危重症患者的中心静脉氧饱合度监测
Emanuel P. Rivers, MD, MPH, Douglas S. Ander, MD, and Doris Powell, MD
在危重症患者的起始治疗中，用血压、心率、尿量和中心静脉压来指导复苏治疗。即使使这些指标正常化，全身组织缺氧可能持续存在，并发多器官衰竭形成，增加死亡率。确定的治疗包括收入重症监护病房、置入肺动脉导管，测量混合静脉血氧饱合度（Svo2）, 使血流动力学指标达到最佳。在缺少上述治疗或建立确定治疗之前，可用中心静脉血氧饱合度（Scvo2）替代Svo2。在这里，我们对Scvo2监测的生理学、技术、临床应用和原理进行了回顾，其中包括与Svo2生理上相当的问题。对Scvo2监测的临床应用，输出结果含义及其局限性也将进行探讨。
休克的定义为存在继发于全身氧输送（DO2）和氧需之间失衡的组织低氧血症。在初始的治疗中，用生理指标如血压、心率和尿量来指导复苏。即使使这些指标达到正常，DO2和氧需之间的严重失衡会导致全身组织的低氧血症。这种全身低氧血症如果不给予处理会导致无氧代谢，乳酸生成及氧债。氧债的程度和持续时间涉及到多器官系统衰竭的形成和死亡率的增加。这篇综述回顾了在危重患者治疗中用中心静脉氧饱合度代替混合静脉氧饱合度的临床应用。
混合静脉氧饱合度的生理学
SvO2的正常范围是65-75%，它反映了DO2和氧需之间的平衡。当DO2降低或全身氧需求超过氧供给时，SvO2降低。当这种代偿机制被打破，SvO2仍低，全身组织低氧血症及乳酸酸中毒就会随之而来。SvO2因在预后上的重要性而被用作高乳酸血症及死亡的预测指标（与严重心肺疾病患者的动脉血氧饱合度和心排量相比）。临床医生的目的是确定哪些变量紊乱和建立适当的治疗。图1显示了影响SvO2的变量。
图1. 影响混合静脉血氧饱合度的变量。
使全身氧耗量增加或氧输送下降的变量可引起中心静脉或混合静脉血的氧饱合度下降。DO2，系统氧输送；Hg，水银；PaO2，动脉氧分压；VO2，系统氧消耗。
静脉血氧测定技术
通过应用基于反射分光光度测定法的红外线血氧测定法，可持续监测SvO2。光被传射入血中，经红细胞反射，由光检测器读取。不同波长的光反射的量因氧合血红蛋白和血红蛋白的浓度不同而改变（图2）。用于测量静脉血氧饱合度的导管可以是肺动脉导管或16至22cm的中心静脉导管，可用于液体管理、药物治疗及压力测量。
图2 分光光度测定技术
分光光度测定技术包括发送红外信号经过中心静脉导管的纤维光学传送。导管内的接收纤维检测从红细胞血红蛋白反射回来的光，从而持续提供中心静脉氧饱合度的数据。
混合静脉氧饱合度监测的临床应用
SvO2广泛应用于临床，已经证明对于心脏外科患者，SvO2要好于平均动脉压和心率。SvO2的下降要早于心功能不全、休克或心律失常的发生，而这时生命体征往往正常。已经证明SvO2对于以下患者有诊断、判断预后和治疗作用：急性心肌梗塞的危重症患者；综合内科重症监护病房的患者；心血管手术、血管手术、儿科手术或肺移植术后的患者；存在创伤、脓毒性休克或心源性休克的患者；新生儿。尽管在一组不同疾病的ICU患者中将SvO2作为目标指导的血流动力学终点未显示出更好的结果，但对于心血管手术术后和创伤的患者，SvO2可降低病死率和保健资源的消耗。有证据表明，应用这项技术诊断和治疗的干预时机是结果的关键决定因素，这一点在以前的研究中未提到。
为什么监测中心静脉血氧饱合度？
危重疾病的发生与明确的ICU干预之间的时间间隔的长短可对结果产生重要影响。测量SvO2需要置入肺动脉导管，这在复苏早期或儿童患者中难以施行。但中心静脉通路既可在ICU也可在非ICU环境下建立，使持续ScvO2监测成为SvO2的一个方便的替代指标。高达50%从休克复苏的患者可能有全身组织低氧血症（即乳酸增高和ScvO2降低），即使此时生命体征和中心静脉压正常。能够在患者看护病程早期检测和解决潜在的组织缺氧可能对预后有利。
混合中心静脉氧饱合度在临床上相当吗？
SvO2和从上腔静脉和右房获得的ScvO2之间的关系已在动物和人模型中检验（表1）。上腔静脉ScvO2比右心房ScvO2略低，当患者不存在休克时更能精确地反映SvO2。无论是否存在休克，右心房的饱合度与SvO2不存在明显差异。对于休克患者，情况恰恰相反，上腔静脉ScvO2常高于SvO2；差别可达5~18%。血流从脾脏、肾脏和肠系膜床向脑和冠脉循环重新分布，包括从冠状窦来的不饱合血（<30%），有助于解释这个观察结果。因此，在休克状态下，上腔静脉ScvO2一般要高于真正的SvO2。
ScvO2是否可以满意地替代SvO2，尤其是在大于65%的范围内，曾引起很多争论。尽管ScvO2和SvO2的绝对值不同，研究证明，在很多血流动力学条件下两者是相关的。而且如果存在ScvO2病理性降低（意味着SvO2更低），在临床上要比两者是否相等更重要。Goldman等发现ScvO2低于60%往往说明存在心衰、休克或两者同时存在。高血流动力学状态的脓毒性休克患者很少表现为SvO2水平低于60-65%，持续的水平与死亡率增加相关。检测ScvO2在病程早期临床应用的研究经常遇到值小于50%的情况，这被认为是非常危重的。实际的肺动脉的静脉血氧饱合度要比这些值低5-18%，腹腔脏器则要低15%。因此，尽管数值上不相等，这些数值的范围病理上是相当的，均与高死亡率相关。
表1. 比较混合静脉氧饱合度和中心静脉氧饱合度的研究
研究 研究设计和主题 结果 结论
Reinhart 等 麻醉状态下狗的缺氧，出血和复苏 SvO2和ScvO2的相关系数（r）是0.97，平均值相差2.7±2.9%。每条狗ScvO2的变化与SvO2的变化相平行。 虽然ScvO2的绝对值与SvO2不同，在很多血流动力学状态下两者的变化非常接近。
Scalea 等 狗的出血模型 在测量血容量丢失时，心排指数和SvO2显示线性关系。SvO2反映了ScvO2，通过直线回归分析得出r值为0.85-0.99平均0.95。 ScvO2在失血性休克模型中是SvO2可靠的代替指标。
Baquero-Cano等 小猪的脓毒症模型 SvO2与ScvO2之间存在明显的相关。（r2=0.88） 在新生儿中，ScvO2可以可靠、有效、方便地替代SvO2。
Schou等 猪的血液稀释模型` SvO2和ScvO2之间的回归系数在血液稀释组为0.97，在对照组为0.99(r2=0.97,偏差-3.0±5.0%). 在血液稀释中，ScvO2监测与SvO2监测同样有益。
Davies等 猪的循环休克及化学诱导肺损伤模型 右房ScvO2与SvO2的均数差为0.91%，标准误为4.7%，回归方程为右房ScvO2= SvO2（0.94±2.4）PA SvO2，相关系数为0.94。 SvO2监测可以用右心房导管实现，更加减少侵入和成本。
Shah等 鼠的出血性休克模型 休克程度越重，酸中毒越越严重，碱剩余和乳酸增加，ScvO2恶化。ScvO2可预测死亡率。乳酸水平仅预测晚期严重休克的不可逆性。 ScvO2可用来监测失血性休克从失代偿期到不可逆期的进程。
Lee等 非休克和休克病人（出血性、脓毒性和神经源性） 在休克中，ScvO2明显大于SvO2（r2=0.73）。右心房（r2=0.88）和SvO2的相关性为0.95。右心房ScvO2能更精确地反映SvO2（0.81 vs 0.27）。 休克时ScvO2始终大于SvO2。右心房ScvO2反映SvO2较上腔静脉ScvO2为优。
Scheinman等 重症患者 休克时，上腔静脉ScvO2明显大于SvO2（58±13 vs 47.5±15; r=0.55）。尽管休克时相关性减少，ScvO2的变化反映了SvO2的变化（r=0.90）。右心房ScvO2与SvO2相似（49.2±19 vs 49.2±19; r=0.96）。 ScvO2 水平始终大于SvO2，但是在心源性休克患者中与SvO2的相关性较差。尽管右心房ScvO2水平能更加精确地替代SvO2，上腔静脉ScvO2有助于监测SvO2的趋势或变化。
Goldman等 心肌梗塞患者 ScvO2之间在较宽的心排出量范围内存在良好的相关性。 ScvO2精确地反映了SvO2。ScvO2<60%与心衰或休克相关。
Tahvanainen等 评估ScvO2在成人重症监护中反映肺动脉分流（Qsp/Qt）, SvO2和动静脉氧含量差[C（a-v）O2]真正变化的价值。 每个患者肺动脉血样和上腔静脉及右心房血样所测的变量值（尤其是这些变量的变化）之间存在着明显的正相关。（P<0.001） ScvO2可代替SvO2用作上述目的。但要得到SvO2的精确值只能通过测量肺动脉血。
Faber 重症患者 尽管所提的方法有较高的预测能力，它在中心静脉和混合静脉氧含量的比较上作用较小。 因为目前的结果可能是数学上的关联，需要进一步的前瞻性研究。
Herrera等 比较23例胸科术后患者的SvO2及ScvO2。 在基线，SvO2> ScvO2, 均值差常<0.9%。外科手术ScvO2常> SvO2, 均数差<1.3%。所有样本存在明显的简单线性相关（P<0.001）。两种技术的偏差（0.2%和0.7%）和标准误（2.7和2.5%）小，所有测量两者之差小于5%。 对于不适合置入肺动脉导管的胸科患者，麻醉时SvO2可用ScvO2代替，来监测供需平衡。
Edwards等 入ICU即存在严重循环休克的患者 上腔静脉、右心房及肺动脉的值相似：分别为74±12.5%, 70±13%和71.3±12.7%。但范围和95%可信区间分别为-19.3至23.1%和-19.7至16.7%；95%可信区间分别是-18.4至14.2%和-18.6至17.3%。 SvO2仅能可靠地通过肺动脉血样测量。
Berridge ICU中心排指数低、中、高的患者 三组的相关系数为：低心排指数，0.95；中心排指数，0.88；高心排指数，0.95（P<0.001）。 这些结果提示ScvO2是对SvO2的有用的估计，心排量对这种估计的影响是很小的。
Kong等 终末期肾衰患者 与对照相比，患者的心排指数较低（2.45±0.42L/min/m2）。SvO2是53±8%, ScvO2(上腔静脉)是57±6%。 静脉血氧饱合度在终末期肾衰相似。
Wendt等 ICU患者 氧分压的相关为0.687，饱合的相关达0.779。计算混合静脉血显示相关为0.901。 ScvO2充分反映了SvO2。
Emerman等 实验心脏骤停犬模型 肺动脉血样所测得的PO2，PCO2和PH与中心静脉（r=.93, .99和.99）和股静脉（r=.73, .93和.97）处的强烈相关。肺动脉、中心静脉及股静脉血气无显著差异。 股静脉及中心静脉血样反映了真正的肺动脉血气，可用来替代之。
Martin等 有或无治疗干预的重症患者的持续监测 系统误差为0.6%和0.3%，变异性10%。49%稳定期的值与50%治疗干预期的值的差大于等于5%。相关系数r分别为0.48和0.62。调整后分别为0.70和0.77。 目前的研究提示ScvO2监测在研究的患者中不可靠。
Martin等 开胸心肺复苏动物模型 在心脏停跳前ScvO2与SvO2的相关系数是0.87(P<0.001)，但在心肺复苏时变差0.1589（P=-0.542）至0.5781(P=0.024). 尽管有时统计上有意义，心肺复苏时ScvO2与SvO2之间的相关性并不高，不能常规替代。
CPR，心肺复苏；ICU，重症监护病房；PA，肺动脉；ScvO2，中心静脉氧饱合度；SvO2，混合静脉氧饱合度。
中心静脉氧饱合度的临床应用
Rady等发现50%存在休克的危重患者被复苏至正常生命体征后乳酸继续升高，ScvO2仍低于正常，提示存在无氧酵解和氧债。这些患者需要进一步干预。Rady等的研究提示要在心脏骤停、复苏后期、创伤和出血、严重心衰、严重脓毒症及感染性休克的临床治疗中早期应用ScvO2（表2）。
心脏骤停
高级心脏生命支持指南中心脏骤停患者的管理包括体格检查（即触诊脉搏）和心电监护。ScvO2监测已被显示可辅助用于心脏骤停的诊断和治疗。心脏骤停的患者心肺复苏过程中ScvO2值一般为5-20%。心脏骤停抢救中如果ScvO2达不到40%，那么即使可以间断测到血压，死亡率也高达100%。ScvO2用于确认在心电机械分离（EMD）或无脉室性自主节律（超过35%的患者有自主心肌活动[假性EMD]）是否存在可维持的心肌活动。如果ScvO2大于60%，则有自主循环恢复（ROSC）的可能性；当EMD存在时应反复检查脉搏。ScvO2值在40%-72%之间时，自主循环恢复的机率逐渐增大。当ScvO2大于72%时，自主循环可能已经恢复了。持续ScvO2为确定心肺复苏提供氧输送是否充足提供了一个客观测量尺度。
表2. 中心静脉血氧饱合度的临床应用
研究 研究设计和主题 结果 结论
Ander等 检验应用乳酸水平和ScvO2来分层和治疗到急诊就诊的急性失代偿的终末期慢性心衰患者。患者被分为高乳酸组（n=22），低乳酸组（n=5）和对照组（到心内科诊所的稳定患者，n=17） 三组在生命体征或Killip和纽约心脏协会分级上无显著差别。高乳酸组（32±12%）的ScvO2显著低于正常乳酸组（51±13%）和对照组（60±6%）（P=0.001）。与正常乳酸组相比，经过治疗后高乳酸组的乳酸显著降低（-3.65±3.65mol/L）, ScvO2明显增加（32±13%）（P=0.001）。 相当一部分到急诊就诊的失代偿性终末期慢性心衰患者存在隐匿性休克，临床上难以与轻度失代偿或稳定的慢性心衰患者相鉴别。一旦发现这样的患者，应积极治疗和处理。
Scalea等 患者存在损伤机制提示失血，但经过初步评估后认为稳定。 尽管生命体征稳定，10个患者（39%）的ScvO2小于65%。与ScvO2大于65%的患者相比，这些患者的创伤更重，估计失血量更多，需要输血也更多。线性回归分析证实了ScvO2预测血液丢失较其它正常允许的参数相对优越（P<0.005）。 ScvO2是检测失血的一个可靠而敏感的方法。它是评估急性损伤患者的一个有用的工具。
Kowalenko等 重症创伤和出血患者 起初复苏至生命体征正常的患者中，ScvO2持续下降者较ScvO2正常者需要急性干预（操作或手术）。 ScvO2有益于创伤和失血的临床治疗。
Nakazawa等 比较心脏骤停患者的呼气末CO2监测与ScvO2监测。 在系统循环完全停滞的过程中，当除颤完成，ScvO2不改变，而ETCO2逐渐下降。但当胸外按压继续时，ScvO2出现一过性下降。ScvO2监测对于检测外周组织氧和有较大的优点。在心肺复苏过程中，ScvO2监测与二氧化碳描记图同样精确可靠。 在心肺复苏过程中，ScvO2监测与二氧化碳描记图同样精确可靠。由于二氧化碳描记图无创，在心脏骤停患者中易于使用，ScvO2监测与二氧化碳描记图合用是评价心肺复苏有效性的首选方法。
Rady 等 急诊室中收入ICU的重症患者 急诊室中初期复苏至血流动力学稳定，血压和心率正常的重症患者中有50%需要进一步的治疗以解决全身组织缺氧。 在急诊室中，测量ScvO2和乳酸可指导这个阶段的进一步治疗。
Madsen等 ScvO2和CVP作为人有效血容量指标的比较。 CVP从3(1-6)下降至1(-3-5)mmHg(P=0.05)，然后维持稳定。相比之下，从安静到昏厥前症状出现，ScvO2呈现线性下降，从0.75(0.69-0.78)下降至0.60(0.49-0.67)。 ScvO2比CVP更能清楚地反映血容量减少。
Rivers等 院外心脏骤停患者。 100名患者中，恢复自主循环的患者较未恢复自主循环的患者相比，具有较高的起始平均和最大ScvO2。ScvO2未达到30%的患者没有能够恢复自主循环的。ScvO2超过72%的患者100%能够恢复自主循环。 在人类心肺复苏过程中，持续中心静脉氧饱合度监测可以可靠地指示恢复自主循环。
Synder 等 院内心脏骤停患者。 起始PvO2大于37 torr 的14名患者中，有12名恢复自主循环，生存24小时以上；所有PvO2小于31 torr的患者没有存活者。 PvO2可能是住院心脏骤停和心肺复苏短期预后差的一个可靠预测指标。
Hirschl等 动物（兔）的初生模型 可以看到ScvO2随DO2，吸入峰压，呼气末正压的改变及进行性低血容量而发生显著改变。 在重症新生儿的治疗中，ScvO2可能是一个有力的工具。
CHF，充血性心力衰竭；CPR，心肺复苏；CVP，中心静脉压；DO2，氧输送；ETCO2，呼气末二氧化碳；ICU，重症监护病房；PvO2，静脉氧分压；ScvO2，中心静脉氧饱合度；SvO2混合静脉氧饱合度；ROSC，恢复自主循环。
心脏骤停复苏后
复苏后早期，患者的血流动力学常不稳定，发生再次心脏骤停的可能性很大。由于儿茶酚胺治疗引起的高系统血管阻力，袖带或动脉内血压在心排量或氧输送的测量中可能变得不灵敏。ScvO2突然或逐渐降低（<40-50%）提示可能再次心脏骤停，而ScvO2大于60%-70%提示血流动力学稳定。持续非常高的ScvO2（>80%）而同时存在较低的DO2表明预后很差，因为这提示系统的氧消耗受损（即组织不能利用氧）。发生这种情况的原因是停跳时间长及大量应用血管收缩药物。如果这种紊乱在复苏早期未被纠正，结局均为死亡。
创伤和出血性休克
高级创伤生命支持标准强调使生命体征恢复正常。研究显示，生命体征是出血和创伤的敏感的复苏终点和结果预测指标。Kowalenkot 和Scalea等证实创伤和出血患者当ScvO2持续低于65%时，需要进一步复苏或外科手术。
严重心衰中潜在的心源性休克
心源性休克是以继发于心肌功能不良的DO2降低和组织缺氧（即乳酸血症、终末器官功能障碍）为特征的。这个定义最常见于急性泵功能障碍（如急性心肌梗塞）。在慢性严重心衰中，这种表现可能是隐匿的。Ander等对这种失代偿的慢性严重心衰患者（射血分数小于30%）进行研究，将这些患者分为乳酸正常和乳酸增高（>2mmol/L）两组。其中存在很多生命体征正常而ScvO2在26.4-36.8%的“隐匿性心源性休克患者”。这些患者需要进一步目标指导治疗以使前负荷、后负荷、心肌的收缩力、冠脉灌注及心率达到最佳化，而乳酸水平正常的相应患者则不需要这种治疗。
严重脓毒症和脓毒性休克：早期干预的结果评价
既往的研究检验了入ICU后严重脓毒症及脓毒性休克的ScvO2指导的目标指导治疗。在一项入ICU前使用ScvO2评价早期目标指导治疗（EGDT）的实验中，患有严重脓毒症及脓毒性休克的患者被随机分为6小时的EGDT组和标准治疗组。两组患者均被复苏至中心静脉压大于8mmHg，平均动脉压大于65mmHg，而早期目标指导治疗组的患者还给予持续ScvO2监测，使ScvO2大于70%。比较两组在0、6、12、24、36、48、60和72小时的复苏终点、生理和器官功能障碍评分、死亡率和保健资源消耗等方面的差别。
EGDT组和对照组患者在0小时的参数无显著差异。72小时后与对照组相比，EGDT组具有较高的中心静脉氧饱合度（65.4±8.9% vs 57.1±13%, P<0.001），较低的乳酸（3.1±3.0mmol/L vs 4.0±3.8mmol/L, P=0.025）, 较低的碱剩余（2.4±4.6 mEq/L vs 5.6±6.0 mEq/L, P<0.01）, 较高的PH值（7.39±0.20 vs 7.35±0.14, P=0.01）。EGDT组的患者的急性生理学和慢性健康状况评分-II、简化急性生理学评分和多器官功能障碍综合征在所有时点比对照组的患者低（所有P<0.001）。EGDT组与对照组相比，住院死亡率分别为26.1%和42.4%(P=0.009)，28天死亡率分别为30.5%和48.2%(P=0.008)。在生存的患者中EGDT组的住院时间和机械通气时间分别比对照组少3.8(P=0.001)天和1.4(P=0.001)天。除了平均动脉压和中心静脉压外，用ScvO2作为复苏终点对于严重脓毒症和脓毒性休克的患者来说，可比标准治疗提供更有益的结果。
局限性和将来的问题
尽管有很多研究对SvO2治疗ICU患者提出疑问，大量的证据提示ScvO2在危重患者甚至新生儿的早期治疗中起到有益的作用。目前已经能够在重症疾病的更早期利用这一信息，还需要进一步研究来确认早期发现和治疗ScvO2值的紊乱对结果有显著的益处。
结论
在重症患者的复苏中，ScvO2监测在组织缺氧和细胞氧利用障碍方面已被证明是比生命体征更好的一个指标。ScvO2用于各种休克状态的治疗，对治疗干预产生影响；有证据表明这种治疗比使用生命体征和中心静脉压的传统治疗产生更好的结果。
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