中心静脉-动脉血二氧化碳分压差的临床应用进展

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　　[摘要] 在危重症患者的治疗过程中，血流动力学不稳定是临床中常见的问题，其本质就是组织灌注不足，细胞氧代谢障碍。组织器官的低灌注在发现后如不及时纠正，常会发展为多器官功能紊乱，程度严重者会直接影响患者的预后。因此，早期监测组织灌注水平并给予及时纠正是临床诊疗中的重要工作内容。传统的监测指标如中心静脉血氧饱和度（ScvO2）、乳酸、中心静脉压（CVP）等在评价组织代谢水平上指导有限，而中心静脉-动脉血二氧化碳分压差（Pcv-aCO2）可以更敏感地反映组织灌注和心排血量的变化，在指导感染性或非感染性因素引起的循环衰竭的液体容量复苏中都有着明显的意义。通过综述Pcv-aCO2在感染性休克、失血性休克、严重烧伤、颅脑外伤、手术、心血管疾病等方面的应用，分析其应用价值及意义。
　　[关键词] 中心静脉-动脉血二氧化碳分压差;氧代谢;组织灌注
　　[中图分类号] R4          [文献标识码] A          [文章编号] 1674-0742（2019）08（a）-0195-04
　　[Abstract] Hemodynamic instability is a common problem in clinical treatment during critically ill patients， and its essence is tissue hypoperfusion and cellular oxygen metabolism disorders. If the hypoperfusion of tissues and organs is not corrected in time after the discovery， it will often develop into multiple organ dysfunction. The severe degree will directly affect the prognosis of patients. Therefore， early monitoring of tissue perfusion levels and timely correction are important tasks in clinical diagnosis and treatment. Traditional monitoring indicators such as central venous oxygen saturation （ScvO2）， lactic acid， central venous pressure （CVP）， etc. have limited guidance in assessing tissue metabolism levels， while central venous-arterial blood carbon dioxide partial pressure difference （Pcv-aCO2） can more sensitively reflect changes in tissue perfusion and cardiac output， there is a clear significance in the recovery of fluid volume in circulatory failure caused by infectious or non-infective factors. By reviewing the application of Pcv-aCO2 in septic shock， hemorrhagic shock， severe burns， craniocerebral trauma， surgery， cardiovascular disease， etc.， the application value and significance were analyzed.
　　[Key words] Central venous-arterial blood carbon dioxide partial pressure difference; Oxygen metabolism; Tissue perfusion
　　在危重癥患者的诊疗过程中，治疗原则之一便是确保所有的器官和系统有充足的组织灌注，维持其血流动力学稳定。由于危重症患者的能量消耗和氧耗量较健康人群均更高，故更易发生组织灌注不足和细胞氧代谢障碍。因此，早期发现和纠正组织低灌注是治疗的关键。传统的监测手段如心率、血压、中心静脉压、平均动脉压等不能准确地反映组织灌注的水平[1]。有研究表明，指南推荐作为组织低灌注早期液体复苏的目标之一的中心静脉血氧饱和度（ScvO2）或混合静脉血氧饱和度（SvO2），当上述指标达标后仍有未完全纠正组织低灌注的情况。目前，对于可作为评价组织灌注水平的最佳指标尚未达成共识。但有相关研究显示，Pcv-aCO2是敏感的组织低灌注标志物，当存在氧代谢障碍时，有较其他传统标志物更高的参考价值[2]。现就Pcv-aCO2在临床上的应用及相关研究进行综述。
　　1  Pcv-aCO2的概念
　　血二氧化碳分压为物理溶解于血液中的二氧化碳所产生的张力。Pcv-aCO2是指中心静脉血中二氧化碳分压与动脉血二氧化碳分压的差值，正常范围在2～6 mmHg。动脉血二氧化碳分压正常值约35～45 mmHg，其主要与溶解于血浆中的二氧化碳有关，反映了肺泡通气量的水平。静脉血二氧化碳分压正常约45～55 mmHg，若肺泡通气量及组织产生的二氧化碳的量基本不变，则Pcv-aCO2取决于组织灌注水平。
　　2  Pcv-aCO2的理论基础 　　将菲克方程应用于二氧化碳时可以发现，二氧化碳清除量（VCO2）为混合静脉血二氧化碳含量与动脉血二氧化碳含量的差值（Cv-aCO2）和心输出量（CO）的乘积。即：VCO2=Cv-aCO2*CO。由于中心静脉与混合静脉血氧饱和度一致性高，可替代混合静脉，因此VCO2=Ccv-aCO2*CO。通过观察二氧化碳解离曲线可发现，血液中二氧化碳的含量（CCO2）与二氧化碳分压（PCO2）呈曲线关系，但在CCO2生理范围内二者近似线性相关，即PCO2=KCCO2（K为假定常数），因此Pcv-aCO2=KCcv-aCO2。根据上述两个公式可得，VCO2= KPcv-aCO2CO。在VCO2恒定时，CO与Pcv-aCO2呈负相关，即CO降低，Pcv-aCO2升高。由于二氧化碳在血浆中的溶解能力约为氧气的20倍，那么二氧化碳由缺氧组织向静脉血弥散的量要大于组织低灌注中的氧气弥散的量。因此Pcv-aCO2作为组织低灌注的隐匿的标记物可充分表示机体是否有足够的血流来清除组织所产生的二氧化碳[3]。Pcv-aCO2正常范围在2～6 mmHg，当Pcv-aCO2≥6 mmHg时，表示机体的CO不足以维持外周组织灌注，此时可通过增加CO来改善组织灌注;当Pcv-aCO2 6 mmHg时，表示机体有足够血流来清除体内的二氧化碳。但由于二氧化碳的溶解能力较强，当此时机体存在氧弥散障碍导致氧摄取率下降时，组织低灌注也不易被发现，这时不建议通过增加CO的方式来改善组织灌注，故Pcv-aCO2不能作为反映组织缺氧的标志，但它可以作為反映能去除外周组织产生的二氧化碳总量的静脉血流量，即CO的敏感标志物[4]。在缺氧的条件下，比如血乳酸已经上升，Pcv-aCO2的升高可以作为临床医生在治疗中提高CO来减轻组织灌注不足的证据;而在氧供充足时，即使此时CO在正常范围内，Pcv-aCO2的升高也意味着血流并不充足。这可能与氧需求量及二氧化碳生成增加有关。然而，此时在治疗上是否需继续提高CO来避免短期内出现组织缺氧仍有待证实。
　　3  Pcv-aCO2的临床应用
　　3.1  感染性休克
　　Mallat[5]研究了Pcv-aCO2在指导感染性休克患者早期液体复苏中的价值，并认为Pcv-aCO2可弥补ScvO2作为复苏终点引起的不足，避免过早终止复苏。研究表明Pcv-aCO2可作为新的复苏指标，并且感染性休克患者早期Pcv-aCO2过高与患者的28 d病死率相关。
　　侯任昉等[6]将100例在医院住院治疗的感染性休克患者纳入研究，随机分为观察组和对照组，各为50例。对照组以ScvO2为目标指导复苏，观察组以ScvO2联合Pcv-aCO2为目标指导复苏，分别对比两组的机械通气时间、平均动脉压、入住ICU时间、中心静脉压、乳酸清除率等水平，并比较两组预后情况。结果显示观察组复苏后的平均动脉压、中心静脉压、乳酸清除率及心脏指数水平均明显高于对照组，且观察组的肺水肿发生率、ICU病死率及28 d病死率均明显低于对照组。因此得出结论，应用ScvO2联合Pcv-aCO2指导感染性休克患者的液体复苏，其复苏效果及预后较单一以ScvO2为复苏目标更佳，值得在临床上推广应用。
　　陈玉红[7]为了观察ScvO2联合Pcv-aCO2能否更好地指导脓毒症患者容量管理，选取了36例重症脓毒症和脓毒症休克患者作为研究对象，研究对象在置入中心静脉导管后立即开始液体复苏治疗。根据患者液体复苏后24 hScvO2和Pcv-aCO2的变化分为4组，组1：ScvO2>70%，Pcv-aCO2<6 mmHg，组2：ScvO2>70%，Pcv-aCO2≥6 mmHg，组3：ScvO2≤70%，Pcv-aCO2<6 mmHg，组4：ScvO2≤70%，Pcv-aCO2≥6 mmHg。比较4组的生理、生化指标及血气分析等，计算出患者24 h液体入量、机械通气时间、乳酸清除率、入住ICU时间、ICU病死率等。得出结论，Pcv-aCO2可以作为指导重症脓毒症和脓毒症休克患者液体复苏的指标，且当采用ScvO2联合Pcv-aCO2指导容量管理时，两者均达标的患者所需液体量最多，且乳酸清除率最高，可以避免由于ScvO2假性正常化而停止液体复苏。
　　吴超等[8]为了探讨Pcv-aCO2在反映感染性休克患者组织灌注和氧代谢状态的临床价值，将82例经早期目标导向治疗（EGDT）后ScvO2≥70%的感染性休克患者纳入研究，将患者分成低Pcv-aCO2（Pcv-aCO2>6 mmHg）组和高Pcv-aCO2（Pcv-aCO2≥6 mmHg）组。并记录患者急性生理和慢性健康评分（APACHE Ⅱ）、序贯器官衰竭评估（SOFA）评分、感染指标、6 h乳酸清除率、ICU病死率及28 d病死率等，监测患者血流动力学及氧代谢指标变化。结果显示，Pcv-aCO2是感染性休克患者组织灌注不足的敏感指标，可以准确地反映组织灌注和氧代谢状态，是早期识别并纠正感染性休克的重要标准，对于评价患者液体管理及预后判断有重要的意义。
　　3.2  失血性休克
　　周昭雄[9]在2015年以19例失血性休克患者为研究对象，通过监测ScvO2、血乳酸和Pcv-aCO2及 PiCCO（脉搏波形指示的连续心输出量）的数据判断液体复苏是否充分。结果显示，入组时和入组后6 hPcv-aCO2预测复苏不足的受试者工作曲线下面积分别为0.952、0.958。入组时Pcv-aCO2临界值取4.5时，敏感度为100%，特异度为83.3%。入组后6 hPcv-aCO2临界值取5.5时，敏感度为85.7%，特异度为91.7%。从而得出结论，Pcv-aCO2对失血性休克患者复苏评估的预测价值要优于ScvO2和乳酸清除率。复苏开始时Pcv-aCO2>4.5 mmHg或复苏后6 hPcv-aCO2>5.5 mmHg均提示复苏不足。但由于该研究样本量较小，且为单中心观察性研究，具有一定的局限性。 　　王菊香[10]在2015年以48例可能存在低血容量的患者为研究对象，分别进行容量负荷试验，在试验前后分别收集心率、平均动脉压、中心静脉压、CO、Pcv-aCO2、ScvO2等指标，分别以容量负荷试验后心输出量增加≥10%或<10%作为有无反应性的标准。结果显示，35例患者容量负荷试验有反应性，13例无反应性。有反应组的患者在容量负荷试验后上述指标均有不同程度的改善，试验前ScvO2≥70%者有18例，其中15例患者Pcv-aCO2>6 mmHg，经补液后Pcv-aCO2下降（4.47=1.30）mmHg。从而得出结论，当患者ScvO2≥70%时，Pcv-aCO2>6 mmHg提示组织灌注不足，此时Pcv-aCO2可以作为评价容量负荷试验的指标，指导血流动力学治疗。
　　莫旻龙等[11]在2017年将33例失血性休克患者纳入研究，根据复苏前后肺泡动脉氧分压差分为氧合障碍组和无氧合障碍组，并绘制受试者工作特征曲线分析氧代谢指标等对失血性休克患者液体复苏后氧合障碍的预测价值。结果显示氧合障碍组入组时Pcv-aCO2显著高于无氧合障碍组，且入组时Pcv-aCO2、 开始复苏时间、入组时乳酸水平ROC曲线下面积分别为0.805、0.767、0.653。从而得出结论：入组时Pcv-aCO2是预测失血性休克患者液体复苏后氧合障碍的良好指标，其预测价值较血乳酸和ScvO2均更佳。并且，复苏开始时Pcv-aCO2>9.5 mmHg提示复苏后出现氧合障碍的可能性大，在临床治疗中需引起重视。
　　3.3  严重烧伤
　　陈熹等[12]将收治的50例符合美国麻醉医师协会分级为Ⅱ～Ⅳ级的严重烧伤患者作为研究对象，患者在全身麻醉下行削痂植皮术。术中将患者分为单一调控组（ScvO2=0.70）和联合调控组（ScvO2 >0.70且Pcv-aCO2 >5 mmHg），给予输血、输液并记录各时刻的乳酸、ScvO2、Pcv-aCO2、尿量及术中输液、输血量、手术时间等。通过数据分析得出结论，Pcv-aCO2联合ScvO2监测下进行容量调控较单一监测ScvO2进行容量调控能更好地维持烧伤患者削痂植皮术中的血流动力学稳定，更有利于保证充足的组织氧合灌注。相关研究显示，ScvO2与Pcv-aCO2的变化存在明显的相关性，因此可以认为Pcv-aCO2能敏感地反映烧伤患者组织氧合情况。
　　3.4  严重颅脑外伤
　　李大亮[13]将41例重型颅脑外伤患者作为研究对象，探讨Pcv-aCO2联合CVP进行液体管理对重型颅脑外伤患者预后的影响。研究过程中将患者随机分为试验组（Pcv-aCO2联合CVP）和常规组。观察两组治疗后的GCS评分、内脏器官功能、输液量、血流动力学和组织灌注指标及28 d病死率等。研究结果显示，Pcv-aCO2联合CVP指导重型颅脑外伤患者的液体管理，使液体治疗更加个体化、精细化，对改善重型颅脑外伤患者神经学预后、内脏器官功能有着重要意义，并且可以降低死亡率，值得在临床上推广使用。
　　3.5  外科手术
　　杨艳丽[14]将60 例 ASA Ⅱ～Ⅲ级择期拟在全身麻醉下行非体外循环下冠脉搭桥手术的患者作为研究对象，探讨Pcv-aCO2联合ScvO2在非体外循环冠脉搭桥术中的血流动力学管理中的指导意义。结果显示，Pcv-aCO2联合ScvO2与单独应用ScvO2相比，前者能够更早地发现术中组织灌注不足， 有效地改善组织灌注和器官功能，避免因ScvO2假性正常而引起灌注不良，更好地指导麻醉中血流动力学管理。
　　Futier[2]将70例接受腹部手术的成年患者作为研究对象，探讨Pcv-aCO2与术后并发症的关系。结果表明，有并发症组的Pcv-aCO2要明显高于无并发症组。当ScvO2≥71%，机体面对氧代谢需求仍出现循环反应不足时，Pcv-aCO2<5 mmHg可作为补充的指导目标，使机体更好地维持组织氧供需平衡状态。
　　刘正元等[15]为探讨ScvO2联合Pcv-aCO2指导液体治疗对开腹胃肠道手术患者组织灌注及预后的影响，将60例需行开腹胃肠道手术的患者作为研究对象，并将其随机分为传统输液组和ScvO2联合Pcv-aCO2组，传统输液组输入液体总量按照补充性扩容+生理需要量+累计缺水量+继续损失量+第三间隙缺失量计算。ScvO2联合Pcv-aCO2组的患者于手术开始前给予乳酸林格氏液10 mL/kg，随后以2 mL/（kg·h）给予乳酸林格氏液维持输液。监测两组患者的术后住院时间、胃肠功能恢复时间、体温、白细胞、肌酐、术后28 d内的并发症及死亡情况。结果显示，采用ScvO2联合Pcv-aCO2指导液体治疗和传统方法一样能获得良好组织灌注和术后胃肠道功能恢复，但传统输液组患者的液体输注量、尿量明显多于ScvO2联合Pcv-aCO2组。
　　刘新梅[16]为了探讨Pcv-aCO2在胸腔镜心脏手术后的应用价值，选取了50例施行胸腔镜体外循环心脏手术后患者，根据Pcv-aCO2将患者分为 A组（Pcv-aCO2<6 mmHg）和B组（Pcv-aCO2>6 mmHg），并比较两组手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间、术后平均动脉压、中心静脉压、乳酸、呼吸机应用时间及监护室滞留时间。结果显示，A组较B组在呼吸机辅助时间、监护室滞留时间上均明显缩短，故认为Pcv-aCO2可作为评估胸腔镜心脏手术后患者組织灌注与疾病严重程度的临床指标。
　　3.6  心血管疾病
　　於华敏等[17]选择各种原因所致的心衰患者共 32 例，按照纽约心脏病协会 （NYHA）分级方法，分成两组：组 l：心功能Ⅱ～Ⅲ级，排除有其他器官功能障碍者;组 2：心功能Ⅳ级，和（或）伴有一个以上其他脏器功能异常。分别进行动、静脉血气分析，结果显示，当心输出量进行性下降时多伴有静脉血二氧化碳分压与动脉血二氧化碳分压差的进行性增大，证明在某些情况下动静脉 PCO2 差可反映组织功能状态。 　　FurqanM[18]為探讨儿童心脏手术后Pcv-aCO2、ScvO2与CO的关系，收集了57例采用体外循环修复先天性心脏缺损术后的患儿，分别获得动脉及中心静脉血气分析，结果显示，Pcv-aCO2与CO有更好的相关性，尤其在ScvO2<70%时二者的相关性更加显著，而且Pcv-aCO2可作为ScvO2降低时的辅助指标，其在用于儿童心脏手术后心输出量降低时有指导意义。
　　综上所述，在危重症患者的治疗过程中，病情变化随时可能发生，随着氧代谢监测理论的发展，传统的氧代谢监测指标已不能更好地指导临床治疗。血流动力学指标能准确、实时地反映患者组织灌注及细胞氧代谢水平，因此，血流动力学监测联合氧代谢监测是指导重症患者治疗及复苏的方向。组织无氧代谢的最终产物是CO2，Pcv-aCO2代表血液流经组织时细胞有氧代谢所产生的二氧化碳分压，可以反映微循环内是否有足够的血流清除组织产生的二氧化碳，是反映流量的指标[19]。与传统的全身氧代谢指标相比较，Pcv-aCO2的获得具有以下几点优势：①患者只需留置中心静脉导管即可获得数据;②操作简单，血气分析即可获得数据;③对PiCCO及肺动脉漂浮导管存在禁忌证的患者适用。
　　综上所述，Pcv-aCO2不但可以快速、实时、准确地反映机体组织灌注水平，避免因 ScvO2假性正常所掩盖的组织灌注不足，还可以反映CO的变化，更由于其操作方便、易于获得的优势，在临床工作中有广阔、实际的应用前景。
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　　（收稿日期：2019-05-11）
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