才是改善患者预后的关键，这也是重症超声区别于普通超声的关键所在。
综上所述，重症超声集结构评价和功能监测于一体，可以定性和定量评估，且全身序列超声筛查使血流动力学的治疗更加目标化和规范化，超声无处不在地融合于重症血流动力学治疗的方方面面，流程化的超声评估有利于临床管理。当然，超声亦有其缺陷，需要克服：①操作者依赖性强，不规范操作导致错误数据获取，只会误导临床诊疗；②超声数据需要正确的临床解读，重症超声并不是唯技术论，只有将正确的数据与相关理论结合并分析才能体现其应用价值；③作为“可视的”数据，超声对微循环方面的评估价值还需要更多的探索。基于以上，重症超声仍需要不断规范与完善，才能推动重症医学的整体发展。
（黄薇 王小亭 刘大为）