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手术中液体管理和液体选择 【麻醉及疼痛专业讨论版】

本文复习体内液体的生理分布、手术中液体需求以及晶体液和胶体液的电解质组成,讨论液体的选择以及使用不同液体对病人预后的影响,回顾手术中目标导向(goal-directed)液体治疗策略的文献,最后讨论液体管理中胶体液和晶体液的最佳选择方案。  1引言  液体管理是手术中病人治疗的基础,只有足够的血容量才能维持心排出量和组织灌注。手术后预后较差常与组织灌注不足有关。液体治疗策略在过去50年中经历了几个变化 摘自: 医 学教 育网www.med66.com 。60年代以前,手术中的液体治疗处于实践摸索阶段;60年代早期证实大手术和创伤中的液体需求远远超过通常的液体维持量,此时液体输注控制并不严格。10年后,液体种类的选择成为争论的焦点,直至今天。80年代后期和90年代早期,获得超常(supranormal)氧供的概念引起人们很大的兴趣。近年来,手术中目标导向液体管理似乎有益于手术患者。近几年又出现一些新型胶体液,这些液体具有生理特征,含有"平衡电解质"。  2 液体分布  只有熟知体液的分布容积才能精确补充液体的缺失量。一位70 kg体重成人,其体液总量约为42 L。其中2/3(28L)分布在细胞内,1/3(14L)分布在细胞外。细胞外液又分血管内液(5L)和血管外液(9L)。血液由60%的血浆和40%的红细胞、白细胞和血小板组成。血浆由无机离子(主要为NaCl)、单分子如尿素和溶于水的大分子有机物(白蛋白和球蛋白为主)构成。细胞间液分布在血管与细胞之间,允许代谢底物和代谢废物在毛细血管与细胞间相互交换,从而维持组织细胞生存。过多细胞间液进入淋巴管,最终回到血浆中。大部分的细胞间液并不是游离的,主要呈胶样存在于基质内。这就使液体通过细胞间液易于扩散,而且明显延迟大量液体流动。"跨细胞液"是指细胞外和血管外液,包括脑脊液、水性体液以及胸腔、心包腔、腹腔与关节腔滑膜液体。  2.1 胶体渗透压和流体流量  胶体渗透压(COP)是由大分子物质(胶体分子)所产生的胶体压力。COP可以通过膜传导系统测量,此膜允许小离子和水自由通过,但是大部分胶体分子不能透过。膜孔径大小与所研究的胶体分子大小分布将影响测定数值。溶液中胶体分子大小分布一般用通过两层不同孔径膜产生COP的比值来表达,即通过50道尔顿孔膜与穿过10道尔顿孔膜产生的压力比,亦即COP50/COP10比值。由于膜具有选择通透性,所以在渗透压力梯度的作用下,溶液中的水和能自由通过半透膜的溶剂成分跨膜移动,使膜两侧达到等渗。  滤过系数是毛细血管的通透性与血管床表面积的函数,其数值代表特定条件下通过毛细血管膜的液体净流量。反射系数表示毛细血管膜对颗粒物质的通透性(数据从0~1),其随着组织床和物质的变化而改变。如果某物质完全通透毛细血管膜,其反射系数为0;若完全不通透,则为1。例如蛋白在肝脏、肺脏和脑的反射系数分别为0.1、0.7和0.99[6]。在肺损伤毛细血管通透性增加期间,蛋白-肺反射系数降至0.4 [7]。正常肺循环胶体渗透压的60%来源于白蛋白,其反射系数约0.7。  因此输液的成分将影响它们的分布,纯水可以分布到全身体液中,所以其扩容效果最小。静脉输注的等张氯化钠溶液大部分分布到细胞外液,仅有输入量的1/5增加血管内容量。大分子胶体液保持在循环内,至少最初是,所以比等量晶体液的扩容效果好。Lamke和Liljedahl证实手术后病人分别输注1 000 ml 6%贺斯、白蛋白和生理盐水90min后,血管内分别剩余75%、50%和<20%。  3 液体选择  静脉内应用的液体可笼统地分为晶体液和胶体液。在失血性休克、大手术和创伤抢救的早期,晶体液对于补充丢失的细胞外液是非常适当、有效。但是在急性复苏期后可出现明显的血液稀释和胶体渗透压降低现象。胶体渗透压下降可造成水肿和漏出液形成。因此在后续液体复苏中应该使用胶体液,以减轻重要脏器的水肿,如心脏、肺和脑等。已经证实这种复苏方法可以维持或增加胶体渗透压。  脓毒症病人胶体液的选择非常重要,因为其毛细血管通透性增加,中分子胶体液在血管内的半衰期可能缩短。Ernst等用放射同位素技术发现白蛋白不但增加血管内容量,而且也增加组织间隙的容量,并且后者与增加的血浆容量基本相等。作者认为脓毒症病人输注白蛋白使细胞内液体转移至组织间隙是由于血管通透性增加,白蛋白漏到组织间隙内,使组织间隙内COP增加,结果造成细胞内液体转移至组织间隙。  3.1 胶体液  美国常用的胶体液有合成淀粉、白蛋白和右旋糖酐。  3.1.1 羟乙基淀粉  羟乙基淀粉(贺斯)是一组人工合成的结构类似于胶原的复合物,其分子量呈多分散性。贺斯分子量大,平均分子量约450 000道尔顿。80%的多聚体分子量在30 000到2 500 000道尔顿之间。但是,平均数量的分子量比平均重量的分子量更能体现特定大小颗粒的数目。羟乙基淀粉由支链淀粉制成,支链淀粉是带有支链的D-葡萄糖多聚体,来源于玉米或高粱。羟乙基基团的替代大部分发生在葡萄糖环的C2位置上,其余在C3和C6。C2/C6比例的增加可延缓淀粉酶降解。无羟乙基基团替代的淀粉很快被血浆中非特异性的α-淀粉酶水解,而羟乙基基团替代的淀粉则较慢。替代葡萄糖的比例表示替代程度,可以用0~1的数字表示。替代程度接近1的淀粉具有更大的抗水解特性。  羟乙基淀粉主要通过肾脏清除。小于50 000道尔顿的颗粒可通过肾脏快速滤过,48h内其治疗量的40%~50%被清除。戊淀粉是一种小分子量淀粉,平均分子量约200 000,其半衰期较短,仅数天,似乎不影响网状内皮系统。10% 戊淀粉的初始扩容能力好,为输入量的1.5倍;其24h内清除约96%,96h后血浆中检测不出;在危重病人中液体复苏效果与白蛋白相似。  3.1.2 白蛋白  白蛋白是正常血浆成分,由584个氨基酸残基组成,分子量在66 000到69 000之间。白蛋白在生理pH时易于溶解,而且带有较强负电荷,所以可在电场内迁移。在pH 4.4~5.4范围内,白蛋白呈中性,这依赖于血浆盐和缓冲液的浓度。血清中白蛋白部分与阳离子或阴离子结合。这个特性表明,白蛋白可以作为载体蛋白转运和活化某些药物、激素、酶、脂肪酸、氨基酸、胆红素以及其他代谢物质。循环中的白蛋白半衰期大约18~20日。正常人体血浆约70%的胶体渗透压是白蛋白所产生。临床所用的人白蛋白溶液为5%或25%。5%溶液是由每升含有50g白蛋白的生理盐水制成,胶体渗透压约20mmHg,为等渗液。25%的白蛋白溶液是由50ml含有12.5g白蛋白的缓冲稀释液制成,稀释液中含有130~160mmol/L的Na+,为高渗液。  血浆蛋白片段(PPF)是从收集的人血、血清或血浆中提取的5%选择性蛋白溶液,同白蛋白一样经过巴斯德消毒。PPF是一种蛋白混合物,以白蛋白为主,占总蛋白组份的83%以上。与白蛋白溶液有相同的效价,两者可以交换使用。  3.1.3 右旋糖苷  右旋糖苷是通过α-1,6糖苷键结合线形大分子而形成的高分子量D-葡萄糖多聚体。商业上的右旋糖苷是通过肠系膜明串菌属中B512菌株的右旋糖苷转化酶作用于蔗糖而生物合成的。产物通过酸性水解酶裂解以及乙醇的反复分馏分离形成分子量相对较低的终产物。临床上使用的右旋糖苷根据它们MWn分为右旋糖苷40和右旋糖苷70,其MWn分别为40 000和70 000道尔顿。  右旋糖苷同其他半合成胶体一样,分子量具有多分散性。右旋糖苷40中90%分子量在10 000与80 000道尔顿之间。右旋糖苷的肾阈值在50 000~55 000道尔顿之间。低于此阈值的分子可以在肾小球自由滤过,低于15 000道尔顿者同肌酐一样被肾脏清除。输注的右旋糖苷40在24h内约有70%从尿中排泄。大于肾阈值的大分子经过肠道排泄或被网状内皮系统细胞吞噬,然后经内源性右旋糖苷酶代谢或重新进入全身循环。  高渗-高张溶液如高张右旋糖苷盐溶液扩容快速有效。溶液的血管内扩容效能定义为每毫升输注液扩张多少毫升血浆量。高张右旋糖苷盐溶液输注30min和60min后,其扩容效能分别是平衡液的7倍和20倍。  3.1.4 其他胶体  明胶是由牛胶原经水解配制而成,通常使用的制剂为琥珀胆碱化明胶,为等张盐溶液;海脉素为尿素交联明胶多肽,溶于等张氯化钠溶液,含钾5.1mmol/L、钙6.25mmol/L。  3.2 盐水和"平衡"电解质溶液  胶体液和晶体液可以根据是否在生理盐水或各种平衡液中配制而划分。乳酸林格氏液含有的电解质与血浆相似,而生理盐水仅有Na+和Cl-。Hextend是一种新型羟乙基淀粉,由平衡电解质溶液配制,但是不同于乳酸林格氏液。最近研究的热点是比较人或动物输注盐水与平衡液之间的差异。在灰狗肾移植模型中输注高张氯化钠溶液可引起肾血管收缩,肾血流和肾小球滤过率下降,这种下降是非神经性的,可能与原有的盐缺失以及肾小管酸化密切相关。  3.2.1 对酸碱平衡和肾功能的影响  Williams等对健康志愿者的研究发现,接受50ml/kg生理盐水者主观精神改变、腹部不适的发生率明显高于接受同量乳酸林格氏液者,且首次排尿时间明显延迟。Sceingraber等证实子宫切除患者术中用生理盐水补充血容量后,术毕时发生明显的高氯性酸中毒;而用乳酸林格氏液者则正常。有趣地是,使用生理盐水者出现这样一个趋势:血液丢失量增高而尿量下降。围手术期使用平衡液者高氯性代谢酸中毒的发生率低于使用生理盐水者,而且胃肠粘膜灌注好。另外一些研究也得到相同的结果。  心脏手术围手术期液体类型的选择明显影响临床预后。围手术期输注6%羟乙基淀粉或白蛋白者术后2日血清肌酐上升约50%,而输注Hextend或乳酸林格氏液者没有升高;此差异一直持续到手术后7日,表现为肌酐清除率与尿流量较低。6%羟乙基淀粉盐水液组有更多的病人需要血液透析。  3.2.2 对凝血功能的影响  手术中选择的液体不同对凝血功能影响也会不同。输注大量(>20ml/kg)Hextend可降低凝血因子(纤维蛋白原、Ⅷ因子和vW因子等)水平以及血小板功能,超出了血液稀释效应。但是,高凝状态与输注晶体液相关。  最近一项利用TEG的研究证实输注大量(>20ml/kg)Hextend对凝血功能影响小于输注等量6%羟乙基淀粉盐水液。6%羟乙基淀粉盐水液造成的低凝状态可持续至手术后24h。 但是,乳酸林格氏液则可引起高凝状态。Hextend在手术结束以及手术后24h时对凝血影响最小。有人在泌尿外科大手术中比较了Hextend和白蛋白对凝血功能的影响,发现两组直到手术后24h对Ⅷ因子、vW因子水平及血小板功能影响没有区别。Bennett-Gurrero等在心脏手术病人中也发现同样结果。输注6%羟乙基淀粉盐水液者比输注乳酸林格氏液、白蛋白或Hextend者需要更多的红细胞、新鲜冰冻血浆和血小板,而且因低凝血状态再次回手术室探查止血的病人较多。  4 目标导向液体治疗  低血容量在择期手术病人中较常见。除了手术创伤、蒸发和干燥麻醉气体造成的非显性丢失外,为了防止误吸,手术前病人常规需要禁食6h,这都可引起围手术期容量不足。围手术期低血容量可显著增加手术后并发症发病率和死亡率,轻者恶心呕吐,重者器官功能障碍等,从而延长住院时间。(审校者:因此,人们不断地在探讨依据什么进行液体治疗,即目标导向液体治疗)
  4.1 心脏指数、氧供和氧耗  五十年代后期以来,人们一直在探讨大手术后心排出量与幸存的关系,认为幸存者心排出量明显高于死亡者。1988年Shoemaker首次通过临床对照实验证实此推断。他将心脏指数、氧供和氧耗作为特异性靶向指标,应用液体治疗和强心药物来达到这些目标,结果发病率和死亡率下降。  因为许多单中心随机对照实验都以此为指导,所以大多数研究支持最初的这个阳性结果。有五项研究都使用了Shoemaker的血流动力学指标。其中两项对普外高危病人和血管外科病人(>100例)的研究都证实目标导向液体治疗可显著减少死亡率。 两项对严重外伤手术病人的研究中,样本较少的一项研究显示目标导向液体治疗仅使死亡率趋势下降;但是,大样本的一项研究证实死亡率的降低具有统计学意义。第五项小样本研究是在肝胆癌肿手术病人中实行目标导向液体治疗方法,结果肝脏衰竭和高胆红素血症减少,尽管这并不是特异性的预后主要指标。对髋部骨折手术患者的研究亦表明,目标导向液体治疗可明显减低死亡率。  目标导向液体治疗在大血管和主动脉手术患者中的研究结果不一致。。这些研究中使用的心脏指数和氧供目标指数较低,每项研究的总体死亡率也较低。证实该方法并没有降低死亡率或某些并发症,反而有一项研究证实其死亡率更高。  4.2 混合静脉血氧饱和度(SvO2)和乳酸  有两项研究把SvO2作为一个间接氧供指标。其中一项对血管病人的研究表明,该方法与对照组比较并不能显著降低发病率或死亡率。最近斯堪的纳维亚人对冠脉搭桥手术病人研究发现维持SvO2>70%以及乳酸≤2mmol/L的液体治疗组住院时间明显低于对照组。  4.3 食管多普勒监测心排出量  一些研究采用术中食管多普勒监测心排出量,根据每搏量优化标准液体治疗。对左室功能正常的冠脉搭桥手术病人的研究发现,此方法可显著缩短病人在ICU和住院的时间。对髋关节置换手术的老年病人研究也得到同样结果。但是,这两项研究都没有比较死亡率。最近,Gan等用相同的方法也证实,食管多普勒监测心排出量优化补液量可以明显缩短住院时间和恢复进食时间。  但是,危重病人使用这种方法并不能改善其预后。事实上有一项研究表明死亡率高于对照组。综观所有围手术期研究会发现,大多数研究没有把死亡率作为根本的预后目标,甚至有些研究没有足够统计学意义证实死亡率下降。但是,如果把所有实验一起分组,比较对照组与处理组死亡率,结果是惊人的,即对照组96/753,处理组36/814。15项研究中仅有两项研究处理组的死亡率较高:一项研究中5/72死亡,其中对照组2/40,处理组3/32;另一项研究中4/120死亡,其中对照组1/60,处理组3/60。  5 胶体液和晶体液  容量复苏时液体选择的问题已经争论了30余年。所有学者都赞同纠正低血容量的根本是液体复苏,但是对于使用哪种溶液存在分歧。晶体液的支持者指出,使用胶体液可发生凝血功能紊乱,增加药物不良反应发生率以及使液体超负荷风险增加。胶体液支持者认为,充分液体复苏需要大量晶体液,结果可造成组织水肿,组织氧供降低。  三项研究分析集中在上述问题,并且它们用死亡率作为终末点来评价。最近对19项共1315例病人随机对照临床研究的结果提示,应用胶体补充容量者的死亡率绝对风险增加4%。但是,这个结果受到诸多质疑,因为它把不同病人群体中不同溶液比较研究放到一起,并且液体治疗的指征亦不一致。没有一项原始研究选用死亡率作为关键性指标,并且大部分研究中包括白蛋白或右旋糖苷,这两种液体已被证实可增加患者死亡率。目前尚无足够的证据来判断液体复苏时该选择什么液体。  但是最近一项研究提示,非心脏大手术患者应用晶体与胶体混合液者的恢复质量优于单独应用胶体液者。仅应用乳酸林格氏液者术后呕吐发生率较高,常需要止吐药物;复视发生率较高,主诉疼痛程度更明显。  6 小结  围手术期液体治疗在过去几十年得到很大发展。在补充血容量和其他体液丢失时,液体的选择和其电解质成分应当是重点考虑的因素。将来十年,我们在临床实践中将会不断地增加对目标导向液体治疗的认识,确定围手术期应用胶体液与晶体液之间的细微差别。