本文作者为医院PICU蔡小狄和陆国平，本文已经发表在《儿科学大查房》年第五期。
综述目的严重脓*症导致的感染性休克和多器官功能障碍综合征仍然是当前重症监护治疗病房（ICU）内主要的死亡原因。
综述方法对国内外近期与脓*症患者组织氧代谢监测相关的文献进行检索与回顾，总结感染性休克时常见的氧代谢监测指标及其临床意义。
最新进展严重脓*症与感染性休克时的核心治疗目的为维持组织灌注与恢复细胞氧供，使细胞代谢正常化。维持宏观血流动力学稳定仅为基础要求，调整微循环是治疗的重要手段，而组织细胞氧代谢的监测可能成为指导治疗的关键指标。
总结常用全身以及局部氧代谢监测在临床应用中有其优势与局限性，随着技术的不断完善，氧代谢有望在未来实施无创、实时、连续和更可靠的监测。
引言
严重脓*症导致的感染性休克（septicshock）和多器官功能障碍综合征（multipleorgandysfunctionsyndrome，MODS）仍然是当前重症监护治疗病房（ICU）内主要的死亡原因[1]。脓*症是以高心排血量（CI）和低外周血管阻力所致组织灌注不足为特征，故血流动力学监测对严重脓*症与感染性休克的早期诊断、指导治疗以及判断预后至关重要，其核心治疗目的是维持组织灌注与恢复细胞氧供，使细胞代谢正常化。因此，休克复苏的监测指标不能仅局限于血压和尿量，更多的研究重点应集中在组织氧代谢变化。
感染性休克的血流动力学及氧代谢改变
对血流动力学的研究已经阐明，休克是组织有效灌注不足、血流分布异常所致广泛的细胞低氧性急性循环衰竭。早期休克或代偿性休克是交感系统代偿后发生的组织灌注不足；晚期休克即交感系统失代偿，血压下降。对循环系统的新认识主要在于满足全身组织的微循环灌注，其目标是维持组织细胞氧和糖等的输送，并输出相应代谢废物如二氧化碳和乳酸（Lac）等。可见，心脏（前负荷、后负荷、心肌收缩力和心率）以及大血管系统的作用是保障血液的运输，微循环系统的作用是实现血液的合理分配，组织细胞是物质利用的场所。因此完善的组织代谢是血流动力学的终极目标，微循环是局部调控机制，而宏观循环（心脏和大血管）功能是实现上述目标的基本条件。从上述分析可知，监测组织细胞功能（尤其是线粒体功能）氧代谢是关键指标，维持宏观血流动力学仅为基础要求，调整微循环是治疗的重要手段。
脓*症时，复杂的炎症反应可导致毛细血管内皮系统受损、凝血功能异常、血管通透性增加等病理生理改变，从而表现为：①外周血管阻力下降，微循环中红细胞瘀滞；②血管内有效容量减少，组织水肿、渗漏综合征等导致微循环与细胞间距增宽，氧传送异常；③组织内微血管也就是功能微循环的密度下降，无血流和间断血流的微血管比例增加，微循环血流分布不均，这些循环的变化造成了组织灌注不足，进而引起组织氧输送不足[2]。同时炎症反应导致的线粒体功能障碍[2]使细胞对氧的利用也受到影响[3]，近年还提出了脓*症时存在微循环和线粒体窘迫综合征（microcirculatoryandmitochondrialdistresssyndrome，MMDS）的概念[4]，但目前关于MMDS仍有许多争论[5]。
组织供氧或细胞内氧的利用发生障碍，均可以造成细胞绝对或相对缺氧，而细胞缺氧可导致细胞膜磷酯降解、细胞内酸中*、氧自由基合成增加及细胞内腺嘌呤核苷酸丢失引起的细胞生物能源衰竭，这可能是发生多器官功能障碍的重要机制[6]，因此维持合适的机体氧供需平衡是氧代谢治疗的关键。
氧代谢相关定义
①氧输送（oxygendelivery，DO2）是指每分钟心脏向外周组织输送的氧量，与动脉血氧含量（CaO2）与血红蛋白（Hb）、动脉血氧饱和度（SaO2）及动脉血氧分压（PaO2）相关。DO2（mL·min-1·m-2）=心脏指数（CI）×CaO2×10=CI×（1.34×Hb×SaO2+0.×PaO2）×10；正常值~mL·min-1·m-2。
②氧消耗（oxygenconsumption，VO2）是指每分钟机体的实际耗氧量。通过反向Fick氏法（reverse-Fick）计算，VO2=CI×[CaO2-静脉血氧含量（CvO2）]×10=CI×﹛[SaO2-混合静脉血氧饱和度（SvO2）]×1.34×Hb+0.×[PaO2-静脉血氧分压（PvO2）]﹜×10；正常值~mL·min-1·m-2。
③氧摄取率（oxygenextractionrate，ERO2）是指每分钟氧的利用率，即组织从血液中摄取氧的能力，即：ERO2=VO2/DO2，正常氧摄取率为20%~25%，最高极限75%。
正常生理状态下，即使DO2在相当大的范围内发生变化，VO2均可保持稳定，称为VO2的“平台”现象；但当DO2降低至某一阈值以后，随着DO2的下降，VO2亦成比例下降，该阈值称为临界氧输送（criticaloxygendelivery，DO2crit），即为维持组织细胞有氧代谢的最低氧需求量，DO2crit为mL·min-1·m-2。而在一些病理情况下，如发生严重脓*症、感染性休克、多器官功能衰竭、急性呼吸窘迫综合征等情况时，难以测量出DO2的阈值，DO2与VO2几乎呈直线关系，这种情况称为“病理性氧供依赖”（见图1）[7]。氧债（oxygendebt）是当氧需氧耗时，组织中出现氧债。应用Shoemaker方法计算如下：氧债=氧耗-氧需。有学者提出氧债是与时间相关的概念，当DO2小于DO2crit时，氧亏空（oxygendeficit）就产生了，而氧债则是这段时间内氧亏空的累积值，众多动物实验和临床研究均提示蓄积的氧债量与休克后多器官功能衰竭的发生和病死率的增加相关[8]。在Siegel等[9]的研究中发现早期充分的偿还氧债可以避免或减少组织细胞的损伤。
临床氧代谢监测
用于测定组织灌注和氧代谢状况的指标大体分为全身以及局部两大类（见图2）[10]，利用这些指标可指导休克复苏的治疗、评价治疗效果以及估计预后。
全身氧代谢监测指标
混合静脉血氧饱和度（SvO2）和中心静脉血氧饱和度（ScvO2）SvO2是全身静脉回流血液，能反映全身组织氧输送与氧消耗的总体平衡情况，可经Swan-Ganz导管抽取肺动脉血作为测试标本。ScvO2可从中心静脉抽血测得，其监测相对简单易行，ScvO2在一定程度上可以反映SvO2。正常情况下，ScvO2值比SvO2值高5%~15%。ScvO2降低表明氧耗超过了氧供，其增加时表明氧输送增加，组织氧耗量下降或组织不能利用氧；ScvO2增高表明氧利用丧失或存在动静脉分流。ScvO2下降与脓*症患儿的预后相关。SvO2或ScvO%被“拯救脓*症休克管理运动”列为早期目标导向治疗（EGDT）的终点之一[1]。但其应用中的不足主要有：①SvO2不能完全反映ScvO2的变化；②ScvO2仅是全身总体氧代谢的体现，局部组织缺氧并不能得到敏感反映；③ScvO2不仅反映组织的氧代谢状态，也反映循环变化和呼吸功能，所以在判读ScvO2时还需要综合考虑患者呼吸循环等因素；④脓*症时由于组织灌注的再分布，通血微血管密度分布不均，以及炎症因子可能导致线粒体功能障碍，使得氧利用下降，最终ScvO2可在正常范围甚至升高[11]。
血乳酸测定研究表明，氧输送降至阈值以下导致血乳酸浓度升高。血乳酸水平与氧债、低灌注程度及休克的严重程度相关，是反映缺氧严重程度的敏感、早期、定量指标。乳酸2mmol/L提示高乳酸血症，5mmol/L往往伴有酸中*，9mmol/L死亡率极高。血乳酸浓度监测的最大优点是方法简便，但其局限性有：①高乳酸血症并非组织缺氧所特有，如先天性代谢疾病、肿瘤性疾病等全身疾病也会影响乳酸水平；②血乳酸水平反映的是其生成与清除的平衡状态，在伴有严重的外周循环不良状态时，乳酸可蓄积在组织中难以进入循环；③血乳酸监测反映的是全身氧代谢的总体变化，故其敏感性被削弱。有学者发现乳酸清除率是严重脓*症患者死亡的独立危险因素[12]，可作为休克复苏的指导目标[13]。在Jones等[14]的随机研究中发现，乳酸清除率可以作为ScvO2或SvO2的良好复苏替代指标，两组患者预后差别无统计学意义。Lac（initial）为开始液体复苏即刻测定的血乳酸浓度，Lac（delayed）为液体复苏开始后至少2h测定的血乳酸浓度。乳酸清除率=Lac（initial）-Lac（delayed）/Lac（initial）×%，6h内≥10%预示治疗积极，预后较好。
局部氧代谢监测指标
在EGDT中的复苏目标主要由血流动力学监测指标（平均动脉压、中心动脉压、尿量）和全身氧代谢指标（SvO2/ScvO2、血乳酸）组成，但随着对休克复苏的研究深入到细胞和分子生物学领域，越来越多的学者提出局部组织氧代谢监测的重要性[15]。局部测定包括组织氧电极、近红外线光谱（near-infraredspectroscopy，NIRS)、胃黏膜内酸碱度（pHi）或舌下二氧化碳图谱等分别对局部组织氧分压（PtO2）和二氧化碳含量（PtCO2）、组织氧饱和度（StO2）进行监测的技术；还有激光多普勒成像（laserDoppler）、正交极化光谱成像（orthogonalpolarizationspectralimaging，OPS）、测流暗视野成像（sidestreamdarkfieldimaging，SDF）等对局部组织微循环进行监测的技术。
组织氧分压通过将加热氧电极直接放在皮肤表面测定经皮氧分压（PtcO2），当循环稳定、外周灌注充足时，PtcO2接近于PaO2，PtcO2具有呼吸和循环变化双重反应特性，PtcO2降低时，需同时检测PaO2进行鉴别。
组织二氧化碳分压pHi是根据CO2的强大弥散能力，使细胞内CO2最终能与周围组织包括胃肠腔内的CO2达到平衡，通过测定胃肠腔内二氧化碳分压（PCO2）反映胃黏膜内的PCO2，然后可根据公式计算出pHi。早期监测pHi与胃黏膜PCO2可以作为危重患儿组织低灌注状态的早期指标[16]，早年用于反映胃肠道缺血休克状况。近年由于上述平衡理论被质疑，且受到胃食管反流和喂养等因素的干扰[15]，该技术已经基本淘汰。近年来，舌下二氧化碳监测逐渐发展起来，有学者发现舌下PtCO2与局部组织毛细血管灌注的比例相关[17]，其他经皮PtCO2监测技术也发现，在感染性休克患者，尤其是死亡患者中PtCO2与PCO2的差值增加，提示与严重脓*症和感染性休克的预后相关[18]。
组织血氧饱和度年，DrFransJ?bsis发明了应用NIRS监测StO2。~nm近红外谱区的光对人体组织有较强的穿透能力，氧合血红蛋白（HbO2）和Hb所对应的近红外光谱显著不同[19]，近红外光只能被人体组织中的血红蛋白、肌红蛋白和氧化性细胞色素吸收，绝大多数被血红蛋白吸收，可无创检测到脑和肌肉组织中总血红蛋白（HbT）、HbO2和还原血红蛋白的血氧参数，反映局部微循环功能，反映脑及肌肉组织的氧代谢状况；计算组织中HbT和绝对组织血红蛋白指数（THI），则可以代表检测探头附近组织的微血管内血容量，对组织微循环情况进行无创持续评估[20]。最常用的监测部位为手掌大鱼际部位的肌肉组织[21]（见图3）。NIRS测定一般限于1mm以下的血管（微动脉或微静脉、毛细血管成分）。NIRS技术检测脑氧设备有日本产NIRO-N和美国产INVOS-5，国内已经有生产TSAH-。
StO2与患者外周循环的改变相关，它能够非侵入性的预测组织缺氧的出现以及预后的程度[22]，低StO2与脓*症患者器官功能衰竭的加重相关[23]。但在Goulet等[24]的研究中应用近红外光谱技术测定静息StO2，却发现单独StO2不能将脓*症患者从急症患者中区分出来。
目前有研究认为血管阻断试验（vascularocclusiontest，VOT）能提高StO2对脓*症患者预后评价的准确性[25]。VOT[24]（见图4）也称为反应性充血试验，多使用无创血压袖带加压来临时阻断肱动脉血流一段时间，释放血压袖带恢复血流，人为模拟前臂缺血再灌注的模型，在再灌注期血流恢复的速度和幅度与微动脉和毛细血管的再开放能力有关，体现了反应性充血的能力及微循环的储备功能。目前通过NIRS测量VOT前后StO2改变的幅度和速度作为评价脓*症患者氧代谢的指标。在VOT试验中可以通过StO2对缺血再灌注的反应测得局部组织的去氧合率和再氧合率（见图4），去氧合率可以评估局部组织的氧耗，反应性充血期（hyperaemia）反应出组织获得氧合血的量，这个数据取决于上皮细胞的完整性和组织灌注压。VOT与外周组织灌注再分布独立相关[19]，同时去氧合率和再氧合率能持续显示出对脓*症预后的判断价值[25]。近期的一项荟萃分析也显示脓*症患者表现出低再氧合率（Rres）和ΔStO2，而其中的生存者则具有相对较高的再氧化率，提示再氧合率与预后相关[26]。
虽然VOT能够平衡使用NIRS测定StO2，但是由于不同个体、不同监测仪器、不同监测部位的组织条件等引起的差异，其检测结果同样不能代表全身其他组织和重要脏器的组织氧代谢情况。同时VOT在操作过程中，对于压迫程度和压迫时间仍有争议，未能达成一致，故是否能作为一个感染性休克复苏的临床目标还需进一步的研究[26]。
局部微循环监测
总结
（此处内容略，具体请见全文）
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