Động lực học của dịch truyền trong hồi sức cấp cứu�(dynamics and kinetics of resuscitation fluid)

Lê Hữu Thiện Biên

Khoa HSTC, BV ĐHYD TPHCM

Bộ môn HS-CC-CĐ, ĐHYD TPHCM

Mở đầu

• Dịch truyền được sử dụng thường xuyên trong HSCC, đặc biệt trên bệnh nhân có huyết động không ổn định
• Mặc dù được xem như “thuốc”, rất nhiều khía cạnh trong sử dụng dịch truyền dựa vào ý kiến chuyên gia, nghiên cứu quan sát: chỉ định, tính liều, đánh giá hiệu quả
• Áp dụng các nguyên lý dược động lực học giúp hiểu rõ và sử dụng dịch truyền hiệu quả hơn

Nội dung

DỊCH ĐỘNG HỌC

• Ảnh hưởng của dịch truyền trên huyết động: hiệu quả huyết động của dịch truyền (Starling, Guyton)
• Tính liều dịch truyền theo Guyton
• Tính liều dịch truyền theo Starling

DỊCH LỰC HỌC

• Ảnh hưởng của cơ thể lên phân phối, bài tiết dịch truyền
• Các phương pháp đánh giá lực học dịch truyền: phương pháp đo nồng độ hemoglobin
• Một số nghiên cứu về dược lực học dịch truyền trong HSCC: dịch tinh thể/dịch keo, mất dịch/đáp ứng viêm

​

​

Hiệu quả bù dịch theo Starling

• Cơ cở sinh lý của bù dịch: tiền tải tăng → tăng sức co bóp cơ tim (tăng SV/CO)
• Ý nghĩa: bắt cặp cung lượng tim phải và cung lượng tim trái
• Hạn chế: không giải thích được tỷ lệ đáp ứng bù dịch khá thấp dù đa số chức năng tim bình thường

Cecconi, Singer, Rhodes. The fluid challenge. Annual update in intensive care and emergency medicine 2011: 332-339

Hiệu quả bù dịch theo Guyton

• Bù dịch tăng thể tích tuần hoàn động (stressed volume) → tăng áp lực làm đầy hệ thống (mean systemic filling pressure
• Nếu CVP (áp suất hạ lưu) và sức cản tĩnh mạch không thay đổi

TĂNG HỒI LƯU TĨNH MẠCH

​

Berlin, Moitra, Bakker. Guyton at the bedside. In: Monitoring tissue perfusion in shock. Chap 3: 24_34

Hiệu quả huyết động của bù dịch: Starling-Guyton

• FB (fluid bolus) tăng Pmsf > tăng CVP → tăng hồi lưu tịnh mạch
• Tim tăng co bóp đáp ứng với tăng tiền tải (chức năng tim trên đoạn dốc đường cong Starling)
• KHÔNG ĐÁP ỨNG
• Dịch truyền không tăng được stressed volume: lượng dịch quá ít, trương lực mạch máu quá thấp
• Chức năng tim trên đoạn dẹt của đường cong Starling

​

Bennett, Vidouris, Cecconi. Effects of fluids on the macro- and microcirculations. Critical Care (2018) 22:74

Kiểm chứng mô hình Starling-Guyton

• 30 ca có chỉ định FB: sốc nhiễm trùng (60%), sốc tim (27%)
• CI: PiCCO. Pmsf: chẹn cuối thì thở vào và thở ra ở 2 mức PEEP
• Đáp ứng bù dịch (15/30 ca): ΔPmsf > ΔCVP → tăng gradient áp suất (Pmsf – CVP) → CI tăng (2.8 ± 0.9 → 3.2 ± 0.8 lít/phút)
• Không đáp ứng (15/30 ca): ΔPmsf ≈ ΔCVP → gradient áp suất không tăng → CI không đổi (2.9 ± 1.1 → 3.0 ± 1.1 lít/phút)

Guerin. Effects of passive leg raising and volume expansion on mean systemic pressure and venous return in shock in humans. CC (2015) 19:41

Thực tế sử dụng fluid challenge

• Khảo sát 311 ICU, 46 quốc gia, 2231 bệnh nhân
• Bệnh lý: nhiễm trùng huyết (27%), phẫu thuật tim (20.6%)
• Chỉ định fluid challenge thường gặp nhất: tụt huyết áp, giảm liều vận mạch
• Lượng dịch trung bình 500 [500-1000] ml, tốc độ 1000 [500-1333] ml/giờ

​

​

Cecconi. Fluid challenges in intensive care: the FENICE study - A global inception cohort study. Intensive Care Med (2015) 41:1529–1537

Tính liều fluid bolus theo Guyton

BN phẫu thuật tim có chỉ định bù dịch. Quasi-randomized 4 nhóm: dung dịch Hartmann 1, 2, 3, 4 ml/kg truyền trong 5 phút

Mục tiêu: (1) tỷ lệ đáp ứng bù dịch (CO tăng > 10%), (2) lượng dịch cần thiết để tăng Pmsf (least significant change: 14%)

• Lượng dịch quá ít (1 ml/kg) không hiệu quả: âm tính giả 45%
• Lượng dịch tối thiểu để tăng áp lực đổ đầy hệ thống 4 ml/kg
• Không thuốc dãn mạch: 321-393 ml
• Có thuốc dãn mạch: 446-509 ml

Aya. Hemodynamic effect of different doses of fluids for a fluid challenge: a quasi-randomized controlled study. Crit Care Med 2017; 45:e161–e168

Tính liều fluid bolus theo Starling

• 45 bệnh nhân sốc: SNT 60%, sốc dãn mạch 33%
• FB: 500 ml chia thành 10 lần, mỗi lần 50ml/30 giây, đo các chỉ số huyết động sau mỗi liều bolus
• Mục tiêu: tìm lượng dịch tích lũy tối thiểu (cùng với điểm cắt SV) tiên đoán đáp ứng bù dịch (SV tăng ≥ 15% sau 500 ml)
• AUC₂₅₀ 0.93 [CI 95% 0.85-1.00], điểm cắt SV ≥ 9.6% tiên đoán đáp ứng bù dịch với Se 0.92, Sp 0.89
• Tương quan liều-đáp ứng có dạng hàm mũ (khá giống luật Starling)

Barthelemy. Accuracy of cumulative volumes of fluid challenge to assess fluid responsiveness in critically ill patients with acute circulatory failure: a pharmacodynamic approach. British Journal of Anaesthesia, 128 (2): 236-243 (2022)

So sánh hiệu quả các loại dịch

• Loại dịch truyền: dịch tinh thể (Hartmann, Plasma Lyte) 500 ml, HAS 4% 500ml hoặc HAS 20% 100ml
• CI: khác biệt không có ý nghĩa
• MAP: nhóm HAS 4% và HAS 20% có tốc độ giảm MAP chậm hơn (sau 30 phút, MAP ở các nhóm tương tự nhau)
• HAS 20%: thể tích cần dùng thấp hơn, đạt hiệu quả huyết động tương tự, kéo dài hơn

Yanase. A comparison of the hemodynamic effects of fluid bolus therapy with crystalloids vs. 4% albumin and vs. 20% albumin in patients after cardiac surgery. Heart & Lung 50 (2021) 87-876

Đánh giá hiệu quả FB: cung lượng tim

• Ghi nhận các chỉ số huyết động tại các thời điểm t0, t1, t2, t4, t6, t8, t10
• Đánh giá hiệu quả hiệu quả huyết động qua các chỉ số
• Hiệu quả huyết động chung (AUC): biên độ×thời gian
• d_max: mức tăng tối đa
• E_max: giá trị cao nhất
• t_max: thời điểm xảy ra mức tăng tối đa
• d₁₀: giá trị tại thời điểm 10 phút
• CO: t max ≈ 1 phút, sau 10 phút trở về giá trị nền
• MAP không khác biệt giữa responder và non-responder

Aya, Rhodes, Cecconi. Pharmacodynamic analysis of a fluid challenge. Crit Care Med 2016; 44:880–891

Đánh giá hiệu quả FB: huyết áp trung bình

• 64 bệnh nhi FB vì tụt huyết áp: albumin 4% (56%), NS 0.9% (28%), bơm máu (16%)
• Lượng dịch trung bình 5 ml/kg (4.8-5.4), thời gian trung bình 8 phút (4-19 phút)
• Tỷ lệ đáp ứng (MAP tăng > 10%) 42/64 (66%). Trong những ca đáp ứng 28/42 (67%), MAP giảm về mức < 10% sau 6 phút.
• Yếu tố liên quan với tăng MAP: tốc độ truyền, bơm máu

Gelbart, Bellomo. Hemodynamic response to fluid boluses for hypotension in children in a cardiac ICU. Pediatr Crit Care Med 2021;22(1):79-89

Tóm tắt về fluid dynamics

• 2 đều kiện đáp ứng bù dịch: tăng hồi lưu tĩnh mạch, chức năng tim phụ thuộc tiền tải (trên đoạn dốc Starling curve)
• Tỷ lệ đáp ứng khoảng 50%, phụ thuộc: lượng dịch (4 ml/kg)
• Thời điểm đáp ứng xuất hiện khá sớm…đáp ứng bù dịch thường không kéo dài
• Stress relaxation làm tăng dung tích mạch máu
• Tái phân phối máu vào tuần hoàn nội tạng (có dung tích lớn, hằng số thời gian dài)
• Giảm kích thích giao cảm → giảm trương lực mạch máu, giảm co bóp cơ tim
• Thoát mạch (không quan trọng trong thời gian ngắn)

​

Dịch lực học (volume kinetics)

• Áp dụng các nguyên lý dược lực học khảo sát phân phối (distribution) và bài tiết (elimination) dịch truyền
• Các phương pháp đo thể tích huyết tương
• Dùng chất đánh dấu (tracer): phóng xạ (iod phóng xạ gắn albumin), không phóng xạ (indocyanine green)
• Pha loãng Hb: chất hòa tan chính trong máu, không thoát mạch → nồng độ thay đổi nghịch đảo với thể tích huyết tương

​

Ước tính gia tăng thể tích huyết tương bằng Hb

• Vp = Vb×(1 – Hct) với Vp: thể tích huyết tương, Vb: thể tích máu toàn phần
• Nếu Hb không thay đổi (không có mất máu)

Hb_(o)×Vb_(o) = Hb_(t)×Vb_(t)

• Tỷ lệ pha loãng máu

Dp_(t) = (Vp_(t) – Vp_(o))÷Vp_(o)

Dp_(t) = [Hb_(o) – Hb_(t)]÷[Hb_(t) ×(1 – Hct_(o)]

Hahn. Volume kinetics for infusion fluids. Anethesiology 2010;113(2):470-481

Choi. Interpretation of volume kinetics in terms of pharmacokinetic principles. Korean J Anesthesiol 2021;74(3):204-217

Mô hình 2 khoang trong dịch lực học

• Dịch (tốc độ R₀) truyền vào khoang trung tâm (Vc), tăng thể tích khoang này lên vc, đồng thời phân phối vào khoang ngoại biên (Vt) theo hệ số thanh thải k12
• Khoang ngoại biên tăng thể tích lên vt, tái phân phối vào khoang trung tâm theo hệ số thanh thải k21
• Dịch từ khoang trung tâm được bài tiết (qua nước tiểu) theo hệ số k10
• Hai phương trình chính

dv_c /dt = R_o – k₁₀ (v_c – V_c) – k₁₂ (v_c – V_c) + k₂₁ (v_t – V_t)

dv_t /dt = k₁₂ (v_c – V_c) – k₂₁ (v_t – V_t)

• Đo Hb, Hct mỗi 5−10 phút, dùng mô hình hồi quy để tính các tham số của 2 phương trình

Hahn. Volume kinetics for infusion fluids. Anethesiology 2010;113(2):470-481

Choi. Interpretation of volume kinetics in terms of pharmacokinetic principles. Korean J Anesthesiol 2021;74(3):204-217

Thời gian bán hủy của dịch truyền

Hahn. The half-life of infusion fluids: an educational review. Eur J Anaesthesiol 2016; 33:475–482

Các yếu tố ảnh hưởng dịch lực học

DỊCH TINH THỂ

• Các yếu tố nền: tuổi, cân nặng, huyết áp. HA thấp giảm k₁₂ và k₁₀ → tăng hiệu quả tăng thể tích huyết tương, tăng bán hủy
• Tốc độ truyền nhanh (> 40−50 ml/phút) giảm k₂₁ vì vượt quá hồi lưu bạch mạch → phù ngoại biên
• NS có thời gian bán hủy dài gần gấp đôi LR
• Gây mê: bán hủy có thể tăng gấp 10 lần, chủ yếu do giảm huyết áp
• Mất máu: thay đổi không đáng kể k₁₂, có thể tụt huyết áp thứ phát do thoát dịch mô kẽ

CÁC LOẠI DỊCH KHÁC

• Dịch keo (HAS, HES): tăng thể tích huyết tương gần bằng nhau, không có pha phân phối vào mô kẽ
• Glucose: tăng thể tích huyết tương gần bằng LR (ngay sau khi truyền) nhưng không kéo dài
• Muối ưu trương: tăng thể tích huyết tương gấp 4 lần NS
• HAS ưu trương: tăng thể tích huyết tương gấp 3 lần (huy động dịch từ mô kẽ), thời gian bán hủy 6−10 giờ

Hahn. Understanding volume kinetics. Acta Anaesthesiol Scand. 2020;64:570–578

Động học của LR trong đáp ứng viêm

• Cắt túi mật (20 ca), cắt ruột thừa (20 ca)
• LR 15 ml/kg TTM 35 phút (không thêm dùng dịch gì trong 120 phút)
• Mô hình 2 khoang: tính các tham số (thể tích huyết tương, thanh thải trung tâm-ngoại biên, thanh thải ngoại biên-trung tâm, bài tiết)
• Tăng k₁₂: gây mê
• Giảm k₂₁: cắt ruột thừa
• Giảm bài tiết (nước tiểu): gây mê, tụt huyết áp

PHẪU THUẬT: TĂNG THANH THẢI DỊCH TỪ TRUNG TÂM-NGOẠI BIÊN, GIẢM BÀI TIẾT DỊCH

TỤT HUYẾT ÁP GIẢM BÀI TIẾT DỊCH

Bán hủy của LR trước gây mê 131 (126−139) phút, tăng lên gần 10 lần trong gây mê

Li. Volume kinetics of Ringer’s lactate solution in acute inflammatory disease. British Journal of Anaesthesia, 121 (3): 574-580 (2018)

Động lực học LR trong mất dịch, mất máu

• Thực nghiệm trên người tình nguyện: gây mất nước bằng lợi tiểu (UOP 1.5−2.0 lít), gây mất máu bằng rút máu (450/900 ml)
• LR 10 ml/kg trong 15 phút
• K₁₂: giảm trong mất máu, tụt huyết áp
• K₂₁: tăng trong mất máu
• K₁₀: giảm trong cả mất dịch, mất máu

MẤT MÁU GIẢM HIỆU QUẢ TĂNG THỂ TÍCH HUYẾT TƯƠNG NHƯNG TĂNG BÁN HỦY LR GẤP 3 LẦN SO VỚI MẤT DỊCH

​

Hahn, Drobin, Zdolsek, Li. Kinetics of Ringer’s solution in extracellular dehydration and hemorrhage. SHOCK 2020;53(5):566-573

Volume kinetics của HAS trong đáp ứng viêm

• Tỷ lệ gia tăng thể tích huyết tương khoảng 2 lần (tương tự giữa bệnh nhân phỏng và người tình nguyện). Lượng dịch huy động từ mô kẽ: bệnh nhân 3.2 ± 1.8 ml (mỗi ml HAS), tình nguyện 3.4 ± 1.1 ml
• Thoát mạch albumin: bệnh nhân 2.4 ± 1.0 %/giờ, tình nguyện 2.5 ± 1.2 %/giờ
• Bán thải HAS: bệnh nhân 5.9 (2.7 – 11.7) giờ, tình nguyện 6.9 (3.4 – 8.5) giờ
• HAS ưu trương hiệu quả trong bù dịch với tốc độ thoát mạch tương tự người tình nguyện

​

Thể tích máu ban đầu tính theo công thức Nadler, PV = BV (1 – Hct)

Thoát mạch albumin = albumin truyền + (PV_o P-Alb_o) − (PV_t P-Alb_t)

Zdolsek, Hahn. Plasma volume expansion and capillary leakage of 20% albumin in burned patients and volunteers. Critical Care (2020) 24:191

Ảnh hưởng tốc độ truyền lên volume expansion

Bệnh nhân phẫu thuật lớn có giảm TTTH (PLR, tăng lactate): HAS 5% (10 ml/kg) truyền 30 vs 180 phút

Thể tích huyết tương: I¹²⁵ gắn albumin đo 3 thời điểm (trước truyền dịch, sau 30 và sau 180 phút)

Trên bệnh nhân có giảm thể tích tuần hoàn, truyền nhanh HAS có hiệu quả huyết động tốt hơn

Statkevicius. Albumin infusion rate and plasma volume expansion: a randomized clinical trial in postoperative patients after major surgery. CC 2019 23:191

Tóm tắt về volume kinetics

• Tính thể tích hoặc thay đổi thể tích huyết tương bằng đồng vị phóng xạ, nồng dộ Hb/Hct
• Các yếu tố ảnh hưởng phân bố, bài tiết dịch: nền (tuổi, cân nặng, huyết áp), bệnh lý (đáp ứng viêm), điều trị (tốc độ truyền)
• HAS hiệu quả tăng thể tích huyết tương gấp đôi dịch tinh thể

​

Kết luận

• Volume dynamics để đánh giá hiệu quả huyết động của dịch hồi sức (resuscitation fluid).
• Volume kinetics để đánh giá bán hủy của dịch thay thế/duy trì (maintenance, replacement fluid).
• Ứng dụng các nguyên lý động lực học và các nguyên lý giúp hiểu rõ hiệu quả dịch truyền trong hồi sức cấp cứu.
• Hạn chế: cần các phương tiện theo dõi huyết động real-time. Hiệu quả huyết động ngắn hạn không phải luôn luôn đảm bảo hiệu quả lâm sàng