1 脓毒症及脓毒性休克概述

脓毒症是由于机体对感染的反应失控导致的危及生命的器官功能障碍^[1]，脓毒性休克则是经充分的液体复苏后仍需血管活性药物维持循环稳定，并伴有高乳酸血症。由于有效循环血量不足，机体的组织、器官缺血缺氧，出现各种代谢功能紊乱，甚至可引起多器官功能衰竭，造成不可逆的损伤甚至死亡^[2-3]。脓毒症及脓毒性休克是重症监护室（intensive care unit, ICU）患者中导致危重症和死亡的首要原因^[4-5]，其造成的循环衰竭和代谢紊乱足以显著增加患者的病死率，同时患者通常会遗留长期的躯体和心理障碍，从而造成严重的医疗健康和社会经济负担^[6]，所以早期识别和及时诊治脓毒症和脓毒性休克非常重要。

血流动力学不稳定及组织灌注严重不足是脓毒性休克患者的重要临床特征，故进行有效的循环监测和支持是其首要的诊疗策略。在经典Frank-Starling曲线的上升段，心输出量会随着前负荷的增加在一定范围内升高，在曲线的平台期，前负荷的增加却不能使心输出量有明显的上升，与此同时出现肺淤血、心力衰竭和氧合恶化等的风险则大大增加。因此，对脓毒症及脓毒性休克患者应及时而有效地评估机体的容量状态及液体反应性来指导临床治疗^[7-8]。2016拯救脓毒症运动指南建议需要反复评估机体的血流动力学状态以指导脓毒症与脓毒性休克患者的液体治疗^[9]，而有研究发现临床不足一半的患者对液体治疗存在容量反应性，所以不应仅凭临床经验进行液体治疗^[10]，临床医师需综合各种血流动力学监测指标来整体评估患者的血流动力学状态及容量反应性，以避免盲目补液造成的容量过负荷风险。

2 脉搏灌注指数（pulse perfusion index, PI）与血流动力学 2.1 PI的监测原理

PI是由脉搏血氧仪的光电体积信号计算得出的, 基本原理是测量局部组织对探头发出的近红外光（波长为650~950 nm）的吸收情况。机体的搏动性组织(如小动脉)和非搏动性组织(如骨骼、肌肉和静脉)都可以吸收这种光，若将搏动组织吸收的光搏动量定为交流量，非搏动组织吸收的光非搏动量定为直流量，PI即为交流量与直流量的比值。由于机体的非搏动信号常常保持稳定，故PI主要反映局部小动脉的搏动情况，其数值大小能评价测量部位的局部灌注水平^[11]。

2.2 PI与心输出量的关系

不难看出影响PI的两个决定性因素为周围血管张力和心脏每搏量，在假设外周血管张力没有变化的情况下，监测PI的变化即可追踪每搏量的变化。Michard等^[12]的研究证实在被动抬腿(passive leg raising，PLR)试验、肺复张和呼气末阻塞试验中监测每搏量的瞬时变化可以预测容量反应性，这提示通过追踪每搏量的变化，可以为PI监测和容量反应性评估之间搭建一座桥梁。de Courson等^[13]在对47例外科患者的研究中发现，在肺复张过程中PI相对下降大于26%，预测每搏量的减少大于30%，其敏感性为83%，特异性为78%。而Beurton等^[14]评估了PLR试验和呼气末阻塞试验期间PI变化，结论指出在上述干预措施中灌注指数和心指数的相对变化呈显著相关关系（r=0.83），这再次强调了持续监测PI评估心输出量的临床价值。

2.3 脉搏灌注指数评估灌注情况的预测价值

对于休克患者，机体的外周灌注通常是最早受损而最晚恢复的，因此，持续监测外周灌注水平对预测脓毒性休克患者早期器官功能受损及评估复苏后再灌注情况十分重要。Lian等^[15]通过监测脓毒性休克患者PI与心排血指数（cardiac index, CI）的变化，证实脓毒性休克早期PI的变化与CI的变化呈正相关。而Mehandale等^[16]对全麻患者低血压发生率的研究中指出PI与收缩压存在相关关系，且PI相比平均动脉压能更好地预测低血压发生。试验还指出PI对异丙酚麻醉诱导尤其是气管插管前低血压有很高的阴性预测价值。这提示了PI监测联合大循环监测指标评估机体微循环与大循环耦联情况的可行性。有许多研究证实PI是组织低灌注的反射器，与患者病死率显著相关^[17-19]，这为PI作为外周组织灌注指标预测脓毒症患者的预后奠定了基础。Shi等^[20]在一项针对术后患者的研究中，将PI与乳酸的预测价值进行比较，证实PI比乳酸能更早期、更准确地预测ICU住院时间的延长，结论指出ICU前6 h内PI小于1.35时预测ICU停留时间超过48 h的敏感度为83.3%，特异度为73.8%，而PI相较于乳酸预测的优势，在无创连续性监测方面更为突出。

3 脉搏灌注变异指数（pleth variability index, PVI）与血流动力学 3.1 PVI的原理

PVI是表现呼吸周期中PI变化程度的指标，可以间接反映胸腔内压与回心血量之间的动态关系。在一个呼吸周期中PI的最大值为PI_max，最小值为PI_min，则

PVI值的理论范围为0~1，通常当PVI > 15%时提示机体存在容量反应性^[21]。PVI是通过程序计算脉搏波变化得出的，兼具无创和连续动态的优点，反映呼吸周期中PI的变异度，从而动态评估机体的容量反应性，也可以判断围术期及机械通气患者的容量状态^[22-23]。

3.2 PVI评估机体容量变化

徐子锋等^[24]对全麻复合硬膜外阻滞患者的研究中证实PVI与每搏量变异度（stroke volume variation, SVV）存在较强的相关关系，可以在麻醉中无创地监测患者的容量变化。段伟琴等^[25]对80例全麻下腰椎手术患者持续监测PVI，以探究PVI预测患者由仰卧位变为俯卧位后心排量变化的作用，结论指出PVI与SVV均能准确评估患者术中容量状态，从而有效地预测由体位改变引起的心排血量下降，有利于维持患者术中血流动力学稳定，但PVI与SVV相比具有无创、简便的优势。周文龙等^[26]对围术期患者持续监测PVI，联合PLR指导血流动力学不稳定患者的液体复苏，结果显示监测PVI指导液体治疗可以改善患者的血流动力学状态，减少肺水肿等相关并发症。孙宜云等^[27]的研究也再次证实了PVI监测指导围术期液体管理的积极临床意义。

4 脉搏灌注指数与脉搏灌注变异指数监测的影响因素

PI及PVI监测的常见部位为手指、脚趾、前额和耳垂等，在机械通气成人患者中持续监测PVI的一项研究提示手指、前额和耳的敏感度分别为74%、89%和74%，均可准确预测容量反应性^[28]。Hood等^[29]对机械通气腹部手术的患者持续经手指测量PVI，证实其能准确预测患者术中的液体反应性。而最近研究的一种新型Foley导尿管，通过联合一个光电传感器，可以连续监测尿道PI，从而评估患者盆腔灌注情况的变化^[30]，这有助于优化高危腹部手术和休克患者的血流动力学监测，为临床持续监测PI指导优化血流动力学提供了更多的可能性。

在健康志愿者中PI值通常在0.3~10之间，中位数为1.4。而何怀武等^[31]对脓毒症患者的研究中将PI值不低于1.4的定义为正常灌注，1.4至0.6之间的PI值提示外周组织低灌注，而PI值为0.6或更低时则表示外周灌注严重不足，与血管活性药物升压治疗及患者高病死率密切相关。He等^[32]针对低灌注危重患者的一项研究证明了PI与ScvO₂的相关关系，且当PI < 1.4时这种相关性加强，这提示PI < 1.4可能作为需要进行临床干预的阈值。但影响PI测量的因素有很多，外界因素如室温、测量部位皮温、体位、探头位置、指甲染色（甲油覆盖）等，内在因素如血容量不足、心输出量变化、低碳酸血症、贫血、高铁血红蛋白增加等都可能会影响PI的测量值，从而干扰临床决策。岳剑虹等^[33]对清醒志愿者在进行体位变化时持续监测PI，发现在头高倾斜仰卧位时PI值显著降低，若恢复平卧位PI值又有所增加。Tapar等^[34]的研究同样证实了PI的测量值随体位的变化而变化，其中垂头仰卧位时最高，仰卧45°时最低。这对于术中体位变化可能影响PI监测的外科手术患者以及ICU危重症患者的护理非常重要。

由于PI的测量值与监测部位的外周血管床容量密切相关，所以当交感神经系统被激活时，周围血管收缩，PI值可能会降低^[35]，所以血管活性药物的应用可能会影响PI的测量。有许多研究表明去甲肾上腺素的应用会降低PVI的预测能力。Takeyama等^[36]对手术患者进行持续PVI监测，发现PVI在切皮刺激后明显增加，由9.5%（7.0%~12.0%）上升至13.5%（9.0%~16.0%），这提示PVI监测时需注意减少疼痛刺激的影响。Biais等^[37]和Monnet等^[38]的研究同样显示应用去甲肾上腺素后，PVI预测容量复苏的准确性下降，提示了稳定的PI监测需要尽量减少交感神经刺激，可能需要给予患者充分的镇痛镇静治疗。对机械通气患者，呼气末正压（positive end expiratory pressure, PEEP）大小和潮气量是能够直接影响心肺相互作用的两个关键因素，同样可能对PVI的监测造成影响。通常当潮气量为10 mL/kg时，以PVI > 15%判断是否存在容量反应性，而当潮气量降低时，PVI的诊断阈值也会下降，但目前暂无资料提出PVI监测评估容量反应性时潮气量的最小值。在Desebbe等^[39]的一项研究中，将PEEP由0上升至10 cmH₂O（1 cmH₂O=0.098 kPa），通过设定不同的潮气量，分别探讨PVI的诊断阈值。结果显示在潮气量为8 mL/kg和10 mL/kg时，PVI均能较好地预测由PEEP变化所诱发的血流动力学不稳定，而当潮气量为6 mL/kg时，PVI的预测能力却不尽如人意（AUC为0.656，P=0.300）。彭永保等^[40]在潮气量为10 mL/kg和8 mL/kg两组患者中研究发现PVI与CVP呈负相关关系，但在潮气量为6 mL/kg组的患者中PVI与CVP却无明显相关。因此持续监测PVI评估机体容量状态时，可能潮气量至少为6 mL/kg以上是确保结果可靠的必要条件之一。

5 总结与展望

对脓毒症及脓毒性休克患者，判断机体液体负荷及容量反应性是行液体复苏的必要条件。PI反映了监测部位的微循环灌注质量，能间接地反映机体的大循环灌注情况^[41]，且PI受交感神经张力的影响，同样是脓毒症患者是否需要血管活性药物升压治疗的一个早期预测指标^[42]。但由于PI监测的影响因素较多，有学者提出一种综合计算30 min内PI平均值的指标MPI30，通过机器自动算法得出30 min内PI的平均值，可以一定程度上避免PI值的测量误差。由于PI监测的无创、实时和便捷性，MPI30的应用范围可能更大。Savastano等^[43]通过连续监测院外心脏骤停患者的MPI30表明自主循环恢复后PI是患者30 d病死率及不良神经系统结局的独立预测因子。也有研究指出MPI30与心肺复苏术后心电图假阳性（即心电图提示心肌梗死，但冠脉造影检查为阴性）有关，这为PI监测展现了更为广阔的临床应用前景。

PVI作为一种连续、无创的循环监测指标, 目前在临床应用中主要用于评价神经阻滞的麻醉效果，在评价机体容量状态、评估容量反应性、指导液体治疗等方面也有重要价值，对脓毒症及脓毒性休克患者的血流动力学监测和治疗极具临床意义。2021拯救脓毒症运动指南推荐连续动态地监测相关指标以评估液体复苏情况，而不能仅仅只依赖一个静态指标或体格检查^[44]。但是各种评估容量的监测手段都存在优势和局限性，例如对自主呼吸较强或心律失常的患者，采用PLR可能是评估容量状态更为合适的方法。通过临床常用的脉搏血氧仪，就可以无创、实时、连续、便捷的获取外周灌注指标PI，目前已有研究提出可以使用智能手表或体表贴片来记录脉搏波形^[45]，通过机器学习系统分析脉搏波形变化。脉搏波光容积描记技术的不断创新和发展，为脉搏灌注指数的临床应用提供了更多的可能性。

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