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急性超容量血液稀释对氧供、氧耗、循环血容量和血管外肺水的影响 Effects of acute hypervolemic hem dilution on system oxygen delivery,oxygen consumption and extra vascular lung water Yu Buwei, Gu Minjie,Xue Qingsheng. 【Abstract】 0bjective To evaluate the effects of different degree of acute hypervolemic hemodilutionon(AHHD)on systemic oxygen delivery(DO2),oxygen consumption(VO2),circulating blood volume(CBV)and extravascular lung water(EVLW)for determining the acceptable limit of hemodilution(HD) Methods Ten healthy hybrid dogs,weighting 1 2—1 【Key words】Hemodilution;Oxygen delivery;Oxygen consumption;Extravascular lung water;Blood volume 急性超容量血液稀释(acute hypervolemic hemodilution,AHHD)具有血液保护和使麻醉期间血液动力学更加稳定的作用。但实施AHFID 时,血容量急剧增加所导致的容量负荷过重,可能潜在诱发肺水肿和心力衰竭的危险。因此,临床上对实施AHHD一直存在争议。本研究拟通过对犬实行不同程度的AHHI),观察其血液动力学、氧供、氧耗、血容量、胸内血容量、血管外肺水的变化情况,探索AHHD的生理极限,为临床安全、有效地应用AH—HD提供理论依据。 材料与方法 动物与实验方法 健康杂种犬l0只.雌雄不限,体重l2~15kg,身长(89.0±6.57)cm,体表面积(0.55±0.07)m2。实验前禁食12h,肌注地西泮2mg/kg、氯胺酮10mg/kg、静注潘库溴铵0.6~0.8mg/kg后行气管插管,机械通气,维持PETCO235~ 45mmHg,以异氟醚、芬太尼及潘库溴铵维持麻醉。 股静脉和颈内静脉置管,分别用于输液和中心静脉压(CVP)监测。股动脉置人脉波连续心排血量监测仪(PiCCO,Pulsion Medical System,Germany)导管。各种操作完毕后稳定30min,开始血液稀释.经股静脉以80ml·kg ·h 速度输入乳酸钠林格氏液和6%羟乙基淀粉(晶胶比为1:1)。 观察指标和观察时间 (1)经颈内静脉注入冰生理盐水,PiCCO在得到股动脉热稀释波形获得初始心排血量值后持续监测动脉压(MAP)、心排血量(CO)、胸内血容量(ITBV)和血管外肺水含量(EVLW ),并计算心排血量指数(CI),同时记录心率(HR)和CVP;(2)以125I标记犬血清白蛋白后静脉注射,以同位素法测定循环血容量(CBV) [1]:CBV=Vl/(1一Hct×0.91×0.96),Vl=V2×C2/Cl,Cl为血中125I的放射性计数,C2和V2分别为注入犬体内125I的放射性总计数和体积;(3)血红蛋白(Hgb)知红细胞压积(Hct);(4)计算全身氧供(DO2)和氧耗(VO2)。 各种操作完毕稳定30min后测定上述各指标作为基础值,于Hct达25% 、20% 、l5% 、l0% 时,分别测定各指标,同时记录达到相应时点所需补液的量。 统计分析数据以均数±标准差( 结 果 AHHD前Hct基础值为34.8% ,随输注液体增加,所有动物均达到所预计的Hct值,随Hct下降,Hgb亦下降(表1)。当Hct降至25.3%、21.3% 、l7.3% 、l4.8%和13.0% 时,CVP较基础值分别增加33.3% 、88.3% 、213.3% 、353.3% 和341.7% ;CBV分别增加23.9% 、45.6% 、89.1% 、163.8% 和192.8% :ITBV分别增加46.5% 、69.9% 、77.4% 、106.2% 和93.4% ;EⅥ 分别增加l6.8% 、34.5% 、51.3% 、84.9% 和144.2%。CI随Hct下降而增加,当降至l7.3%时,CI上升至最高点,其后随Hct进一步下降.则CI反而下降,但仍显著高于基础值,MAP和心率直到Hct<17% 才略有升高(表2)。 随Hct下降,D02较基础值升高,当降至21.3% 时,DO2达最高点,此时V02不变;当Hct进一步下降,则D02和VO2无下降,但仍高于基础值;当Hct<15%,D02、V02明显低于基础值(表2) 当Hct<20%时,pH 值低于7.35,并随Hct下降而进一步下降;Hct<25% 时,PC02开始升高,并随Hct下降而进一步升高。随血液稀释和Hct下降,K+、Ca2+ 渐下降,其中K+ 低于正常,Na+ 无明显变化(表3)。 讨 论 近年来的研究发现,一定程度的急性超容量血液稀释后,使血容量维持在较高水平,这种血液储备的作用不仅可使机体耐受麻醉和手术引起的循环改变,维持血液动力学的平稳,而且可以减少血液的损失,起到血液保护的作用,但这种方法也潜在诱发肺水肿和心力衰竭的危险。以往的临床工作中,由于缺乏适合的血容量监测工具,因此对AHHD的使用一直都较慎重。 本研究采用PiCCO 作为主要研究手段。PiCCO系利用脉搏曲线分析法和动脉热稀释法持续监测CO、ITBV 及EVLW 等数据。与传统方法相比,该法不需要置入肺动脉导管,只需经中心静脉快速注入一定量的冰水,则由置入动脉的PiCC0 导管测得热稀释的波形,校准后即可得到持续心排量。PiCC0可以计算热稀释波形的平均变化时间和指数波形下降时间,由此推算ITBV 和EVLW 等数据。在肺水含量正常的情况下,动脉热稀释波形较肺动脉波形长4~5倍,若肺含水量增加,则热稀释波形延长。由于热稀释波形较长,由此测得心排出量不受呼吸运动影响而变动。有研究显示,肺动脉热稀释法有6.7% 的变动率,而动脉热稀释法只有3.8%[8],如PiCCO联合经食道超声心动图,则可代替Swan.Ganz导管[2]。 血液稀释后,Hct下降可以使血液粘滞度下降,外周血管阻力减小,血流加快;由于静脉回流阻力下降的幅度大于动脉血流阻力,因此,静脉回流明显增加,C0增加,而心率不会发生明显改变。研究中,随着血液稀释程度增加,Hct不断下降,CVP持续升高,而MAP和心率直到Hct< 15% 才略有升高,与Marc等[3-4]的实验结果一致。 正常机体静息状态下D02远超过VO2,当DO2轻、中度降低时,机体可通过代偿使VO2保持不变,则VO2不受DO2影响。当DO2严重减少时,VO2将随DO2的降低而降低,并出现无氧代谢,即生理性氧供依赖。正常情况下组织只利用氧供的l0%- 25% ,即存在组织氧储备,此为血液稀释的生理基础 J。临床研究证实,超容量血液稀释时,Hct>30% ,可保证机体氧供耗平衡,并且血液动力学平稳,不影响内稳态。 本研究中,将Hct进一步稀释至l0%左右。结果显示,当Hct>20% 时,动脉血pH值正常;Hct<17% ,出现酸中度,pH 降低。当Hct为25%和20% 时,DO2不但未下降,反而分别上升了l6.1% 和21.7% ,VO2无明显变化;Hct为l7%时,DO2仍高于基础值;仅当Hct降至l5% 以下时,DO2,、V02才显著减少,但仍未低于极限值,表明氧耗的减少并不依赖于氧供,其原因可能包括:(1)AHHD致Hct下降,血液的粘滞度明显下降,红细胞在血液中保持悬浮,接近牛顿液性质,而易于通过微循环;(2)心排血量增加代偿了动脉血氧含量的下降,使氧供无明显减少;(3)AHHD 时,氧离曲线右移,向组织释放氧增加。通过上述代偿机制,使AHHD时,氧的输送量无明显减少,而组织摄氧能力增加,从而改善组织的氧供,增加机体有氧代谢的能力。
EVLW 是指分布于肺血管外的液体,任何原因引起的肺血管滤出增多,或液体排出减低均可使EVLW 增加,导致肺水肿。在ICU 床边肺水监测证明,肺水监测与提高危重病人的存活率有明显关系。在本研究中,通过用经典的砼 I标记法测定CBV 显示,当CBV 增加24.4% 时,EVLW 无明显变化;但当CBV 增加53.8% 时,EVLW 则增加36.5%,但此时,13o,、 o2以及pH 都在正常范围内,说明机体仍可代偿。随着AHHD 进行,Hct进一步下降,CBV 持续上升,EVLW 继续增加,Hct在l7.1% 、l4.8% 、l2% 时,EVLW 分别增加了51.5% 、87.1% 、146.5% 。同时,随着EVLW 的升高,PaCO2亦显著增高,pH 下降。可能是EVLW 升高引起肺间质和肺泡水肿,使通气血流比例失调,气体弥散功能障碍,同时机体利用氧的能力下降,机体出现无氧代谢。因此,AHHD 时应严密监测EVLW ,适4时使用利尿剂及其他措施,以防止肺水肿的发生。 CVP和PCWP常作为反映心脏前负荷的指标,但CVP和PCWP不能反映心脏和血管的顺应性、胸内压、心肌收缩力以及瓣膜功能。因此,在正压通气过程中,这种以压力反映容量是不恰当的[6],目前认为ITBV(包含心脏舒张末期容积和肺部血容量)是反映前负荷的更可靠的指标[7-9] 综上所述,犬进行AHHD 时,Hct保持在25%以上,虽血容量得到扩增,但EVLW 无明显增加,血液动力学平稳,不影响内稳态;Hct在20% 或更低 。时,机体出现无氧代谢;Hct降至l0% ,虽氧供耗平衡仍可维持,但EVLW 增加,导致肺水肿引发呼吸性酸中毒、pH值降低。因此,犬AHHD的生理极限应以Hct 20% 为界。 参 考 文 献 l 潘中允,主编、临床核医学、第l版.北京:原子能出版社,l994.387—388. 2 Krenn CG,Plochl W ,Nikolie A.et a1.Intrathoradc fluidvolumes and pulmonary function during orthotopic livetransplantation.Transplantation,2000,69:2394—2400. 3 Laks J,Pilon RN,Klovekorn W P,et a1.MacCallum JR.0Connor NE.Acute hemodilution:its effect of hemodynamicsand oxygen transport in anestHctized man.Ann surg,1974,l80:103—109. 4 Heilmann L,Siekmann U .Hypervolemic hemodilution inpre—eclampsia.Infusionsther Klin Ernahr,1983, 10: 5 刘俊杰,赵俊,主编.现代麻醉学.第2版.北京:人民卫生出版社,1997.247、 6 Hed enstierna G.W hat value does the recording of intratho—racic blood volume have in clinical practica? Intensive Ca reM ed,1992,l8:137—138. 7 Lichtwarck—Aschoff M ,Zeravik J,Pfeiffer UJ.Intrathoracic blond volume accurately reflec ts circulatory volum e status in critically ill patients with mec hanical ventilation.Intensive Care M ed,1992,l8:142—147. 8 Lichtwarck—Aschoff M ,Beale R,Pfeiffer UJ.Central venous pressure,pulmonary artery occlusion pressure,intrathoracic blood volume,and right ventricular end—diastolic volume as indicators of Cardiac preload.J Crit Ca re,1996,ll:180—188. 9 Godje O,Peyerl M ,Seebauer T,et a1.Reichart B.Centralvenous pressure,pulmonary capillary wed ge pressure and in trathoracic blood volumes as preload indicators in cardiacsurgery patients.Eur J Ca rdiothorac surg,1998,13:533—540. |
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