中华急诊医学杂志  2015, Vol. 24 Issue (12): 1460-1463
感染性休克患者心电图导联上R波幅度变异与PICCO中每搏量变异的相关性
孙波, 蔡洪流, 郑霞, 吴伟芳, 吴仲东, 方强     
310000 杭州,浙江大学医学院附属第一医院重症医学科(孙波在职研究生,就职于慈溪市人民医院;蔡洪流、郑霞、吴伟芳、方强);
安徽省歙县人民医院(吴仲东)

液体复苏是严重感染和感染性休克患者治疗的重要环节,在此过程中,评估患者的容量状态及容量反应性极为重要[1],过量的液体负荷可能导致心力衰竭,增加机械通气时间,延长住ICU时间,增加死亡风险[2]。目前评估容量反应性的金标准依然是观察患者容量负荷试验前后心指数(CI)及相关替代指标的变化[3],但临床上直接监测CI的方法受到限制,能否有更简单便捷的指标替代CI评价容量反应性成为研究趋势。近年来,研究证明一些动态血流动力学指标能更好地预测容量反应性[1],这些指标都基于机械通气心肺交互原理[4],比如SVV、PPV可准确预测危重患者的容量反应性[5, 6],但这些监测指标需要有创操作或者特殊的监测设备获取,所以研究一些无创简易的血流动力学监测指标是相当有意义的。早在1956年Brody[7]研究发现,心室内血容量与心电图R波波幅呈正相关。Cannesson等[8]研究发现机械通气患者呼吸周期性ΔR与PPV呈显著正相关,而PPV又可以作为SVV的替代指标评估容量反应性[5],所以笔者设想机械通气产生的呼吸周期性ΔR是否与SVV呈正相关,本研究旨在探讨感染性休克患者心电图导联上R波幅度变异与每搏量变异的相关性。

1 资料与方法 1.1 一般资料

2014年8月1日至2014年11月1日收治浙江大学医学院附属第一医院及慈溪市人民医院ICU的感染性休克患者。入选标准:(1)年龄≥18岁;(2)感染性休克诊断符合2012国际严重脓毒症及脓毒性休克诊疗指南推荐的诊断标准[9];(3) 窦性心律,无自主呼吸,完全机械控制通气者;(4) 入选本研究患者在研究开始前5 min内血压、心率变化率小于10%;排除标准:房颤、传导阻滞、严重瓣膜反流、瓣膜梗阻、心包填塞、心肌梗死、EF < 50%。最终本研究共纳入30名机械通气的感染性休克患者(见表 1),其中男性18名,女性12名;年龄49~80岁,(64.4±10.4)岁;感染源:肺部感染12例,腹腔感染9例,血行感染7例,泌尿系统感染2例。

表 1 患者的一般资料(n=30)
项目结果
性别(男/女)18/12
年龄(岁,x±s)64.4±10.4
身高(cm,x±s)165.9±7.1
体质量(kg,x±s)57.9±9.7
基础疾病(例)
高血压19
糖尿病8
冠心病7
慢性支气管炎9
肿瘤10
原发感染灶(例)
肺部12
腹腔9
血行感染7
泌尿道感染2
APACHEⅡ(分,x±s)23.1±5.8
SOFA(分,x±s)15.0±4.2
乳酸(mmol/L,x±s)3.5±3.3
1.2 监测数据与方法

①所有患者经右颈内静脉置入双腔静脉导管(Arrow公司 美国),经股动脉置入PICCO导管(Pulsion,德国),连接到带PICCO模块的Philips IntelliVue MP80心电监护仪上,采用热稀释法测定GEDVI(全心舒张末期容积指数)、CI(心指数)、SV(每博量)、SVRI(外周血管阻力指数)、SVV(每搏量变异),而PPV(脉搏压变异)利用股动脉脉搏轮廓分析直接由监护仪上得到,同时记录相应的心率、收缩压、舒张压、平均动脉压、中心静脉压。②热稀释法操作步骤:自静脉导管快速(5 s)注入温度低于8 ℃的生理盐水10~15 mL,至少3次,取3次变异量 < 10%的数值取平均值。③实验过程中给予患者充分镇静,无自主呼吸,期间呼吸机参数及血管活性药物维持不变,其中机械通气参数设定:频率12次/min,A/C定容模式,潮气量8 mL/kg,PEEP 5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa),吸呼比1∶ 2。心电图Ⅱ、Ⅲ、AVF的R波值(测量刻度0.05 mV/mm)测定采用修正过的肢体导联[10],在同一个呼吸周期内测得最大值R和最小值R(测量人员测量前不知道SVV与PPV结果),并且在三个不同的呼吸周期内测最大值R和最小值R,得其平均值,然后计算出ΔR,ΔR(%)=100×(最大值R-最小值R)/[(最大值R+最小值R)/2][8]

1.3 统计学方法

应用SPSS17.0软件进行统计学分析。采用Pearson 相关性分析法分析ΔR与SVV的相关性。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用两独立样本t检验,以P<0.05为差异具有统计学意义;利用受试者工作特征(ROC)曲线评估ΔRⅡ与PPV预测SVV≥12%的能力。

2 结果 2.1 比较SVV≥12%组与SVV < 12%组两组间的血流动力血差异

以SVV ≥12%为判断患者容量反应性的阈值,比较SVV≥12%组与SVV < 12%组两组间的HR、CVP、CI,MAP,差异均无统计学意义,而GEDVI在SVV≥12%组(624.9±157.5)mL/m2小于SVV<12%组(794.9±223.9)mL/m2,两者差异有统计学意义(P<0.05),见表 2

表 2 患者血流动力学指标(n=30)
项目HR
(次/min)
SAP
(mmHg)
DAP
(mmHg)
MAP
(mmHg)
SV
(mL)
CI
[L/(min·m2)]
GEDVI
(mL/m2)
SVRI[dyn·
(s·cm5·m2)]
CVP
(mmHg)
SVV≥12%
(n=17)
118.62±17.1115.4±16.356.7±11.174.5±10.857.9±16.14.1±0.8624.9±157.51235.9±548.79.8±2.7
SVV<12%
(n=13)
105±14.7118.3±8.462.3±8.680.4±8.455.6±9.03.6±1.0794.9±223.9a1541±593.311.6±4.0
注:HR 心率,SAP 收缩压;DAP 舒张压;MAP 平均动脉压;SV 每搏量;CI 心指数;GEDVI 全心舒张末期容积指数;SVRI 全身血管阻力指数;CVP 中心静脉压;a P<0.05
2.2 相关性研究

图 1显示ΔRⅡ随着呼吸周期显著的周期性变化,观察研究发现呼吸周期性ΔRⅡ与SVV呈正相关性(r=0.807,P<0.01见图 2),而呼吸周期性ΔR Ⅲ、ΔR AVF与SVV的相关性分别为(r= 0.453,P=0.016,r=0.642 ,P<0.01,分别见图 34);

图 1 机械通气所致的呼吸周期性R波幅度变异
图 2 呼吸周期性ΔRⅡ与每搏量变异的相关性 Fig 2
图 3 呼吸周期性ΔR Ⅲ与每搏量变异的相关性
图 4 呼吸周期性ΔR AVF与每搏量变异的相关性
2.3 ROC曲线

通过受试者工作特征(ROC)曲线评估ΔRⅡ与PPV预测SVV≥12%能力(见图 5),其曲线下面积(AUC)分别为0.910±0.055与0.865±0.076,两者比较差异无统计学意义。以ΔRⅡ临界值为11.5%预测SVV≥12%,其敏感度80%,特异度90%;

图 5 受试者工作特征曲线评估ΔRⅡ与PPV预测SVV≥12%能力
3 讨论

感染性休克治疗的核心是液体复苏[9],准确评估其容量状态是必要但又是困难的,常规的静态评估指标如中心静脉压(CVP)、肺动脉楔压(PAWP)目前被认为不能很好地反应患者的容量状态[11],因其受心率、心脏顺应性、心脏瓣膜功能、肺静脉压、胸腔内压力等多种因素影响,而一些动态评估指标能较好地预测容量反应性,比如SVV、PPV可准确预测危重患者的容量反应性[5, 6],而这些数据都可以通过相应的监测手段测得[12],包括PICCO,床边多普勒超声检查,动脉脉搏轮廓分析等,但由于设备技术及费用等因素,难以在繁忙的急诊科以及条件有限的基层医院开展,所以限制了其广泛应用。

机械通气患者,吸气相胸腔内正压增大,导致右心回流减少,同时右心后负荷增加,致右心每搏量减少,经过两三个心动周期后左心室的前负荷减少,就这样左心室的每搏量随着呼吸周期波动,在吸气末每搏量达最大值,呼气末每搏量为最小值,这种现象在心脏Staring 曲线的上升支更明显,在平坦支就不明显,所以这种变异是反应心脏前负荷的指标[4, 13]。心电图R波幅度随呼吸周期性变化的理论基础是“Brody 效应”[7],即心脏内血液的电阻比心肌组织低,心脏内血液越多电阻越小,传导至身体皮肤表面的电量越大。基于心肺交互原理,机械通气吸气相正压通气挤压肺血管床使左室前负荷增加,左室容积增加,故在吸气末左室前负荷最大即左室容量最大,此时R波波幅最大,每搏量也最大,而呼气末R波波幅最小,每搏量也最小。实际上R波波幅从原理上代表的是心室内的血容量,每搏量是代表着从心室射到主动脉的血容量,两者是同源的,所以心电图呼吸周期性R波波幅变化与每搏量变异相关,且能反应血管内容量。研究表明V5、V6的R波受左室在胸腔内位置影响较大,而Ⅱ、Ⅲ、AVF导联R波基本不受影响[14, 15],故本研究选择ΔRⅡ、ΔR Ⅲ、ΔR AVF为研究对象,结果显示ΔRⅡ、ΔR Ⅲ、ΔR AVF与SVV相关,而且我们发现ΔRⅡ与SVV相关性最好,明显优于ΔR Ⅲ、ΔR AVF,与先前研究结果一致[14],这可能与Ⅱ 导联与正常心脏电轴最接近的原因相关。大量研究表明SVV ≥12%为预测容量反应性的阈值[5],本研究比较SVV≥12%组与SVV < 12%组的HR、CVP 、MAP、CI,均显示差异无统计学意义,但全心舒张末期容积指数(GEDVI)两组间差异具有统计学意义,说明预测容量方面GEDVI优于HR、CVP 、MAP、CI,但其监测需行PICCO,费用昂贵,且操作不便。笔者通过受试者工作特征(ROC)曲线评估ΔRⅡ预测SVV≥12%能力,其曲线下面积(AUC)为0.910±0.055(P<0.01),与PPV预测SVV差异无统计学意义。以ΔRⅡ临界值为11.5%预测SVV≥12%,其敏感度80%,特异度90%,说明在感染性休克机械通气的患者ΔRⅡ能准确反应或预测SVV值,虽然本实验未行容量负荷试验,但这给我们启示是否ΔRⅡ可作为SVV替代指标应用于机械通气患者辅助评估容量反应性,待进一步研究证明,进而开发应用ΔRⅡ这个新指标在心电监护仪上持续监测,如同PPV一样。

总之,机械通气的感染性休克患者,呼吸周期性ΔRⅡ与SVV有显著的相关性,可以准确预测SVV≥12%,可能ΔRⅡ如同PPV一样可以替代SVV准确预测容量反应性。由于本研究样本量不大,ΔR测量有误差,R波波幅改变的因素还有很多,比如心包积液[16],心肌缺血[17],QRS波电轴改变[18],心肌纤维本身的传导性[19]等,ΔRⅡ是否能直接评估患者容量反应性尚需进一步研究,进而为我们带来一个全新的动态血流动力学指标。

参考文献
[1] Michard F, Teboul JL. Predicting fluid responsiveness in ICU patients:acritical analysis of the evidence[J]. Chest, 2002,121(6):2000-2008.
[2] Boyd JH, Forbes J, Nakada TA, et al. Fluid resuscitation in septic shock:apositive fluid balance and elevated central venous pressure are associated with increased mortality[J]. Crit Care Med,2011,39(2):259-265.
[3] Marik PE,Monnet X,Teboul JL.Hemodynamic parameters to guide fluid therapy[J].Ann Intensive Care,2011,1:1.
[4] Michard F, Teboul JL. Using heart-lung interactions to assess fluid responsiveness during mechanical ventilation[J]. Crit Care,2000,4(5):282-289.
[5] Marik PE, Cavallazzi R, Vasu T, et al. Dynamic changes in arterial waveform derived variables and fluid responsiveness in mechanically ventilated patients:asystematic review of the literature[J]. Crit Care Med,2009,37(9):2642-2647.
[6] 彭松,张琳,钟明媚,等. 每搏量变异度在感染性休克患者容量预测中的价值[J]. 中华急诊医学杂志,2013,22(11):1260-1264.
[7] Brody DA.Atheoretical analysis of intracavitary blood mass influence on the heart-lead relationship[J]. Circ Res,1956,4(6):731-738.
[8] Cannesson M, Keller G, Desebbe O, et al. Relations between respiratory changes in R-wave amplitude and arterial pulse pressure in mechanically ventilated patients[J].JClin Monit Comput,2010,24(3):203-207.
[9] Dellinger RP, Levy MM, Rhodes A, et al. Surviving sepsis campaign: international guidelines for management of severe sepsis and septic shock: 2012[J]. Crit Care Med,2013,41(2):580-637.
[10] Rautaharju PM, Prineas RJ, Crow RS, et al. The effect of modified limb electrode positions on electrocardiographic wave amplitudes[J].JElectrocardiol,1980,13(2):109-113.
[11] 龙鼎,喻莉,张远超,等. 严重感染机械通气患者容量反应性的动态评估[J].中华急诊医学杂志,2013,22(2):194-197.
[12] Funk DJ, Moretti EW, Gan TJ. Minimally invasive cardiac output monitoring in the perioperative setting[J]. Anesth Analg,2009,108(3):887-897.
[13] Theres H, Binkau J, Laule M, et al. Phase-related changes in right ventricular cardiac output under volume-controlled mechanical ventilation with positive end-expiratory pressure[J]. Crit Care Med,1999,27(5):953-958.
[14] Lorne E, Mahjoub Y, Guinot PG, et al. Respiratory variations of R-wave amplitude in lead Ⅱ are correlated with stroke volume variations evaluated by transesophageal Doppler echocardiography[J].JCardiothorac Vasc Anesth,2012,26(3):381-386.
[15] Feldman T, Borow KM, Neumann A, et al. Relation of electrocardiographic R-wave amplitude to changes in left ventricular chamber size and position in normal subjects[J]. AmJCardiol,1985,55(9):1168-1174.
[16] Eisenberg MJ, de Romeral LM, Heidenreich PA, et al. The diagnosis of pericardial effusion and cardiac tamponade by 12-lead ECG.Atechnology assessment[J]. Chest,1996,110(2):318-324.
[17] Wiegerinck RF,Galvez-Monton C,Jorge E,et al. Changes in QRS duration and R-wave amplitude in electrocardiogram leads with ST segment elevation differentiate epicardial and transmural myocardial injury[J].Heart Rhythm, 2010, (11):1667-1673.
[18] Watanabe K, Bhargava V, FroelicherVF. The relationship between exercise-inducedRwave amplitude changes and QRS vector loops[J].JElectrocardiol,1981,14(2):129-138.
[19] David D, Naito M, Michelson E, et al. Intramyocardial conduction:amajor determinant of R-wave amplitude during acute myocardial ischemia[J]. Circulation,1982,65(1):161-167.