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認識中心靜脈壓：不是前負荷指標？

 王學東的圖書館 2016-01-01
認識中心靜脈壓：不是前負荷指標？
河北醫(yī)科大學第四醫(yī)院重癥醫(yī)學科
尹玉春 王欣 翻譯 朱桂軍 審校
綜述
目的：重癥醫(yī)師經(jīng)常試圖通過改變患者心臟的前負荷以優(yōu)化其心臟功能。然而，究竟什么才是能真正反映心臟前負荷的指標呢？這一點備受爭議。
最新研究成果：在臨床中，盡管中心靜脈壓（CVP）經(jīng)常用于評估心臟的充盈情況，但通常認為它是一個較差的前負荷指標?；蛟S有人不了解什么是前負荷、液體充盈系統(tǒng)的評估原理、努力呼吸對測量結果的影響、決定CVP的生理因素以及動態(tài)觀察哪項指標可用于評估心臟的前負荷等。但是經(jīng)過綜合考慮，c波基底部測得的CVP值不僅便于監(jiān)測，而且可以較好地詮釋心臟前負荷。
總結：準確測量CVP有助于評估右心室的充盈狀態(tài)。當動態(tài)監(jiān)測CVP并聯(lián)合心輸出量測定時CVP用途更大。需強調的是，前負荷僅僅是決定心輸出量的因素之一，還需要綜合考慮心功能的變化及回心血量。最后，前負荷的具體值并不代表容量反應性。
關鍵詞
心臟功能    跨壁壓     靜脈回流     z點
簡介：
對于心肌和骨骼肌來說，前負荷均是指肌纖維在開始收縮前所承受的最終負荷。當把心臟看成一個從右心房流入、從主動脈瓣處流出的整體時，其前負荷是等容收縮期開始前右心室舒張末的壓力。對于心功能正常的人來說，中心靜脈壓(CVP)可以很好地評估右心房內的壓力，在舒張期它也可以很好地代表右心室內的壓力。因此CVP可用于評估心室舒張期右心室的壓力。然而，CVP 由多個部分組成，除了一個時間點，其他均與心臟前負荷無關。而且，測量零點和測量裝置的水平等多種臨床因素都會導致前負荷測量值不準確。但是，如果你理解了CVP與右心舒張末期壓力之間關系的決定因素，那么，CVP將會是評價右心室及心臟整體負荷狀態(tài)的良好指標。留置中心靜脈導管的患者可以隨時獲得CVP，即使未留置，僅需通過頸內靜脈查體也可以大致了解到。本文首先開始介紹前負荷的含義，然后討論CVP測量問題以及CVP的影響因素。最后，本文將對它的正確應用提供一些指導。
CVP的組成

CVP有其特定組成部分，尤其在上腔靜脈測得時。'a '波是在心動周期中的第一個正向波，當竇房結為起搏點時，它代表心房收縮（圖1）。該波的高度取決于心房的收縮力和心房、右心室和上腔靜脈的順應性。第二個正向波為“c”波，這個波很小，往往很難看到。它是右心室開始收縮時三尖瓣處血流流入心房所形成，也可能是靜脈回流的血液突然碰撞關閉的三尖瓣形成的反射波所致。第三個正向是“v”波。它是在心室收縮期由心房充盈形成的?！皏”波的幅度大小取決于每次心臟搏動后的回心血量（每搏回心血量）和右心房及上游靜脈血管的順應性。當三尖瓣關閉不全時，返流量也可影響“v”波的大小。在討論CVP和心臟前負荷時需注意的是，CVP僅反映三尖瓣開放時右室的舒張壓?！皏”波并不影響前負荷，但“v”波的大小可以影響上游結構的血流，如肝臟，胃腸道和腎臟。
什么是前負荷？

肌肉是有彈性的組織。當受到牽拉時，其沿著肌肉纖維走形的方向便會產(chǎn)生張力（圖2）。骨骼肌和心肌工作的基本原理是，當肌肉收縮時，峰值張力隨著靜息長度的拉伸而增加，直至達到最適靜息長度。這是Frank–Starling定律的基礎，表明了心臟的靜息舒張末期容積越大，峰值張力越大，每博量越接近理想值（圖3）。長度-張力依賴性，是由于張力增加使更多的肌球蛋白頭部與肌動蛋白的活性位點重疊，從而增加了收縮的力量與速度。隨后的研究提出了其他機制，認為肌纖維長度增加，通過幾何、構象和膜的影響等多方面提高了離子鈣的活性，但是，在有效收縮范圍內，肌肉收縮力隨著肌纖維長度的增加而增加這一基本原則仍然是適用的。給離體心肌施加線性力以拉伸靜息肌肉的研究發(fā)現(xiàn)，隨著前負荷的變化，肌肉有效張力也發(fā)生改變（圖3）。Otto Frank的蛙心實驗通過提高容量增加心肌靜息長度。Ernest Starling研究了狗的相對完整的循環(huán)，心室舒張時對心室壁產(chǎn)生應力，并在此時調整回心血量。因此，Starling的研究表明，每博回心血量的增加決定了初始負荷狀態(tài)。然而，血液回流不應與前負荷相混淆。前負荷中包括“負荷”這個單詞，它表示一種力。因此，前負荷被定義為使一種使肌肉在開始收縮前即存在初始長度的力，或壓力。因此，前負荷是壓力的一種。另一方面，肌肉的峰值作用力以長度-張力關系為基礎，與肌肉初始長度直接相關，而不是張力作用產(chǎn)生長度變化，因為不同張力作用下的長度隨肌肉彈性而改變。而且，這種關系是曲線性的，非直線性。對于完整的心臟，“彈性”是通過術語彈性或順應性的倒數(shù)來定義的。

由于每搏量隨肌肉初始長度的不同而變化，所以有些人認為舒張末容積是前負荷。現(xiàn)在舒張末容積可以經(jīng)超聲心動圖評估，在過去，則由心室阻抗導管測得。將前負荷作為張力這一生理定義是不正確的，容量代替壓力的應用也受到臨床限制。首先，精確的壓力測量比容積測量更容易獲得，因為成像技術獲得的體積測量是以半徑為基礎的，容積隨著半徑的三次方的變化而變化。因此，即使是半徑測量的微小誤差就可以導致較大的容積差異。其次，筆者將右心室的前負荷代替整個心臟的前負荷，但這一腔室的復雜幾何形狀使得其容積測量難以量化。第三，應用壓力而不用容積評估前負荷的最重要原因或許是，當心臟是一個完整的整體時，左右心室的最大舒張容積受心包限制，當心包不存在時，最大舒張容積受心肌細胞骨架的限制。當達到這一限度，進一步增加心室充盈壓，舒張末期容積將不再改變。容積測量并不能發(fā)現(xiàn)是否已達到這一限制程度（圖4）。

正常情況下，在舒張期時大靜脈、右心房和右心室之間的阻力是微不足道的，應用CVP可以很好地評估右心室舒張末壓。而在測量部位與右心房之間或者三尖瓣出現(xiàn)狹窄時，此結論不可用。另一個問題是，限制使用右室舒張末壓來表示右心的前負荷。所有彈性結構，包括心臟在內，室壁彈性取決于結構內部與外界的壓力差。將血流動力學測量傳感器與大氣壓校準歸零，此時高度被稱為零點。然而，在海平面水平，CVP為0mmHg時，事實上約760毫米汞柱，但在丹佛或墨西哥市其平均水平約640mmHg，這都取決于氣候。在通氣周期中，心臟受變化的胸腔內壓所影響。自主吸氣時，胸腔內壓較大氣壓相比是降低的，在呼氣末，與大氣壓相比仍略偏低。正壓通氣時，吸氣相胸腔內壓較大氣壓相比是上升的，由于呼氣末正壓和胸壁順應性，其在呼氣期間仍保持正值。

測量基礎：
因為前負荷是一種壓力，所以了解壓力測量的原理是很有必要的。決定血管壓力的能量主要包括三種類型：彈性勢能，動能和重力勢能。前負荷主要由彈性勢能決定，但是重力勢能也是其一個重要的混雜因素。CVP測量中的誤差原因包括調平測量的誤差，忽略了胸腔內壓變化對CVP的影響（跨壁壓不正確的估計），測量CVP用以評估前負荷的測量位點不準確。右心充盈前CVP測量準確性欠佳，在0到12mmHg之間波動。因此，測量誤差有非常重要的臨床意義。
調零和調平壓力測量時必須考慮參照值。我們存在于大氣壓中，所以第一步是調整測量裝置使基線或“基礎值”為大氣壓。我們稱此為“零點”，并在其基礎上測量壓力差。如果沒有這樣做，那么必須在解讀測量數(shù)據(jù)前先檢查周圍環(huán)境！在標準的血流動力學研究中，用充滿液體的設備使壓力測量變得更加復雜。這是因為由于液體重力作用，使測量裝置中的液面高度增加了額外的壓力。即使應用大多數(shù)呼吸研究所用的空氣填充導管也不能解決此問題。由于重力作用，測量裝置所設置的零點水平必須要與身體的生理參考水平一致。比如，將臥床患者CVP監(jiān)測裝置的傳感器放在地板上，其CVP將大約為80mmHg！此外，對于仰臥位患者，與靠近身體前側的血管相比，靠近后側的血管擴張的實際壓力更高，因為兩者之間存在靜水壓力梯度。如果將換能器放置于患者背部水平，CVP測量值則偏高，而放置于患者前側，測量值則偏低。因此必須要設定標準的參考位置，以使不同人之間的壓力值具有可比性。在生理研究中，公認的參考水平是右心房的中點，大概是三尖瓣瓣環(huán)的位置。體表定位時，這一水平近似定于胸骨角（第二肋骨與胸骨連接處所形成的可觸及的略微隆起）下5cm處 。右心房是一個相對圓形、較靠近身體前側的結構，其上方靠近胸骨。坐位約呈60度角時，右心房中點的位置大致如前所述。但是，由于身體尺寸和胸廓的大小不同，其精確位置因人而異。根據(jù)CT研究，有人認為，胸廓前-后直徑垂直距離的三分之一能更準確地估計零點參考線。然而，作者并沒有在胸骨角位置進行測量。如果要進行測量，至少應取仰臥位，距胸骨角垂直距離5cm處是評估右心房中點的恰當位置。另外，前–后直徑的1/3處進行定位增加了更多潛在性錯誤，比僅僅確定胸骨角及其下5cm的位置更耗費時間。由于胸廓中點位置較低，換能器位于胸廓中點位置時所測壓力約比定位于胸骨角處的測量值高3mmHg。這種方法不需要調平裝置，但也缺乏嚴謹性，并且不同操作者之間所測值差異較大。關鍵是要有一個標準化的方法，使其可用于治療組的所有成員，并且容易定期驗證。
第二個主要問題是跨壁壓的評估，如前所述，是擴張心腔壁的彈性勢能的測量。問題在于，胸腔內壓作用于心臟外，與大氣壓（用于傳感器歸零）相比，其隨著通氣周期而改變。一種解決辦法是，將換能器置于胸腔或在胸腔置入導管，測得胸腔內壓的變化，然后將血管內所測得的壓力值減去此值即得出跨壁壓。但是這并難以實現(xiàn)。為了將這種誤差最小化，血管壓力應在呼氣末測量，此時胸腔內壓最接近大氣壓。自主呼吸時，呼氣末胸腔內壓為負值，跨壁壓被低估，而正壓通氣時胸腔內為正壓，呼氣末正壓使跨壁壓被高估了。呼氣末正壓越高，誤差越大。測量CVP時這個問題并沒有簡單的解決方法，即使已有一些技術可用于肺動脈閉塞時CVP的測量。測量時不推薦斷開呼吸機，因為這將引起血流動力學的改變。必須要牢記測量結果的影響因素，并進行思維調整。

用力呼氣時，呼氣肌做功會使呼氣末胸腔內壓增加，呼氣末CVP測量將不再適用于此類患者。用力呼氣可分為兩型?；颊咴诤魵忾_始時用力最多，呼氣過程中逐漸遞減，此為A型。這時CVP通常改變較小，在最長呼吸周期的呼氣末采集CVP值即可使問題最小化。第二類為B型，這種類型問題更多，CVP測量誤差更大。呼氣努力持續(xù)存在于患者整個呼氣期間，使監(jiān)測儀上CVP在呼氣時逐漸增加，但很有可能跨壁CVP實際上是下降的。這時，臨床醫(yī)生需要通過觀察患者的呼吸周期，識別其用力呼氣前的呼氣起始時間點，或無呼氣肌參與的呼吸周期。

CVP的“a”和“v”波幅較大（圖1），測量點不同，所得CVP值也不同。當CVP用于評估前負荷時，應在“c”波的底部——“z”點處進行取值。因為該點是收縮期開始前右心的最終壓力。如果c波不易確定，也可以用“a”波進行合理估計。通過從心電圖的QRS波結束點繪制一條垂直線也可以得到收縮期開始的時機。如果將這個值作為CVP測量值，CVP便可以很好地用于評估前負荷。

中心靜脈壓的影響因素

利用CVP評估心臟前負荷需要了解其影響因素。像Frank那樣，把心臟做離體研究，CVP可以準確評估心臟的前負荷。而在完整的循環(huán)中，CVP由心功能和回流功能相互作用決定的。右房壓相同，即前負荷相同時，心功能增加，則心輸出量升高。增加心功能的因素包括心率增加，心肌收縮力增加，后負荷降低。通常心輸出量與代謝需求相匹配，心臟功能的增加通常會導致CVP下降，表示前負荷的降低。這是由于心臟不需要過度擴張來獲得相同的心輸出量。心功能下降時則相反。心輸出量和回心血量較好的相關性可體現(xiàn)于運動時，心輸出量增加5倍，而CVP變化不大，也可以說前負荷變化也較小。另一方面，通過Starling機制，自身回心血量增加使心輸出量增加，這就意味著CVP和前負荷均增加。正常情況下，靜脈回流和心臟功能同時增加，CVP和前負荷均變化較小。

前負荷與容量

有人質疑說CVP是無用的，因為它并不代表血容量，但為什么要首先這樣考慮呢？第一，靜息狀態(tài)下僅有30%的總血量產(chǎn)生靜脈彈性驅動力使血液回到心臟。其余血容量僅是流經(jīng)血管，并沒有拉伸血管壁，即非張力容量。在總血容量不變的情況下，張力容量與非張力容量比例的改變會影響靜脈回流，進而影響CVP。但是如果右心不受容積限制，前負荷增加，心輸出量增加。第二，靜脈的彈性驅動力受下游血管阻力的影響。阻力的變化會改變總血量與CVP之間的關系。最后，如上所述，CVP是由心功能和回流功能相互作用決定的，因此，心臟功能改變的同時，血容量改變導致回流功能改變，那么CVP與血容量之間的關系也會改變。同樣，將體循環(huán)平均充盈壓作為心臟充盈的指標也存在爭議。

中心靜脈壓的應用

綜合考慮上述所有技術因素后，那么在“c”波基底部測得的CVP將是較好的心臟充盈指標（圖1）。一旦達到心臟功能曲線的平坦部分，增加前負荷，即增加心臟充盈壓，并不增加心輸出量。這與容量反應性是有區(qū)別的。

正常生理條件下，中心靜脈壓很低，在靜坐時甚至為負值。如上所述，運動時即使心輸出量顯著升高，CVP仍維持在相對較低的水平。因此，中心靜脈壓明顯升高，表明心臟處理靜脈回流的功能出現(xiàn)異常。例如，與心臟功能正常的研究參與者相比，心臟移植術后的患者在運動過程中CVP更高，因為其心臟不接受交感傳入神經(jīng)的正?？焖倥d奮而使心臟收縮力增強、心率增加。在正常生理條件下，前負荷不是心輸出量的主要決定因素，而是通過心輸出量的“微調”使入量與出量相匹配。在臨床中，許多患者隨著前負荷的增加，心輸出量相應增加。但是正常的心血管系統(tǒng)并不應該通過增加血容量以增加心輸出量。

雖然CVP實際值不能表明心臟狀況，但是通過其數(shù)值的高低變化，可以得到許多重要的臨床信息。例如，如果CVP接近于零，那么患者低血壓和低心輸出量的原因基本上應排除心包填塞、肺栓塞或右心功能不全。雖然仍然有這種可能性，但肯定還有其他診斷，比如同時合并消化道出血，過度利尿或由于膿毒癥導致的血管緊張度下降。相反，如果CVP較高，低血容量則很有可能不是休克的唯一原因，除非患者胸腔內壓較高，右房跨壁壓實際較低，或有混雜性右心室功能不全，或右心因一些造成低跨壁壓的原因而受壓。

如下所述，CVP非常有意義，尤其是與心輸出量測量相結合時。根據(jù)Starling定律，快速輸注液體通過增加前負荷，使增加心輸出量。如果此時心輸出量未增加，下一個問題應考慮是否CVP升高了？用CVP升高2mmHg來驗證Starling定律，這是因為我能在監(jiān)測儀上清晰地觀察到數(shù)值的這一變化。如果CVP上升2mmHg而心輸出量或其他臨床參數(shù)并沒有隨之增加，更多的容量也不能解決問題。但是，如果心輸出量維持不變，CVP升高小于2mmHg，則不能排除容量反應性，需要給予更多的液體直到CVP升高2mmHg。液體輸注速度越快，所需的液體量就越少。

同樣地，如果心輸出量下降而CVP上升，這表示原發(fā)性心功能降低。如果心輸出量下降而CVP也下降，這表示原發(fā)性回流功能降低，可能存在容量不足。

結論
在臨床中，CVP值變化范圍很小，因此需要認真而持續(xù)的測量，尤其是對于調平。CVP的動態(tài)變化趨勢很重要。CVP或許不能精確評估心臟的前負荷，離體研究中也不能給予更多信息，但至少得出一點：高CVP是異常的。在整個臨床環(huán)境中，CVP非常有診斷意義。隨著時間的推移隨訪患者時，CVP非常有意義，尤其是同時聯(lián)合測定心輸出量時，這可以辨別原發(fā)性變化存在于心臟功能還是回流功能。對于許多患者，CVP直接測量是可行的，通過檢查幾乎可以從所有患者身上得到一個近似值。但是，如果不理解這個值的影響因素，數(shù)值的獲得也是沒有意義的。

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