围术期血压管理
术中死亡率在上世纪降低了一百倍,如今术中死亡已较为罕见。但是,术后第一个月内发生的死亡仍然常见,约2%非心脏手术住院患者在术后30天内死亡——相当于全球每年死亡超过四百万人。术后心肌损伤和急性肾损伤等并发症与术后死亡的关系最密切,其风险主要取决于一些基础因素。而术中术后低血压也与心肌损伤、急性肾损伤和死亡相关,并且,与其他危险因素不同,术中术后低血压是可被调控的。
非心脏手术的术中术后低血压的原因是多方面的,涉及患者、药物、操作等多方面因素。即使频繁或持续监测术中血流动力学,仍会发生术中低血压。术后低血压比较常见、严重、持续时间较长,传统监测下经常漏诊。
避免围术期低血压是麻醉医师的一大复杂生理挑战。本期带来《Anesthesiology》的一篇临床聚焦,综述并讨论关于非心脏手术患者术中术后血压管理的现有证据及问题。
血压生理学
动脉血压由心输出量和全身血管阻力决定。临床上用收缩压、平均动脉压和舒张压描述血压这一复杂的生理变量。在心脏周期的不同阶段,心室在舒张期和收缩期的舒缩形成了这些血压组分,反应着各种生理功能(图1)。
图1. 血压生理学。血压的组分、决定因素及其反应的生理因素
血压受多种相互关联的短期、长期系统调控。交感神经系统通过局部和全身释放血管收缩素易化短期血压调控。当血压变化时,颈动脉和主动脉压力感受器将脉冲传递至自主神经系统,以维持正常血压。肾脏体液调控系统通过调节血容量实现血压的长期调控,包括肾素-血管紧张素-醛固酮系统。垂体释放内源性血管加压素增加肾小管对水的重吸收。
自身调节机制可在一定血压范围内促进多种器官系统保持几乎恒定的血流量。大脑和肾脏尤其受强大的自身调节保护。多种因素可直接或间接影响自身调节阈值,血管活性药和麻醉药对血流量调节的影响非常复杂。
个体间的正常门诊血压差异很大,慢性高血压的发病率随年龄增加。同一个体的生理节律、神经和激素变化诱导血压的短期波动。因此,单次血压测量不能准确反映患者的血压状况。
围术期低血压的定义
术中或术后低血压尚无明确或被广泛接受的定义。低血压通常用各种血压成分的绝对或相对阈值定义,且可指定持续时间。在一篇系统评价中,Bijker等人在130篇文章中识别了140种术中低血压的定义。这些定义或基于收缩压或基于平均动脉压,亦或二者联合,利用其绝对阈值或相对于基线水平的相对阈值定义术中低血压。最常见的定义是收缩压相对基线降低20%。一项回顾性队列研究将这些术中低血压定义用于分析15000余名成年非心脏手术患者,研究发现,根据所选择的定义不同,术中低血压的发生率差异巨大。例如,根据收缩压降低20%、持续时间≥1分钟,术中低血压发生率为93%,而持续时间≥5分钟和≥10分钟对应的术中低血压发生率分别为88%和78%。如根据平均动脉压绝对阈值65mmHg、持续时间≥1分钟,术中低血压发生率为65%,同样,持续时间≥5分钟则为49%、持续时间≥10分钟为31%。
平均动脉压绝对值低于65mmHg常用于定义术中低血压,也是临床操作中常用的干预阈值。人群数据表明,术中平均动脉压低于60到70mmHg与心肌损伤、急性肾损伤和死亡相关。但是,由于不同个体的基础血压值和自身调节的下限差异很大,自然没有一个能定义所有患者围术期低血压的单一血压阈值。
低血压引起的危害似乎主要源自短期处于低血压状态,而非长期处于中等血压状态。因此,体现血压波动特征的测量比平均值更有价值。围术期低血压可定义为以单次血压值为基础的二元事件(例如,至少一次平均动脉压低于65mmHg),或血压值低于某一阈值的累积或持续时间(例如,平均动脉压低于65mmHg至少持续或累积达到5分钟)。但是,二分定义(是否低血压)丢失信息较多,不能良好反映连续血压水平。较复杂的定义则考虑暴露时间,如平均动脉压低于65mmHg的累积时间。更好的定义方式则同时考虑低血压的持续时间和严重程度,例如某阈值下面积(单位为mmHg×分钟)。类似方法是计算低于某阈值的时间加权平均血压,即面积除以持续时间(单位为mmHg)。这两种方式的区别在于,阈值下的时间加权平均血压对时间因素进行标准化,而较长时间下的阈值下面积一般更大。
血压监测
现有三种常用的血压监测方法:(1)间断示波法;(2)连续动脉内测压;(3)连续非侵袭性指套法(即容量钳法)。
使用可充气封闭袖带的间断自动示波法是最常用的血压监测方法。但是,示波法仅能间断提供血压值(测量间期通常设为3到5分钟)。示波法的监测性能取决于根据肢体周长选择相应的尺寸合适的袖带。此外,示波法使用不同的专有算法评估袖带振动代表的血压值,示波法与动脉内测压的一致性变化极大。在极端血压情况下,示波法的测量性能较差。特别是,示波法往往高估低血压、低估高血压,可能漏诊低血压和高血压。
使用动脉导管的直接连续动脉内测压仍是临床的参考方法。脉搏自心脏至外周的传播过程中脉压差扩大,因此,桡动脉收缩压可能高估中心收缩压。但是,对于血管加压素治疗的脓毒症患者、肝移植术患者和体外循环下行心脏手术的患者,桡动脉压会低估中心血压。只有在压力传感器正确平置并调零、所记录的血压波形无伪影、导管/管道/环能器系统可动态反应(即“阻尼”)前提下,有创血压监测才是准确可靠的。对于非心脏大手术患者,连续有创血压监测发现的低血压时长是间断示波法的两倍,所使用的升压药剂量也增加1/3。
使用容积钳(也叫血管卸载技术)的无创指套法可实现连续血压监测,而无需动脉插管。这些系统使用装有红外光电二极管和光检测器的指套,通过容积描记法估计随心脏周期变化的手指动脉血流量。该系统控制指套压力使手指动脉血流量保持恒定。根据保持手指动脉血流恒定所需的指套压重建动脉血压波形。由于手指的脉冲血流是指套法测压的先决条件,当循环休克或大剂量升压药治疗期间,该方法测压不可靠。
不同厂家的指套法测压装置解释血管张力变化、获取手指血压信号,以及根据手指血压估算手臂血压各有不同(通过专有缩放算法或通过将手指血压校准为示波法上臂袖带血压)。连续指套法测压与动脉导管测压的比较研究结果存在异质性,一些研究表明二者获取的血压数值可以互换。与间断示波法血压监测相比,连续无创指套法测压可减少术中低血压。
麻醉专业人员会定期评估血压变化,并尝试预测患者何时会出现低血压。最新进展是通过机器学习(属于人工智能子集)分析患者血压波形特征,预测低血压。Hatib等人提出了一种预测低血压的机器学习算法,定义为平均动脉压<65mmHg持续至少1分钟、5分钟或更长,使临床医生能够干预甚至预防低血压。这种“低血压预测指数”代表即将发生低血压的概率,范围为0到100。根据从超过3000名个体获取的260多万组合波形特征中选出的51项动脉血压特征,得到最终预测模型。该算法在1334名手术或重症患者身上进行了训练,并在204名手术患者中进行了外部验证,结果表明,该算法在低血压发生15分钟前预测低血压的敏感性为88%、特异性为87%。另一项研究针对255名大手术患者,低血压预测指数在低血压发生前15分钟内预测术中低血压的敏感性和特异性均为81%。自然,低血压预测指数算法无法预测临床干预导致的低血压,包括外科医生压到大血管、患者体位改变(如反Trendelenburg位)等。一项单中心试验针对髋关节置换术患者,与常规血压管理组的24名患者和历史对照组中的50名患者相比,低血压预测指数导向血压管理组的25名患者术中低血压发生的频率更低、持续时间更短。另一项试验纳入68名非心脏手术患者,与常规护理相比,低血压预测指标导向血压管理大幅降低了平均动脉压低于65mmHg的时间、降低低血压的发生率和时长。但是,另一项研究针对214名中高风险住院非心脏手术患者,低血压预测指标导向血流动力学和体液管理组的患者并未观察到低血压的减少。
围术期血压与术后结局
急性肾损伤和心肌损伤是成人非心脏手术后与低血压相关的最主要并发症。许多研究根据改善全球肾脏病预后组织(KDIGO)的定义,将术后急性肾损伤定义为符合以下任一指标:48h内血清肌酐增高≥0.3mg/dl,血清肌酐增高≥基线值(已知或推定发生的既往7天内)的1.5倍,或尿量<0.5ml/(kg·h)持续6h。有关术后急性肾损伤的许多研究排除了KDIGO定义的少尿标准。此外,虽然KDIGO定义是指观察期内任意48小时内血清肌酐增高≥0.3mg/dl,但采用这一指标时,许多研究仅考虑术后第一个48小时。
心肌梗死的定义根据心肌梗死第四版通用定义。然而,现已知90%以上的术后心肌损伤是无症状的,大多数损伤并不伴随心电图改变等诊断心肌梗死所需的临床体征。因此,无论有无症状和体征的明显因缺血引起的肌钙蛋白升高,被称为“非心脏手术后心肌损伤”。尽管大多数心肌损伤患者都存在潜在的冠状动脉疾病,非心脏手术后心肌损伤的病因似乎主要在于氧供需失衡,而并非血栓形成。非心脏手术后心肌损伤是较常见的,外科住院患者的发病率为8%-18%不等,且与术后非致死性心脏骤停、充血性心力衰竭、中风及30天内死亡率相关。非心脏手术患者心肌损伤死亡率为4%-10%。不满足心肌梗死诊断所需附加标准的心肌损伤后死亡率几乎与心肌梗死后死亡率相当。
与术中低血压相比,年龄、心血管病史等患者基础危险因素与术后急性肾损伤和心肌损伤的相关性更强。但是,与大多数基础危险因素不同,低血压是潜在可控的,因此备受关注。
术中血压
通过调查非心脏手术全麻患者的血压与术后结局之间的关系,各种登记分析已明确术中低血压的人群危险阈值。
越来越多的证据表明,基于人群数据来看,成人非心脏手术中平均动脉压<60-70mmHg与心肌损伤、急性肾损伤和死亡相关。器官损伤与低血压的关系与严重程度和持续时间有关,血压越低造成损伤所需的暴露时间越短。一篇系统综述总结了42项研究报道的与术中低血压严重程度和持续时长相关的心肌损伤、急性肾损伤和死亡风险。当平均动脉压持续低于70mmHg仅10分钟,任一终末器官损伤风险即可轻度增高。当平均动脉压低于65-60mmHg持续5分钟,或低于55-50mmHg,该风险即中度增高。据报道,平均动脉压低于65mmHg持续20分钟,或低于50mmHg持续5分钟,或低于40mmHg,则终末器官损伤为高风险。
当术中低血压由绝对或相对平均动脉压阈值定义时,术中低血压和术后心肌损伤的相关性比较强。例如,绝对平均动脉压65mmHg和比临床基础水平降低30%,预测心肌损伤的能力相当(图2)。但是,在使用上,绝对阈值比相对阈值简单。诱导前的即刻血压并不能反映动态血压,而后者被认为最能代表基线血压。
图2. 非心脏手术后心肌损伤的最低平均动脉压(MAP)阈值
收缩压和平均动脉压与术后急性肾损伤、心肌损伤的相关性大致相当,但危害阈值不同。收缩压低于90mmHg时开始引起损伤,而平均动脉压的阈值为65mmHg。血压变异度仅与术后死亡率略有相关。
有临床重要性的低血压不仅发生在手术期间,还发生在诱导后至切皮前。与整个术中时间相比,切开前这一阶段很短,但是,一项研究发现,该阶段发生的低血压占整个麻醉期间低血压的1/3,且与主要并发症独立相关。切皮前的低血压可能主要由患者基础危险因素和麻醉管理决定。一个很自然的推论是,麻醉诱导期间的血压至少主要由麻醉医生控制。
术后血压
手术后最初几天的术后低血压很常见,且与术后心肌损伤、心肌梗死和死亡独立相关,即便术中低血压得到调整后也是如此。有趣的是,在一项研究中,接受中高危非心脏手术的患者仅术后低血压(而非术中低血压)与心肌损伤相关。非心脏手术后转入重症监护室的患者中,术后低血压与急性肾损伤、心肌损伤和死亡相关。
因此,术后低血压是器官损伤的潜在可变危险因素。术中和术后血压的关系还需进一步研究,因为术中低血压的发生率和严重程度可能有助于识别患者术后低血压的风险。
虽然手术室和监护室内常规进行频繁血压评估,但是,普通病房对术后血压的监测仍然较少。例如,每隔4小时进行一次生命体征评估会漏掉大多数术后低血压,包括严重而持续的低血压(图3)。据推测,更长时间间隔的生命体征评估会漏诊更多低血压。如今已具备无线持续病房生命体征监测仪,有条件时刻考虑应用。
图3. 术后低血压
围术期低血压的治疗
围术期低血压与术后不良事件相关,尽管目前尚无证据表明这种关系是否是因果关系、或是否能够干预。即时假设低血压与器官损伤呈因果关系,仍不能明确应对患者个体在非心脏手术期间和术后的哪一血压指标进行干预。以人群为基础,器官损伤的危害阈值似乎是平均动脉压60-70mmHg、收缩压90-100mmHg。但是,部分患者可能需要维持更高的术中血压以避免损伤。术后的危害阈值仍未可知,但可能比术中更高,因为术后患者的代谢率更高。
很难定义个体患者围术期血压的干预阈值,因为血压调节取决于复杂的自身调节机制,且正常血压值也因人而异。对于慢性高血压患者,血流量自身调节曲线右移,血压值更高。因此,慢性高血压患者比血压正常患者对低血压的耐受性更差,可能需维持更高的围术期血压。
一项多中心随机对照试验分析292名大手术患者,与常规组相比,个体化血压管理组患者“全身炎症反应综合征和器官功能障碍”这一主要结局可减少至少一个重要器官系统。分至个体化管理组的患者术中持续给与去甲肾上腺素,将收缩压波动维持至术前静息值的10%以内。常规护理组患者则当收缩压低于80mmHg或超过术前静息值40%时给与麻黄碱。个体化管理组中38%患者、常规护理组中52%患者出现主要结局。该试验的证据支持,与常规护理相比,个体化血压管理可减少大手术患者术后器官功能障碍。
“个体化血压干预阈值可改善患者预后”这一说法仍需进一步研究论证。使用个体化阈值需明确如何可靠地确定术前基础血压值。可通过院内反复标准检测或动态血压监测来明确术前基础血压值。据推测,动态血压最能代表患者的正常血压。但是,动态血压监测的最佳时间、设置和技术仍不明确。
围术期血压管理的最终目标是提供足够的器官灌注。器官灌注压是流入压和流出压之差。平均动脉压是大多数器官系统的流入压,而流出压则是中心静脉压和特定周围器官压中较高者(例如颅内压、腹内压、胸内压)。因此,平均动脉压是临床上可代替灌注压的指标,但需根据器官特定流出压加以考量。
此外,手术的类型、以及各种手术相关事件(例如体位变化、动脉夹闭、出血),均有助于确定个体患者在任意时间的最佳血压。例如,对于沙滩椅位手术患者,应考虑到心脏水平与大脑水平之间的静水压差。
由于围术期低血压的原因众多,其治疗应尽量识别潜在的病因机制,包括减少扩血管麻醉药剂量、使用血管收缩剂治疗血管扩张、使用正性肌力药增加血流量、使用阿托品增加心率,或使用晶体、胶体或血液制品治疗血容量不足。目前,尚不明确治疗围术期低血压的最佳血管收缩剂或液体种类。围术期低血压的非药物治疗包括腿部气动加压和Trendelenburg卧位。
治疗干预的选择仍是学术界辩论的主题,尚不清楚何种抗低血压治疗可显著改善预后,也不清楚这些治疗干预如何影响自身调节机制和微循环功能。
骨麻征途的点评
血压和循环的管理是最重要的围术期管理内容之一。低血压常见于非心脏手术,与心肌损伤、急性肾损伤和围术期死亡相关。术后低血压也较常见,通常较持续,与心肌损伤和死亡相关。术后病房采用传统间歇血压监测,低血压常被漏诊。有证据表明,器官损伤的术中人群危害阈值为平均动脉压60-70mmHg、收缩压90-100mmHg。术后危害阈值尚不明确,但可能略高。目前问题就在于所观察到的低血压与并发症之间的关系是否为因果关系,可用来建立因果关系并明确治疗效果的试验依据很少。因此,何时干预、如何干预最佳等问题,仍未可知。
目前迫切需要通过研究明确预防和治疗低血压能否减少并发症,以及能在多大程度上减少并发症。如低血压与并发症的确呈因果关系,下一步则是明确何时干预有益、哪些干预安全有效。
根据目前证据和病理生理学原理,手术期间平均动脉压应保持在65mmHg以上,术后还应稍高。同时,应尽可能掌握患者术前的动态血压数据,尽早识别高危患者,为围术期个体化的血压管理提供依据。
未来研究
仍待研究的最重要的问题也许是术中和/或术后血压与器官损伤是否存在因果关系。目前,许多观察性分析支持低血压与严重并发症的关系,但鲜有随机试验数据支持。因此,仍需通过可靠的随机试验对“避免术中术后低血压可改善术后结局”这一假说进行检验。同样,术中术后应使用哪个血压干预阈值、以及应采用绝对阈值还是相对血压变化来定义干预阈值,都仍待研究。
目前还需临床试验明确术中术后低血压的最佳治疗策略。据推测,靶向多种术中术后低血压原因的干预优于单纯给与升压药等实效处理。最后,尚需试验评估现有血压监测技术和未来监测技术的潜在益处,以及基于机器学习和人工智能的治疗建议。
骨麻征途的点评
血压和循环的管理是最重要的围术期管理内容之一。低血压常见于非心脏手术,与心肌损伤、急性肾损伤和围术期死亡相关。术后低血压也较常见,通常较持续,与心肌损伤和死亡相关。术后病房采用传统间歇血压监测,低血压常被漏诊。有证据表明,器官损伤的术中人群危害阈值为平均动脉压60-70mmHg、收缩压90-100mmHg。术后危害阈值尚不明确,但可能略高。目前问题就在于所观察到的低血压与并发症之间的关系是否为因果关系,可用来建立因果关系并明确治疗效果的试验依据很少。因此,何时干预、如何干预最佳等问题,仍未可知。
目前迫切需要通过研究明确预防和治疗低血压能否减少并发症,以及能在多大程度上减少并发症。如低血压与并发症的确呈因果关系,下一步则是明确何时干预有益、哪些干预安全有效。
根据目前证据和病理生理学原理,手术期间平均动脉压应保持在65mmHg以上,术后还应稍高。同时,应尽可能掌握患者术前的动态血压数据,尽早识别高危患者,为围术期个体化的血压管理提供依据。
(本栏目由仙琚制药公益支持,仅供医学专业人士参考)
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