第十七章 氧輸送及其相關問題
氧輸送（DO2）為心輸出量（CO）和動脈血氧含量（CaO2）的乘積，而CO取決于心臟功能，CaO2取決于血紅蛋白濃度和動脈血氧飽和度（SaO2）含量。因此可以認為，循環系統、呼吸系統和血液系統是影響DO2的主要因素。
可供細胞使用的氧含量由多種因素決定，包括中心因素和外周因素。中心因素與適當的心肺功能（心指數和PaO2）和血紅蛋白濃度有關。外周因素與心輸出量到各種器官的再分布和微循環的調節有關。后者主要是由血管和局部微血管反應的自主控制，以及氧合血紅蛋白分子親和力程度決定。中心因素中，心輸出量是決定DO2最重要的因素。實際上，血紅蛋白濃度下降或者動脈血氧飽和度可通過增加心輸出量而代償，而反過來則不成立。同樣，將DO2、SaO2增加到正常（接近100%）時，血紅蛋白濃度不能快速改變。除此之外，輸血不能系統性地增加DO2，因為心輸出量的下降常常是伴隨血流的黏度增加。因此，心輸出量必須持續與生理情況下機體的氧需相適應。
混合靜脈血氧飽和度（SvO2）降低可能為DO2下降或氧耗量（VO2）增加，前者的影響因素包括血紅蛋白濃度下降（貧血、出血），動脈血氧飽和度下降（低氧血癥），心輸出量下降（低血容量、休克、心律失常）；后者的影響因素包括高熱、疼痛、寒戰和癲癇等。SvO2升高可能為DO2增加（吸氧濃度增加、組織高氧），或VO2降低（低溫、麻醉狀態、藥物性麻痹、全身感染）。但是SvO2高或正常并不代表能夠排除低氧血癥，比如感染性休克時的高動力狀態，此時SvO2高，卻反映了組織的低氧攝取率并伴隨高乳酸狀態。
其中測量方法本身也可導致SvO2值不準確。如測量PAWP時可導致SvO2升高，因為PAC前段的氣囊膨脹時其遠端的血液停滯，這些血液吸收周圍肺泡中的氧使其飽和度可以達到動脈血的氧飽和度。不過鑒于目前的發達技術，如果出現上述情況，光電血氧計（oximeter）會報警提醒。
除了上述影響因素之外，偶然也會出現其他指標都說明組織氧化功能障礙，但是SvO2仍然處于正常水平甚至升高，這可能與以下三個因素有關：①動脈血與靜脈血混合，如動靜脈分流時，混合靜脈血被動脈血污染；②血流分布異常，在一般病理狀態下，血流會向需氧組織集中，如果此種再分布未發生，則導致血流分布異常；③組織毒性低氧，這可能與氧代謝酶類不發揮或者僅部分發揮作用有關。
ScvO2和SvO2一樣，也受DO2、VO2的影響。其中DO2包括三個方面：①心輸出量，低血容量、左心衰竭、慢性心力衰竭、疼痛以及全身感染早期的高動力狀態與晚期的低動力狀態均會使CO發生改變，從而影響ScvO2；②血紅蛋白水平，失血、內部出血、凝血病和輸血都可導致血紅蛋白水平的波動；③通氣不良、細胞氧合能力下降以及不能耐受脫機，即氧合能力受損導致ScvO2改變。在燒傷、發熱、呼吸功增加等情況下，隨著組織氧消耗增加ScvO2發生相應變化。
包括全身氧代謝紊亂和局部微循環氧代謝失衡。前者見于全身感染血流動力學不穩定、心源性休克、乳酸/丙酮酸比例升高以及動脈酮體比率下降，這些病理狀態都提示有厭氧產物生成。如果氧輸送正常并且可以滿足整個系統的代謝需要，而微循環在組織水平的氧利用障礙，也將導致乳酸升高。
1.細胞因子介導的糖吸收增加或者兒茶酚胺類刺激Na＋－K＋泵活性增加均可導致有氧糖酵解增加，從而丙酮酸水平生成增加，當其生成超過了丙酮酸脫氫酶的能力時，乳酸水平則會升高。
2.線粒體功能障礙導致氧利用障礙，間接導致乳酸增加。
3.丙酮酸脫氫酶可以將丙酮酸轉化為輔酶A（CoA），若此酶活性受損，則可導致乳酸升高，如全身感染時丙酮酸脫氫酶被抑制。
4.肝臟是代謝乳酸的主要器官，當肝功能障礙或者肝臟手術后，盡管全身或局部氧輸送正常，但乳酸清除能力下降。
5.H＋連接載體機制參與乳酸在細胞膜的運輸，堿中毒時H＋濃度下降，使得細胞中乳酸外流增加。
6.中毒或藥物作用（如乙醇、水楊酸、苯乙雙胍干擾糖原異生使乳酸水平升高）也會出現高乳酸血癥。
雖然胃黏膜張力法（pHi）可反映額外的胃黏膜代謝狀態，但其精確性和可靠性受多種局部因素影響，包括平衡時間，球囊內緩沖液的選擇以及壁細胞分泌的氫離子等。此外，這種測量方法是間斷性的，不過通過胃部球囊測量空氣循環中PaCO2的方法可以彌補這一缺陷，它能夠自動且連續地測量pHi。盡管臨床中發現胃黏膜張力法可用于預后，并且測量技術不斷更新，卻沒有試驗結果能夠證明使用此方法作為治療調整依據可以改善重癥患者的預后。
用OPS成像觀察舌下微循環受以下因素的限制：目前只能觀察由薄的上皮細胞層覆蓋的組織而無法觀察內臟，除非圍術期中使用；組織移動，灌注的半定量分析，觀察者相關偏倚以及不充分鎮靜都會限制所獲得數據的質量和正確解讀。
由于紅外光穿透組織能力的限制，StO2必然受組織厚度以及組織水腫程度的影響。用超聲測量組織水腫程度和組織厚度發現，StO2與水腫程度呈負相關（r＝－0.44），也與組織厚度負相關（r＝－0.64）。比較四肢肌肉組織氧飽和度的研究發現，魚際肌StO2變異度最小（22%），而臂肌StO2變異度最大（274%），因此利用NIRS（近紅外光譜，near－infrared spectroscopy）技術測量骨骼肌氧飽和度時多以魚際肌為測量位置。
一般通過間接方法評估DO2，包括意識水平、皮膚顏色、毛細血管壁和皮膚溫度。意識減弱、意識模糊或躁動可能提示低氧血癥。毛細血管充盈作為反映DO2的指標一直備受爭議，它在兒童復蘇早期可以反映低血容量和心功能，但在老年患者它與低血容量則無明顯關聯。此外，它對失血量多少并不敏感（敏感性6%，特異性93%），由此推斷由毛細血管充盈判斷成年人的氧輸送無明顯價值。而重癥患者肢端溫度則與堿缺失、血乳酸和混合靜脈氧飽和度相關。還有一些評估DO2的方法并不可靠且變化緩慢，包括心率和尿量，尤其在代償性休克狀態，比如只有當DO2嚴重受損晚期這些異常值才出現。尿量既往可以作為腎臟灌注參數，而現在普遍的觀點是，即使尿量充足也有可能存在重要組織低灌注，而多尿也可出現在某些灌注狀態改變的疾病，如全身感染。在老年患者中使用這些傳統指標更加不可靠，因為他們還受慢性疾病和藥物的影響。例如使用心血管活性藥物的患者在容量丟失時，會增加心律失常的發生率，高血壓患者的血壓正常卻提示低血容量，少量失血或由于疼痛和應激導致心功能惡化時心臟功能儲備有限的患者就會出現休克等。
氧輸送的測量主要由心輸出量、動脈血氧飽和度以及血紅蛋白濃度計算而來。心輸出量的測量方法包括染料稀釋法、溫度稀釋法、Fick原理和超聲檢查等。動脈血氧飽和度以及血紅蛋白均可直接獲得。
測量氧耗的方法包括間接或反向Fick法，代謝監護儀測量（間接測熱儀，indirect calorimetry），質譜分光光度計（mass spectrophotometry）和肺量計測定法（spirometry）。間接熱量測定可以直接測量VO2和二氧化碳的生成，是測量VO2的“金標準”，在重癥患者更加推薦使用此法。雖然這種方法較準確，但非常費時、需要昂貴特殊的儀器，必須由專門人員操作，從而限制了間接熱量測定法的廣泛應用。
常用的間接或反向Fick法（本章第一部分）本身存在缺陷：①由此公式計算出的所謂的氧供實際上只能代表動脈血氧含量，而它們能否真正全部被輸送到外周組織還取決于外周循環狀態；②公式中CvO2＝1.36×Hb×SvO2，而SvO2僅指混合靜脈血，遺漏了肺臟這個重要的代謝器官，病理狀態下，肺臟代謝率很高并足以導致全身VO2的變化；③公式存在方法學缺陷，即在一對要相互比較的參數DO2、VO2的計算中，共同使用了CO這一參數，使這兩個參數發生“偶聯”，在方法學上是不被允許的。
有研究顯示，間接熱量測定法測得的氧消耗數值比反向Fick法計算所得的數值高8%到27%，另有研究報道，上述兩者之間的偏倚為41ml/（min·m2），精密度為3.95ml/（min·m2），95%置信區間為20～63ml/（min·m2），他們認為這些數值相差太遠，因此這兩種方法不可互相替換。
其理論基礎是對正常人而言，假定組織氧需要量恒定，VO2呈DO2非依賴性。具體方法是在測量VO2與DO2后，短時間內增加DO2，同時測定DO2與VO2。如果DO2明顯升高時VO2仍保持不變，提示組織中不存在DO2依賴性的VO2；如果VO2隨著DO2的升高而增加，則提示存在組織缺氧，并可通過提高DO2以部分甚至完全糾正組織缺氧。
先測定術前VO2值，若已麻醉，則應做麻醉狀態和體溫對VO2影響的校正。然后以此VO2為對照，與實驗中或術后過程實測的VO2值相減即得氧債。對氧債－時間曲線下的面積積分可求出任何時間點的氧債累積量。
通過放置Swan－Ganz導管，自肺動脈或右室流出道直接取血進行血氣分析，目前則是通過改良的纖維光導肺動脈導管來進行連續監測。
通過深靜脈穿刺導管（頸內靜脈或鎖骨下），自頸內靜脈采血進行血氣分析，同時可測量中心靜脈壓力。獲得ScvO2比獲得SvO2更方便和安全，所以目前ScvO2更多地被用來監測未放置或不適合放置肺動脈導管的患者。
臨床上測量乳酸濃度一般采用動脈血氣分析，但根據不同需要，也可以測量靜脈血氣分析中的乳酸水平。
先向張力計（tonometer）導管氣囊內注入生理鹽水，經30分鐘平衡后抽出，用血氣分析儀測定抽出的生理鹽水的PCO2，然后根據同時測得的HCO－3濃度和H－H公式計算出pHi。
采用監護儀每隔10分鐘自動向監測導管的氣囊充氣，平衡后自動抽出并測定PgCO2，同時測定Pet－CO2，并求出兩者的差值或與PaCO2的差值（Pg－aCO2）。
正交偏振光譜成像（orthogonal polarization spectral，OPS）通過淺表組織對偏振光的散射在被觀測組織的內部產生虛擬光源，來實現組織內部微血管的照明成像。如果所選的光波長在血紅蛋白吸收譜內，則可得到血管內紅細胞的流動圖像，由于紅細胞在血液中所占比例較大，因此可以近似地認為紅細胞的流動圖像就是微血管的動態圖像。OPS成像可以獲得高質量圖像并且能夠定量顯示血流狀態，其定量參數包括：微血管管徑、血流速度和功能性微血管密度。旁流暗場成像（sidestream dark－field，SDF）圖像是OPS基礎上進一步研發的新技術，其發光二極管發出光線的波長為530nm，它被紅細胞中的血紅蛋白吸收后即可清晰顯示流動的細胞，顯像比OPS更清晰。有研究報道，SDF顯示毛細血管的質量明顯高于OPS（P＝0.02），主要是因為前者顯示的毛細血管對比性高于后者，而毛細血管清晰度則相似。此外，顯示小靜脈的質量兩者差不多（P＝0.57）。
然而OPS成像技術也存在一些缺陷，如探頭壓力對血流的影響，組織橫向運動阻礙已選微血管區域的連續觀察，難以測量血流速度高于1mm/s的血流。隨著技術的發展，已經出現探頭與組織之間距離固定并且能夠消除移動和壓力影響的新型OPS。此外，OPS在臨床的應用從單純的圖像定量分析也發展到了血流評分系統以及半定量圖像分析對比舌下微血管結構與腸道絨毛和隱窩。OPS－SDF技術被濃縮到一個小的手持圖像顯微鏡中，臨床上OPS可用于評價組織灌注和間接測量氧輸送。OPS在人體中最常用部位是口，能夠清晰顯示舌下微循環情況。
近紅外光譜（near－infrared spectroscopy，NIRS）是利用氧合和去氧合血紅蛋白對紅外光不同吸收程度的特性來評價骨骼肌氧合狀況。紅外光波長位于580～800nm，容易通過吸收度低的生物組織并被血紅蛋白、肌紅蛋白和及氧化的細胞色素吸收，不過肌紅蛋白和氧化細胞色素對紅外光衰減信號的貢獻很小。紅外光在680nm、720nm、760nm和800nm的衰減被轉變成在720nm和760nm的二次衍生衰減，位于720nm的衰減對氧合血紅蛋白敏感，位于760nm的衰減對氧合血紅蛋白和去氧合血紅蛋白都敏感。二次衰減信號抑制了光譜對組織散射的光譜影響，其中720nm/760nm的衰減比例即為校正后的血紅蛋白氧飽和度，此值對總血紅蛋白和光程長度并不敏感。
因此，NIRS信號主要代表組織容量內的紅外光可透過的血紅蛋白水平。此外，通過Beer定律NIRS信號僅限于直徑小于1mm的血管，包括小動脈、毛細血管和小靜脈。目前，在市場上可以買到的NIRS監護儀能夠提供氧合血紅蛋白和去氧合血紅蛋白的量以計算組織血紅蛋白氧飽和度（StO2）以及總組織血紅蛋白（HbT）和絕對組織血紅蛋白指數（THI）。HbT和THI是反映微脈管系統局部的血容量并以任意單位表示（arbitrary）。紅外光穿透組織的能力直接與光照度（illumination）和探測纖維的間距相關，當此間距為25mm時，大約95%探測到的光信號來自0～23mm深度。
動脈阻斷和靜脈阻斷。動脈阻斷方法：用加壓袖帶向上肢加壓（超過已測量收縮壓30～50mmHg），數分鐘（各報道中多為3分鐘）后放氣并測量前臂StO2。放氣過程中，StO2迅速上升并達到比阻斷前更高的峰值。此峰值是充血反應的一部分，而充血面積定義為充血反應曲線以下與基礎StO2之上的面積。StO2恢復時間定義為從放氣開始至到達充血峰值63%的時間。動脈阻斷時，上肢的動脈和靜脈均被阻斷，以此能夠監測可利用的氧消耗。靜脈阻斷方法：一般情況下上肢加壓袖帶的壓力為50mmHg；如果患者舒張壓大于60mmHg，袖帶壓力則比舒張壓小10mmHg。此時，靜脈血容量和靜脈壓力均升高，可用于評價局部血流和組織氧消耗。總血紅蛋白（HbT）是氧合血紅蛋白和去氧合血紅蛋白的總和，以任意單位表示。THI是位于760nm的二次衍生衰減對Hb濃度和光程長度敏感，假定固定探針位置后光程長度恒定不變，對每一個StO2測量值特異的系數乘以760nm二次衰減信號就得到了測量組織容量中的總血紅蛋白。
嚴重全身感染或感染性休克時由于組織細胞供氧不足，線粒體氧化磷酸化受阻，細胞內代謝由優先利用脂肪酸轉向優先利用葡萄糖供能，導致糖酵解加強、胞漿內丙酮酸轉化為乳酸。當體內乳酸生成率超過清除率時血乳酸水平增加，增加的幅度反映組織缺氧的程度，如休克或組織低灌注時，乳酸的生成速度超過在肝、腎的代謝速度，就表現為血乳酸濃度升高。因此，乳酸可作為組織缺氧的標志。但是在合并肝功能障礙或者肝臟術后，乳酸的清除能力下降，這時不能僅靠血乳酸來評估組織氧合狀態。
血乳酸水平是評估病情和疾病預后的良好指標。將830例嚴重全身感染患者按入急診室時的靜脈乳酸水平分為三組，分別為低水平組（＞2mmol/L）、中水平組（2～3.9mmol/L）和高水平組（≥4mmol/L）。統計學分析顯示，無論是否發展為感染性休克或者是否合并器官功能障礙，起始的靜脈血乳酸水平與死亡率相關，乳酸水平越高，死亡率越高，這在中水平和高水平組更為明顯。
近來，更多研究用乳酸清除率代替單一乳酸水平來評價預后，因為正如前所述，乳酸尚不能充分反映組織的氧合狀態（如合并肝功能不全的患者），而且某時點的乳酸水平只能反映當時組織部分氧合狀態，不能呈現整個病程的變化，此時乳酸清除率就可以作為分析全身缺氧的指標之一。220例嚴重全身感染或感染性休克患者如果入急診室6小時內乳酸清除率越高，則72小時內炎癥因子濃度、器官功能障礙評分越低，28天或60天死亡率越低。140例全身感染患者，入ICU后12小時內和12～24小時清除的乳酸越多，死亡率越低（P分別為0.004，0.003），而且無論血流動力學是否穩定，不同時間段乳酸下降水平對全身感染者預測價值相同（P＝0.43）。目前認為，嚴重全身感染者復蘇后24小時乳酸水平下降低于10%與高于10%對比，前者死亡率達到后者的三倍，可見不能清除乳酸是死亡的危險因素之一，乳酸清除率可用于全身感染患者危險分層。此外，乳酸清除能力還與住院時間相關。嚴重創傷患者若入院后24小時血乳酸濃度持續在2.5mmol/L以上，其住院時間、住ICU時間、機械通氣時間均明顯延長。盡管乳酸能夠作為可靠的預后指標，但還需要更多的臨床試驗證實以它作為全身感染復蘇終點是否一定能夠改善結局。
在感染性休克早期出現全身組織低灌注時SvO2即可降低，而此時血壓和心率可能仍處于正常范圍，因而SvO2能較早地發現病情變化。
在正常生理情況下，ScvO2低于SvO2，因為腹腔內器官氧攝取率低，匯合到下腔靜脈的氧含量就高；但在嚴重全身感染或感染性休克患者ScvO2則高于SvO2（大概高出5%～8%），可能是因為下肢及腹腔內器官氧攝取增多所致。
2008年和2012年，SSC嚴重全身感染和感染性休克治療指南中，將ScvO2≥70%，SvO2＞65%作為6小時復蘇目標之一。基于大量臨床研究證實，這兩個指標對嚴重全身感染預后的敏感性和特異性均較高，并且其水平與器官功能相關。在20例感染性休克或者心源性休克患者的研究中發現，SvO2預測低心輸出量［CI＜2.5L/（min·m2）］的ROC曲線下面積達84%（P＝0.009），而ScVO2 對此的預測能力更高達88%（P＝0.004）。另有一項納入897例感染患者的多中心研究結果顯示，包括ScvO2監測在內的6小時集束化治療方案可以改善嚴重感染和感染性休克患者的預后。
除此之外，ScvO2可作為判斷容量復蘇的指標。由于ScvO2比SvO2更易獲得，所以人們希望能夠充分利用前者為臨床提供更多可靠信息。監測ICU中30例患者發現復蘇前后ScvO2的差值（ΔScvO2）與復蘇前后心排指數（cardiac index）的變化存在明顯相關關系（r2＝0.67，P＜0.001），而當 ΔScvO2 為4%時，其預測敏感性達86%，特異性達81%。
需要注意的是，ScvO2并不能替代SvO2。全身感染時它們的變化趨勢相同，但一致性（－20%～3.5%）遠非理想水平。也就是說，正常的ScvO2可能與非常低的SvO2并存。所以在嚴重全身感染或感染性休克患者，不能單用ScvO2來評價疾病狀態及預后評估，因為它還受其他條件的影響。比如有研究認為，ScvO2和SvO2預測心輸出量的能力很強，但當吸入高濃度氧氣后，它們的預測價值就明顯下降。此外，需針對不同病情及其發展階段來判斷靜脈氧飽和度提供的信息。比如感染性休克時的高動力狀態，SvO2正常或偏高并不代表可以完全排除低氧血癥，因為此時可能存在組織的氧攝取率降低。
總體來說，ScvO2和SvO2升高提示組織無法利用氧輸送、心輸出量顯著增高或者已經被氧化的血流出現分流；ScvO2和SvO2降低提示氧輸送減少和（或）氧消耗增加。當出現ScvO2和SvO2明顯改變時，應該從多方面考慮可能的影響因素，包括心輸出量水平、血紅蛋白濃度、氧合狀態以及有無增加氧消耗的疾病存在等。
血乳酸是全身灌注與氧代謝的重要指標，ScvO2反映部分機體氧平衡狀態，那么究竟哪一個指標對指導臨床治療的意義更大呢？
在148例嚴重全身感染患者中以ScvO2≥70%為復蘇終點，Fisher等研究提示，乳酸清除率和ScvO2的改變并不一致，即用ScvO2水平并不能可靠地分辨乳酸清除率低的患者，并且兩者之間沒有明顯相關關系（P＝0.457）。另一實驗將300例感染性休克患者分為兩組，分別以ScvO2大于70%（n＝150）和乳酸清除率大于10%（n＝150）為復蘇目標，兩組院內死亡率分別為23%和17%，雖然存在6%的差異，但并未達到意向治療分析的預設閾值，即感染性休克復蘇時以乳酸清除率或ScvO2為目標，在預后以及住ICU或住院時間、不使用呼吸機時間和器官功能障礙發生率等方面均無統計學意義。有關這兩個指標哪個更好的問題還需要設計更大型更嚴密的臨床試驗來提供證據。
內臟器官缺血在器官功能障礙的發展過程中占有重要地位，全身感染患者胃腸道缺血發生最早，而復蘇后血流恢復最遲。這些改變可以通過胃腸道黏膜pHi和PgCO2來反映。
pHi反映危重病患者內臟局部組織氧合狀況。在循環衰竭開始之前，胃黏膜張力計測定的pHi的變化早于動脈血壓、尿量、心輸出量和血pH等的改變。而胃腸黏膜PgCO2的變化早于不可逆性組織損害。動物實驗表明，腸系膜血流驟減60%，PgCO2即比基礎值增加300%～400%，復蘇后隨著灌注恢復，Pg－CO2可下降至正常水平，不會引起持久組織損害；但如果灌注減少和PgCO2進行性升高持續超過3小時，則預示組織會發生永久性損害。因此PgCO2可作為由灌注不良引起組織不可逆性損害的早期診斷指標。Col KU等將100例ICU中的全身感染患者分為兩組，分別為A組（不用胃張力測定法指導治療的對照組，n＝50）和B組（胃張力測定法指導治療的研究組，n＝50），治療后12小時和24小時記錄每組患者的pHi和（PgCO2－EtCO2），結果顯示B組的死亡率明顯低于A組，而且起始pHi和（PgCO2－EtCO2）與死亡率的相關性良好。由此可見，胃腸道黏膜pHi和PgCO2可作為反映組織氧合與預后的敏感指標。
胃黏膜pHi還可作為復蘇目標來指導臨床治療和評價療效。將130例感染性休克患者隨機分為兩組，分別以心指數CI≥3.0L/（min·m2）（n＝66）和pHi≥7.32（n＝64）為復蘇目標，結果發現28天死亡率pHi組略低于CI組，雖然此差異無統計學意義，但若復蘇24小時內pHi能恢復至正常，則強烈提示治療成功；若治療后pHi持續低水平，則提示預后不良。
微循環的改變參與器官功能障礙的發展過程，存活者的微循環改變在治療之后能迅速恢復，而在死亡者則維持此改變直至發展為器官功能障礙。一項對50個嚴重全身感染患者和10個健康志愿者用正交偏振光譜成像（OPS）觀察其舌下黏膜微循環發現，嚴重全身感染組灌注小血管（血管直徑＜20μm）的比例明顯少于志愿者組（48%對90%，P＜0.001）。
根據舌下微循環的改變可以估計內臟微循環的變化。動物實驗證實，全身感染后4小時，舌下和腸道的功能性微血管密度、平均紅細胞流速均明顯下降，并且舌下與腸道微循環的變化趨勢是一致的（r2＝0.92，P＜0.000 1）。盡管有關舌下微循環與全身感染診斷及預后的研究在動物實驗中已顯示出一定相關性，但在臨床上仍缺乏具有說服性的結果以證實其有利性。Gustavo OT等觀察60例嚴重全身感染患者液體復蘇早期（24小時）和晚期（48小時）的舌下微循環發現，小血管灌注僅僅在復蘇早期增加（從65%增加到80%），而且這樣的改變與全身血流動力學改變（CI、MAP）及復蘇液體的種類無關。
既然全身感染時微循環血流減少，那么增加血流是否就能逆轉由灌注不足導致的器官功能改變呢？有學者認為，當復蘇后全身感染無好轉時，可以考慮使用血管舒張劑硝酸甘油來改善微循環血流。但據近期的一項單中心前瞻、隨機、對照、雙盲臨床試驗報道，在嚴格遵循復蘇方案24小時后，靜脈注射硝酸甘油組與對照組各自較復蘇前舌下微血管血流有所改善，但兩組之間比較，舌下小血管指數、中血管指數和大血管指數（2.71對2.71，P＝0.80；3對2.86，P＝0.21；3對3，P＝0.06）以及院內死亡率均無統計學意義（34.3%對14.2%，P＝0.09）。
StO2是用近紅外光譜（near－infrared spectroscopy，NIRS）在魚際肌等處檢測組織內氧合血紅蛋白與總血紅蛋白的比例，在健康志愿者該值為86%±6%。StO2檢測方法有兩種，靜態檢測和動態檢測。靜態檢測指單純記錄StO2數值變化，動態檢測指阻斷血管前中后的過程中記錄StO2變化，包括靜脈阻斷和動脈阻斷。
早期StO2的檢測多用于創傷患者，當StO2＜75%時，提示機體低灌注，肌肉組織氧飽和度可以預測創傷休克復蘇患者器官功能障礙的發展過程，以及區分休克與非休克患者。近些年，有關StO2在全身感染中的應用和探索日漸增多。在對24例嚴重全身感染患者發生器官功能障礙24小時后的動態檢測中發現，阻斷血管前嚴重全身感染患者與健康志愿者相比，前者骨骼肌氧飽和度血紅蛋白更低，恢復血流后兩組骨骼肌血紅蛋白均上升，但嚴重全身感染者上升幅度較低，在發生器官功能障礙時上升的更少。還有許多研究證實，在嚴重全身感染或感染性休克患者中StO2偏低，提示局部組織氧供/氧耗不匹配，持續偏低則與不良結果呈正相關，當然這可能與不完全的復蘇有關。
StO2的確可以反映全身感染患者局部組織氧代謝狀況，但它是否能夠替代乳酸或靜脈氧飽和度作為全身感染的全身復蘇目標和預測指標呢？許多研究報道，在全身感染中StO2與SvO2的變化趨勢相同，但它們之間的關系并不總是可以預測的，變異非常大。也有相反的觀點認為，StO2與ScVO2之間無相關性，但持續低StO2與持續低乳酸清除率是相伴隨的，在無全身感染而心輸出量低的患者，可以用StO2粗略估計SvO2，而在全身感染患者中則不可使用。
盡管StO2無創、方便，但其影響因素很多，包括組織水腫程度、監測部位等。此外，StO2的變化與肌肉活動相關，在鎮靜或機械通氣條件下，由于肌肉活動減少導致StO2下降。
氧債和急性死亡之間的關系可以量化。有關氧債致死量（lethal dose）效應的研究報道，氧債小于等于100ml/kg為非致死量；氧債為120ml/kg時達到半致死量；氧債大于等于140ml/kg為絕對致死量。隨后的實驗也都發現了氧債和死亡幾率之間同樣的關系。關于失血導致的氧債研究，深入地解釋了失血相關性氧債累積及其償還問題。實驗者以40只犬為研究對象，放血60分鐘直到氧債達到（104±7.6）ml/kg維持1小時，然后隨機以5%膠體按失血量的8.4%、15%、30%和120%充分復蘇2小時（初始復蘇）或者不復蘇，之后再各自復蘇直到復蘇液體量達到失血量的1.2倍（延遲復蘇）。未給予初始復蘇的動物，雖然沒有繼續失血，其氧債累積率卻以失血時的速率持續上升，死亡率也明顯上升。在復蘇動物中，復蘇的量至少達到失血量30%氧債才會停止上升，并且初始氧債恢復速率與初始復蘇液體量成比例增加。初始復蘇量和氧債下降速率的關系具有統計學意義而且能夠預測休克后7天存活者的細胞死亡和器官功能衰竭。與氧債相比，同時測量的平均動脈壓則不具有預測復蘇是否充分的功能。上述證據說明，氧債則能通過復蘇過程中的變化程度良好地反映休克程度和復蘇有效性。
目前許多強烈的證據顯示，動物和人類血液中的代謝產物能夠反映組織缺氧和低血容量程度，這些代謝產物指堿缺失和乳酸。堿缺失（base deficit，BD）是指在標準條件下（38℃，PaCO25.33kPa，血紅蛋白為150g/L，血氧飽和度為100%）將1L血液滴定到pH 7.4所需的堿的量。進行性失血過程中，氧債、堿缺失和乳酸水平同步上升，復蘇時這三個參數表現為同步下降。當復蘇液體為攜氧溶液（如重組血紅蛋白）時，上述三者的下降速率更快。BD和氧債之間的關系更能反映初始容量復蘇的有效性，而乳酸則反映復蘇的總體趨勢，但識別力較差。此外，氧債和堿缺失之間的關系還可用于允許性低血壓中小容量復蘇有效性的定量分析。也就是說，臨床醫師將低血容量患者復蘇到氧債的臨界水平，這一水平能夠維持重要器官的氧化代謝，但并不支持償還所欠的氧債。測量人體氧債并不實際，動物實驗數據證實堿缺失可以解決這一問題。一項犬類失血性休克實驗發現，有效容量復蘇動物的氧債/堿缺失回歸線逐漸下降，同時死亡率也下降。而未接受充分復蘇的動物，尤其是休克后2小時內死亡的動物，其氧債/堿缺失回歸線呈上升態。氧債/乳酸存在類似卻難以量化的關系。
混合靜脈氧飽和度（SvO2）代表全身DO2和VO2的平衡，若SvO2下降表明存在兩個問題：DO2減少或VO2增加。為了辨別究竟發生了哪種情況，就必須測量這些數據，若DO2沒有改變，則說明是VO2的增加導致機體氧代謝失衡。SvO2的獲得通常需要置放肺動脈導管，但是這種方法比較復雜而且存在一定風險，因此臨床上常用來自右心房或者上腔靜脈的中心靜脈氧飽和度（ScvO2）來替代SvO2。多個研究認為，ScvO2和乳酸之間存在平行關系并且前者對于生命體征無法確定的組織低氧有一定的預測價值。SvO2和ScvO2之間的關系已經被大多數研究所證實。在機械通氣患者中測量并報道上述兩者的平均值分別為68.2%和69.4%，此外有研究證實，在術后患者ScvO2比SvO2高7%±4%。個別研究認為，SvO2/乳酸比率或ScvO2/乳酸比率能夠反映DO2/VO2的平衡，如正常或升高的SvO2或ScvO2合并高乳酸水平提示細胞氧輸送不足。還需要更多實驗和數據來說明這些比率的臨床意義。
從20世紀50年代開始，血乳酸就被用于監測失血性休克時組織低灌注狀態。乳酸作為厭氧糖酵解的產物可間接反映氧債大小，因為組織氧輸送下降到有效氧化磷酸化反應閾值以下時，細胞中葡萄糖代謝為丙酮酸及乳酸，而不是計入Krebs循環。多個研究證明，血乳酸和臨床結果之間存在聯系。如Dunham等發現血清乳酸比血壓或心輸出量預測犬失血性休克模型的死亡率更敏感。有學者觀察到，重癥患者血清乳酸水平在4mmol/L以上與低存活率相關，還有研究證實，血清乳酸大于2.5mmol/L與器官功能衰竭密切相關。除了單獨乳酸水平能夠反映病情的嚴重程度之外，高乳酸血癥的持續時間也是重要的預測發病率和死亡率的參數。如Vincent等人的觀察表明，液體復蘇第一個小時內乳酸水平下降大于5%的患者其生存率可達100%，隨后的研究也證實乳酸水平在復蘇后第一個24小時降至正常范圍內的患者存活率為100%，在復蘇后24～48小時降至正常范圍的患者存活率為78%，而大于48小時才下降到正常甚至不下降的患者存活率僅為14%。
堿缺失反映全身組織酸中毒情況，可以間接評價組織灌注。有學者以堿缺失水平為標準將患者分層為：輕度－5～－2mmol/L，中度－14～－6mmol/L，重度≤－15mmol/L。他們發現此種分層方法可預測復蘇過程中平均動脈壓（MAP）和液體需要量，而且其中復蘇后堿缺失進一步下降的患者中有65%存在進行性失血。動物實驗顯示，失血性休克模型復蘇后平均動脈壓、心輸出量、混合靜脈氧飽和度以及氧攝取率可能已經改善，但堿缺失仍然處于異常水平。上述研究促使堿缺失作為反映創傷患者休克和輸血需求的重要參數而在臨床上迅速開展。
循環對低血容量性休克的基本反映是血流再分布，從“非重要”器官到“重要”器官。因此，低血容量性休克時內臟血流被不均勻分配導致內臟缺血。雖然腸道對低灌注非常敏感，但是它并不能長時間耐受低氧環境。單一的毛細血管及其周圍的小靜脈通過逆向血流促進營養物質的吸收，然而這就使得腸道微血管無法對低灌注作出反應，以增加血流。而灌注情況是決定低氧耐受的最重要因素，所以，有能力招募大量毛細血管的器官可以很好地控制局部血流，并且對低氧的耐受時間長于那些只有少量毛細血管的器官。腸道缺氧及腸道黏膜通透性增加可損害腸道屏障功能，導致內毒素、炎癥介質和細菌移位，并最終發展為多器官功能衰竭。
一項研究在失血犬模型中證實，即使復蘇后平均動脈壓恢復至正常胃黏膜pH仍處于低水平，并由此推測pHi可能與血流動力學參數不相關，但可以作為組織低灌注的敏感指標。有人在豬類的失血性休克模型中也得到了類似結果并認為，在監測休克對組織的效應時，胃黏膜張力比動脈氧分壓和血流動力學參數更加敏感。人類研究也證實了當休克和灌注的其他指標正常時（如乳酸、堿缺失、APACHEⅡ評分和心輸出量）pHi對低灌注的高敏感性。
急性循環衰竭時，尤其是失血性休克，血流從“非重要”組織（如肌肉）轉移到“重要”器官。因此肌肉氧合狀況可以作為創傷患者組織低灌注的早期指標。一項試驗比較了有發展為器官功能衰竭風險的嚴重創傷患者三角肌StO2（持續觀察36小時）和其他臨床指標的改變，結果顯示平均StO2的增加與機體氧輸送平行，提示StO2可以作為無創的反應復蘇是否足夠的指標。Crookes等報道707位健康人（平均年齡為49歲，男女比例為2∶3）魚際肌StO2為87%±6%，同時觀察145位創傷患者魚際肌StO2并按此數值將患者分為不同嚴重水平的四組，結果顯示魚際肌StO2可以區分嚴重和非嚴重休克，提示肌肉StO2可以用于區分創傷患者休克嚴重程度。當然此研究中存在一些限制因素，如患者分層是以醫師對休克程度的主觀解釋而非低灌注的客觀證據，研究群體異質性高而且是在相對短的時間內完成數據收集而沒有隨訪研究。而另一實驗測量了28例復蘇良好的嚴重創傷患者三角肌StO2為63%±27%，早期低魚際肌StO2提示患者處于感染或多器官功能衰竭風險。Cohn等在創傷休克患者中證實，由NIRS獲得的魚際肌StO2和堿缺失具有同樣的預測多器官功能障礙的能力，基礎魚際肌StO2小于75%的患者其后果更嚴重（多器官功能障礙和/死亡）。近期一項前瞻性觀察試驗發現，入院StO2水平可預測血流動力學穩定（收縮壓＞90mmHg）的戰后受傷人員是否需要輸血。
（歐陽彬）
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