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围术期液体治疗华中科技大学同济医学院附属协和医院姚尚龙液体治疗是麻醉医师临床工作中最主要的内容之一，也是全部临床工作的重点之一。输液的种类、量和速度因患者的身体状况、所患疾病以及体内水、电解质的平衡状态不同而千变万化。液体治疗的主要目的是维持机体有效循环血容量，保证组织、器官必需的氧供，维持机体水、电解质和酸碱代谢的平衡和作为多数临床治疗用药的载体。上世纪70年代以前，对液体治疗的观点比较保守，基本上倾向于采取限制性策略。在随后的三十多年中，有关液体治疗的新观点和新方法层出不穷，其中有些观点甚至尖锐对立，引起了很大的争论。但是，即便是在激烈的争论中，学者们还是对一些基本问题有着近平共同的认识。1.体液、电解质生理1.1正常体液分布人体含水量随性别、年龄及脂肪分布的不同而略有差异。一般成年男性身体含水量约占体重的60％，女性为50％。婴儿体内含水量较多，约占体重的70～80％。体内水分可分为细胞内液和细胞外液。细胞外液又可分为血浆和组织间液。其中组织间液中可与血浆交换的部分称为功能性细胞外液，功能性细胞外液对体液平衡具有重要作用。1.2电解质对机体生命活动起重要作用的电解质主要包括钠、钾、钙、镁以及氯离子。在生理情况下，机体有着精确的调节机制来保持各部分体液成分内电解质含量的稳定。在细胞外液中，最主要的阳离子是Na+，最主要的阴离子是C1-，二者的生理浓度分别是(135～145)mmol／L和(96～106)mmol／L。它们对于维持细胞外液中的渗透压是至关重要的，二者约占血浆总渗透压(280-320mOsm／L)的(77～90)％；而细胞内液中最主要的阳离子是K+，最主要的阴离子是HPO42-和蛋白质；Ca+和Mg2+在体内的含量相对较少，大部分存在于骨组织中，体液中的浓度很低。但是他们具有很重要的生理功能，对于神经电活动的形成和传导、肌肉收缩、酶活性等基本生理功能的维持起着十分关键的作用。体液和电解质的平衡和调节总是相互伴随、相辅相成的，机体通过四种方式来调节体液和电解质在体内各生理间隙的移动，包括渗透作用(osmosis、扩散或弥散(diffusion、主动转运(activetranspt)和过滤(filtration。2．输液时的血浆容量扩张(PVE)动力学理论上，静脉输液后，一部分液体滞留于血管内成为有效循环血容量，而另一部分则将进入组织间隙甚至细胞内。不同成分的液体静脉输入后，其在机体各个生理腔隙之间的分配也各不相同，甚至差别甚大。而在临床液体治疗过程中，我们常常感兴趣的是静脉输入的液体有多少能够留在血管内，成为补充机体所需的有效循环血容量。液体在机体内各生理腔隙之间的分配决定于Starling平衡：即QkA[(Pc-Pi)+σ(Iii-IIc)](Q：液体转移量；k：毛细血管滤过系数：A：毛细血管横截面积：Pc：毛细血管静水压；Pi：组织间隙静水压；巧：反应系数；IIi：组织间隙胶体渗透压：IIc：毛细血管胶体渗透压。由于白蛋白不能向水和电解质一样自由通过毛细血管(其反射系数为1.0，再加上毛细血管总横截面积很大，因此，尽管白蛋白在生理情况下提供的渗透压在血浆总渗透压中所占的比例很小(不到0.5％，但它在维持体液平衡方面起着非常显著的作用。同时，Starling平衡还可以很好的解释在大量输入晶体液后组织水肿发生的原因：系大量的晶体液使nc明显降低所致。2.1血浆容量扩张(PVE)的静态动力学下面的公式可以用来预计静脉输液后血浆容量扩张的静态效应：PVE输入容量×(PV／VD(PV：血浆容量；VD：液体的分布容积。对一个体重为70公斤的人来说，其体液容积按体重的60％计算，约为42,000ml，而血浆容量大约是3000毫升。静脉输入不含电解质的溶液时(如5％的葡萄糖溶液，它的分布容积就是体液容积(体重的60％，约42,000m1。因此，静脉输入500毫升5％葡萄糖溶液后其扩容效应为：500×3000／4200036(m1；对于电解质溶液来说(如乳酸林格液或生理盐水，其分布容积等于细胞外液(体重的20％。因此，其500ml静脉输入后扩容效应为500×3000／14000107(m1；而对于胶体溶液(白蛋白、右旋糖、羟乙基淀粉)来说，在毛细血管通透性正常的情况下，它优先扩张血浆容量，每一克血管内白蛋白能保持水分14～15毫升，因此500毫升5％的白蛋白(25克)大约可以扩张血浆容量375毫升。2.2血浆容量扩张(PVE)的动态动力学用上述静态动力学模型和著名的Starling定律研究液体在不同生理腔隙之间的分配时，存在很大的缺陷：它们都是以假定体内存在固定的液体间隙为基础的。而事实上，液体进入机体后，它随时都在血管、组织间隙和细胞内外不停迁移。为此，Stahle于1997年提出了类似于药代动力学模型的一级和二级(one--two-of-fluid-space，VOFS)数学模型来研究静脉输液后血浆容量的扩张效应，以探索静脉输液后扩容的峰效应、清除速率等。但是，二者的不同之处在于，药物进入体内后有固定而明确的结合部位(如白蛋白、受体等。因此，药物进入体内的分布容量是固定的，其目标容量也是固定的。在采用数学模型来研究静脉输液容量扩张效应时另一个要解决的问题是示踪剂，因为静脉输液并没有输入一种新的可测定的物质。Christer和RobertG等以健康自愿者为对象评价了3种内源性示踪剂(血液水浓度、血浆白蛋白浓度、总血红蛋白，对单次剂量的6％右旋糖酐70、乳酸林格液(LRS、7.5％盐水的示踪效果，认为血红蛋白浓度简单可靠、重复性好。为了分析高渗、低渗液体的容量扩张动力学，Drobin等在2002年提出了液体的三级动力学模型(有关模型的复杂数学推导与计算不是本文所涉及的内容。输液动力学分析最终有助于弄清动态液体输入和出血、创伤、麻醉、手术对液体需要量之间的关系。比如，在清醒自愿者的轻度失血后，输入的晶体液与血容量正常者相比，有更大比例保留于血管床内；在异氟烷深麻醉下，给绵羊输入晶体液时血浆丢失的速度与清醒状态下相同，但液体的丢失主要是在异氟烷作用下积聚于组织间隙而不是形成尿液排出体外。3．围术期液体需要量对围术期液体需要量的估计，应当从两个方面考虑：维持性液体治疗需要量和补偿性液体治疗需要量。3.1维持性液体治疗指病人术前因进食障碍或禁食而导致的液体丢失，包括隐性失水和显性失水两部分。隐性失水是通过皮肤蒸发和呼吸丢失的水分，机体能量消耗的25％用于隐性失水的散失，每1kcal能量消耗可引起0.5m1水分丢失。机体每日能量消耗的估计有两种方法：①以体重为单位计算方式：0～10kg为100kcal／kg／d；11~20kg为50kcal／kg／d；20kg以上为20kcal／kg／d：②以体表面积单位计算1800~2000kcal／m2／d。因此，体重为60kg的病人每日能量消耗大致为：10×100+10×50+40×202300(kcal／d。那么，该病人的隐性失水量为2300×0.51150(ml／d。显性失水主要是指通过尿液排泄而引起的水分丢失。根据测算，每100kcal能量的消耗约可引起65m1水份丢失。因此，体重为60kg的病人每日显性失水估计为：0.65×23001495(m1。此外，机体每消耗1kcal的能量，还可经生化反应产生0.15m1内生水，即0.15×2300345(m1。故每日维持性液体需要量总量为：1150+1495-3452300(m1，即相当于1ml／kcal／d。3.2.补偿性液体治疗补偿性液体治疗是指对由于疾病、麻醉、手术、出血等原因导致的液体丢失进行补充。它包括：①术前液体损失量(即禁食禁饮；体重为1～10kg按4ml／kg／h，11～20kg按2ml／kg／h，21kg以上按1ml／kg／h。体重60kg的病人其禁食禁饮损失量估计为：10×4+10×2+40×1100(ml／h。对于特殊病人还应包括呕吐、腹泻、高热、异常引流量：②麻醉和手术丢失量：小手术丢失量为4ml／kg／h，中等手术为6ml／kg／h，大手术为8mi／kg／h：③额外丢失量，主要为手术中出血量。3.3.围手术期液体量的估算根据上面的叙述，体重为60kg的病人，经术前8小时禁食禁饮，接受3小时中等大小的手术，其围术期输液量大致计算如下(2300×8／24)+(100×8)+(6×60×3)+出血量2647+出血量(m1)值得注意的是，上述理论计算值只能用于指导临床实践，作为参考。在实际工作中，还应根据具体情况(病情、心肺功能、体温、环境、病人精神状态、进食进饮情况等)和监测结果作出判断。而且，在补液的过程中，还要考虑液体的组成(晶体、胶体、张力、全血或成分血)和补液的时机和速度，并根据输液的反应和监测结果不断调整补液方案，这样才能维持围术期血流动力学的稳定和保证组织、器官的代谢平衡。4液体种类4.1晶体液溶质分子或离子的直径小于1nm，或当光束透过时不产生反射现象的液体称为晶体液，如生理盐水、乳酸林格液等。等张晶体液是临床液体治疗最常用的液体，它的主要功能是恢复细胞外液容量和维持电解质平衡。不同的晶体液其成分不同，但最值得麻醉医师关注的是Na+、乳酸和C1-。生理盐水中C1-的浓度要高于生理浓度，大量输入会引起剂量相关的高氯性代谢性酸中毒，因此，临床上很少以生理盐水作为主要的液体治疗措施。但是，在机体存在代谢性碱中毒倾向的情况下，如高位肠梗阻、胃肠吻合口瘘、频繁呕吐等，则可适量给予生理盐水。在大多数情况下，机体脱水总是伴随着酸性代谢产物的堆积。作为二碳化合物的前体，乳酸在肝脏代谢后可以产生HCO3-，对于纠正酸血症是很有益的。反之，过量的乳酸也可能形成碱血症，而且，大量的乳酸必然会增加肝脏的负担，对于肝肾功能不良的病人应予注意。正常的血脑屏障对Na+离子不通透，血浆Na+的微小变化可以引起脑微循环和血浆之间很大的渗透压梯度。比如，血浆Na+浓度变化5mmol／L，将引起血浆渗透浓度相应变化10mOsm／Kg，相当于186mmHg。其最直接的后果就是引起脑组织水分和颅内压(ICP)的改变。动物试验证明，通过血浆置换法使麻醉兔的血浆Na+降低6.5mmol／L，就可引起脑皮质含水量的明显增加和ICP上升。血脑屏障这种增强血浆Na+变化对脑组织含水量和ICP影响的特点，是我们在使用高张或低张晶体液治疗时不应忽略的问题。如前所述，根据Starling定律，等张晶体液静脉输注后，保留于血管内的比例很小，约为20％左右(不含电解质的晶体液更低，不到10％，因此，要依靠晶体液来维持有效循环血容量，需要量将十分巨大。而且，由于静脉输入的液体大部分移出血管，将会造成严重的组织水肿。此外，血浆胶体渗透压因稀释而降低，会进一步增加血管内液体向外迁移，更加减少对有效循环血容量的补充和加重组织水肿。4.2.胶体液胶体液是指溶质分子直径大于1nm，或能使透过的光束出现反射现象的液体。按照来源的不同，临床应用的胶体可分为天然胶体和人工胶体。4.2.1天然胶体天然胶体主要是指白蛋白，在很长时间内它被认为是对病人最有益的液体，作为评价其它液体的金标准，作为一线容量扩充剂，降低组织水肿和肺水肿。白蛋白是血浆中产生胶体渗透压的主要物质。白蛋白产生的胶体渗透压(约24mmHg)虽然占血浆总渗透压的比例很小，但它在维持有效循环血容量方面起着不可或缺的作用。其常用浓度有5％、20％、25％三种，其中5％的是等渗的，其余两种为高渗液。但是，白蛋白毕竟是从血浆中分离出来的，虽然加工时经过了加热、过滤、灭菌处理，可是仍然不能确保不发生血源性传染病的可能；而且，它的过敏反应发生率较高，价格昂贵，其临床应用受到很大限制：此外，在一些病理情况下(如ARDS，血管内皮功能损害，白蛋白可渗漏到组织中去，随之水也从血管内转移到组织液，引起组织水肿和灌注下降，加重组织氧供需失衡，使病情更加恶化。因此，目前临床上白蛋白溶液并不是液体治疗的常用措施，它主要适合于低纠正低蛋白血症、没有其它胶体溶液可供选择以及其它胶体溶液已经用至最大量的情况。4.2.2人工合成胶体理论上讲，理想的人工胶体应具备以下条件：①扩容效能强，接近天然胶体；②平均分子量／平均分子数(MW／MN)接近¨③过敏或类过敏反应轻或无；④不干扰交叉配血，不影响异体血输入：⑤无毒性：⑥无蓄积：⑦性质稳定、价格便宜；⑧具有携氧功能。目前临床上常用的合成胶体有三种，即右旋糖苷类、明胶和羟乙基淀粉(HES，它们均未能完全满足上述理想条件。右旋糖苷是多相分散的糖聚合物，系蔗糖经肠膜状明串珠菌发酵后生成的高分子葡萄糖聚合物，经处理精制而得。临床应用者有6％右旋糖苷70和10％的右旋糖苷40两种。其扩容效果与其它胶体溶液相比并无明显差别，但是它能明显减少VW因子和损害血小板功，引起凝血功能紊乱，并且它的过敏反应发生率高、程度重，因此，右旋糖苷已有逐渐退出临床使用的趋势。临床上使用的明胶有三大类：交联明胶、尿联明胶、琥珀酰明胶，他们都含有不同浓度的电解质。明胶的扩容维持时间短，而且它是动物源性的，存在过敏和动物源性传染病的可能，因此，最近几年其临床应用也逐渐减少。羟乙基淀粉是由玉米淀粉改造而成，是一种环保型血浆代用品。其结构和糖原相似，过敏发生率远低于右旋糖酐，且无生物制品的传染病威胁，治疗费用相对较低，日益受到临床欢迎。羟乙基淀粉的生物学特点取决于平均分子量、取代级(氯醛糖位点被羟乙基团取代的比例)和取代基(羟乙基团取代C2位和C6位的比例。一般而言，HES的扩容强度主要决定于体内分子量大小，体内停留时间则主要由HES的羟乙基化程度(以平均克分子取代级Ms表示)决定。低分子量HES扩容强度小，而高取代级HES因体内停留时间过长可能会发生凝血机制受损和体内蓄积。从羟乙基淀粉不断完善发展的过程来看，为达到有效性和安全性的统一，目前正从高分子、高替代度品种逐步向中分子量、中低取代度品种发展。羟乙基淀粉输入体内后，由血清。淀粉酶不断降解，平均分子量(Mw)不断下降，当其中一些颗粒的分子量小于70000D(肾阈值)时，很快经肾小球滤过排出。对羟乙基淀粉关注的另一方面是稀释剂选择，美国使用的HES一般溶解在生理盐水中，当大剂量使用时，可能发生高氯血症性酸中毒和血液低凝状态。而据报道以平衡盐液为溶剂的羟乙基淀粉(Hextend)的副作用发生率低，而且由于后者含有一定数量的钙离子，它对凝血功能的影响也小。4.3晶体液和胶体液的争论有关晶体液和胶体液之间的争论已经超过30年，目前争论双方的基本点集中于以下方面：晶体液的支持者强调晶体液价格低廉、扩容有效(如果量足够的话、能更好的保护肾功能、在万一过量时能很快的在组织和血管之间重分布：而胶体液可降低肾小球滤过率、干扰凝血功能、如果万一过量的话可造成长时间的静水压性肺水肿：而胶体液的支持者则认为胶体液扩容效果好、能维持较长时间的血管内容量：而晶体液则需要给于很大的容量才能获得足够的血容量扩张，这往往导致组织、器官水肿。事实上，有研究结果显示：晶体液静脉输注后立刻就可以发挥扩容峰效应，这在紧急情况下的循环支持无疑是有优势的；而胶体静脉输注后5min发挥扩容峰效应，持续时间可达数小时，因此，使水分保留于血管内、稳定循环功能是其优势。临床上根据病情需要来合理选择晶体液和胶体液的使用比例和使用秩序，可能才是最好的办法。5.小容量复苏针对大量液体治疗过程常出现的组织、器官水肿问题，近年来，小容量高张体一高胶渗混合液(hypertonic-hyperoncoticso1ution，HHS)作为一种新的液体治疗方法引起了许多研究者的兴趣。它的组成多为7.5％氯化钠+10％羟乙基淀粉或7.5％氯化钠+10％右旋糖苷，研究认为它能够迅速恢复循环血容量、改善心脏循环功能、减轻组织的水肿、降低颅内压并改善组织和器官的氧供。其临床用量较小，仅需3~4m1kg，故称为“小容量复苏(smallvo1umeresuscitation。在HHS中，7.5％氯化钠的作用是迅速捉高血浆渗透压，在血浆、组织间隙和细胞内液之间形成渗透压梯度，以使水分向血管内聚集，而高浓度的胶体则提高血浆胶体渗透压，使向血管内聚集的水分得以较长时间停留在血管内，以维持有效循环，同时防止或逆转组织肺水肿。但是，由于这种方法可引起血浆渗透压和Na+、CI-浓度的剧烈变化，它对血管内皮、血细胞、血脑屏障、脑组织含水量和颅内压等的影响，以及其临床应用的安全性问题，值得进一步研究。6.复苏终点术前禁食、外伤、手术创伤、麻醉引起的体液丧失和重分布以及创面和术野蒸发，常使围术期病人处于低血容量状态。因此，在进行液体治疗时，人们首先关心的问题是容量复苏是否足够。但同样不容忽视的问题是液体过剩的问题。据研究者估计，美国每年大约有8000-74000例术后肺水肿发生，这不但严重增加了医疗支出负担，而且，增加了并发症的发生率和死亡率。没有灵敏、简单、客观、有效的指征来确切表示容量复苏足够，是目前临床上液体治疗的重大缺陷。因此，研究者们一直在探索依据什么来进行有效的液体治疗，即所谓的目标导向(goal-directed)液体治疗。6.1血乳酸在血容量不足的情况下，胃肠、皮肤、粘膜等相对次要的组织血流不足，通过无氧代谢而产生酸性代谢产物。血清乳酸浓度增高是氧债形成、氧供需失衡的间接反应。其与低血容量性休克、乳酸中毒和危重病人死亡的相关性也已为学者们所公认。研究表明：血清乳酸浓度恢复正常化的时间长短对病人最终是否存活是很重要的，在24小时内血清乳酸浓度恢复正常者，生存率为100％；24～48小时为78％：>48小时仅为14％。6.2胃粘膜pH值(pHi)血容量不足时最先受到影响是胃肠粘膜，而在复苏后血液灌注最后恢复正常的也是胃肠粘膜。因此，胃粘膜内pH值(pHi)可以作为全身组织灌注是否有效恢复的监测指标。前瞻性随机研究表明，以pHi复苏到>7.30作为终点和在24小时内达到这一终点均能明显降低危重病人的死亡率。但是，尽管持续PHi降低与死亡率有关，可作为死亡的早期提示指标，但它不是特异性的。持续PHi降低的病人中大约有70％通过传统治疗最终也能够恢复。或许pHi与连续血乳酸监测联合使用时，其诊断价值更高。6.3混合静脉血氧饱和度(SvO2)SvO2反应的是全身氧摄取情况，在理论上它可以提示氧债的偿还是否完全。对于大多数病人，可以以SvO270％作为复苏终点。但是，如果存在组织细胞利用氧的功能障碍，其作为复苏终点的意义就不存在了。6.4心排出量将经食道超声多普勒探头置于胸主动脉处，通过探测心脏收缩期主动脉内血流速度获得时间—血流速度波形曲线，曲线下面积即代表心脏的每搏量。时间-血流速度波形基底部的宽度可以表示单个每搏量通过胸主动脉的时间(flowtime，将flowtime按照心率用Bazetts方程(Bazettsequation)校正后得到的数值称为FTc(crectedflowtime。有研究表明，在大手术或危重病人的液体治疗过程中，以超常心排出量(CI达到4.5Lmin-1.m-2)或TFc0.4s作为复苏终点，是比较可靠的监测指标，可以缩短病人住院时日、改善预后、降低并发症发生率和死亡率。6.5氧供应(DO2)DO2的计算公式如下：DO2CO×动脉血氧含量×10(ml／L。它可同时反应心排出量(CO)和动脉血氧和情况。如前所述，需要进行液体治疗的病人，多数伴有氧债形成。在经过液体治疗，组织灌流恢复后应当给机体以超常氧供，以利机体偿还氧债。对高危手术病人的研究结果显示，存活者的平均CO和DO2比死亡者要高。目前比较一致的看法是DO2大于或等于600与生存(存活)率显著相关(大致相当于心脏指数3.0L.min-1.m-2，血红蛋白浓度140g／L，氧饱和度98％。在实际的应用过程中，以下几个方面应子注意：①用晶体液或胶体液扩容一方面可增加CO，另一方面也会使血红蛋白(HB)下降，两者对DO2的影响恰好相反：②输血可增加HB浓度(增强携氧能力，但也可因为血液粘滞性增强而降低CO，二者DO2的影响也正好相反；③儿茶酚胺类药物常作为维持目标DO2的手段，但要注意它可能会影响组织灌注，引起心动过速，增加心肌缺血的危险性。因此，在采取手段维持目标DO2时，一定要考虑其综合效应。在某些情况下，如病人体质虚弱、心功能不良等，采用其它复苏终点，如乳酸或胃黏膜内PH值，也许比一味增加DO2更为合适，应根据实际情况选择。7小结有关液体治疗的理论研究取得了很大的进展，在静脉输液的时机、种类选择、疗效评价、监测指标等多方面都达成了广泛的共识。但我们所面临的具体情况是千变万化的，在实际工作中绝不能生搬硬套，而应根据临床情况和监测结果，随时修正液体治疗的策略，以提高生存率、降低并发症发生率和死亡率为治疗最终目标。

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