下腔静脉超声测量及其评估血管内容量的研究进展

李彩虹; 包玉华; 王小贤; 徐芳; 李明霞; 葛贝贝; 徐瑞雪; 姚静

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.06.012

中华医学超声杂志（电子版） >

2024 , Vol. 21 >Issue 06: 624 - 629

DOI: https://doi.org/10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.06.012

综述

下腔静脉超声测量及其评估血管内容量的研究进展

李彩虹 ,
包玉华 ,
王小贤 ,
徐芳 ,
李明霞 ,
葛贝贝 ,
徐瑞雪 ,
姚静 ^,³^,^†

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^1.210029　南京大学医学院附属鼓楼医院超声科；225200　扬州市江都中医院超声科
^2.225200　扬州市江都中医院超声科
^3.210029　南京大学医学院附属鼓楼医院超声科

通信作者：姚静，Email：echoluyao@163.com

Copy editor: 汪荣

收稿日期: 2024-03-07

网络出版日期: 2024-08-05

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Advances in ultrasonic measurement of the inferior vena cava and its application in evaluation of intravascular volume

Caihong Li ,
Yuhua Bao ,
Xiaoxian Wang

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Received date: 2024-03-07

Online published: 2024-08-05

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摘要

对于住院患者，尤其是急重症患者，快速判断其容量状态并适当补液进行液体复苏至关重要，盲目液体复苏不利于患者预后^[1]。当机体容量不足而得不到足量补充时，将增加器官灌注不足的风险^[2]；而容量过量致机体容量超负荷可能导致器官充血和功能障碍^[3]。现在临床常通过测量中心静脉压（central venous pressure，CVP）、下腔静脉内径（inferior vena cava diameter，IVCd）及下腔静脉塌陷指数（IVC collapsibility index，IVCCI）来判断患者血管内容量。CVP测量为有创检查，而超声测量IVC因具有无创、简便、快速、可重复性高等优点日益受到关注，在临床得到广泛应用。但是IVC的超声测量方法、影响因素及其临床意义目前尚存争议。本文就近年来IVC超声测量方法、影响因素及其在临床实践中的应用进展进行综述。

本文引用格式

李彩虹 , 包玉华 , 王小贤 , 徐芳 , 李明霞 , 葛贝贝 , 徐瑞雪 , 姚静 . 下腔静脉超声测量及其评估血管内容量的研究进展[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2024 , 21(06) : 624 -629 . DOI: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2024.06.012

一、IVC超声测量方法及影响因素

IVC走行于脊柱的右前方，收集机体各系统静脉回流血液，向上经肝脏的腔静脉沟及膈肌的腔静脉孔汇入右心房，其远心段受肠道挤压发生形变且受肠气干扰无法测量，一般仅测量其近心段。自主呼吸患者^[4]在吸气末IVC管径最小，此时可测得IVC最小径（minimum diameter of IVC，IVCmin）；呼气末IVC管径最大，此时可测得IVC最大径（maximum diameter of IVC，IVCmax）。根据这两个参数可计算IVCCI=（IVCmax-IVCmin）/IVCmax。机械通气患者呼吸受机器调节形成标准化吸气运动，IVC管径规律性扩张，此时呼气末IVC管径最小，可测得IVCmin，吸气末管径最大，可测得IVCmax，计算IVC扩张指数（IVC distensibility index，IVCDI）来显示IVC变异度，其计算公式为（IVCmax-IVCmin）/IVCmin。荟萃分析^[5]显示，不论是自主呼吸患者还是机械通气患者，用IVCCI或IVCDI预测患者的液体反应性具有相似的敏感度和特异度。

（一）超声测量方式对IVC测量结果的影响

1．测量部位及切面对IVC测量结果的影响：

超声测量IVC的常用切面为剑突下经腹长轴切面（long axis，LA）和剑突下经腹短轴切面（short axis，SA）。右侧腹经肝冠状长轴切面（coronal long axis，CLA）常用以作为补充测量切面，CLA有近40%无法获得满意图像^[6]。Wallace等^[7]测量健康志愿者IVC内径，结果显示B型模式下IVC内径及IVCCI在左肾静脉起始水平和肝静脉入口尾端2 cm处测量具有等效性，即在这两处测量可视为结果一样。当出现肝血管变异或严重肝病时，可于左肾静脉水平测量。右心房和下腔静脉交界处切面因膈肌牵拉，顺应性下降，应避免在这个位置进行测量。而LA与CLA两个切面测量的数据不可替换^[8]（图1）。

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图1 不同切面下腔静脉测量的超声图像。图a为剑突下经腹短轴切面（SA）肝静脉入口水平测量；图b为剑突下经腹短轴切面（SA）左肾静脉起始水平测量（箭头所指为左肾静脉起始段）；图c为剑突下经腹长轴切面（LA），测量位置在距右心房2~3 cm处；图d为右侧腹冠状经肝长轴切面（CLA）测量

注：IVC为下腔静脉；AO为主动脉；Liver为肝脏；Pancreas为胰腺

2．测量模式对IVC测量结果的影响：

Finnerty等^[9]对健康志愿者IVC测量部位和模式进行分析，分别在B型和M型两种模式下，在LA、SA、CLA三种切面测量IVC管径并计算IVCCI。结果显示，B型模式下LA切面距右心房2~3 cm处测量IVC直径最可靠。所有M型模式下IVCCI测量的组内相关系数（intra-class correlation coefficients，ICC）均较低，可靠性较差，B型模式CLA的ICC也较低，这与Sanfilippo等^[8]所得结论相似。不同医师间，M型模式下IVCd测量结果呈中等程度一致，而B型模式下，IVCd测量结果高度一致。这表明B型模式测得IVC的数值更可信。IVC长轴并不一定在同一水平面上，M型模式下测量IVC时无法纠正角度，所测IVCd并非垂直于IVC长轴管壁，IVCd测值普遍较实际管径偏大。当IVC发生移动时，M型模式下也无法对测量部位进行纠正。

（二）外部条件对IVC测量结果的影响

1．呼吸运动对IVC测量结果的影响：

Blehar等^[10]研究分析呼吸运动对IVC的影响，结果显示IVC在呼吸时会发生上下方向和左右方向的位移，水平方向会发生内外收缩，而内外收缩的角度约为115°（95% CI：112°~118°），而非垂直于水平位的90°（图2）。上下方向发生平均21.7 mm的位移，16%的患者可出现最大40 mm以上的上下方向的位移。由于IVC在腹部并非上下等径，发生较大位移时，操作者可能在不同的解剖部位测量IVCd以致出现误差。左右方向位移均值虽仅为3.9 mm，但这已超过大部分患者IVC管径直径近一半的距离，此时测得IVC管径变小，是测量部位偏移造成的，这种错误如不注意纠正，测量结果必然出现偏差。而M型超声测量时无法纠正这种偏差，这也是IVC测量研究中M型超声测值可信度低的原因之一。

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图2 呼吸运动对下腔静脉（IVC）测量结果的影响超声示意图。图a示当IVC收缩时是沿实线方向内外收缩，而非沿着虚线方向，α角约为115°；图b示当呼吸时IVC发生左右方向的位移，本来应在a位置测量，呼吸后可能在b位置测量，此时内径的变化是因测量位置发生变化而造成管径测值变小，并非呼吸时IVC本身管径变小；图c示用M型超声测量，当呼吸发生上下方向的位移时，本来应在c位置测量，呼吸后可能在d位置测量，以致产生误差

2．腹压对IVC测量结果的影响：

Via等^[11]从生理学角度进行分析，提出IVC评估机体容量状态时10种影响其准确性的因素，腹压增高是其中之一。当腹压升高时，无论容量状态如何，IVC都会受压形变^[12,13]，IVCd明显变小，此时IVC评估容量状态的可靠性降低。

（三）不同人群IVC的测量

1．健康成人IVC的测量：

B型模式下，健康成人LA切面IVCmax测量重复性较好，均值为（19±4）mm^[9]；M型模式下，IVCCI均值为（35±4）%。健康成人轻度脱水时，机体循环血量减少，随着IVCd减小，IVCCI变大，但其可在短时间内恢复至原有水平^[6]。Weekes等^[14]基于体重静脉推注0.9%的生理盐水，给予健康成人一定的容量负荷，分为接受2 ml/kg、10 ml/kg、30 ml/kg剂量的三组，对IVCmax、IVCmin、IVCCI响应容量负荷的情况进行分析。2 ml/kg组受试者接受少量的容量负荷，测得3个参数数值虽有变化，但受试前后数据对比差异无统计学意义。后两组患者IVCd增加，IVCCI明显减小，受试前后差异有统计学意义。不论是轻度脱水还是给予少量容量负荷，健康成人IVCd和IVCCI可有一定的波动范围，且会快速恢复，其中IVCCI对容量负荷变化的反应更明显。

2．健康儿童和青少年IVC的测量：

Kutty等^[15]测量分析了120名（8.3±4.5）岁健康儿童和青少年的右心房及全身静脉直径及IVCCI，该研究中IVCmax、IVCmin均值分别为（12.1±3.8）、（8.9±3.8）mm，IVCCI均值为（30±13）%。同时该研究显示，IVCmax与体表面积相关性较好，IVCCI与年龄或性别无明显相关性。Mugloo等^[16]对50例需要血流动力学监测的新生儿进行IVC参数评估，发现IVCmax和IVCmin与CVP无关，而与胎龄和体重关系密切，IVCCI与胎龄和体重之间无相关性。Babaie等^[17]对70例儿科患者液体状态进行分析，指出CVP与IVCCI之间呈负相关。根据上述研究，新生儿IVC直径与胎龄和体重关系密切，儿童IVC直径与体表面积相关，IVCCI与CVP之间呈明显负相关。

3．孕妇IVC的测量：

对于妊娠期妇女来说，IVCd受妊娠子宫的机械压迫而变小，甚至闭合。有研究表明，产妇孕晚期长时间仰卧位，妊娠子宫压迫IVC使心输出量和子宫血流量减少，胎儿氧合降低，会增加孕晚期死胎风险^[18]，左侧卧位可降低这个风险^[19]。但用IVC直径和IVCCI来评估孕妇剖宫产麻醉前的容量状态^[20]、麻醉后发生低血压^[21]及产后大量出血时的容量状态^[22]依然可行。

二、IVC测量的临床意义及应用进展

IVC可在一定程度上反映机体容量状态，正常情况下IVC管径和IVCCI都有一定的临界范围。当血管内容量低时，如缺血性休克患者，IVC可呈扁平甚至闭合状态，此时IVC管径很小，尤其是IVCmin可趋于0，而IVCCI较大，趋于1，此时给予患者补液扩容，可将IVCCI降低至临界值，有效缓解患者临床症状并指导临床用药。当血管内容量高时，如扩张性心力衰竭患者，患者IVC趋向正圆形，此时患者IVC管径较大，而IVCCI较小，趋于0，患者相对容量过负荷，需行限制性液体管理，降低机体灌注，而IVCCI增大至临界值可作为很好的临床脱水指标。对于IVC评估患者容量状态，现今已有大量的临床研究，既可凭借IVC相关数据对可能的临床结果进行预测，亦可在此基础上提前干预，从而改善患者预后。

（一）血管内低容量时IVC测量的临床应用

1．IVCCI预测脓毒症急性循环衰竭患者的液体反应性：

Preau等^[23]对90例无插管、无机械通气的脓毒症急性循环衰竭患者行扩容干预，记录扩容前后30 min超声心动图相关数据及IVCCI，以心输出量增加10%以上为阳性结果。结果显示，扩容后56%的患者测得阳性指标，IVCCI大于或等于48%时预测液体反应性的敏感度为84%，特异度为90%。超声测量IVCCI指导脓毒症休克患者行针对性和个性化的液体复苏^[24,25]，可以明显快速改善患者的血流动力学，减少患者器官的衰竭率，提高患者复苏达标率，从而改善患者的临床结局。

2．IVCCI预测心律失常患者的液体反应性：

在一项前瞻性双中心研究中^[26]，对感染所致急性循环衰竭、可自主呼吸的心律失常患者行液体激发试验，记录补液前后30 min的IVCd，以主动脉血流速度时间积分（velocity time integral of aortic blood flow，VTIao）增加10%为阳性结果，53%的患者为阳性；以39%为临界值，IVCCI预测液体反应性的敏感度为93%，特异度88%。在阳性结果中，吸气末直径与IVCCI之间有相关性，吸气末直径<11 mm预测液体反应性的敏感度为83%，特异度为88%。

3．IVCCI预测早期容量不足：

Pasquero等^[6]测量记录了健康献血者以自身为对照献血前后，M型模式下LA、SA、CLA三个切面IVCd及IVCCI的变化。结果显示，平均献血426 ml后，随着IVCd减小，所有检测方式所得IVCCI均增加，LA切面测得的IVCCI在拔针后20 min内逐渐下降至与捐献前水平无差异。CLA切面只有58.8%的受试者获得满意图像，在失血状态下，剑突下切面能获得更好的IVC声窗。这些变化均表明IVC管径及IVCCI能预测早期血容量不足。

4．IVCCI在麻醉后低血压中的应用：

在一项用IVCCI不同阈值指导输液来预防腰麻后低血压的研究中^[27]，研究者在据右心房2~3 cm处用M型超声测得IVCCI，分别以IVCCI阈值超过50%和40%为液体反应阳性来指导输液，发现相比对照组，50%组和40%组腰麻后低血压发生率及血管活性药物使用率明显减少，而40%组较50%组减少更明显，可更好地预防麻醉后低血压。而在以IVCCI临界值为40%来指导危重症产妇行麻醉前补液的研究中^[20]，将其与CVP<5 cmH2O来指导补液的组别相比，两组的术前、术中各项指标，以及药物使用率和低血压发生率差异均无统计学意义，甚至IVC组预测麻醉前血容量的敏感度和特异度更高，这意味着IVC有望替代CVP来评估产妇血容量并指导补液。

在一项对产妇择期剖宫产时椎管内麻醉后低血压（post spinal anesthesia hypotension，PSAH）的预测研究中^[21]，麻醉后低血压以平均动脉压（mean arterial pressure，MAP）下降超过基础值20%或MAP下降超过65 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）来定义，用B型模式，在剑突下长轴切面距右心房3~4 cm处测量IVC管径，计算IVCCI。IVCCI>33%预测PSAH的敏感度和特异度分别为85%、93%。有PSAH的产妇与没有PSAH的产妇两者IVCmax比较，差异无统计学意义，而两者的IVCmin、IVCCI差异有统计学意义。在另一项评估麻醉后低血压与IVCCI之间关系的研究^[28]显示，IVCCI>43%预测麻醉后低血压发生的敏感度、特异度分别为86.7%、94.3%。

在诸多研究中，不论是产妇^[20,21]、骨折患者^[29]、无痛胃肠镜检查患者^[30]还是其他需麻醉的患者^[31,32]，均已显示出IVCCI在预测麻醉后低血压方面具有较高的敏感度和特异度，用IVCCI在术前指导补液可显著降低麻醉后低血压的发生率，并减少血管升压药等药物的使用，值得临床推广使用。

（二）血管内高容量时IVC测量的临床应用

一般情况下，当血管内呈现高容量状况时，血管外也会出现相应临床表现，如肺水肿、胸腔积液、腹腔积液等。做肺部超声（lung ultrasound，LUS）时，平行于声束的高回声线，称为B线，当机体发生肺水肿时B线数量增多，且与病情呈明显正相关^[33]。机体高容量负荷时，多采用IVC和LUS联合评估。

1．IVCCI预测急性肾损伤患者血液透析时的低血压：

在一项纳入248例急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）重症患者的前瞻性研究中^[34]，血液透析前用IVCCI和LUS预测透析时低血压（MAP下降超过65 mmHg）。该研究以40%为IVCCI临界值，76%的患者发生透析内低血压。在一项用IVC和LUS干预血液透析患者透析方案的研究中^[35]，以B线<4条和IVCCI>50%为标准，透析24 h后，干预组患者正压性眩晕评分减少，呼吸困难评分减少。

2．IVCCI对心力衰竭患者的预后评估：

急性失代偿性心力衰竭（acute decompensated heart failure，ADHF）患者常反复出现肺部和血管内充血情况，IVC和LUS可用来评估患者病情严重程度。Cogliati等^[36]纳入314例ADHF患者，将其分为射血分数保留型心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction，HFpEF）和射血分数减低型心力衰竭（heart failure with reduced ejection fraction，HFrEF）两组，分析对比两组患者。入院时，HFrEF组患者IVCmax高于HFpEF组和健康人群，IVCCI明显低于HFpEF组，B线数量和N末端B型利尿钠肽原值也更高，提示HFrEF组患者入院时有更重的初始液体负荷和更差的身体状况。予以利尿剂等治疗后，HFrEF组IVCCI增加幅度更大，B线减少更多。出院时，两组获得相似的IVC测量值和临床化验结果，在随后的90 d随访中，两组的高血压再入院率/死亡率差异无统计学意义。上述结果提示，对ADHF患者进行连续IVC和LUS超声评估有助于优化利尿剂治疗，获得更好的临床结果。

在另一项针对因ADHF住院的老年人群的观察性队列研究中^[37]，测量患者入院时的IVC和LUS，分析其与一年再入院率、院内死亡率和30 d死亡率的相关性。结果显示，对于B线超过6条的患者，30 d死亡率增加2.4倍；对于IVCCI<50%的患者，一年再入院率增加2.3倍，院内死亡率增加3倍，30 d死亡率增加2.8倍。对于心肌梗死后发生的心源性休克患者^[38]，用IVCCI联合心排血量等指标对患者进行容量管理，临床治疗有效率可提高25%，对于临床治疗有指导意义。

3．替代测量方案：

当出现腹部条件不好，IVC显示欠清而无法准确测量时，可使用颈内静脉（internal jugular vein，IJV）^[13]或锁骨下静脉（subclavian vein，SCV）^[39]代替。研究表明，二者对容量反应性的预测均有较好的敏感度及特异度，且基本不受腹压或胸压影响。但不论是SCV还是IVC，均不适用于指导正压无创通气期间患者的体液管理^[11]。Giraud等^[40]对机械通气患者行液体激发试验，以心输出量增加15%为阳性反应，分析SCV变异性指数（SCV variability index，SCVVI），结果显示以14%为临界值（敏感度100%，特异度82%）可预测机械通气患者的容量反应性。有研究显示，虽然样本量有限，但上腔静脉（superior vena cava，SVC）变异度预测机械通气患者的液体反应性可能优于IVC^[41]。

于剑突下纵切面测量腹主动脉（abdominal aorta，AO）直径，IVC/AO指数是指IVCmax与AO直径的比值，该比值是评估儿童^[42]和成人^[43]患者体液状态的有用测值。其中在儿童评估中，该指数受患儿体表面积影响；在对成人评估时，年龄（岁）和体质量指数（kg/m²）是IVC/AO指数的独立影响因素。IVC/AO指数可作为检测早期低血容量休克状态的参数^[44]，可用于伴有明显体液转移或失血等大型手术的术前和术中容量状态评估^[45]。

三、小结

目前，IVC测量对于预测患者液体反应性并指导临床治疗方案已有较多研究，不论是在循环系统疾病中的应用还是对于手术麻醉后及肾衰竭透析时低血压发生的预测及预防方面均有较多研究，并逐渐替代一些有创检查在临床中广泛应用。

但IVC的超声测量方法和临床应用时的临界值目前尚无统一标准，一方面是由于超声测量模式和部位有诸多变化，而更重要的是随着临床医学不断发展，各种诊断标准不时更新，对于液体反应阳性结果的诊断标准尚未达成一致。因此，IVC超声测量亟待标准化，近年来人工智能在医学中的应用可最大限度地减少人工测量带来的误差^[8，46]，但是其代表的临床意义尚需要根据临床实际情况来解读。在IVC超声测量标准化后，希望得出更标准的、适用性更广的参考值，从而在更多的临床场景中直接使用，减少误差的产生，减少重复实验。

参考文献

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