舌下微循环和近红外光谱对 ARDS 微循环改变的评估

微循环由小血管（<100 μm 直径）的分支网络组成，包括小动脉、毛细血管和小静脉，在向组织细胞输送氧气方面起着关键作用。 在重症患者中经常观察到微循环改变，尤其是在严重脓毒症患者中。 这些改变的特点是毛细血管密度降低，这决定了氧气向组织的扩散距离增加和灌注异质性增加。 这种微循环紊乱涉及随后在灌注良好的毛细血管附近出现灌注不足或未灌注的毛细血管。 因此，这些功能脆弱的微循环区域可能会缺氧，导致氧气提取不足。 这种现象被称为“微循环分流”，在败血症和多器官衰竭的病理生理学中起着重要作用。

微循环和局部缺氧的持续和不完全逆转被认为是导致多器官衰竭发展和维持的主要因素。 不幸的是，在纠正全身血流动力学异常后，微血管灌注的改变通常会持续存在，并且其严重程度与不良预后相关。 这种大循环和微循环之间血液动力学一致性的丧失已在多项临床和实验研究中得到描述，并且已被发现是不良后果和器官功能障碍的独立预测因子。 微循环被认为是败血症的原动力。

从概念上讲，目前允许监测微循环的技术可分为两大类：(1) 允许评估局部组织氧合作为微循环血流替代指标的方法。 (2) 允许直接可视化微血管网络和微循环血流的方法。

近红外光谱 (NIRS) 已被用作监测急性病患者组织氧饱和度 (StO2) 的工具，并被提议作为量化脓毒症患者微血管功能障碍的工具。 根据比尔定律，NIRS 信号仅限于直径小于 1 毫米的血管（小动脉、毛细血管和小静脉），但是，由于骨骼肌中 75% 的血液是静脉，NIRS StO2 测量值主要代表局部静脉血红蛋白 O2 饱和度。 NIRS 已用于不同的临床情况，例如严重创伤、失血性休克、感染性休克和心源性休克或严重心力衰竭。 近红外光谱在重症监护中的效用和应用主要涉及三个主要的近红外光谱测量：（1）连续组织氧饱和度（StO2）测量； 2) StO2脱氧斜率(DecStO2斜率)响应血管闭塞试验(VOT试验)；和 3) 响应 VOT 的 StO2 恢复斜率（RincStO2 斜率）。

组织氧饱和度 (StO2) 已被提议作为组织灌注的标志，具体取决于所使用的设备和测量位置。 一项系统回顾和 mea 分析表明，严重脓毒症或感染性休克患者的 StO2 水平和 RincStO2 斜率较低。 此外，与非幸存者相比，严重脓毒症或感染性休克的幸存者 StO2 和 RincStO2 水平更高。 VOT 是一种刺激性测试，其中在远端部位（例如鱼际隆起或前臂）测量 StO2，同时使用血压计在定义的时间间隔（例如 3 分钟）内进行短暂的快速血管闭塞或者直到 StO2 降低到定义的最小阈值。 缺血组织然后诱导周围小动脉、小动脉和毛细血管前括约肌的血管舒张，以降低局部血管阻力并恢复血流。 一旦达到这个阈值，就会释放止血带并恢复血流。 反应性充血反应代表组织自动调节血流和氧合作用的能力。 该技术产生了几个参数，包括： 1. 脱氧率 (RdecStO2)，被认为反映了局部代谢率， 2. 再氧合率 (RincStO2)，被认为反映了清除停滞血液所需的时间，并且是被认为是由局部心血管储备和微循环流量以及阻塞后充血反应决定的。

对于 StO2 增加率 (RincStO2)，或称为 StO2 恢复斜率，假设当 StO2 恢复斜率降低时，募集微血管响应缺氧刺激的能力较低。 许多论文已经证明 RincStO2 在脓毒症患者中有所降低。 脓毒症患者的 StO2 恢复斜率较低，脓毒症前 24 小时出现这种改变及其持续存在与较差的结果相关。 在脓毒症患者中，幸存者的 RincStO2 高于非幸存者，并且与器官功能障碍和死亡率密切相关。

然而，StO2 不是微血管血流量的直接测量值，而是组织氧合指标，它取决于 O2 输送 (DO2) 和耗氧量 (VO2) 之间的平衡。 StO2 的任何变化都可以反映相同方向的流量变化和/或相反方向的新陈代谢变化。 更重要的是，流量和新陈代谢的比例变化可能与 StO2 不变有关。 血管反应性测试比实际微血管灌注更能评估微血管储备。 事实上，尽管与健康志愿者相比，脓毒症患者的 StO2 略低，但两组之间存在巨大的重叠。 在感染性休克、手术后和健康受试者中，受伤患者和健康志愿者之间的 StO2 没有显着差异；感染性休克和正常志愿者之间；在创伤患者和健康受试者之间，甚至脓毒症患者的组织氧张力更高。

因此，提出了结合 StO2 测量的血管闭塞试验 (VOT)，以增强鉴别力并更好地评估感染性休克中的组织微氧合。 VOT 的使用已被证明可以改善和扩展 StO2 对创伤、严重败血症和败血性休克等情况的预测能力。

显微视频技术被认为是研究微循环的黄金标准，因为这些技术可以直接观察微血管灌注及其变化的特征。 最近，基于入射暗场成像开发了第三代轻型手持式生命显微镜（CytoCam）。 舌下微循环的直接可视化允许定量测定毛细血管密度、微血管形态和微循环血流动力学。

流量变量包括微血管流量指数（MFI）和灌注血管比例（PPV），以及毛细血管密度包括总血管密度（TVD）和灌注血管密度（PVD），以及流量分布异质性指数（HI）根据符合国际标准。 在脓毒症中看到的改变通常以高度不均匀的灌注为特征，在有流动细胞的血管旁边有停止流动的毛细血管。

微血管改变的特征是功能性毛细血管密度降低、灌注异质性增加以及停止和间歇性灌注毛细血管的比例增加，导致脓毒症中观察到的氧提取缺陷，并可能参与器官衰竭的发展。 非幸存者的微循环改变比幸存者更严重。 随着微循环改变严重程度的四分位数，存活率逐渐下降。 此外，微血管灌注的改变是最强的结果预测因子之一，并且在多变量分析中仍然与结果独立相关。 微血管改变的时间进程在幸存者和非幸存者之间也不同。 随着时间的推移，微血管改变对幸存者的治疗有所改善，但在非幸存者中则没有。 相反，最初 24 小时后这些微循环改变的持续存在与继发于早期循环衰竭和晚期多器官衰竭的死亡率强烈且独立相关。 对于流量参数，2009 年一项针对 ICU 患者的国际多中心观察性流行病学研究涉及全球 36 个 ICU，招募了 501 名患者，确定微循环改变 MFI < 2.6 与心动过速（心率 > 90）相结合是增加医院死亡率的独立危险因素。

在微循环变量中，对于哪个微循环灌注参数最重要尚无明确共识。 通过 PPV、PVD 和 MFI 测量的微循环灌注减少与死亡率相关。 他们报告说，PPV 参数是死亡率的最强预测因子，并且这种关联在早期（< 24 小时）和晚期（≥ 24 小时）时间点的多元逻辑回归模型中得到维持。 在一项类似的研究中，与幸存者相比，血流受损和血流异质性增加是非幸存者微循环的显着干扰特征。 此外，在一项针对 49 名感染性休克 ICU 患者的研究中，休克开始时微循环灌注参数没有差异，但幸存者能够恢复其微循环灌注，如 PPV 的显着差异所示。 然而，在 ProCESS 试验中，密度测量，即 TVD、PVD 和 De Backer 评分（总密度的估计值），与单个模型中所有时间点和 72 小时时间的死亡率相关时期。 因此，哪些微循环参数具有最显着的病理生理影响仍有待进一步研究来界定。

急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 是 ICU 中最严重的急性肺损伤形式。 ARDS 发病机制的标志是内皮和上皮损伤导致通透性显着增加 [58]。 持续和显着的组织缺氧和多器官功能衰竭是主要的死亡原因。 近十年来ARDS的归因死亡率居高不下。 最近，了解严重急性呼吸衰竭全球影响的大型观察性研究 (LUNG SAFE) 研究显示，在参与 ICU 的 29144 名患者中，轻度患者的住院死亡率为 34.9%，中度患者为 40.3%，而46.1% 为严重 ARDS。

因此，从上述对NIRS和舌下微循环两大评估的讨论来看，我们的研究目的如下：

1. 比较 NIRS 和舌下微循环对 ARDS 预后的预测能力。 此外，如果研究人员同时使用 NIRS 和舌下微循环评估微循环改变，是否可以更准确地预测 ARDS 的预后？
2. 为了描述微循环改变的哪些参数、流量或密度变量对 ARDS 的预后具有最显着的病理生理学影响？