血管外肺水检测方法及其在危重患者中的应用

血管外肺水(extravascular lung water，EVLW)是指分布于肺血管外的液体(即肺内含有的水量)，肺血管滤出增多(由肺毛细血管内静水压、肺间质静水压、肺毛细血管内胶体渗透压和肺间质胶体渗透压等因素引起)或液体排出减低均可使EVLW增加。EVLW包括肺泡内液体、细胞内液体、肺间质液体3部分，正常的肺内组织液循环过程中，由于细胞内液变化较少，肺间质和肺泡内液体反映血管外肺水的程度^[1,2,3]。监测EVLW是反映肺水肿程度最直接且可以量化的一个指标，正常情况下，EVLW应<7 ml/kg(3～7 ml/kg)，超过7 ml/kg即提示患者有肺水肿的可能^[4,5]。

一、检测方法

EVLW检测及量化的方法较多，但是有些方法由于使用范围受限、费用较高、床旁操作不易、灵敏度不高以及无法定量EVLW等不足，使其临床应用受限或临床价值不高。随着EVLW检测方法的不断发展和改进，目前应用较多的是脉搏指示连续心排血量(pulse index continuous cardiac output，PiCCO)和床旁超声。无创的方法中，定量CT是诊断血管外肺水的金标准^[1]；有创的方法中，称重法(gravimetry)是诊断血管外肺水的金标准^[6]。

(一)有创方法

1．双指示剂热稀释法：

是将热稀释法与染料稀释法相结合的测量方法，其原理是将冰水和ICG染料两种指示剂同时注入右心房，冰水(可弥散指示剂)可以在肺血管内外自由地与肺组织进行热量交换，ICG染料(血管内指示剂)为大分子物质，只能在肺血管内分布，将这两种指示剂平均通过肺循环的时间分别乘以这一时刻的心输出量，则可得到全肺温度容量和肺血管容量，两者之差即为肺血管外温度容量，即EVLW。然而双指示剂热稀释法需要放置肺动脉漂浮导管，临床应用时技术要求比较高，并发症多且费用较高，限制了其在临床的应用。

2．PiCCO：

是结合肺单热稀释技术和脉搏波型轮廓分析技术发展而来的脉搏轮廓心排血量的监测技术，历经多年的改进已广泛应用于临床，成人及小儿均可采用，是对心肺功能进行全面评价的综合性技术，其在EVLW的床旁定量监测中表现出较多优势^[7,8]。PiCCO使用一条尖端带有热敏电阻的动脉导管代替普通的动脉导管，通过中心静脉注入10～20 ml冰生理盐水(<8 ℃)，依次经过上腔静脉、右心房、右心室、肺、左心室、左心房和主动脉，最后到达股动脉，计算机将整个热稀释过程画出温度-时间变化曲线，通过分析热稀释曲线，使用Stewart-Hamilton公式计算得出，它可同时连续监测心输出量(cardiac output，CO)、每搏输出量(stroke volume，SV)、胸腔内血容量(intrathoracic blood volume，ITBV)和EVLW等^[9]。PiCCO是目前临床上应用最广泛的定量检测EVLW的方法，国内外均有大量的文献报道，如林爱华和孙海军^[10]观察到，通过PiCCO的主要监测参数作为创伤性休克早期目标导向治疗方案的依据，能更好地提高乳酸清除率、改善组织器官的缺血缺氧，在创伤性休克的治疗中具有较好的应用价值。Phillips等^[11]用PiCCO监测技术观察到，在脓毒症患者早期出现EVLW的增多是ARDS的重要特征之一，当EVLW>16 ml/kg时，预测脓毒症患者院内病死率的特异度和敏感度分别高达100%与86%，他们认为通过采用PiCCO技术来监测EVLW的变化对患者生存率以及肺部损伤严重程度动态评估具有预判价值。

PiCCO监测主要是两种技术(热稀释＋动脉轮廓分析)和两部分参数(非连续性参数＋连续性参数)的结合。其中由经热稀释方法得到的非连续性参数有心输出量、全心舒张末期容积(global end-diastolic volume，GEDV)、ITBV、EVLW、肺血管通透性指数(pulmonary vascular permeability index，PVPI)、心功能指数 (cardiac function index，CFI)、全心射血分数 (global ejection fraction，GEF)；由动脉轮廓分析法得到的连续性参数有连续心输出量(pulse continuous cardiac output，PCCO)、动脉压 (arterial blood pressure，AP)、心率 (heart rate，HR)、SV、每搏量变异(stroke volume variation，SVV)、脉压变异(pulse pressure variation，PPV)、系统血管阻力(systemic vascular resistance，SVR)以及左心室收缩力指数(dPmax)^[12,13,14]。

在这些参数中，反映容量/前负荷的参数有GEDV和ITBV；反映容量的参数(适用机械通气的患者)有SVV和PPV；反映心肌收缩力的参数有心输出量、SV、CFI(CI/GEDVI)、GEF(评估全心收缩功能的指标)及dPmax(反映了左心室压力增加的速度)；反映肺循环的参数有EVLW和PVPI；反映后负荷的参数有SVR。在临床上有很好的监测治疗作用(图1)。

图1

PiCCO参数指导临床治疗的流程图

注：CI：心指数；GEDI：全心舒张末期容积指数；ITBI：胸腔内血容量指数；ELWI：血管外肺水指数；SVV：每搏量变异；CFI：心功能指数；GEF：全心射血分数；V＋为扩容补液，！为谨慎补液，V-为减少容量，VD(vasoactive drugs)为血管活性药物

图1

PiCCO参数指导临床治疗的流程图

另外还有一些指数参数，如血管外肺水指数(EVLWI)、心指数(CI)、肺血管通透性指数(PVPI)以及心功能指数(CFI)等，是与理想体重(根据身高和性别计算得出)、体表面积、整个容积量的比值，因更能够反映个体化，在临床和科研中应用更广^[15,16]。

PiCCO监测技术的缺点是价格比较昂贵，操作存在一定风险，受干扰因素也存在，监测时间相对较短，一般不超过7 d，并有导管相关性感染发生的并发症。两种有创监测方法的比较见表1。

表1

两种有创监测方法的比较

表1

两种有创监测方法的比较

方法	具体操作	优缺点
双指示剂热稀释法	①染料稀释指示剂和热稀释指示剂注入通过中心静脉导管注入；②在股动脉放置尖端带有热敏电阻丝的导管，从股动脉导管中抽取股动脉血，检测分析热稀释曲线得出	操作复杂，并发症多(出血、感染等)，费用昂贵
PiCCO	①温度指示剂注从中心静脉注入；②在股动脉放置动脉压力温度探头，检测分析热稀释曲线和有创血压波形分析参数的校准获得；③是经肺温度稀释法和有创血压波形分析技术即动脉压力波形连续心输出量测定的结合	PiCCO技术创伤小，操作相对简单，指标可靠，现已广泛应用于临床

(二)无创方法

1．X线胸片、CT、正电子发射断层扫描仪(PET)：

X线胸片是临床常用的判断有无肺水肿及其演变的方法，影像特点为以肺门为中心的蝴蝶影或在肺叶分布的广泛点、片状阴影。但因受诸多因素的影响，只能定性、无法定量监测EVLW。CT具有较高的分辨率，具有良好的组织对比度，对于各种原因引起的肺水肿均有较高的诊断价值，相关性好，且能直观、明确地反映出肺水的分布，准确评估并量化EVLW，敏感性比X线胸片更好。PET是可以实现脏器显影，根据显影剂按其化学性质特性能够选择性地浓缩于某一脏器的特点，将能发射正电子的放射性核素导入人体内，然后PET探测人体内发出的放射性信号，综合采集三维数据，再将三维数据重组成二维数据，最后用二维重建方法得到各断层图像，测定EVLW，但此设备庞大，不宜于床旁监测，使其在危重患者监测的应用中受到限制。

2．单、双频电阻抗法：

胸腔基础阻抗是反映胸阻抗稳定状态的指标，其数值能反映胸腔内液体含量，胸腔积液和肺水肿时胸腔基础阻抗减少，双频电阻抗是低频和高频结合，由于低频电流只能通过细胞外的液体，高频电流能很好地经细胞壁进入细胞内，细胞内外液体量之比即为细胞内外电阻抗之比，由测定的电阻抗改变值得出EVLW的变化情况。单频阻抗法因不能区分肺血管内、外的液体，且受多种因素影响，所以在临床应用具有一定的局限性。

3．电生物阻抗法：

心阻抗血流图法(impedance cardiography，ICG)是借助于置于体表的4对电极系统向检测对象送入微小的电流，检测相应心动周期中的电阻抗及其变化，通过阻抗变化计算出胸腔液体量水平(TFC)、心输出量等参数，该项技术结合高分辨率模拟数字转换，能自动测定阻抗信号增益，具有无创、操作简便、功能信息丰富、重复性好、可连续监护、价格较低等特点，但是电生物阻抗法因受到电极位置及体位、主动脉顺应性、呼吸运动、肥胖、气胸、胸腔积液等生理及病理状况的影响，会导致其数值不够精确，故单次测定绝对值意义不大，常根据其变化趋势来提示TFC等的变化情况。

4．超声：

近年来肺超声发展迅速，在危重病的患者中成为一种必不可少的监测工具，使可视化查房成为可能，是一种快速、廉价和广泛使用的工具^[17](图2，图3)。Baldi等^[18]发现，肺部超声的B线和CT测出的肺重量和密度有很好的相关性，可以提供一个可靠的、无创简单的和无辐射的肺密度测定。Agricola等^[19]发现，肺部超声的B线和肺毛细血管楔压(PCWP)有很好的相关性，对于气胸、肺实变、肺间质病变、慢性阻塞性肺疾病、肺水肿等能很好的监测诊断。Jambrik等^[20]研究发现，肺超声可以用于EVLW的监测，正常肺脏超声图像是由大致水平的平行线组成，当超声遇到声阻抗较大的水时会发生反射现象，产生回声，使肺水肿的超声图像大致成为垂直的平行线，产生"彗星尾图像"即B线，为监测和诊断EVLW提供了有用信息，适用于危重患者床旁监测。

图2

A线(A-line)：因胸膜-肺界面声阻抗差异产生多重反射而形成的水平伪像，也称水平线，超声下呈一系列与胸膜线平行的线状高回声，位于胸膜线下方，彼此间距相等，其间距等于皮肤到胸膜线的距离，正常肺组织至少可以见到3条以上A线

图3

B线(B-line)：超声波遇到肺泡气-液界面产生的反射所形成的伪像，也称"彗尾"征(comet tail artifact)，表现为一系列起源于胸膜线并与之垂直、呈放射状发散至肺野深部、并直达扫描屏幕边缘的线样高回声，正常儿童或成人肺脏在超声下见不到B线

图2

图3

监测方法：检查时患者取平卧位，采取探头的频率5 MHz，以分区法将两侧肺分为12个区(以胸骨角平面及人体中轴平面将胸部分为上下左右共4个区，再以腋前线和腋后线为界将每一个区分为前、中、后共3个区)，在呼气末对各个区域进行超声检查，记录每个扫描位点的B线数目，扫描位点B线总数目为该患者肺超声的B线评分，来评估患者肺水量的多少，每例患者的超声评分为12个肺区评分的总和，超声评分的诊断标准：5<总分<17提示为轻度ARDS，总分>17提示为中至重度ARDS，总分<5正常。B线评分可以定量血管外肺水的多少，可以评价患者血管外肺水多少的程度，如果某区域超声显示为大量高回声且包含多量相互融合的B线，便可直接认定该点区域内的B线数量为10条，相应部位的肺组织称为"白肺" ^{[21,22,23,24,25]}。

肺超声检查也有一定的局限性，其检查需要一定的专业培训，准确性受人为因素影响较大，皮下气肿可干扰胸膜线后的B线形成，肥胖的患者因胸廓太厚影响超声的信号，胸部有巨大敷料也会影响超声的信号，肺气肿、肺大疱患者也会对肺超声B线评分有影响，这在临床中应加以区分及鉴别。各种无创监测方法的比较见表2。

表2

各种无创监测方法的比较

表2

各种无创监测方法的比较

方法	原理	优缺点
X线胸片	利用组织密度估算	定性，最常见、方便。常受到胸腔内渗出的影响，并受床旁拍摄X光片技术方面的限制，尤其在肺水肿早期，胸部X片可以无异常改变
CT/正电子发射断层扫描仪	利用影像衰减值与组织密度的相关性推算出各种组织的含量，是一种可靠的定量方法，是金标准	不宜床边监测，动态观察不便
单、双频电阻抗法	不同频率的电流使电极间产生不同电压，从而得出不同组织阻抗的变化，其基本原理是欧姆定律(电阻＝电压/电流)	受多种因素影响(如过高、消瘦、超重、主动脉瓣反流等)，所以在临床应用具有一定的局限性
电生物阻抗法	通过体表的电极检测相应心动周期中的电阻抗及其变化，是在生物体容积变化时引起电阻抗的变化，通过阻抗变化计算出血流动力学参数	受到电极位置及体位影响，另外呼吸运动、肥胖、气胸、主动脉顺应性等都会对其产生影响，单次测定绝对值意义不大，常根据其变化趋势来判断
超声	利用超声影像通过声阻抗较大的水时会发生反射形成的B线来半定量评估肺水的含量	操作相对简单，快速，无创，动态重复，无辐射，低成本，动态协助制定诊断和监测治疗的反应，现已被临床广泛接受并推广

二、EVLW检测在危重患者中的作用

在危重病患者的病理生理发展过程中，肺脏是经常和较早累及的器官，在肺脏累及的过程中往往都存在不同程度的EVLW增多，EVLW一般由血管滤过进入组织间液和肺泡，受肺血管通透性、滤过面积、有效滤过压等因素影响。Chew等^[26]研究发现，EVLW与ARDS的严重程度、患者机械通气的天数、入住ICU的时间及病死率明确相关，任何降低EVLW的方法都能减少患者机械通气的时间和住ICU的时间及可能的并发症发生，EVLW增多既促进ARDS的发生发展，又是ARDS的基本病理生理特征之一。Chung等 ^[27]研究发现，血管外肺水的程度还与多器官功能衰竭的发生发展相关，可能导致严重脓毒症合并肺损伤的患者病情加重。杨从山等^[28]的研究发现，经过各种治疗后的第3天ELWI>14 ml/kg的患者全部死亡，如治疗3 d后ELWI呈下降趋势，提示预后较好。马春林等^[29]研究发现，脓毒性休克患者死亡组患者ELWI、PVPI呈进行性升高，可以作为危重患者存活的独立预测指标。因此，监测EVLW对危重病患者的诊断、治疗及预后的评估判断有重要的意义，监测EVLW可以评估管理容量、判断利尿效果、评价毛细血管通透性及了解机械通气对EVLW的影响，从而指导液体治疗、指导机械通气及PEEP的选择(PEEP对EVLW的影响主要依赖于血管灌注的表面积变化及肺泡、血管、间质之间的压力差变化^[30])、指导血管活性药物的使用，故如何准确定量监测显得非常重要。目前临床上采用PCWP、胸部影像学改变间接反映肺水肿，但其影响因素多，准确性差，在临床上所需要的理想测量EVLW的方法应当是无创、定量、简便、经济并能连续动态床旁监测，PiCCO技术现已广泛用于各种休克、ARDS、脓毒症和MODS患者的血流动力学、容量与心肺功能监测，是新一代的有创血流动力学监测手段，不仅可以监测心输出量、SV等心脏指标，还可以监测EVLW、PVPI等肺脏指标，对于休克患者液体的管理起到了至关重要的作用^[31]。实验研究已证实，无论是通透性增高型还是压力增高型肺水肿，PiCCO的单指示剂法与重力法所得到的EVLW都有高度相关性。通过补液和应用血管活性药物可以把PiCCO监测的CI、SVRI、GEDVI、ELWI等参数尽可能调整至正常，调整患者的心脏功能、有效循环血量、血管阻力和血管通透性，从而达到改善组织灌注、改善组织器官缺血缺氧的目的，防止MODS发生。随着PICCO技术的广泛应用以及新的微创监测技术的临床开展，EVLW的作用和价值会得到更进一步的验证。肺超声在危重症患者中的作用凸显，使可视化查房成为可能，是一种床旁快速、无创、动态、重复的监测工具，得到了广泛的使用，而且随着使用的增多，未来会更加简化^[32]。