晶體和膠體輸液療法

晶體和膠體輸液療法（Crystalloid and Colloid Fluid Therapy）

原著：Rebecca Kirby

Elke Rudloff

體液的恢復和維持的目的是回復灌流量和水分，同時要預防過量和肺部的、末梢的、和大腦的水腫併發症。選擇使用晶體或膠體輸液的種類與量，始於液體不足部位的判斷。微血管的機能和所給予輸液的成份決定了這些液體如何分布，這個挑戰在於如何在正確的時機、以正確的量、輸給正確的液體。

體液區塊和微血管機能

液體和溶質散布在細胞內區塊（intracellular compartments）、間隙區塊（interstitial compartment）、和血管內區塊（intravascular compartment）之中。分布這些空間的速率與量則是根據細胞膜的滲透性、微血管機能（Starling’s forces）、和溶質滲透力（圖114-1和114-2）。細胞內區塊是由對水有滲透性但是對於大部分帶有電荷的微粒（例如，鈉）沒有滲透性的膜所環繞。在血管和細胞之間的空間就是間隙區塊，對於間隙液體的過濾和交換是細胞代謝和存活的關鍵。動脈、靜脈、和微血管包含了血管內區塊的液體。Starling’s forces影響著血管內區塊和間隙區塊之間液體交換的量。

圖114-1

微血管橫切面。脂溶性分子，例如氧和二氧化碳，分布從間隙到血管內的空間。非脂溶性微粒，包括水，必須從內皮細胞之間的縫隙通過。膠體分子因為太大不能通過細胞膜間隙而留在微血管內。

Capillary微血管

Interstitium間隙

Sodium ion鈉離子

Glucose molecule葡萄糖分子

Water molecule水分子

Colloid molecule膠體分子

圖114-2

圖示在血管內區塊和間隙區塊之間的Starling’s forces。血管內區塊和間隙區塊之間藉由半透性膜區隔。血管內區塊的溶液是被稱為膠體的大分子量的分子，不能容易的通過這層膜，因為膜上的孔洞更微小。來自於這些膠體而增加的滲透性梯度施加在膜上的力就是膠體滲透壓（COP）。血漿中最小且數量龐大能增加COP的蛋白質微粒是白蛋白（albumin）∼69000 daltons。全面帶負電的白蛋白能增加其自身的滲透能力約50％（稱為Gibbs-Donnan effect）。不論是否液體留存在血管內或是移動到間隙，是Starling’s均衡作用漸增的效果。在微血管（c）和間隙（i）之間濾出通過微血管壁的液體量（v）是基於內上皮孔洞的大小（sigma），孔洞的反映作用（reflection coefficient，（kf），和造成穿透微血管力的流體靜力學壓力（p）和COP，妨礙體液的淋巴移動（Q）。當（1）Pc（capillary hydrostatic pressure，微血管流體靜力學壓）增加大於COPc（capillary colloid osmotic pressure，微血管膠體滲透壓）；（2）微血管膜孔洞大小增加；或（3）COPc下降低於COPi（capillary hydrostatic pressure，微血管流體靜力學壓）時，血管內液體能移動到間隙空間。

v = [ kf ( Pc – Pi – sigma ( COPc – COPi )] - Q

Capillary微血管

Interstitium間隙

Sodium ion鈉離子

Water molecule水分子

Colloid molecule膠體分子

輸液的特性

水中微粒的數量、電荷、大小，和微血管機能決定了液體在不同體液區塊的穿透能力。這些體液區塊的機能在病況危急和休克時會發生變化。發炎媒介物作用在微血管後小靜脈造成內皮細胞收縮，導致內皮細胞間的間距變大。血管內白蛋白（69000 daltons）和其他大小類似的微粒就能通過微血管膜進入組織間隙。不同液體的特性影響了該液體在不同體液區塊之間的分布。

藉由滲透壓，水能穿透細胞膜向有較高溶質濃度的一邊移動。溶質度（osmolality），是藉由溶液產生的滲透壓（in milliosmoles per kilogram of H₂O），能妨礙水通過細胞膜。鈉是細胞外最重要的滲透性離子（osmotic ion）。某種溶液移動水穿過細胞膜的能力取決於該溶液的溶質度與細胞內溶質度的比較，也就是滲透性（tonicity）。所給予輸液的滲透性決定了不同體液區塊之間的液體變換（圖114-3）。

圖114-3

不同種類的晶體輸液在不同體液區塊的滲透性和分布。體重的60％是水分，這些水分（身體總水量total body water，TBW）有66％是細胞內液而33％是細胞外液（extracellular fluid，ECF）。在在細胞外的TBW中，25％在血管內而75％在間隙內。分隔在血管內區塊和間隙區塊之間的膜對於水和小離子是有高度滲透性的，而圍繞細胞內空間的膜只對水有滲透性。

當以無溶質的水（例如，5％的葡萄糖水，D₅W），就是不含溶質度活性微粒的，作為輸液時，其分布取決於TBW於不同體液區塊分布的百分比。輸入1L的無溶質水的結果是在30分鐘的平衡作用時間後，最終血管內只有增加80 mL。

當輸以高張性溶液（hypertonic solution，HTS）時（例如，7％的高張性生理食鹽水或mannitol），高濃度的溶質度活性溶質從間隙空間吸引水進入血管內空間。這就造成間隙的溶質度增加迫使血管外液體流出進入間隙空間。

當輸以的液體是等張性如血漿的（例如，LRS、Plasmalyte-A、Normosol-R），細胞外的溶質度沒有發生改變，且水仍停留在細胞外空間。因此，在輸以1L的等張性溶液經過45分鐘的平衡作用時間後，250 mL停留在血管內空間而750 mL流入間隙空間。

間隙區塊－25％TBW，75％ECF

血管內區塊－8％TBW，25％ECF

細胞內區塊－66％TBW

蛋白質是血漿中唯一被溶解的物質且間隙液體不能立即的通過微血管膜。蛋白質群在微血管膜上對滲透壓的反應，被稱為膠體滲透壓（colloid osmotic pressure，COP or oncotic pressure）。血清蛋白質濃度在5.2到5.4 g/dL時，產生17 mm Hg的COP。當血清蛋白質低於這個範圍，血管內COP也可能下降。選擇作為治療的輸液類型是根據液體滲透的和膠體的性質，和體液區塊需求的液體。

輸液的選擇

給予的輸液主要是晶體輸液和膠體輸液這兩種。晶體輸液（crystalloid）是以水為基礎，含有對於微血管膜有滲透性分子的溶液。膠體輸液（colloid）是含有不能立即滲透微血管膜大分子的晶體輸液。最常使用的晶體溶液、膠體溶液、和攜氧血紅素基（hemoglobin-based oxygen carriers，HBOCs），及其特性列於表114-1。

晶體輸液

晶體輸液替代和維持細胞外液體量。因為由靜脈給予正常動物的等張晶體輸液75％到80％在1小時內會移動到血管外空間，晶體溶液是間隙區塊脫水所必需的（參考圖114-3）。依病患的需求選擇各種不同電解質濃度、溶質度、和pH的輸液。

晶體溶液內的鈉和葡萄糖濃度決定了該液體的溶質度和滲透性，且因此影響在不同體液區塊間的分布。在大部分危急的情形，平衡電解質替代晶體溶液，如lactated Ringer’s solution（LRS）、Plasmalyte-A、或Normoso-R，被使用於替代電解質和獨特的細胞外液濃度的緩衝劑。Normal saline（0.9％ sodium chloride solution）也是一種等張性替代輸液，但是並不具有「平衡的」電解質和緩衝劑。

低張性溶液，例如5％ dextrose in water（D₅W），含有的水多於溶質。當葡萄糖快速的被代謝後，剩餘的水會分布在所有的體液區塊之間（參考圖114-3）。低張性液體的使用應該限制以慢速輸給，用以替代計算出不足的自由態水；及緩慢的以不變的速率輸注藥物；或和取代性液體併合出半效價的維持（maintenance）液體。

晶體溶液藉由添加鈉或是葡萄糖來造成高張性。高張性晶體輸液包括3％、7％、和7.5％的生理食鹽水，和含有5％葡萄糖的替代溶液。被濃縮的溶質產生溶質梯度，在以靜脈注射給予後能吸引水進入血管（參考圖114-3有更多資訊）。若持續的流失血漿水分是一個原因，或若是間隙區塊是脫水的，應該要避免使用此種液體。高張性生理鹽水通常併合膠體以延長血管內液體容積量的留存。

細胞對於無溶質水的基礎需求在維持（maintenance）輸液中鈉的濃度大約是血漿濃度的50％。維持鉀的需求量是替代輸液濃度的3倍。維持晶體溶液藉由添加葡萄糖製成濃度2.5％成為等張性。

膠體輸液

膠體溶液主要是做為血管內容積量取代液體（參考表114-1）。全血、血漿製劑、和濃縮的白蛋白，含有蛋白質形態天然的膠體，主要是白蛋白。Dextran 70和hydroxyethylstarches（hetastarch和pentastarch）是合成的膠體。這些製劑的不同在於其大分子的結構和量，決定其膠體溶質度效力、排泄的方式、和溶液的半衰期。每單位容積小分子的數量越多，起始的膠體溶質度效力和血漿容積擴張就越大。膠質溶液中，有最大血漿容積擴張的，是25％白蛋白、dextran 70、Oxyglobin、pentastarch、hetastarch、全血、和血漿。通常合併膠體溶液能達到最好的治療。

天然膠體

當動物需要和紅血球、凝血蛋白、和／或抗凝血酵素一樣的膠體（白蛋白）時，要選擇給予天然膠體溶液。濃度25％的白蛋白溶液可作為快速、低容積量的恢復。在人類，25％的白蛋白用於給予需要血管內容積回復的水腫病患。雖然現在還沒有濃縮的犬貓白蛋白可供使用，人類的產品已經有療效的運用於低白蛋白血症的狗。

狗和貓接受任何含有紅血球的溶液都必須要做血型分類和交叉配對。若是時間緊急，對於狗最好輸以犬紅血球抗原（DEA）1.1－陰性的血液。在輸給期間，血液製品應該要加溫至正常體溫，且要在6個小時內以18-μ微孔的濾網套組輸給。在多次輸血期間要監測血清鈣。輸給大容積量的血液產品也可能造成稀釋性凝血症。

合成膠體

當增加膠體滲透壓（COP）比能取得天然膠體溶液來得必要時，對於體液的回復合成膠體溶液能提供時效性和便利性。合成膠體能併合全血或血漿使用，但是當需求的是白蛋白、紅血球、抗凝血酵素、或是凝血蛋白時，就不能取代血液製劑。Dextrans和hydroxyethyl starches（HES）是合成的膠體，依其個別的藥理學、特性、和可能的副作用而有其獨特性（參考表114-1）。依照其個別的特性選擇需要的合成膠體。

攜氧血紅素基（hemoglobin-based oxygen carriers，HBOCs）

無基質的血紅素溶液（例如，Oxyglobin），是以聚合牛血紅素的乳酸林格懸浮液製作的攜氧血紅素基（hemoglobin-based oxygen carriers，HBOCs）。這些溶液具有相似於hetastarch的膠體性質，能發揮血管加壓的效果。給予HBOCs能促進肺部微血管的氧飽和，在40 mm Hg的氧分壓時能釋放氧至組織微血管。最高30 mL／kg／day的劑量已被用於貧血的動物，輸給速率約為或低於10 mL／kg／hour。當HBOC用於正常血液容積的動物，必須緩慢給予並小心監控以免容積量過度。

輸液治療計畫

輸液治療計畫必須能以適時的方式足以回復體液的不足、能回復持續的流失、和能符合病患持續的需求。正常的腎臟和心臟血管系統能校正大部分計算錯誤的輸液治療，但是在重病的動物這些機能會被拖累。為了避免威脅生命的間隙水腫，通常臨床醫師會嘗試促進器官的灌流量。一個輸液治療計畫應該要有合理的程序，運用最終極的回復技術。

回復（RESUSCITATION）

回復時，輸液治療快速的償替造成或是可能造成器官損害危及生命的體液缺失。血管內的體液缺失顯示出主要是灌流量（perfusion）的問題。間隙和細胞內的體液缺失，理學上症狀會表現水合作用（hydroation）的問題。

灌流量Perfusion

灌流量有問題時會顯現出如心律、脈搏強度、黏膜顏色、微血管回血時間、和直腸溫的改變。灌流量不足的回復與血容積減少有關的，需要藉由靜脈注射或骨內注射路徑來快速增加血管內容積。輸液的選擇和劑量基於病患的心臟血管狀況和急診基礎數據（血球容積比、總蛋白、血清血糖、鈉、鈣、鉀、和血液氣體數值；表114-2和Box 114-1）。

晶體輸液能不並用膠體輸液單獨給予；然而，可能更難在沒有水腫等併發症的狀況下達到灌流的目的（end-points 表114-3）。經由靜脈快速的給予大量的晶體輸液造成血管內流體靜力學壓力的增加和膠體滲透壓（COP）的減少，造成滲出物質進入間隙。當對於有腦部、肺臟、腎臟、或心臟有病變的病患在回復時單獨給予晶體輸液，需要密切的照護。回復所需的輸液總量可能會多於或少於被評估的血漿量（在狗是50 – 60 mL／kg；在貓是40 – 50 mL／kg），需求能達到效果的滴注量。

回復時同時使用膠體輸液和晶體輸液，需要的液體量較少且能達到更快的回復時間。在加入膠體的情況下，晶體輸液的輸注速率比單獨只使用晶體輸液時可以減少 40％到60％。合成的膠體輸液能增加膠體滲透壓（COP）的影響，造成血管內容積高於輸注的容積量。回復時若需要增加微血管滲透性的情況，必須要選擇膠體顆粒大於微血管孔隙的膠體溶液，此時優先考慮hetastarch、pentastarch、或stroma – free hemoglobin。當病患需求紅血球、凝血因子、抗凝血脢、或白蛋白，要選擇的是天然膠體。使用天然膠體時，血液容積量的增加等於輸注的容積量。要達到病患的需求，通常需要併用晶體、合成膠體、和天然膠體。

犬的迅速血管內容積量回復

因為非創傷性因素造成血容積減少或是血流的分布失常而導致狗的休克，能藉由快速血管內容積量回復技術來改善（表114-4）。全血製品可以快速的給予變化激烈的出血情況，且至少要配合上進行中的流失。若在一開始的給藥後灌流量並沒有助於達成需求，可以進一步運用小量靜脈內回復技術給予膠體（參考圖114-5）。快速血管內容積量回復技術不建議使用於休克的貓咪。

小容積量血管內回復

併有封閉性體腔出血、頭部創傷、肺臟挫傷、心因性休克、寡尿型腎衰竭、高血鈉、或高血糖的狗，能藉由運用小容積量血管內回復技術小心的回復來改善（圖114-4）。這也能適用於所有低血壓的貓咪（圖114-5）。體溫過低，特別是在貓，能顯著的讓心臟血管系統對於體液回復的反應遲鈍。因此當開始施行體液回復時，應該要有效的保溫。目標是要在30分鐘之內讓直腸溫達到超過華氏98度（約攝氏36.7度），以使兒茶酚胺（catecholamine）接受體反應最大化。若無心臟疾病，晶體和合成膠體輸注的小容積回復效果持續進行，直至達到期望的目的。

當hetastarch和dextran70的劑量在狗超過40mL／kg／day和在貓超過20mL／kg／day時，可能需要輸血漿（plasma）以維持足夠的凝血時間。Stroma – free hemoglobin能用於狗，總量不要超過30mL／kg／day。若已經給予最大回復劑量後動脈血壓仍低於70 mm Hg，應該要開始檢查對於造成不反應性休克（如，嚴重的血管擴張／血管收縮，心臟功能障礙）的原因，且給與dopamine（5到15 µg／kg／min以持續速率輸注（constantrate infusion，CRI）或stroma – free hemoglobin（若還未使用過）並持續注意血管壓力的效果。

再水化Rehydration

血管外空間（間隙和細胞內）的體液缺失造成脫水（dehydration）。嚴重的脫水能造成灌流量的減少，這是因為體液從血管內空間移動到脫水的間隙。要補充間隙空間，應該給予含有基於病患需求電解質且等張於血漿的晶體輸液（參考表114-1）。藉由理學檢查的特徵來評估脫水的百分比（參考Box 114-1和表114-5）決定給予的晶體溶液量。最好是由靜脈注射或骨內注射途徑給予，儘管皮下注射途徑也可以。

給予的速率應該由緊急的程度來決定。急性流失允許至少1到4個小時以上的快速歸償（replacement）。慢性流失或肺臟、心臟、腦部有機能障礙的，通常需要較慢速的回復速率，超過4到12個小時。要給予的總量和速率由監測要達到的目標因素來決定（參考表114-3）。

目標回復End-Point Resuscitation

成功的回復治療在於能給予缺失體液的質量以達到特定目標，這個過程被稱為目標回復end – point resuscitation。在回復期間，臨床醫師要決定達到目標的量質，這將會導向成功的回復。理學檢查、血液動力學、和血液化學參數是監測的主要項目（參考表114-3）。造成體液缺失的原因，和重要的器官功能一樣，支配著要達到的目標和要運用的目標回復技術。

對於血容積過少性休克（hypovolemic shock）和系統性炎症反應症候群（systemic inflammatory response syndrome，SIRS），若並未累及腦部和肺臟，建議可以用高於正常的回復灌流量以增加氧的傳送。理學上灌流參數（較低的心律、較強的脈搏、正常的微血管回血時間、和呈現粉紅色的黏膜）的回復聯合血液動力學參數（例如，PCV、COP、動脈血壓、排尿量、和中央靜脈壓）用於評估治療是否成功。

創傷性休克和封閉性體腔出血和／或腦部出血，可以運用低血壓回復技術。動物透過增加物理性灌流回復至目標，但是要達到的血壓是在正常偏低的範圍內（參考圖114-4）。這樣做是為了避免能提供救命止血作用的凝固現象消失。

維持Maintenance

晶體輸液是輸液療法的支柱，輸液種類的選擇是基於病患的需求（參考表114-2和Box 114-1）。維持輸液能提供電解質、支持COP、蛋白質、凝血因子、葡萄糖、或營養，這些根據其所選擇的液體和補充方式（參考表114-1）。在微血管滲透性增加和白蛋白過低的情況時，可藉由hetastarch併合維持晶體輸液以一定持續速率輸注以持續維持膠體滲透壓（COP）。

正常的維持輸液速率評估包括無感覺的、必有的（尿液和糞便）、和代謝的水分與電解質流失。估計出標準的晶體輸液維持量是40到60 mL／kg／day。經由尿液增加、發燒、嘔吐、下痢、或體液外滲至第三體腔等持續的流失，應該以等張性替代晶體輸液來估算及替代。這個估算出的量要併入每日「維持」需求總量，且應該要減去從口攝取的量。維持輸液治療計畫在治療期間必須不斷的再評估，並適時對應調整。

註：平常體液依靜水壓, 滲透壓, 與血管通透性來決定血管內與間質間的平衡. Third space則是vascular 與 interstitium 以外的地方, 如腹腔或胸腔或心包囊. Third space是名詞, third spacing 即指液體漏到third space的意思.

表114-1

常用晶體輸液和膠體輸液比較