陈采霞彭小凡翻译马新华校对
摘要
背景：虽然人们普遍知道脓毒症患者的组织灌注减少，但对其宏观血流动力学和微循环血流之间的关系知之甚少。我们假设血管造影显示的视网膜血流改变可能与宏观血流动力学、炎症介质和视网膜微循环改变有关。
方法：在患者入住重症监护病房后的前5天对其进行两次视网膜荧光素血管造影，观察脓毒症患者的视网膜异常情况。采用超荧光血管造影记录视网膜改变，用视网膜动脉充盈时间(RAFT)测量视网膜血流量，并测定眼压。统计分析时，我们采用从视网膜微血管病变较严重的眼睛测量的RAFT值。采集患者炎症和脑生物标志物的血样，并监测宏观血流动力学。将超过8.3秒的RAFT归类为延长。
结果：31例患者中，有感染性休克患者29例(93%)，机械通气患者30例(97%)，谵妄患者22例(71%)，视网膜血管病变患者16例(51.6%)，其中75%的患者存在双眼病变。RAFT延长患者造影前(2.1L/kg/m比3.1L/kg/m，P=0.)和造影中心脏指数(2.1L/kg/m2比2.6L/kg/m2，P=0.)明显降低。他们有更多的视网膜改变(81%比20%，P=0.)和更高的眼压(18mmHg比14mmHg，P=0.)。RAFT延长的患者C反应蛋白(mg/L比mg/L，P=0.)和白细胞介素-6(39pg/ml比pg/ml，P0.)明显低于RAFT较短的患者。
结论：RAFT延长的患者视网膜血管病变较多，心脏指数较低，而充盈时间较短的患者炎症标志物水平较高。
关键词：脓毒症，视网膜动脉血流，视网膜改变
背景
视网膜被认为是体内代谢最活跃的组织之一，因此低灌注更有可能导致视网膜微循环和结构改变。一些先进的诸如视网膜摄影成像技术和计算机辅助图像分析等方法可以用来表征、测量和量化视网膜微血管系统中甚至是细微的变化和异常。视网膜荧光素血管造影已被用于研究心脏旁路手术术中和术后的微血管变化，有望成为无创性观察脑微血栓相关的视网膜微循环改变的新手段。
脓毒症的微循环改变很常见。已有相关文献对感染性休克动物模型的舌下和胃粘膜微循环异常进行了详细描述。通过正交偏振光谱或侧流暗视野成像技术测量的严重舌下微循环紊乱被认为比整体血流动力学变量更能预测预后。此外，脓毒症动物模型也存在脑部微循环受损。在人类中，促炎和抗炎细胞因子在微生物入侵后释放，交感神经过度兴奋。炎症反应导致了脓毒症的血流动力学异常，即血管扩张和高动力状态，甚至心肌抑制。患者表现为低阻力、高心输出量循环、心动过速和低血压。
在这项重症监护病房(ICU)中脓毒症患者的单中心初步研究中，我们使用视网膜荧光素血管造影测量了视网膜血流量。我们假设血管造影显示的视网膜血流改变可能与宏观血流动力学、炎症介质水平和视网膜微血管病变有关，并反映了脑功能障碍或脓毒症的临床严重程度。
设定
本前瞻性研究，是一项在一所拥有内外科混合ICU医院(医院)进行的观察性研究。所有在年1月1日至年12月31日期间因脓毒症或感染性休克而住进ICU的患者都被筛选参加这项研究，进行了包括视网膜血管造影、视网膜动脉充盈时间(RAFT)测量、眼压(IOP)测量、谵妄筛查，以及血液促炎和脑标志物检测以及血流动力学参数的研究。采用ICUConfusionAssessmentMethod进行谵妄评估。意识水平采用RASS量表评定(评分范围为5-4，分数越低表示意识水平越低，分数越高表示情绪越激惹，分数为0表示警觉和平静状态)。成像时采用GCS昏迷量表测定未用镇静剂患者的意识水平。
根据脓毒症存活期指南，研究纳入标准为脓毒症和感染性休克患者。排除急性脑部疾病、精神障碍、慢性酒精中毒或其他类型的脑病，以及各种眼科疾病，如老年性黄斑变性、糖尿病性视网膜病变、白内障、闭角型青光眼或眼外伤。这项研究得到了北部Ostro-Bothnia医院区当地伦理委员会的批准。在获得患者或其亲属的书面知情同意后，患者被纳入研究。
ICU住院期间的患者管理
脓毒症和感染性休克患者按照脓毒症存活运动指南进行治疗，并根据我们的ICU抗生素管理方案进行抗生素治疗。通过测量动脉压和肺动脉压监测宏观血流动力学。ICU数据管理系统(CentricityCriticalCare*(8.1)SP7(8.17.)，美国伊利诺伊州巴灵顿的GEHealthcare)用于收集有关日常实验室结果、血流动力学参数、对血管活性或镇静剂的需求、住院时间(LOS)、是否存在谵妄和疾病严重程度评分(急性生理学和慢性健康评估II[APACHEII]，简化急性生理学评分[SOFA])的数据。存活的患者在出院后3-6个月在门诊随访。
干预
视网膜血管造影
对双眼进行标准化的荧光素血管造影和数字图像检查。局部滴注托吡卡胺和盐酸苯肾上腺素滴眼液30分钟后出现散瞳。海德堡视网膜血管造影2(HRA2)相机用于特殊的垂直对准(HRA2-53，海德堡工程，海德堡，德国)。4分钟后拍摄血管造影后图像。以静脉层流定时相为动脉充盈期的终点和静脉期的开始。动脉充盈时间从患者的右眼开始测量。在患者入住ICU的第一天或者在入住ICU期间研究纳入标准被制定后进行初步图像的摄取。在2-5d后进行复查。第三次血管造影在患者出院后3-6个月进行。这些出院后的图像被用作患者内部对照，以检测患者入住ICU期间眼底图像中的病理发现。这些图像由对患者的身份和所有临床数据不知情的眼科医生进行分析，对病理结果进行解释。
动脉充盈时间
RAFT由HRA2数字荧光素血管造影测定。在分析中，我们使用视网膜微血管病变较严重的眼的RAFT测量值。确定荧光素血管造影的初始时相，并记录早期充盈阶段。以视网膜中央动脉开始充盈时为动脉期的起始。研究人群的平均动脉充盈时间为8.3秒。以此中位数为截断点，将患者分为两组：小于8.3秒为视网膜动脉充盈时间短(SRAFT)组，大于8.3秒为视网膜动脉充盈时间延长(PRAFT)组。
眼压测量
采用Icare专业眼压计(TA03Icare?PRO，Icare芬兰Oy，芬兰万塔)测量双眼眼压。在每次血管造影时和3-6个月后在ICU诊所进行眼压测量。在有视网膜异常的患者中，我们发现最高的眼压被纳入分析中，而从右眼开始的第一次测量数据用于那些没有视网膜异常的患者。
实验室数据
分离血浆于?70°C保存，分析炎性细胞因子肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)及脑功能障碍标志物(神经元特异性烯醇化酶[NSE]和钙结合蛋白B[SB])。使用MILLIPLEX?MAP人类细胞因子/趋化因子磁珠板(HCYTOMAG-60K,EMDMilliPore，Billerica，美国马萨诸塞州)测定细胞因子浓度。检测下限：TNF-α为0.7pg/ml，IL-6为0.9pg/ml。TNF-α和IL-6的组内变异系数分别为2.6%和2.0%，组间变异系数分别为13%和18.3%。SB和NSE用免疫化学计量法(elecsys分析仪，罗氏诊断公司，德国曼海姆)测定。
统计分析
使用IBMSPSSStatisticsVersion22软件(IBM，Armonk，NY，USA)进行统计分析。比例数据表示为比率(计数)和百分比，连续变量表示为中位数、第25个和第75个百分位数。除非另有说明，比例数据采用皮尔逊卡方检验。连续变量检验采用非参数Mann-WhitneyU检验和独立样本中位数检验。双尾P值小于0.05被认为具有统计学意义。
结果测量
主要的结果测量是中位RAFT。次要结果终点是脓毒症期间的眼压测量及其与RAFT和视网膜不同病理表现的关系。此外，我们对SRAFT和PRAFT患者组之间的人口统计数据、合并症、严重程度评分和结果数据也进行了比较。
结果
本研究共筛查出-年间例脓毒症患者。在这些患者中，名患者符合研究标准，名患者在非工作日或在无法进行视网膜血管造影的时间入院，剩下33名患者纳入研究。随后有两名患者拒绝参与本研究，仅31名患者纳入最终分析。
研究人群中男性占大多数(20名男性，11名女性)。中位年龄为62.1岁(50.6-75.8岁)。APACHEII评分中位数为22分(18-25分)。视网膜异常为16例(51.6%)，其中双眼改变为12例(75.0%)。30d死亡率为12.9%(4/31)。平均RAFT为8.3(6.1-10.8)秒(表1)。
动脉PRAFT患者APACHEII评分较高(22.5比20[15-21]，P=0.)，眼压较高(17.8比14[12.5-15.5]mmHg，P=0.)。视网膜异常在PRAFT患者中更为常见(81%比20%，P=0.)(表1)。
PRAFT组的肺动脉导管热稀释法测定的心脏指数在造影前(2.1[1.7–2.5]比3.1[2.5–3.2],P=0.)和造影时(2.1[1.7–2.4]比2.6[2.2–3.1],P=0.）均较低。在血管造影期间，PRAFT组和SRAFT组之间血管升压剂的剂量、平均动脉压或血清乳酸水平没有差异(表2，图1)。
PRAFT患者在血管造影当天的C反应蛋白水平较低([77.7–.5]mg/L比[–]mg/L,P=0.）(表2)。PRAFT患者的NSE、SB、TNF-α和IL-6水平显著低于SRAFT患者(表3)。
16例患者(51.2%)有视网膜病理改变(图2)。最常见的视网膜异常是荧光素渗漏的视网膜微动脉瘤(56%)，其次是玻璃体出血(13%)和其他视网膜出血(6.5%)。PRAFT组16例患者中有13例(81.3%)出现视网膜异常表现，SRAFT组15例患者中有3例(20.0%)出现异常视网膜改变(P=0.)。在存活的患者中，在对照血管造影中发现异常的视网膜发现已经消失。
延长RAFT组的眼压较高(18mmHg比14mmHg，P=0.)。有趣的是，在所有参与研究的脓毒症患者中，有16%的人有高眼压(眼压21mmHg)。动脉充盈时间不同的两组患者在ICU期间、30天或天死亡率方面没有差异(表1)。在ICU出院后3-6个月进行对照血管造影的患者中，RAFT中位数为12.56(12.1-14.9)秒，PRAFT组与SRAFT组之间差异无统计学意义。
讨论
在本次初步前瞻性研究中我们发现，首先，脓毒症合并PRAFT的患者比脓毒症合并SRAFT的患者有更多的视网膜异常和更高的眼压。其次，PRAFT组患者心脏指数明显降低，IL-6和CRP水平显著降低。第三，这些患者入院时APACHEII评分较高。
据我们所知，本研究是第一个对人类脓毒症患者视网膜血流量进行测量的研究，并探讨了这种测量反映宏微循环的可行性。决定使用中位时间作为延长RAFT的截断值是本研究的一个限制。由于RAFT没有参考值，而且样本量有限，我们决定在这项初步研究中使用中位数。SRAFT患者心脏指数较高，炎症标志物水平较高。这与早期脓毒症的高动力血流动力学状态是一致的，这些血液动力学状态常见于炎症反应的早期。相反，心脏指数和微循环灌注之间的关系还没有通过舌下技术得到证实。然而，另一项早期目标导向液体治疗和血管活性药物治疗方案的研究表明，舌下微循环流速与平均动脉压和混合静脉血氧饱和度相关。一种高动力感染性休克的动物模型研究表明，其肠系膜动脉血流量增加，而回肠微循环减少。总之，脓毒症患者不同器官之间的血流分布是不同的，我们的研究结果表明，它随着心输出量的改变而发生变化。
我们的结果表明，视网膜血管造影可以用来评估大循环，并可能为中枢神经系统的无创性监测提供一种新的技术。这些发现为未来视网膜血流作为评估微循环特别是脑循环的工具的适用性研究提供了思路。我们的研究发现，视网膜血流延长与视网膜微循环异常有关。需要进一步的研究来评估视网膜血流变化是否与全身微血流动力学有关。只需用眼底相机观察患者的眼睛，就可以评估疾病的严重程度，这对ICU临床医生来说是比较经济实用的。
在本研究中，PRAFT患者的眼压较高。同样，在青光眼患者的早期研究中，眼压升高与视网膜静脉充盈时间延迟之间也存在相关性。此前有报道称，普马拉病毒感染患者的眼压降低，平均眼压为4.5mmHg。据我们所知，脓毒症患者以前没有过高眼压的记录。在本研究中，16%的患者眼压21mmHg。
我们的研究中，在一半的脓毒症患者中可观察到视网膜异常，并且在PRAFT组患者中更为常见(81%)。视网膜微血管的改变通常与糖尿病和高血压有关。本研究中入住ICU的脓毒症患者中，我们观察到了荧光素渗漏的视网膜微动脉瘤和视网膜出血。与我们的结果一致的是，在先前对重症急性胰腺炎患者的研究中观察到的视网膜内和视网膜周围出血。该研究表明，视网膜改变与多器官衰竭综合征相关。在我们的研究中，有视网膜改变的患者入院时病情更严重(APACHEII评分22.5[21.2–29.5]比20[15–21],P=0.)。
本研究的一个新发现是荧光素渗漏的视网膜微动脉瘤。炎症或缺血等病理过程可能会破坏视网膜毛细血管中正常的视网膜-血液屏障，从而导致荧光素在血管外渗漏。例如，即使在血管内血压正常的情况下，即使是短暂的缺氧也会增加视网膜小动脉的通透性，稍后也可能累及静脉侧。这些通透性的改变被认为与血管内皮细胞的改变有关。在本研究的患者中，脓毒症相关的心脏指数降低和眼压升高，伴随视网膜血流的改变和延长，可能导致一过性视网膜缺氧，并可能导致视网膜微血管异常的发展。在我们的研究中，与视网膜血流量同时测定的炎症参数(IL-6、CRP)在视网膜充盈时间缩短的患者中显著升高。因此，我们的研究表明，快速的视网膜血流可能与高动力血流动力学和促炎反应有关。
局限性
本研究的主要局限性是患者数量相对较少。这是由于本研究设计中，高度复杂的干预和测量只能在工作日进行。样本量太少以致无法进行以患者为中心的临床结局检验。其结果本质上是观察性的、描述性的和假说生成的。其次，我们8.3秒的截断值是充盈时间的中位数。有关充盈时间的文献很少，视网膜的动脉充盈时间以前没有被用来评估脓毒症患者的血流量。然而，本研究的数据显示充盈时间延长和缩短的患者之间存在差异，即使在这个相对较少的患者群体中也是如此。未来在这一领域的研究中，研究人员需要确定脓毒症患者RAFT的参考值。还需要进一步的研究来确定视网膜血管造影改变是否与舌下微循环改变有关。值得注意的是，考虑到几乎所有的患者都有感染性休克，本研究的死亡率相对较低。
本研究的另一个可能的局限性是，成像是在ICU住院期间的不同阶段在不同的患者身上进行的。这是因为复杂的干预和测量只在工作日进行。然而，在这份患者资料对干预的时间进行协调也是不可能的，因为根据疾病的严重程度、感染类型和症状，患者也会在疾病的不同阶段进入ICU。
结论
初步研究表明视网膜血管造影是一种可行的ICU监护技术。脓毒症患者的视网膜血流量、眼压和微血管病变之间存在联系。RAFT超过8.3秒的患者心脏指数较低，视网膜血管病变较多，眼压较高，炎症标志物水平较低，表明其炎症反应功能受损。
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