【麻海新知】高危心脏手术患者围手术期多普勒超声评估门静脉血流搏动

在心脏手术中，全身静脉性充血是一种由多种因素导致的现象，可能导致多系统并发症。既往有肺动脉高压或充血性心力衰竭的患者，以及接受长时间体外循环(CPB)的复杂手术或大量输液的患者，围手术期特别可能发生充血性器官损伤。由于可以通过围手术期的干预得到改善，因此最重要的是找到可靠的方法来检测临床上显著的静脉性充血。目前，对器官充血的术中评估仍然具有挑战性。围手术期经食管超声心动图(transoesophageal echocardiography，TOE)可通过分析腹部器官水平的多普勒波形来评估静脉性充血对血流动力学的影响，从而提供重要信息。肝脏和脾脏的静脉多普勒超声可以检测到异常的搏动模式，提示静脉顺应性降低，全身静脉压增高，器官灌注减少。既往单中心研究中，门静脉血流速度在心动周期期间的重要变化（通常称为门静脉多普勒搏动）与术后并发症风险增加，如大出血、急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)和谵妄以及ICU住院时间延长相关。门静脉多普勒超声在预测充血性AKI方面可能优于中心静脉压(CVP)的测量。然而，以前的研究是在单一中心进行的，样本量有限，该结论需要验证。

来自加拿大、美国、韩国、澳大利亚、法国和瑞士的研究人员设计了一项多中心前瞻性队列研究，其主要目的是确定心脏手术期间术中门静脉血流搏动是否与更长时间的生命支持治疗相关，次要目的是评估门静脉血流搏动和术后并发症之间的关系。该研究结果于2022年11月发表于British Journal of Anaesthesia杂志。

研究方法

研究设计和患者选择

该项多中心队列研究于2018年11月14日至2020年10月16日，在加拿大、美国、澳大利亚、韩国、法国和瑞士的11个中心开展。纳入标准为计划使用CPB和围术期TOE的成人心脏手术患者（年龄≥18岁）并至少具备以下条件之一：(1)计划进行多次手术；（2）根据欧洲心脏手术风险评估系统(EuroSCORE)II评估术前风险≥5%；(3)已知肺动脉高压(平均肺动脉压>25mmHg或收缩期肺动脉压>40mmHg)。排除标准包括以下任何一种情况的患者：(1)危急的术前状态(使用血管加压素或强心药、机械循环支持、体外膜肺氧合、新开始的肾脏替代治疗(RRT)、机械通气或需要复苏的心搏骤停)；(2) 可能干扰门静脉血流评估或解释的已知疾病(肝硬化或门静脉血栓形成)；(3)计划行心脏移植或植入心室辅助装置。 

患者评估

在全身麻醉下于切皮前、CPB开始前(T1)、CPB撤离(T2)和关闭胸腔后使用TOE进行超声评估。对门静脉血流和肝静脉血流进行超声多普勒频谱评估。对于门静脉多普勒检查不成功的患者，行脾静脉多普勒检查。   使用TOE进行多普勒频谱评估（图1）。门静脉搏动分数(portal pulsatility fraction，PPF)是指心动周期内最大血流速度(舒张期)和最小血流速度(收缩期)之差，除以最大血流速度，并以百分比表示。根据既往研究，门静脉血流搏动异常定义为PPF ≥50% (PPF50)。脾静脉搏动分数采用相同的阈值。  

图1 使用TOE进行多普勒频谱评估

结局指标：在手术结束时，如果不使用正性肌力药或只使用一种血管收缩药，则CPB撤离被归类为容易；如果使用了至少两种不同类别的药物，包括正性肌力药、血管收缩药或吸入性肺血管扩张剂，则被归结为困难；如果由于血流动力学原因第一次CPB撤离尝试失败导致再次行CPB，或者如果需要机械循环支持来实现CPB撤离，则归类为复杂。 

研究的主要结局是心脏术后28天内持续器官功能障碍(persistent organ dysfunction，POD) 需要有创生命支持的累积时间（TPOD）。基于之前的研究，当受试者正在进行以下一种或多种器官或生命支持干预时，被认为是POD。如：机械通气；血管加压素治疗（持续需要血管加压药物，如去甲肾上腺素、肾上腺素、血管加压素、多巴胺>5ug•kg-1•min-1或苯肾上腺素>50ug•min-1）；机械循环支持（持续需要机械装置，如主动脉内球囊反搏或体外膜肺氧合）；急性持续性或间歇性RRT。在观察期内死亡的受试者从死亡之日起至观察期结束（28天；672小时）得到TPOD估算值。 

次要结局包括：机械通气持续时间、加压药物支持持续时间、急性RRT的使用和持续时间、ICU和住院时间、术后28天内的并发症，包括AKI、手术再干预、大出血、卒中、谵妄、胸骨深部伤口感染/纵隔炎和死亡。  

结果

共有373例患者接受了TOE评估   ，在开始   CPB前(T1)，322/373 (86.6%)的患者成功进行了门静脉血流多普勒评估并测量PPF，   表1列出了这些患者的基线特征。大多数患者计划进行多次外科手术，且大多数已知有肺动脉高压。

最常见的手术类型是主动脉瓣手术   (210/373，56.3%)，其次是冠状动脉旁路移植术(181/373，45.8%)   。  

表1 体外循环开始前（T1）与门静脉搏动分数（PPF）相关患者的术前特征

T1时刻的PPF中位数为35%（四分位间距[IQR]，24%~47%），71/322（22%）的患者存在PPF50。T2时刻的PPF中位数为35%[IQR，23%~50%]，77/309（24.9%）的患者存在PPF50。PPF的分布如图2所示。总的来说，PPF在T1和T2时刻的分布没有显著差异。  

图2 CPB开始前（T1）和CPB撤离后（T2）PPF的分布情况

在T1时刻存在门静脉搏动的患者中，术前已知肺动脉高压的比例较高(P=0.014)。T1时刻PPF与术中管理和术后结局的关系见表2。在T1和T2间，术中液体平衡与PPF变化呈轻微正相关(r=0.153，P=0.009)。139/373例(37.2%)患者存在CPB撤离困难或复杂。与PPF<50%的患者相比，T1时存在PPF50的患者发生这种情况的频率更高(54.9% vs 32.7%，P=0.002)。  

表2 体外循环开始前（T1）门静脉搏动分数（PPF）与术中管理和术后结局的关系

与作为T1和T2连续变量的PPF相关的血流动力学变量如表3所示。CVP和肺动脉压（收缩压、舒张压、平均值）与PPF呈正相关，而PPF与平均动脉压和心脏指数呈负相关。房性心律失常或心室起搏与PPF呈正相关。极严重的左心室功能不全(LVEF≤20%)和肝静脉血流改变与PPF相关。  

表3  CPB开始前（T1）和CPB撤离后（T2）与作为连续变量的门静脉搏动分数相关的血流动力学参数和超声心动图变量

PPF与术后结局的关系

与同期PPF <50%的患者相比，存在PPF50的患者在T1 时刻(27 h [11-72] vs 19 [8.5-42] h, P=0.022)和T2时刻 (27 h [14-61] vs 20 h [8-42]，P=0.006)的中位TPOD [IQR]更高。在单变量线性回归分析中，T1和T2时刻的PPF50和TPOD均与TPOD呈正相关。如表4所示，在对EuroSCORE II和CPB持续时间进行调整后，PPF50在T1时仍存在相关性，但T2时PPF50不存在相关性。  

表4 门静脉搏动分数(PPF)与持续器官功能障碍或死亡时间(TPOD)的相关性

关于术后并发症，T1的PPF50与更长时间的血管加压药物支持相关，但未发现与术后并发症相关的其他因素（见表2）。在T2时刻，PPF50除了与更长时间的血管加压药物支持相关外，也还与更长的ICU和住院时间相关，并且与更高的术后主要并发症发生率相关，包括严重AKI（见表5）。  

表5 体外循环撤离后（T2），门静脉搏动分数（PPF）与术后预后的关系

研究者根据T1和T2时刻的PPF对四组结果进行了比较（见表6）。在各组之间，主要并发症的发生率、血管加压药物支持的持续时间、ICU时间、住院时间和TPOD均不相同。成对比较显示在T1和T2时刻 PPF均<50%的患者中(组1)，TPOD和血管加压素支持时间较T1和T2 时刻PPF50的患者(组4)更短(19 h [8-41] vs 36 h [21-73]， P=0.032)。与仅在T2时刻PPF50的患者(组3)相比，组1的ICU住院时间较短，术后主要并发症发生率较低 (分别为50 h [27-96] vs 96 h [50-143]，P=0.007；36/ 182 (19.8%)vs 17/42 (40.5%)，P=0.024)。  

表6 体外循环开始前(T1)和体外循环撤离后(T2)门静脉搏动分数(PPF)与术后预后的关系

在调整动静脉压力梯度(MAP-CVP)后，在单变量分析中，动静脉压力梯度与并发症之间无显著相关性，T2时刻PPF50与并发症之间的相关性在调整该变量后仍然存在。然而，在调整EuroSCORE II、CPB持续时间和CPB撤离难度等级后，相关性不再显著。在T2时刻PPF50的增加并没有导致ROC曲线下面积的显著改善。在困难和复杂的CPB撤离患者中（n=115），在T2时刻的PPF50患者中有23/55（51.1%）发生了并发症，而在T2时刻无PPF50的患者中有26/70（37.1%）发生并发症（P=0.139）。 

结论  

CPB前门静脉血流搏动异常与高危患者心脏手术后生命支持治疗持续时间延长有关。CPB撤离后门静脉血流搏动异常与术后主要并发症的高风险相关，尽管这种相关性并不独立于其他临床因素。

麻海新知的述评

本研究旨在确定心脏手术期间由TOE（以PPF50表示）评估的术中门静脉搏动异常是否与更长时间的生命支持治疗需求以及术后28天发生的其他并发症相关。研究观察到CPB开始前PPF50的存在与调整术前风险及CPB持续时间后TPOD的增加之间的关系。相比之下，CPB后存在PPF50，其术后主要并发症(包括严重AKI)的发生率明显较高，但在调整术前风险、CPB持续时间和CPB脱机难度后并没有观察到这种相关性。

心脏手术前或术后出现的右心功能不全与严重的并发症相关，不仅表现为心输出量减少，还表现为与全身静脉性充血相关的不良后果。尽管右心室功能不全可以通过使用肺动脉导管的血流动力学监测和超声心动图来检测，这并不一定意味着对终末器官有显著的血流动力学影响。本研究作者假设了门静脉独特的解剖位置在反映临床显著的全身静脉充血方面具有临床价值，因为肝脏是静脉压力反向传递的缓冲区。在既往的观察研究中发现门静脉搏动程度不仅与右心室收缩功能障碍相关，还与右心功能不全严重程度相关的血流动力学参数相关，包括动静脉压力梯度（MAP-CVP）。使用TOE的门静脉多普勒检查可以识别右心功能不全对终末器官有显著血流动力学影响的情况。然而，经过调整后这种关联不存在，这就提出了一个问题：与常规的血流动力学监测指标相比，这种评估是否在并发症的预测方面提供了额外的价值。  

通过全身麻醉后CPB开始之前和CPB撤机之后的PPF50的评估，发现手术开始时检测到的PPF50可能表明基线血流动力学较差，与CPB撤离困难和TPOD评估的需要更长时间的生命支持治疗显著相关。相反，术后首次检测到PPF50的患者其术后主要并发症发生率最高（40.5%）。这可能表明在CPB撤离的情况下患者出现新的右心功能不全和静脉性充血，不管是否存在左心功能不全。潜在的治疗候选药物包括利尿剂、超滤、正性肌力药、吸入性肺血管扩张剂和全身血管扩张剂。但治疗效果可能会受到导致静脉性充血和右心功能不全潜在因素的影响。  

本研究是一项国际性的前瞻性多中心研究，通过围手术期多普勒超声评估门静脉血流搏动来反应静脉性充血情况。患者组织器官是否存在缺血缺氧并不能通过某种单一的血流动力学指标进行反映，本研究通过多普勒超声评估门静脉血流搏动这一指标对是否存在静脉性充血进而导致充血性器官损伤进行了有益的探索，本研究结果表明该指标与术后更长时间的生命支持治疗以及术后主要并发症的发生具有一定相关性，说明通过围手术期TOE对门静脉进行多普勒评估具有临床意义。      该项研究也存在一定的局限性。首先，多中心研究中门静脉多普勒检查的成功率(83%~87%)低于有经验操作者的单中心研究(≈95%)。尽管在开始注册之前对操作人员获得的图像质量进行了验证，但没有评估操作人员之间的差异性。其次，虽然门静脉多普勒评估的信息对患者术后主管医师设盲，但仍可能对术中血流动力学的管理带来一定的影响。此外，研究中没有同时放置肺动脉导管，也没有收集其他详细的血流动力学信息，如使用不同血管活性药物的细节，或RV功能的详细评估。缺乏该指标与其他常规血流动力学指标对循环功能影响的比较。最后，虽然门静脉多普勒搏动和不良结果之间存在一定的相关性，但无法明确其因果关系。必须注意的是，目前尚无诊断充血性器官损伤的金标准可以与门静脉超声多普勒评估进行比较。未来的研究方向可能需要进一步确定纠正门静脉血流搏动异常是否能够改善心脏手术患者的预后。

编译：时鹏   述评：范晓华   

原始文献：Denault A, Couture EJ, De Medicis É, et al. Perioperative Doppler ultrasound assessment of portal vein flow pulsatility in high-risk cardiac surgery patients: a multicentre prospective cohort study. Br J Anaesth. 2022;129(5):659-669. doi:10.1016/j.bja.2022.07.053

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