以生理学为基础统一液体反应性与耐受性：Diamond–Forrester分类的动态解读

《Cornea Open》：Unifying Fluid Responsiveness and Tolerance With Physiology: A Dynamic Interpretation of the Diamond–Forrester Classification

　　

床旁超声（POCUS）是评估血流动力学不稳定患者的首选工具，然而，围绕"流量""淤血""液体反应性（FR）"和"液体耐受性"等相互交织的概念仍存在混淆。我们认为Frank-Starling关系能够澄清这一问题，因为它描述了x轴上的"淤血"与y轴上的"流量"之间的相互作用。尽管如此，通过POCUS同时单次评估淤血和流量仍然是一种静态方法。为了拓展这一方法，我们提出一个两步流程。第一步是将患者放置在超声Diamond-Forrester图上。第二步是对FR进行动态评估（例如，被动抬腿试验），以在危重症病程中个体化治疗方案。

背景

在重症监护室（ICU）的血流动力学复苏中，增强器官灌注而不造成淤血至关重要（1）。尽管组织灌注取决于多个变量，如血流分布和微循环状态，但复苏的第一步是通过静脉输液增加宏观血流动力学流量（即每搏输出量，SV）。然而，过度积极的静脉输液可能导致静脉高压，与发炎和渗漏的毛细血管床共同作用，可能导致器官损伤（2）。

用多普勒超声评估流量和淤血

历史上，流量和静脉高压（即"淤血"）是通过病史和体格检查评估的，辅以生化检查、放射学和侵入性血流动力学监测（3）。由于其便携性、安全性以及日益增加的可用性，床旁超声（POCUS）现在是评估流量和淤血的首选工具（3–5）。

许多POCUS复苏方案使用二维超声心动图来表型化休克病因；然而，这些方法存在源于对临床血流动力学误解的缺陷。例如，临床医生可能将塌陷的下腔静脉（IVC）与低血容量相关联，或将正常/高的射血分数与液体反应性（FR）相关联（6）。

鉴于这些担忧，临床医生越来越多地采用血流动力学超声心动图来测量左室流出道速度时间积分（LVOT VTI）作为SV的替代指标（7, 8）。确定绝对SV有助于定义休克病因。例如，高血压伴高SV提示病理性血管扩张，而低SV则提示容量丢失、静脉扩张、心功能障碍或其组合。然而，重要的是，绝对SV并不能预测心脏对任何特定干预的反应，尤其是静脉输液。换句话说，SV是一种静态测量指标（9）。

为了预测静脉输液的效果，出现了FR的概念（10）。FR是指前负荷给予后SV或心输出量增加至少10–15%（11）。虽然FR最佳预测静脉输液的预期效果，但基于FR的复苏忽略了器官淤血。

静脉过量超声评分（VExUS）在复苏期间揭示了额外的重要血流动力学数据（12）。简而言之，VExUS整合了下腔静脉的大小以及门静脉、肾内和肝静脉中静脉多普勒的模式来分级静脉高压，这与病理性升高的Pra相关（13, 14）。重要的是，低VExUS的患者可能对液体无反应。正常静脉压与液体无反应性的组合被称为"动态液体不耐受"，因为静脉淤血是通过动态操作如被动抬腿（PLR）来揭示的（6, 15）。当存在动态液体不耐受时，静脉淤血最初不存在，但随着液体负荷而发展（15）。因此，仅关注静态静脉指标的复苏方案是有限的。

统一框架

为了简化液体耐受性和FR的竞争性概念，我们在评估流量（如LVOT VTI）和淤血（如VExUS）时强调两个原则。第一，流量和淤血是相互参考测量的；第二，流量和淤血是作为动态范式来测量的。

Frank-Starling关系本质上将x轴上的"淤血"（即心脏充盈）和y轴上的"流量"（即心输出量或SV）联系起来。更具体地说，VExUS将患者分为低（即VExUS 0或1）或高（即VExUS 2或3）"淤血"，而LVOT VTI将患者分为正常（即LVOT VTI ≥ 18 cm）或低（即LVOT VTI < 18 cm）"流量"。据此，患者被放置在四个血流动力学象限之一（图1），重现了1976年首次使用肺动脉导管描述的Diamond-Forrester经典血流动力学表型（16）。这个第一步同时暗示了休克病因和治疗方案，然而，它仍然是一种静态方法。如下文所述，如果第一步后认为前负荷是适当的，我们建议进行FR的动态评估。

图1. 建议的统一框架。这将Frank-Starling关系（即六条曲线）与Diamond-Forrester表型（即四个象限）相结合。在现代基于超声的解释中，静脉过量超声评分（VExUS）将x轴上的心脏充盈进行二分法分类，而左室流出道速度时间积分（LVOT VTI）作为每搏输出量（SV）替代指标，对y轴进行二分法分类。图中显示了两例3号表型患者。对于患者1，前负荷（即通过被动抬腿[PLR]示意）使患者沿陡峭的Frank-Starling曲线上移。另一方面，患者2也从3号象限开始；然而，PLR显示LVOT VTI变化很小，而静脉淤血指标（如VExUS）显著增加。

血流动力学表型

近50年前，Forrester等人（16）描述了急性心肌梗死后患者的四种血流动力学表型。他们通过二分法分类左心室前负荷和心脏指数来做到这一点。前负荷基于肺动脉楔压（Ppao）18 mmHg分为"低"和"高"，心脏指数基于2.2 L/min/m2的阈值分为"正常"和"低"。因此，描述了四种表型：1型定义为正常CI、低Ppao（即"暖-干[17]"），2型定义为正常CI和高Ppao（即"暖-湿"），3型定义为低CI和低Ppao（即"冷-干"），最后，4型定义为低CI和高Ppao（即"冷-湿"）。

最近，Kim等人（18）回顾性审查了4563例被收治入心脏ICU的患者，并基于超声心动图确定他们的Diamond-Forrester表型。他们使用LVOT VTI计算CI，并使用二尖瓣E速度与中隔二尖瓣环e'速度的比率（E/e'）14来估算Ppao。据此，他们观察到1–4型的院内死亡率分别为2.9%、7.3%、7.1%和14%。

虽然Diamond-Forrester表型适用于原发性心脏病理生理学的患者并预测结局，但我们认为这种方法在任何血流动力学不稳定患者的急性复苏期间都是有用的。这是因为复苏期间患者落入的象限（或表型）立即暗示了潜在的病因和治疗。此外，该框架还确定了哪些患者需要进行动态评估，例如当考虑静脉输液时。

1号表型

在健康状态下，大多数人将落入1号表型（即"暖-干"），具有正常的心脏指数和低充盈压。为了讨论目的，我们关注急性低血压患者。此外，我们根据SV（即通过LVOT VTI估算）来二分法分类流量，而不是测量CI，因为前负荷增加SV并反射性地降低心率，这减弱了对CI的影响（11）。1号表型定义为LVOT VTI至少18 cm且VExUS为0或1。LVOT VTI值来自另一个复苏算法（8），而VExUS来自我们的研究，表明所有健康志愿者在三种不同的前负荷条件下VExUS均为0或1（19），与患者数据一致（14, 20）。

处于1号表型的低血压或低灌注患者提示动脉血管扩张，需要一线血管加压药治疗（如去甲肾上腺素）。该表型类似于脉压差大的低血压患者，因为脉压差是SV的粗略替代指标。治疗后，我们建议重复LVOT VTI和VExUS以评估表型变化。例如，如果开始使用去甲肾上腺素后患者从1号表型转变为2号（或4号），则意味着心功能恶化（即淤血增加而流量减少），可能需要正性肌力药物支持。如果治疗临床医生决定给予静脉输液，1号表型使FR更可能，考虑到Frank-Starling曲线的总体形状。然而，对于有液体过负荷风险或其他液体不耐受征象（如超声B线、舒张功能障碍、瓣膜病、腹腔内压升高等）的患者，仍建议进行FR测试。

2号表型

LVOT VTI至少18 cm但伴有静脉淤血征象（即VExUS 2或3）遵循"暖-湿"的Diamond-Forrester表型。对于处于2号表型的急性低血压患者，应考虑周围血管扩张的可能性。因此，一线使用去甲肾上腺素是一种合理的经验性方法。如果低血压被纠正且无表型变化，但仍存在低灌注征象（如肾损伤），则可尝试利尿（即"去淤血"）以改善组织灌注。即使在2号表型中考虑液体移除，我们仍建议进行FR测试，因为这预测利尿减少血流量（和压力）的可能性。更具体地说，2号表型中液体无反应的患者比液体反应者更能耐受去淤血（21）。这种生理学的另一个实际例子是撤机引起的肺水肿（22）。通过利尿减少淤血直到FR重新出现，可能预测成功脱离机械通气（22）。

3号表型

低LVOT VTI且无静脉淤血（即VExUS 0或1）与Diamond和Forrester描述的"冷-干"表型相当。虽然该表型在心脏ICU中不常见（18），但我们怀疑这因临床背景而异。例如，在脓毒症早期，3号表型可能很常见，尤其是在急诊科。虽然低VExUS和低LVOT VTI可能由低血容量解释并通过静脉输液反射性纠正，但这种表型可能由脓毒性静脉扩张与急性舒张功能障碍共同作用所致。图1显示了两例3号表型患者。对有直立Frank-Starling曲线的患者（即患者1）进行复苏可增强SV（如LVOT VTI）而淤血最小（如VExUS）。相反，对具有异常扁平Frank-Starling曲线的患者（即患者2）进行复苏会导致静脉高压而没有使全身流量受益。特别是患者2，说明了为什么低充盈压通常与液体无反应性相关，正如在下腔静脉塌陷和中心静脉压数据中所观察到的（6）。因此，3号表型的动态评估至关重要。在脓毒症早期该象限中的无反应性可能受益于及时使用血管活性药物输注（如去甲肾上腺素）和等待抗生素抑制炎症反应的时间。

4号表型

该象限定义为同时存在静脉淤血和低LVOT VTI，对应于"冷-湿"表型。虽然落在该象限的低血压患者可能是液体反应性的，但他们可能有原发性泵功能障碍。因此，在给予前负荷之前，应评估和处理心脏病理。必须进行完整的超声心动图评估以排除单侧或双侧心室衰竭，随后治疗原发病理生理学。例如，具有该表型的患者可能有脓毒性心脏功能障碍，正性肌力药物可能有帮助。如果在治疗泵功能障碍的根本原因后患者仍然低血压或有持续低灌注征象（如肾损伤、毛细血管再充盈时间延长），我们建议重新评估患者的表型，预期VExUS下降而LVOT VTI上升（即患者趋向1号表型）。如果患者继续有"淤血"表型（即2号或4号），则考虑液体移除。与2号表型一样，4号象限中的FR测试预测液体移除的效果（21, 22）。

局限性与未来研究

虽然我们包含了"干"与"湿"（17）的形容词，但在一般ICU人群中充盈压与容量状态之间没有直接关系（23）。容量状态只能通过详尽的病史、体格检查和整合所有可用的客观患者数据来获取。鉴于大多数临床医生对这些术语的熟悉程度，我们在框架中保留了"干"和"湿"的术语。

测量LVOT VTI可能存在技术挑战，且人类精度很重要（24）。因此，一些作者主张在16和20 cm之间存在LVOT VTI"灰区"（8）。

据此，LVOT VTI（左心室流出道速度时间积分）≥20 cm的患者明确属于"温暖"状态；LVOT VTI≤16 cm的患者属于"寒冷"状态；介于两者之间的患者则为"临界"状态。在测量LVOT VTI变化时，如果两次测量之间探头从胸壁移开，15%是最小具有临床意义的变化幅度。同样，横轴的划分也不如我们所描绘的那样清晰。虽然我们使用VExUS（静脉淤血超声评分）来区分液体耐受与不耐受，但该框架也可以整合其他反映液体耐受–不耐受的指标（例如E/e′比值、E/A比值、三尖瓣环收缩期运动幅度、股动脉或颈静脉多普勒、肺部超声所见等）。未来的研究应明确四种表型中液体反应性与非反应性患者的比例。这样一来，在进行动态评估之前即可确定液体反应性的先验概率。然而，这些研究需要考虑因超声窗口条件困难（例如心尖五腔切面及肾内静脉多普勒）导致的受试者脱落问题。最后，该框架仅考虑宏观血流动力学，而这并不能保证器官或组织灌注，尤其是在感染性休克中。因此，将每种表型的特定血流动力学治疗策略与组织灌注、器官功能和患者预后的关联进行研究是至关重要的。

**结论**

虽然动态指标优于静态指标用于评估液体反应性，但仅基于液体反应性进行复苏会忽视早期静脉高压或"器官淤血"的征象。历史上，器官淤血通过中心静脉压或肺动脉楔压等心脏充盈压力来评估。近年来，多普勒超声被用于无创地评估淤血（即液体"不耐受"）。仅基于液体耐受–不耐受二分法进行复苏会忽视那些可能液体无反应的患者。我们认为，液体耐受–不耐受与液体反应–无反应这两个二分法可以通过经典的Frank-Starling关系统一起来。同时评估前负荷（例如VExUS）和每搏输出量（例如LVOT VTI）可将患者定位在超声钻石-福雷斯特图上。该框架能够即时阐明血流动力学不稳定的病因并提出治疗建议。如果在完成第一步评估后考虑静脉输液，则动态评估尤为有用，特别是在存在低充盈压征象的患者中。