ICU重症患者水分过多对死亡率的影响：生物阻抗矢量分析与累积液体平衡记录比较

徐州矿务集团总医院重症医学科 王旭东

Impact of hyperhydration on the mortality risk in critically ill patients admitted in intensive care units: comparison between bioelectrical impedance vector analysis and cumulative fluid balance recording

Sara Samoni 1,2* , Valentina Vigo 3 , Luis Ignacio Bonilla Reséndiz 2 , Gianluca Villa 2 , Silvia De Rosa 2 , Federico Nalesso 2 ,Fiorenza Ferrari 2,4 , Mario Meola 1,3 , Alessandra Brendolan 2 , Paolo Malacarne 5 , Francesco Forfori 6 , Raffaele Bonato 4 ,Carlo Donadio 3 and Claudio Ronco

Critical Care;2016, 20(1):1-8

研究背景

研究表明，体液潴留（FO）和重症患者的不良预后之间呈正相关。本研究旨在确定水分过多对ICU患者死亡率的影响，通过生物阻抗矢量分析评估（BIVA）与累计液体平衡（CFB）记录进行比较。

研究方法

我们进行了一项前瞻性、双中心、临床盲法观察研究，研究对象为预计入住ICU至少72小时的患者。在观察期间（72–120小时）计算CFB并且计算累积FO。在患者入住ICU时及观察期间每天进行BIVA。我们考虑FO在5%和9.99%之间为中度，FO≥10 %为重度。根据生物阻抗矢量分析评估（BIVA））瘦肉组织水合作用的比例，将患者分为个正常水合（> 72.7%–74.3%）、轻度脱水（> 71%–72.7%）、中度脱水（> 69%–71%）、重度脱水（≤69%）和轻度体液过多（> 74.3%–81%），中度体液过多（> 81%–87%）和重度体液过多（> 87%）。二元逻辑回归模型分析：ICU病死率是反应变量，而通过BIVA（BIVA模型）和FO（FO模型）所测得的体液过多值是预测变量。P值< 0.05有统计学意义。

研究结果

125例患者（平均年龄64.8±16岁，男性占65.6%）。进行了515次BIVA测量，CFB值平均为2.7±4.1 L，通过BIVA评估的瘦肉组织最大水合作用为83.67±6.39%。通过BIVA测量的重度的水分过多是与ICU死亡率显著相关的唯一变量（OR 22.91；95% CI 2.38–220.07；P <0.01）。

研究结论

通过BIVA检测水合状态来预测ICU患者死亡风险比传统的ICU患者常规体液平衡记录方法更好。此外，其安全，使用方便，适合床旁评估。ICU重症患者目标导向性液体管理中BIVA诊断价值有待于足够样本量的随机临床试验来验证。

关键词：生物阻抗矢量分析，累积液体平衡，体液潴留，水分过多，ICU，病死率

研究背景

对入住ICU的重症患者进行精确的液体管理不管是对重症医学医生还是肾脏病医生来说都是最具挑战性和非常重要的任务。尽管在这项任务在重症监护中是基本的要求，评估水合状态以及接下来的治疗仍然是复杂的，需要对机体体液平衡进行一个深入了解。一些研究已经证明体液潴留（FO）和重症患者预后不良之间呈正相关（1-12）。特别是，FO增加了ICU患者的机械通气时间以及急性肺损伤患者的急性肾损伤发生率（AKI）；增加脓毒症患者AKI的发生率及其对肾脏替代疗法（RRT）的依赖；使急性肾损伤患者的肾功能更加恶化；它降低了需要透析患者的（CRRT）无透析天数；增加了外科患者并发感染的几率；并且是ICU患者发生腹内高压重要因素。此外，FO还与所有上述患者的死亡率增加密切相关。

现阶段的研究多是通过测量在ICU期间的体重变化、液体平衡记录或二者一起来判断患者的水合状态。值得注意的是很难测量ICU重症患者的精确体重，它的价值可能会由于液体管理之外的各种因素引起身体组成的变化而受影响。另一方面，液体平衡是液体入量、出量的差值，通常没有考虑不显性失水，这使得其准确性降低。因此，需要更精确的方法来判断患者的水合状态。

生物电阻抗矢量分析法（BIVA）测量全身阻抗，其源于电阻（R）和电抗（XC）。R和XC代表着一种对交替变化的电流的抗性，它们分别对应着由细胞内外电解质溶液以及胞膜和组织衔接处。将测量值进行标准化处理，通过对这两个指标的测量，能够确定机体水合状态和软组织水肿情况。该技术已应用在健康人及维持血液透析和腹膜透析的患者。不管以前研究关于生物阻抗在重症患者中效果的那些不清楚的和有争议的证据报告，如今BIVA技术似乎是可靠的，尤其是通过重复测量反应水合情况的变化。

本研究的目的是对比通过BIVA和CFB记录所得测量结果评估ICU重症患者水分过多对死亡率的影响。

研究方法

研究设计和患者

在确定的设备和患者中，进行了一项前瞻性、双中心、临床盲性的观察研究，这项研究得到了意大利维琴察San Bortolo医院和比萨的大学医院的机构审查委员会的批准。这项研究需要获得知情同意，因为在ICU中检测生物阻抗既需要参与研究，又同时应用于重症患者的病情评估。这项研究是符合赫尔辛基宣言的伦理原则。纳入标准为：新入住ICU，年龄大于18岁，预计住院时间为72小时或以上的成年患者，由临床医生进行判断。排除标准：（1）妊娠（2）截肢，（3）多药耐药菌感染（4）体外膜氧合治疗的患者。观察区间为进入ICU24小时内开始，持续至少72小时，最多120小时。

数据收集与管理

记录每例患者的人口统计学资料、人体测量学信息、合并症信息及病因，并统计成报告表形式存入数据库中。在入住ICU第一个24小时后完成患者急性生理和慢性健康评分（APACHEII）和简化急性生理学评分（SAPS）II；每天进行序贯器官衰竭估计评分（SOFA）。在入院时及观察期间每天记录的其他的数据，包括临床数据（如动脉血压，心脏和呼吸频率和体温），实验室数据和医院病程记录（例如。使用血管升压剂的剂量、需要机械通气和需要CRRT）。患者发生AKI和感染性休克需要分别根据改善全球肾病预后组织（KDIGO）标准和拯救脓毒症运动（SSC）标准进行诊断 。

每日液体平衡记录为液体每天出入量的代数和，不包括不显性失水，而CFB为观察期间每日液体平衡的代数和。累积的液体负荷是CFB除以每位患者入院体重，结果用百分比来表达。我们认为FO在5 %和9.99%之间为中度，≥10%为重度。虽然FO的定义是以液体潴留百分比大于等于基于之前文献报道的患者入院时基础体重10%。，如上所述，我们大胆地提出进一步分类为中度和重度FO。

在患者入住ICU第一个24小时内以及之后的72小时–120小时期间每日使用单频电阻抗分析仪（RenalE FG，akern，佛罗伦萨，意大利）进行水合状态的评估。BIVA收集的参数是：（1）R、（2）XC，（3）相位角和（4）瘦肉组织水合百分比。采用300微安的交流电进行测量，工作频率为50 kHz。病人仰卧在病床上并且未接触金属物体，由三个不同的训练有素的操作者来进行BIVA分析。根据制造商的说明，上肢和躯干之间的夹角以及双腿之间的夹角分别为30°和45°。皮肤用酒精或生理盐水清洁后，在右手和脚上的放上电极。患者的水合状态分为三个等级：正常水合、脱水和水超负荷。根据BIVA的数值，正常水合水平为瘦肉组织的72.7%到74.3%之间（0级）。超过高值和低于低值分别代表水超负荷和脱水状态。脱水程度分为轻度（1级：> 71%–72.7%），中度（2级：> 69%–71%）和重度（3级：≤69%）。同样，水分过多分为轻度（+ 1级：> 74.3%–81%），中度（+ 2级：> 8 1%–87%）和重度（+ 3级 > 87%）。BIVA结果在研究期间任何时间都没有提供给临床医生。

数据分析

数据用均数±标准差来表示，中位数和四分位差或频率分布视情况而定。在观察期间的水合状态变化趋势是通过箱线图来表示。FO和BIVA获取的水合作用不同分级之间的关系通过一个箱线图来描述。BIVA测得的水合作用对总生存率的影响，用从入住ICU到死亡或研究结束为止的存活天数来表示，通过Kaplan-Meier生存曲线来描述。在研究结束时，所有患者都离开了ICU。

ICU患者死亡率和水合作用等级之间的关系，通过多元逻辑回归模型来分析，其响应变量是ICU的病死率，预测变量为中度和重度水超的实际值（BIVA模型）及其他有效变量。BIVA的测量是收集每例患者观察到的最大值。ICU死亡率与中、重度FO的关系采用多元逻辑回归分析，其响应变量为ICU死亡率，预测变量是在 5 %和9.99%之间的FO值、等于或大于10%的FO值以及所有其他可用的变量（FO模型）。我们发现，中度水分过多与高死亡率不相关，最初的BIVA模式是以ICU死亡率作为响应变量，中度和重度水分过多的存在用BIVA和所有其他的特征作为预测变量。然后，初始模式通过逐步删除非重要变量的逐步分析法进行调整（P值> 0.1）。相同的变量被应用于FO模式，FO值在5 % 到 9 .99 %之间的及FO值等于或大于10%来替换水分过。P< 0.05被认为有统计意义。

使用“R”软件（R核心团队（2015）进行统计分析）。R：一种用于统计计算的语言和环境。维也纳省奥地利市统计计算基金会。网址：/ / www.r-project HTTPS网站）。

研究结果

研究人群的特点

本研究共纳入从2012-5-25至2015-1-15期间符合标准的125名患者。经受多次有创性操作的患者不包括在内，因为在最初24小时之内不能进入观察期，也不包括周末或假期期间入院的患者，因为BIVA测量只有通过两个中心的三个操作者来执行，我们完成了一个较低的收集率。研究人群入住ICU及在ICU期间的主要特点见表1。患者平均年龄为64.8岁± 16岁，65.6%的患者为男性。入住ICU最常见的是手术后需要监测的患者（31.2%）、创伤（28.8%）、脑卒中（28%）和脓毒症（26.4%）（表1）。AKI按照KDIGO标准定义，脓毒性休克按照SSC标准描述，发生率分别为30.4%和16%，16.8%的患者进行了CRRT（表1）。总生存率为63.2%。有28例（22.4%）患者在ICU期间死亡，13例（10.4%）患者在转出ICU住院期间死亡，5例（4%）出院后死亡。

总共进行了515次BIVA测量，按照之前提到的分类标准，64.8%患者过度水化，33.6%正常水化，只有1.6%的患者在入ICU时处于脱水状态。尤其是，0.8%为轻度脱水，无中度脱水患者，0.8%为重度脱水，然而27.2%轻度水肿，20%中度水肿，17.6%重度水肿（图1）。在观察期间患者的水化状态持续高于正常值（图2）。事实上在入组的时候有42例患者BIVA是正常的，83例BIVA异常，包括81例过度水化的，2例脱水。入组时BIVA正常在观察结束的时候仍然正常的有20例，

而那些入组时BIVA异常的患者中，17例回归正常。观察期结束时就液体状态而言，CFB平均为2.7±4.1 L，而通过BIVA估计瘦肉组织平均水合为80.68±5.82%。高水合等级的患者比低水合等级患者的FO值要高，FO值超过5%。事实上，正常水合患者，CFB中位数为体重的1.8%，而在重度水超负荷患者为6.4%（图3）。

结果

考虑到通过BIVA估计的水分过多对总生存数的影响，生存数为从入ICU时起直到死亡或研究结束为止生活的数天，Kaplan-Meier生存曲线显示过度水化比正常水化患者有更高的死亡率（图4）。

按照最后的BIVA模型，如表2所示，我们发现ICU死亡率和严重的水分过多密切相关（OR 22.91；95% CI 2.38–220.07；P＜0.01）。在最后的回归模型中正确分级，24个死亡患者中21个是在ICU（灵敏度= 87.5%），74名幸存者中52名是转出ICU的患者（特异性70.3%），最优阈值24%（即通过Logistic回归模型分类为死亡患者，我们估计死亡的概率≥24%）。FO模型无法显示FO与ICU死亡率之间的任何明显的关联。而且，FO模型评估死亡概率的灵敏度和特异性不如前者：灵敏度66.7%，特异性66.2%，考虑到FO≥10%。不仅如此，该BIVA模型显示的Akaike信息标准（AIC）低于FO模型， BIVA与FO ROC曲线下面积（AUC）分别为0.841，0.785（图5）。

讨论

FO对重症患者死亡率的影响一些临床研究已做描述。在这些研究中，借助于液体平衡记录或体重测量评价水合状态。我们的结果与这些研究结果是一致的：提供一个客观的FO测量方法。的确，与关于ICU患者生物阻抗有效性有争议证据报道的早先研究形成对照，我们发现BIVA所测量的水超与因各种病因入住ICU，不管是否存在AKI患者的长期死亡率有显著的相关性（图4）。

比较BIVA和CFB记录对水合状态的评估，从而预测ICU患者的死亡率，我们以IC U的死亡率为响应变量进行了两个多变量Logistic回归模型：在BIVA模型中，我们评估ICU死亡率与中度和重度水超之间的相关性；在FO模型中预测变量的是5%和9.99%之间的FO值以及≥10%之间的FO值。通过BIVA检测的严重的水超是唯一与ICU死亡率显著相关的变量（OR 22.91；95% CI 2.38–220.07；P＜0.01）。此外，所有指标（AIC，敏感性和特异性）表明与其他模型相比较BIVA模型具有明显的优势（表2、3）。体格检查、每日体液平衡的评估和/或体重是临床常用的重症患者液体管理和利尿治疗决策的依据。然而，临床症状可能会延迟，ICU患者的液体平衡记录和体重测量的准确性和可靠性已经受到质疑。即便液体入量容易知道，而出量可能难以准确计算；甚至，即使考虑了不显性失水，这仍要取决于几个因素（即时间、体温、室内温度和湿度），也可能是难以测量的。

目前，液体评估的金标准是同位素稀释法，但它在ICU中很难执行，因为存在流体分离和示踪剂的异常渗透到细胞。尽管BIVA常用于健康受试者和患有肾脏疾病的患者，血液透析和腹膜透析，其对危重症患者的作用仍然是有争议的。将生物电参数（R，XC）指标的高度，在一个正常的图形中表示：RXC图也显示水合状态和与标准差椭圆对比的软组织肿块。考虑到图表的长轴，一个较短的结果向量标识一个较高的体液含量，趋近极端值。为了给出一个简单的解释，开发了一种新算法将这些参数转换一种成合成测量瘦肉组织水化百分比。根据这一数字比例尺，患者可分为脱水，正常水合和水肿。最近的研究表明，对61例危重患者BIVA水合与液体平衡的变化之间的关系进行了评估。与我们的研究相似，结果表明BIVA测量的水合较计算的液体累计量增加> 1 L。BIVA水合作用统计学上显著的下降与液体损失中位数2.4 L显著相关。这项研究支持在ICU内BIVA与CFB相关，这支持我们使用BIVA作为指导危重患者的液体管理。

虽然BIVA可以评估细胞内液和细胞外液，但它不能识别血管内外容量。尽管在健康受试者身体各部分中存在着平衡，但在ICU患者，一些临床情况可能导致其体液分布平衡失调（机械通气、营养不良、脓毒症、心脏病等），从而使ICU患者使用BIVA测量结果不可靠。我们必须强调的是，生物阻抗不能预测液体反应性，但根据我们的研究结果，它可以评估液体的水化状态及入住ICU患者的死亡风险。在患者的急性炎症损伤，炎性细胞因子和激素使动脉血管扩张和毛细血管白蛋白泄漏，导致动脉充盈不足，微循环障碍和全身灌注不足继发间质水肿。随后，代偿性神经内分泌反应和潜在肾功能障碍引起水钠潴留和FO。而早期足量的液体补充能够预防这些患者发生多器官功能障碍综合征，作者最近强调正确的后期流体管理的重要性。然而，尽管所有FO与不良后果相互关系及危重症患者正确的液体管理的证据还很遥远。的确，在我们的研究人群中，水分过多是非常普遍的，可能是由于入院后的液体管理，所有患者在期间都进行液体管理。

我们的研究有几个局限性：（1）我们的研究人群包括外科和内科ICU患者；在这之前有个决定是募集一个具有异质性群体参与我们的实验，但是这样会导致人群的局限性；（2）我们的电子数据采集系统不包括自动估计不显性失水；（3）我们没有区分输入液体的类型；（4）我们的研究只考虑了瘦肉组织的水合率；然而，它已被很好的描述，在危重病人的蛋白水解细胞自噬的结果可能导致肌肉组织的流失，可能会影响身体其他组成参数的估计。

在我们的研究中入组患者水分过多发生率高，而且与死亡风险有相关性，同时BIVA具有高的检测可行性，我们认为常规使用BIVA可能有助于医生个体化患者的理想体重，有助于液体管理和/或利尿剂治疗。

结论

我们的研究结果确认和扩大了水分过多与ICU死亡率的相关性的文献资料。尽管这个问题很重要，但目前几乎没有评估危重患者水合状态的无创性的方法。通过BIVA法测得瘦肉组织的水合指数，似乎其预测死亡风险比ICU患者常规的体液平衡记录方法更好。此外，阻抗分析已被证明是安全的，使用简便，适合床旁评估。ICU重症患者目标导向性液体管理中BIVA诊断价值有待于足够样本量的随机临床试验来验证。

原文见附件：upfile/File/201608/27/22303116.pdf