用于容量状态评估的下腔静脉超声：一个从未实现的有趣承诺

介绍

正确确定患者的容量状态是临床评估的基本步骤。事实上，在许多危重患者中，低血容量可能导致组织灌注减少，而液体超负荷可导致器官充血，并伴有并发症和死亡率。因此，容量评估对于指导临床医生治疗至关重要，并可能具有潜在的预后意义。

RAP是评估心力衰竭患者总生存期的RAP的基石;只要没有腔静脉阻塞，术语“中心静脉压”（CVP）和“右房压”（RAP）就是同义词，它们将在本手稿中互换使用。

评估CVP的标准监测工具是中心静脉导管。然而，由于其侵袭性，感染性和血栓性并发症被认为是主要问题。在这种情况下，床旁超声检查（POCUS）可能是容量估计的可靠替代方案。

IVC （US-IVC） 的超声评估因其广泛的可用性、低成本和易用性而被提议作为 CVP 评估的首选非侵入性技术。在各种临床环境中，已经研究了通过测量IVC的静态直径和动态呼吸波动来估计容量状态;然而，结果往往是相互矛盾和不确定的，因为高血容量和低血容量并不是影响IVC直径的唯一因素。因此，尽管US-IVC相对容易应用，但其在临床决策中的使用需要对病理生理学，局限性和陷阱有深入的了解，以避免感知和解释错误。

本文旨在综述有关静脉回流和右心房充盈的主要生理病理学，探索US-IVC在临床实践中的证据（准确性和缺陷），并为临床医生提供正确解释的工具。

病理生理学假设

IVC在整个静脉系统中直径最大;它是一种薄壁、无瓣膜、腹膜后血管，负责将大量脱氧血液从下肢和腹部返回右心房。IVC在静脉循环中占血浆总量的85%，是重要的血液储存器，循环容量的改变会导致IVC口径的变化。

事实上，多个水平的“扁平腔静脉”（例如，前后直径小于9mm的IVC）的证据与创伤患者的显著低血容量有关。

患者的体位和卧位可以通过重力影响循环血量和IVC的直径：当患者处于左侧位时，IVC较小，当患者处于右侧位时，IVC较大。

除循环容量外，其他重要因素也会导致呼吸周期中IVC直径的变化，例如右心功能以及胸内压和腹内压之间的梯度（ 图1 ）。

图1. 影响下腔静脉直径的主要决定因素。胸内压可直接和/或间接（通过RAP）作用于IVC直径。灰色虚线矩形内的临床情况可与两种类型的胸内压变化相关。(ARDS：急性呼吸窘迫综合征，COPD：慢性阻塞性肺病，HF：心衰，IVC：下腔静脉，PEEP：呼气末正压，RAP：右心房压力）。

胸内压

在自主呼吸的受试者中，吸气时腹压增加，而胸内压（ITP）增加其负压，降低了右心房压力。与上述胸腹交互作用相对应的血流动力学是IVC向RA的血液回流增加，导致IVC的直径继而减少，并使每搏量暂时增加。反之，呼气时静脉回流减少，而IVC的直径增加。

如果用力吸气、呼吸窘迫或慢性阻塞性肺疾病加重导致 ITP 明显阴性，导致右心房静脉回流增加，则 IVC 可塌陷性可能被夸大。

在机械通气患者中，PEEP（PEEP）可能会增加ITP并降低腹腔室和胸腔间室之间的压力梯度，从而阻碍吸气时的静脉回流。在负荷前依赖（例如右心室梗死、肺栓塞、心包填塞、重度低血容量）病例中，这个问题可能很严重，导致静脉回流突然减少，引发血流动力学不稳定。

腹内压

腹压（IAP）对IVC生理的影响可能比ITP还要大，因为它对静脉回流和IVC直径都有影响。在膈下区域，当IVC的跨膜压力超过临界闭合压力时，IVC是通透的；在这种情况下，腹压的增加会减少IVC的直径并增加跨膜的静脉回流，肝脏作为直接血源。相反，当IVC压力低于临界闭合压力时，腹腔内压力的增加会导致IVC塌陷，静脉回流急剧下降。因此，吸气时腹腔内压力的增加可能对IVC总静脉回流和局部静脉回流产生相反的影响。

不仅IAP，而且血容量状态也会影响呼吸周期中的静脉回流。在高血容量的情况下，主动膈肌下降通过增强通过IVC的内脏静脉回流，导致总IVC流量显著增加。另一方面，在低血容量的情况下，可能增加的腹压会减少静脉回流，导致膈肌水平处的IVC血流量减少（例如血管瀑布效应）。

因此，有两个重要因素可能影响IVC血流量和直径，从而影响静脉回流：腹内压和血容量。无论血容量状态如何，重度腹腔高压总是会导致IVC静脉回流下降，从而导致心输出量减少。

心脏功能

由于静脉回流与右心房压密切相关，IVC的管壁运动反映了RA在生理和病理条件下的血流动力学行为，这些行为受心动周期、右心功能和心律的影响。

在窦性心律中，IVC在收缩前和收缩期具有最大直径，而心房颤动会改变IVC的充盈，使得心动周期与IVC维度之间的关系难以评估。IVC直径应根据静脉回流、右心功能和心肺相互作用的生理学来解释。

事实上，正常ITP时IVC的吸气塌陷性是右心减少RAP的充分性的表现（图2B）。在对ITP增加的反应中，IVC直径和CVP之间的曲线关系是很明显的（图2A），有一个最初的陡峭部分（即CVP的最小增加决定了IVC直径的巨大增加）和一个平坦部分（CVP的较大增加导致IVC扩张最小或没有）。

图2. 下腔静脉直径与残余静脉顺应性的关系（A）。在最初的上升部分，CVP的微小变化会明显增加IVC的直径。在第二部分，IVC顺应性下降，CVP的较大幅度增加导致IVC扩张最小。（B）下腔静脉直径与心脏功能储备的关系。静脉回流和心功能曲线的交点显示了心功能正常（实线）和心功能受损（虚线）的情况。只有在心功能保留的情况下，吸气才能随着CVP的降低和IVC的塌陷将心功能曲线向左移动。改编自.（CVP：中心静脉压，IVC：下腔静脉）。

在病理条件下，如急性循环衰竭，IVC直径的变化因此是剩余静脉顺应性和心脏功能储备的函数（图2A，B）。

因此，IVC的行为是心脏，血容量和呼吸力学之间复杂相互作用的结果，它们在不同临床环境中同时起作用（ 图1 ）。

下腔静脉解剖变异及其临床意义

由于复杂的胚胎发育过程，IVC及其支流的先天性异常并不罕见，据报道，其发病率为人口的0.3%至10.14%，共观察到14种变异；了解这些临床实体可以避免在腹膜后外科手术（尤其是腹腔镜手术）中出现严重后果。

最常见的IVC异常是重复，左侧IVC终止于左肾静脉下方或水平，左侧IVC，以及IVC的中断或萎缩。

从临床角度来看，IVC重复与左侧腔静脉和巨静脉一般无症状，而增生和发育不全可能与髂股深静脉血栓有关。

在所有这些条件下，血管的直径、静脉回流和IVC在各种血容量条件下的行为都可能严重改变。

超声技术、静态和动态IVC指标

腹部的低频凸探头（2-5.5 MHz）或心脏的相控阵探头（2-8 MHz）可用于评估IVC。

纵向扫描通常可以从肋下观察到IVC，包括静脉-心房交界处和右心房，内壁清晰可见。如果肋下窗不理想或无法获得，沿右腋后线进行冠状位经肝扫描可能是一种有效的选择（图3）。

图3. 包括静脉-心房交界处的下腔静脉的长轴扫描（A）和沿右腋后线的右冠状位扫描（B）。B型（A）用于识别下腔静脉，然后应用多普勒M型（B），扫描速度根据呼吸频率设置为25至50毫米/秒，以便包括至少三个呼吸周期。最大和最小的IVC直径用于获得塌陷性指数（在本例中，cIVC为50%）。IVC（C）和左肾静脉出口处（D）的脉冲波多普勒可以提供额外的信息来估计CVP，如为连续流动相当于低至正常的中心静脉压。(IVC：下腔静脉，LRV：左肾静脉，黄色+：呼气末和吸气末的峰值速度）。

测量IVC直径的确切位置是至关重要的，尽管它没有普遍的标准：在自主呼吸的病人中，IVC直径的变化在靠近右心房的地方较小，而在肝静脉入口的尾部2厘米处或左肾静脉的水平处较大。大多数作者建议，测量应在IVC与右心房交界处1.5厘米内进行。

B型模式用于识别IVC，然后应用M型多普勒，扫频速度设定为25至50mm/s，取决于呼吸频率，以捕获至少三个呼吸周期。

由于自主呼吸患者的最小静脉直径可能受到吸气努力的影响，因此在呼气结束时测量最大的IVC直径时，可以诱发最大的吸气（嗅探动作）。

通过使用指数化的IVC尺寸（iIVC）可以提高样本的准确性，它是通过IVCmax除以体表面积来计算。

除了这些静态参数之外，使用IVC可塌陷性指数（cIVC）进行动态评估总是有用的，该指数根据以下公式计算：cIVC = （IVCmax − IVCmin）/IVCmax。

在机械通气的病人中，IVC的扩张指数，描述为dIVC = (IVCmax - IVCmin)/IVCmin，下腔静脉直径的呼吸变化为ΔDIVC = (IVCmax - IVCmin)/(IVCmax + IVC min)/2) 或IVC区域可扩张性指数（IVC-ADI），定义为最大IVC面积-最小IVC面积）/最小IVC面积×100%。

静脉光谱波的回声彩色和脉冲波多普勒评估虽然在IVC中不常见，但在某些临床情况下（如狭窄/血栓形成或先天性异常）可能有帮助。

US-IVC的技术局限性在于肥胖或怀孕、胸管或胃管，以及不可忽视的观察者之间/内部的变异性，这通常是由呼吸时IVC的侧向位移造成的，因此，在M型成像中，静脉的真正中心和测量的准确性都会丢失。

IVC超声检查血容量状态评估的证据

长期以来，人们一直在研究IVC直径及其在呼吸周期中的时间变化，以与CVP相关性并预测液体反应性。 这两个方面在这里根据病理生理学前提分别讨论。

自主呼吸患者的血容量状态评估

总体而言，IVC的超声尺寸参数和CVP之间存在统计学上的显著非线性相关性。大多数研究表明，IVC直径或塌陷性测量值与CVP或RAP之间存在中等相关性。直径2cm的临界值和40%的cIVC在预测RAP高于或低于10mmHg时提供了最佳的诊断准确性。

根据当前更新的美国和欧洲指南，IVC 直径 ≤2.1 cm 和吸气时可塌陷性 >50% 提示 RAP 在 0-5 mm Hg 之间，而直径 >2.1 cm 且吸气塌陷 <50% 表明 RAP 高达 10–20 mmHg;如果临床表现不符合建议的模式，则使用8mmHg的平均压力值。

在接受血液透析的门诊患者中，建议将 IVC 直径标准化为体表面积 (BSA)（即，如果 BSA > 1.61 m2，则 IVC 直径为 2.1 cm，当 BSA < 1.61 m2 时，IVC 直径为 1.7 cm），下腔静脉大小指数 (iIVC) ≥ 8 和 ≤11.5 mm/m2 被认为是安全的，可以在这种情况下排除严重的高血容量或低血容量。

在IVC上增加脉冲波多普勒可以提供额外的信息来估计CVP（ 图3 ）。从IVC到RA的连续血流的存在对应于低至正常的CVP;相反，只有当中断波形与其他超声指标（如IVC大小和cIVC）相关时，才表明RAP较高。

也有报道说，IVC直径和cIVC与连续和间歇血液透析或献血中超滤去除血浆容量相关。

对于液体反应性的评估，US-IVC直径无用。因此，已经开发了“动态”测量来预测对容量输注的反应并指导液体复苏（ 表1 ）。为此，在静脉输液或被动抬腿之前进行cIVC测量，然后观察心输出量反应。

从所有这些研究中可以看出，只有极端的 cIVC 值（即 cIVC 值 > 40%）才可能有助于预测对容量扩张的血流动力学反应，因为存在多种影响呼吸力学和心肺相互作用的缺陷。

考虑到即使 cIVC 降低也不能排除液体反应性或液体治疗的需要，建议将 cIVC 阈值 < 15% 加上标准化吸气努力作为提高 cIVC 诊断准确性的尝试。

因此，在自主呼吸的患者中，cIVC 引导的液体输注可以被认为是输液治疗前合理但很少决定性的选择。

机械通气患者的容量状态评估

关于 CVP 的无创估计，目前的证据不支持在机械通气患者中使用 IVC 直径。 在最近的一项包含 16 项研究的荟萃分析中，CVP 和 IVC 直径之间的相关性在 8 项研究中没有统计学意义，而在其他研究中为弱到中等。 这些结果可能是由于胸内压力、右心房压力和静脉回流之间复杂的相互作用，因此在大多数情况下，独特的解释可能具有挑战性（图 1）。

液体反应性的评估依赖于 IVC 在正压通气期间通过增加其直径而扩张的潜力，从 IVC 到 CVP 曲线的陡峭部分转变为平坦部分（图 2A）。然而，在 540 名因任何原因导致急性循环衰竭的受试者中（该主题研究过的最大成年人群），IVC 直径的呼吸变化在预测液体反应性方面仅提供弱到中等的诊断准确性；这一结果可能是由于在保护性机械通气期间并发的腹部高压和/或低水平的机械能（例如，小于 8 mL/kg 预测体重的低潮气量、中度至低呼气末正压、低呼吸频率、 低驱动压）。

关于儿科人群，机械通气患者的证据非常稀少且对比鲜明。在 21 名接受过心脏手术的儿童中，ΔDIVC 准确预测了液体反应性，而在 33 名神经外科患者中则没有。

同样，在 Weber 等人对 31 名受试者（年龄从 1 天到 13 岁）的研究中，呼吸周期引起的 IVC 直径变化对于预测液体反应性是无用的。这些结果可能是由于与成人相比，儿科人群的 IVC 弹性和胸壁顺应性更高，导致跨肺压降低。

无论如何，我们必须注意到，在上述大多数成人和儿科研究中，心功能数据不可用，这是 IVC US 评估可靠性的一个重大限制。

在机械通气的受试者中，Yao 及其同事最近提出了一种基于 IVC 面积的新的扩张性指数（VCI ADI，临界值 10.2%），这表明在预测液体反应性方面比 dIVC 具有更高的敏感性，即使它加载了非常多的 低特异性（分别为 97.3% 的灵敏度和 40.0% 的特异性）。

总之，对于容量反应性评估，dIVC 在自主呼吸患者中比 cIVC 具有更好的诊断性能；它在接受机械通气的患者中的临床效用值得怀疑，并且只能应用于保留双心室心脏功能的情况。此外，dIVC 没有得到腹部手术、并发腹部高压、使用保护性机械通气的患者和儿科人群的现有证据的充分支持，因为它的诊断准确性不佳。

IVC 超声检查：当前知识和未来方向

IVC US 作为容量状态指标的可靠性在不同的临床情况下差异很大，在得出治疗结论之前必须考虑这一方面。

由于上述所有原因，并且由于其复杂的病理生理学，下腔静脉评估有许多解释缺陷，使其在被视为唯一测量时无法推断容量状态。最近，已提出对 IVC 和其他身体区域的静脉进行联合评估，以尽量减少其解释缺陷并更全面地了解充血情况。然而，即使在这种情况下，IVC-US 也不能被视为决定是否继续研究内脏静脉的门户，因为内脏充血可以独立于 IVC 的行为而存在。即使这很耗时，对下腔静脉、心脏、肺、门静脉、脾静脉和肾静脉进行联合超声评估（图 4）可能会提供更多见解来解释复杂的病理生理学。

图4. IVC（A）、肝静脉（B）、肺（C）和肾静脉（D）的联合方法可以更全面地评估全身静脉充血的范围和严重程度。请注意，IVC出现扩张，在呼吸时几乎不动（IVC最大2.6cm，cIVC接近0%）。

结论

容量状态评估是临床评估的基石，为此我们不能忽视 IVC 超声检查的主要优势，例如无创性、广泛可用性、低成本、相对易用性和可重复性。

另一方面，它的使用受到技术限制、解释错误和临床应用领域的限制。

由于这些原因，IVC-US 不能被认为是一种适用于所有患者的独立方法，对危重患者器官灌注的综合评估需要临床病理生理学观点与综合超声检查方法相结合，结合多个部位的检查 .

• Di Nicolò. Inferior Vena Cava Ultrasonography for Volume Status Evaluation: An Intriguing Promise Never Fulfilled. J Clin Med 2023;12(6):2217