引言
液体治疗的目标是维持正常的体液量和体液电解质组成。液体治疗通常分为两部分:
维持性治疗可补充机体经由生理过程(尿液排泄、出汗、呼吸和粪便排泄)每日不断丢失的水和电解质,通常可使机体内环境保持稳态。维持性治疗的需求量根据患者的基础临床状态和情况而定,尤其是对于术后或住院儿童,因为其生理性反应有所改变,如抗利尿激素(antidiuretic hormone, ADH)分泌过多。
补偿性治疗可纠正因疾病或生理异常所致的水和急性电解质不足。补偿性治疗使患者恢复正常的体液量和电解质状态。
本文将总结维持性液体治疗,包括维持性治疗需求量的变化。低血容量评估和补偿性治疗将在别处讨论。(参见“儿童低血容量(脱水)的临床评估和诊断”和“儿童低血容量(脱水)的治疗”)
液体治疗的组分
水
正常生理需水量 — 水的稳态控制依赖于ADH释放、肾脏调节尿中水排泄的能力以及基于渴觉的饮水(参见“水平衡紊乱(低钠血症和高钠血症)和钠平衡紊乱(低血容量和水肿)的一般原理”,关于‘水钠平衡的调节’一节)。健康儿童每日饮水量虽然会有所改变,但对机体无不利影响,就是依赖于上述调节机制。
一直以来,接受胃肠外液体治疗儿童的需水量都是从卧床休养住院儿童需水量与热能消耗之间的关系中直接推导而来[1]。在正常生理情况下,对于每100kcal/kg体重的能量消耗,机体每日不显性失水和显性失水总量约等于100mL。上述失水总量包括机体每消耗100kcal能量时的最低每日必需尿量25ml,后者为膳食摄入和细胞代谢所产生溶质排出体外所必需。
健康儿童的每日热量消耗紧随体重改变而改变,可将体重大致划分为几个范围,热量消耗率随之变化。
体重<10kg−每日热量消耗为100kcal/kg
体重10-20kg−以10kg为基础体重,每日热量消耗为1000kcal;体重超过10kg时,每增加1kg体重,每日热量消耗增加50kcal
体重20-80kg−以20kg为基础体重,每日热量消耗为1500kcal;体重超过20kg时,每增加1kg体重,每日热量消耗增加20kcal
体重>80kg−每日热量消耗为2700kcal,同时要根据临床相关情况予以调整以满足机体代谢需要,因为这些临床情况使机体的热量需求增加或减少
每日需水量可补充呼吸道和皮肤的不显性失水以及尿液和粪便中的显性失水[2]。
机体每消耗100kcal能量时,每日不显性失水(不被个体察觉的失水,通常无法测量)约为45mL。在体重>10kg的患者中,补充不显性失水的需水量通常还可根据体表面积计算,失水率约为300-400mL/m2/d。可将不显性失水进一步描述为皮肤或呼吸道失水:
•皮肤失水占不显性失水的2/3(30mL/100kcal能量消耗),由对流和传导过程中的蒸发所致。婴儿和幼儿每单位体重的体表面积相比年龄较大的儿童和成人成比例增大,从而导致其皮肤不显性失水相对增多。
•呼吸道失水占不显性失水的1/3(15mL/100kcal能量消耗),这种失水的原因是对吸入空气加温和湿化。
机体每消耗100kcal能量时,每日显性失水(可由人体感官觉察到的失水,可以测量)约为55mL。由于健康儿童自粪便失水可以忽略,所以其显性失水主要是由每日尿中水排泄所致,机体需要后者来排出平时膳食摄入和细胞代谢所产生的溶质负荷。如此判断是基于以下几个假设:
•膳食溶质负荷正常且符合患者年龄,尿液与血浆等渗(约290mOsmol/L)。
•尿液浓缩机制正常,这意味着垂体ADH释放正常,肾脏对ADH生物学效应的反应也正常。因此,若要通过每日最低必需尿量来排泄每日溶质负荷,需要能引起ADH释放的最大刺激,同时还需要出现最大的肾脏浓缩尿液反应(尿液渗透压为1200-1400mOsmol/L)。由于ADH释放减少或肾脏对ADH反应减弱而导致尿液浓缩能力下降的患者,需要更大的尿量来排泄其每日溶质负荷。ADH释放不足或肾脏对ADH反应不充分可能导致脱水和高钠血症,ADH释放不当(过多)会导致自由水潴留和低钠血症。
计算方法 — 计算需水量的方法是基于20世纪50年代对住院儿童卧床休养并需要接受胃肠外液体治疗时热能消耗的历史观察[1]。开具胃肠外液体治疗处方常规采用两种方法,这两种方法都假设:对于每100kcal/kg体重的能量消耗,机体需要大约100mL外源性水来补充不显性失水和显性失水。如上所述,两种方法都考虑到了热量消耗和总体重之间的关系。这两种方法还假设尿液与血浆等渗,并且没有持续性异常生理过程,如ADH释放不当。因为正常肾脏可以浓缩和稀释尿液,所以健康儿童一般能耐受低于或高于计算值的液体量,但这些计算值被用作开具维持性液体需要量处方的初始值。
一种方法计算的是患者每日的总需水量,另一种方法计算的是每小时液体需要量。
方法1–计算每小时的维持性治疗液体需要量:
•体重小于10kg−4mL/(kg·h)
•体重介于10kg-20kg−以10kg为基础体重,维持性治疗液体需要量为40mL/h;体重超过10kg时,每增加1kg体重,液体需要量增加2mL/h
•体重大于20kg−以20kg为基础体重,维持性治疗液体需要量为60mL/h;体重超过20kg时,每增加1kg体重,液体需要量增加1mL/h,直至最大液体需要量100mL/h,即每日最大需要量为2400mL
方法2–计算24小时维持性治疗液体需要量(计算器 1):
•体重小于10kg−100mL/kg
•体重介于10kg-20kg−以10kg为基础体重,24小时维持性治疗液体需要量为1000mL;体重超过10kg时,每增加1kg体重,液体需要量增加50mL
按小时计算法所开具的每日总需水量稍低于按日计算法,但该差异通常没有临床意义。例如,对于体重12kg的儿童,采用两种方法计算其维持性治疗需水量:
采用小时计算法,患者维持性治疗需水量为44mL/h或1056mL/24h[10kg基础体重的需水量40mL/h,加上另外2kg体重的需水量4mL/h[介于10kg-20kg、超出10kg的那部分体重,需水量为2mL/(kg·h)]。
采用24小时计算法,患者维持性治疗需水量略高,24小时需水量为1100mL[10kg基础体重的需水量1000mL,加上另外2kg体重的需水量100mL[介于10kg-20kg、超出10kg的那部分体重,需水量为50mL/(kg·d)]。
采用任何一种方法计算儿童需水量时均应考虑如下注意事项:
在体重>65kg时,需水量并不会像体重较低时那样随体重增加而增加。因此,对于体重>65kg的个体,维持性治疗总需水量上限通常为2.4L/d。
住院或手术后儿童中ADH释放不当(过量)的风险偏高。因此,如果不调整补水或补钠量,住院或手术后儿童维持性治疗需水量的常规计算结果可能易致低钠血症。(参见下文‘住院儿童’)
电解质 — 胃肠外液体治疗的维持性治疗电解质需要量,如同需水量,也是根据住院儿童卧床休养时的热能消耗推导而来[1]。儿童每日钠、氯和钾的需要量与每日需水量有如下关系:
钠和氯−–每日2-3mEq/100mL水
钾−–每日1-2mEq/100mL水
尿液电解质损失占维持性治疗电解质需求量的大部分,而出汗和粪便中典型的非显形失水在正常情况下损失的电解质较少。如同水平衡一样,维持性电解质补充可能每天都有所不同,这取决于患者的临床情况。例如,少尿型肾衰竭患者可能需要减少钠和钾补充以防止血容量扩充和高钾血症;相反,腹泻或烧伤患者可能需要增加补充以预防容量不足和低钾血症。
葡萄糖 — 临床医生决定为患者提供额外葡萄糖来源时,会在维持性治疗液体中加入葡萄糖。正常情况下,以静脉补液速率给予患者5%-10%的葡萄糖溶液是安全的,因为如此量的葡萄糖可被细胞迅速吸收而不会留存在血管内。因此,在考虑静注液体的张力时,与钠相比,葡萄糖并非相关因素。因此,本专题中提及的等张溶液仅与钠含量相关,而忽略葡萄糖成分。
葡萄糖不应该用于糖尿病未受控的患者,否则会使血糖水平升高,也不应该用于低钾血症患者。在后一种情况下,葡萄糖会刺激胰岛素释放,促使细胞外的钾离子进入细胞。
维持性治疗液体需要量的改变 — 失水量发生改变,或正常的水平衡稳态调节机制发生改变时(如ADH释放不当),需要调整维持性治疗的液体需要量。
失水量的改变 — 由于不显性失水或显性失水量的改变,以下临床情况可能会影响维持性治疗的需水量(表 1):
早产–早产儿体表面积较大(相对于体重)并且真皮较薄,因此经皮肤不显性失水增多。如果婴儿在开放式辐射加热器下保育或正在接受光疗,经皮肤失水还会增多。(参见“新生儿的液体和电解质疗法”)
烧伤–烧伤患者经受累皮肤部位不显性失水和电解质丢失都会增多。
发热–发热患者经皮肤和呼吸道不显性失水也会增多。
机械通气–采用预湿空气呼吸机的患者,不显性失水会减少,正常情况下呼吸会导致不显性失水。
胃肠道疾病–腹泻会使经粪便显性体液丢失增多。结肠造口术或回肠造口术后,那些通常会流入更远端消化道的肠液不能被重吸收,所以经粪便显性失水也会增多。
少尿–由于显性失水几乎全部来自尿液,少尿型肾衰竭患者尿中水排泄会减少,因此其显性失水可能很少或没有。
出汗–由于剧烈运动或劳累而出汗会导致经皮肤液体丢失增多。
大多数存在每日水摄入和失水不平衡的儿童可以通过渗透压感受器触发ADH和渴觉机制,从而调节尿液水排泄,进而维持其整体水平衡。ADH生理性释放的阈值是280-290mOsmol/kg(图 1)。(参见“水平衡紊乱(低钠血症和高钠血症)和钠平衡紊乱(低血容量和水肿)的一般原理”,关于‘水钠平衡的调节’一节)
ADH生理功能受损 — 在一些临床情况中,正常的生理性ADH释放和对ADH反应可能受损,从而导致尿量改变(表 2)。在这些病例中,要根据ADH分泌以及肾脏对ADH反应的各种改变对液体治疗进行调整。
非生理性ADH释放增多[也称为抗利尿激素分泌不当综合征(syndrome of inappropriate secretion of antidiuretic hormone, SIADH)]导致自由水排出量减少和潜在低血浆渗透压(低钠血症),常发生于既往健康的住院儿童。具有以下情况的儿童尤其要注意SIADH风险:术后或制动;患有中枢神经系统(central nervous system, CNS)或肺部疾病;或者有明显疼痛、应激和焦虑。在这些情况下,液体治疗包括给予等张溶液和限制液体摄入。
虽然不常见,但也有儿童患有慢性神经功能障碍,其中ADH释放的阈值较低。这些患者的治疗主要是限制液体摄入。(参见“抗利尿激素分泌不当综合征的病理生理学及病因学”,关于‘病因学’一节)
ADH释放不足[称为中枢性尿崩症(diabetes insipidus, DI)]可导致多尿,以及脱水引起的潜在血清高渗透压(高钠血症)。有CNS肿瘤或损伤、先天性脑畸形或某些遗传性疾病以及神经性厌食儿童可能会表现为中枢性DI。中枢性DI儿童的临床表现及治疗将单独讨论。(参见“中枢性尿崩症的临床表现和病因”,关于‘病因’一节和“中枢性尿崩症的治疗”,关于‘儿童’一节)
肾脏对ADH反应受损(称为肾性DI)可导致多尿和高渗透压(高钠血症)。儿童肾性DI的原因包括加压素肾脏受体基因突变和导致肾小管损伤的疾病。儿科DI的临床表现和治疗将单独讨论。(参见“肾性尿崩症的临床表现和病因”,关于‘病因’一节和“肾性尿崩症的治疗”,关于‘治疗’一节)
对ADH反应增强极其罕见,已有报道其发生于加压素肾脏受体功能获得性突变的儿童。(参见“抗利尿激素分泌不当综合征的病理生理学及病因学”,关于‘遗传性SIADH’一节)
开具维持性胃肠外液体治疗处方
一般原则 — 我们在临床实践中为儿童开具维持性胃肠外液体治疗时,会应用下述一般原则。这些原则与英国国家卫生与保健评价研究院(National Institute for Health and Care Excellence, NICE)的实践指南一致[3]。
任何单一方案都不能满足所有儿童的维持性治疗水和电解质需求。如上所述,开具处方之前必须始终考虑个人临床情况,而且需要在给予患者任何胃肠外液体治疗时对其恰当性进行定期重新评估。
•要识别儿童维持性治疗通常需水量的任何改变,以便调整所开处方中每日液体给予量,从而保持体液平衡。正常失水量改变时,或水平衡稳态调节机制改变时(如ADH释放不当),需要调整维持性治疗的液体需要量。患病儿童(特别是住院或手术后儿童)尤其会有非生理性ADH释放增多(不当)的风险。(参见下文‘住院儿童’)
机体失水未得到补充将导致容量不足和高钠血症,而饮水量超过机体排水能力将导致自由水潴留和低钠血症(表 1和表 2)。(参见上文‘维持性治疗液体需要量的改变’)
•要进行持续性评估,包括评估净液体平衡(即以出入量之差计算水分得失总量)。临床医生可能经常带着误解来关注特定参数(如尿流量),一种常见误解是尿排出量超过0.5-1mL/(kg·h)代表肾的排泄功能良好。然而,任何单位时间内的适合尿量均直接与患者的血管容量和溶质负荷以及伴随的持续性液体和/或溶质丢失相对应。因此,血容量正常患者接受大量液体在正常情况下会引起利尿。相比之下,给予低血容量患者与此相似的液体量,其排尿量在容量不足得到纠正前会相对较低。
要认识到维持性液体治疗并不能纠正体液平衡紊乱,除了制订维持性治疗计划外,还应该针对异常临床情况作出关于必要液体治疗(可包括液体和电解质)的决策。(参见“儿童低血容量(脱水)的治疗”)
住院儿童
等张溶液和低张溶液 — 一直以来,对于大多数接受胃肠外维持性液体治疗的住院儿童,医生都会给予其加入钾盐添加剂的低张盐溶液以满足机体每日的水和电解质需求(由热能消耗推导得出)[1]。然而,人们越来越意识到这种方法可能有危险,特别是接受胃肠外液体治疗儿童通常会有ADH释放不当(会导致自由水潴留和低钠血症)的风险(表 2)。证据显示低钠血症风险增高与低张溶液的使用相关,所以在给予住院或术后儿童(高血压或肾脏疾病患儿除外)胃肠外液体治疗时,等张盐水是其首选初始治疗液体[4-12]。
临床试验的系统评价显示,与接受等张液体治疗的住院儿童相比,接受低张液体者的低钠血症风险增高[4-6]。这在一项meta分析中得以阐明,该分析发现接受低张溶液治疗儿童的低钠血症风险高于接受等张溶液治疗的儿童(34% vs 17%,RR 2.08,95%CI 1.67-2.63)[5]。
在随后的一项纳入690例住院儿童的大型澳大利亚试验中,使用半张盐水后的低钠血症风险高于等张盐水(11% vs 4%,OR 0.31,95%CI 0.16-0.61)[7]。该研究中两组儿童均无临床上明显的脑水肿发作,且两组间高钠血症发生率无差异。低张溶液组有4例患者发生不良事件,但被认为均与静脉给液无关。等张溶液组有8例患者发生不良事件,包括2例发生水中毒促使临床病情恶化的患者。这些研究发现不仅证实了低张溶液会使患者低钠血症风险增高,而且强调需要对所开具的任何液体治疗处方进行定期重新评估以确定其继续应用的恰当性。
等张液体治疗:维持性治疗液体量和液体摄入限制 — 虽然ADH分泌不当的传统治疗方法是限制液体摄入,但住院或术后儿童需要补充液体以防止因体液体丢失或进入第三间隙(液体积聚于皮肤和筋膜之间的间质间隙,该间隙通常不会充入液体)而出现低血容量(表 2)。在大多数住院儿童中,对于急性内科和外科疾病患者,以维持补液速率给予等张盐水可使其低钠血症和低血容量风险降低。此外,还需要进行持续评估以发现儿童的临床状况变化(如ADH分泌改变)。
一项研究纳入了124例因手术住院的儿童,其结果阐明了维持量等张液体治疗的优点[10]。在这项研究中,给予半维持量液体治疗的儿童比维持量液体治疗者更有可能出现低血容量。此外,接受0.45%盐溶液治疗的患者,其低钠血症风险高于接受等张盐水治疗的患者(30% vs 10%),不论治疗时使用多大液体量。在该队列中,患者术后最初的ADH水平是正常值的2-4倍,但术后24小时内回落到预期水平。这些结果强调,给予患者维持量等张液体的初始治疗方法是首选,以避免出现低血容量和低钠血症,尤其是在确定患者需求时,包括确定其ADH释放情况。
我们的方法 — 在为住院儿童开具胃肠外液体治疗处方时,我们的方法包括以下步骤:
初步评估患者的临床情况和容量状况[3,4,13]。
对于容量不足的儿童,其治疗首先使用等张溶液有针对性地补充任何预估不足[14](参见“儿童低血容量(脱水)的临床评估和诊断”和“儿童低血容量(脱水)的治疗”)。容量补充也会消除任何生理性的低血容量诱发性ADH释放刺激,从而改善机体的自由水排出能力。如果处于高ADH水平、容量减少的儿童被给予低张液体治疗,由于会出现强烈的水重吸收现象,所以患者有出现低钠血症的风险。
对于肾功能和血压正常的住院或术后儿童,如果其血容量也正常,应首先使用维持量等张液体,因为这些患者有低钠血症的风险,可能归因于ADH不当地分泌增多(表 2),或者具有低血容量风险[3,15]。
液体治疗的初始速率根据儿童的体重计算(计算器 1)。(参见上文‘计算方法’)
治疗速率和所用液体的张力要不断进行重新调整,调整的依据是对儿童体液和电解质情况的持续和频繁临床评估以及机体正常稳态调节机制的改变。
•在肾功能受损或高血压的儿童中,必须考虑临床明显容量超负荷或高血压加重的风险。在这一人群中,有必要进行更加频繁的体液和电解质评估并重新调整治疗(通常要减少液体使用量)。
•在ADH生理功能受损的儿童中,可能需要调整液体使用量。(参见上文‘ADH生理功能受损’)
对于血清钾水平和肾功能水平正常的儿童,通常会将氯化钾加入到维持液中,对于体重<10kg的儿童和体重≥10kg的较大儿童,氯化钾浓度分别为10mEq/L和10-20mEq/L。血钾水平异常或肾功能受损的儿童需要更加个体化的补钾处方。(参见“儿童高钾血症的治疗”和“儿童低钾血症”,关于‘管理’一节)
总结与推荐
维持性液体治疗可以补充经由正常生理过程不断丢失的水以及电解质。这些损失经由呼吸道和皮肤不显性失水,以及经由尿液和粪便显性失水而产生。(参见上文‘正常生理需水量’)
需水量的估算与热能消耗直接相关,紧随体重变化而变化。在儿童中,具体的需水量在3个较宽体重范围内变化。临床医生一般根据儿童体重采用两种方法来计算维持性液体治疗的需水量(计算器 1)。(参见上文‘计算方法’)
维持性液体治疗需水量随体能消耗和临床状况(可改变不显性失水或显性失水量)而变化(表 1)。这些临床状况包括尿崩症(DI)、早产、腹泻、结肠造口术或回肠造口术、少尿型肾衰竭、机械通气和抗利尿激素分泌不当综合征(SIADH)。ADH释放增多,也称为非生理性ADH释放,通常发生于住院或手术后儿童。(参见上文‘维持性治疗液体需要量的改变’和‘住院儿童’)
电解质需求量的估算也是基于热量消耗,其中钠和氯需要量为2-3mEq/100mL水,钾需要量为1-2mEq/100mL水。(参见上文‘电解质’)
儿童维持性胃肠外液体治疗的管理包括以下步骤(参见上文‘我们的方法’):
•我们推荐维持性液体治疗初始使用等张液体(Grade 1B)。使用低张溶液致使患者低钠血症风险增高,因为住院儿童中ADH释放增多较为常见(表 2)。
•液体治疗的初始速率根据儿童的体重来计算(计算器 1)。(参见上文‘计算方法’)
•治疗的速率和所用液体的张力要不断进行重新调整,调整的依据是对儿童体液和电解质状态的持续和频繁临床评估以及机体正常稳态调节机制的改变(如ADH分泌不当)。特别是婴儿和幼儿需要经常进行监测,因为他们比年龄较大的患者更具高血容量和高钠血症风险。
•根据儿童的肾功能状况和血清钾水平补充氯化钾。(参见“儿童高钾血症的治疗”和“儿童低钾血症”,关于‘管理’一节)
参考文献
HOLLIDAY MA, SEGAR WE. The maintenance need for water in parenteral fluid therapy. Pediatrics 1957; 19:823.
Hellerstein S. Fluid and electrolytes: clinical aspects. Pediatr Rev 1993; 14:103.
Neilson J, O'Neill F, Dawoud D, et al. Intravenous fluids in children and young people: summary of NICE guidance. BMJ 2015; 351:h6388.
Foster BA, Tom D, Hill V. Hypotonic versus isotonic fluids in hospitalized children: a systematic review and meta-analysis. J Pediatr 2014; 165:163.
McNab S, Ware RS, Neville KA, et al. Isotonic versus hypotonic solutions for maintenance intravenous fluid administration in children. Cochrane Database Syst Rev 2014; :CD009457.
Padua AP, Macaraya JR, Dans LF, Anacleto FE Jr. Isotonic versus hypotonic saline solution for maintenance intravenous fluid therapy in children: a systematic review. Pediatr Nephrol 2015; 30:1163.
McNab S, Duke T, South M, et al. 140 mmol/L of sodium versus 77 mmol/L of sodium in maintenance intravenous fluid therapy for children in hospital (PIMS): a randomised controlled double-blind trial. Lancet 2015; 385:1190.
Choong K, Kho ME, Menon K, Bohn D. Hypotonic versus isotonic saline in hospitalised children: a systematic review. Arch Dis Child 2006; 91:828.
Hanna S, Tibby SM, Durward A, Murdoch IA. Incidence of hyponatraemia and hyponatraemic seizures in severe respiratory syncytial virus bronchiolitis. Acta Paediatr 2003; 92:430.
Neville KA, Sandeman DJ, Rubinstein A, et al. Prevention of hyponatremia during maintenance intravenous fluid administration: a prospective randomized study of fluid type versus fluid rate. J Pediatr 2010; 156:313.
Wang J, Xu E, Xiao Y. Isotonic versus hypotonic maintenance IV fluids in hospitalized children: a meta-analysis. Pediatrics 2014; 133:105.
Moritz ML, Ayus JC. Maintenance Intravenous Fluids in Acutely Ill Patients. N Engl J Med 2015; 373:1350.
Friedman A. Maintenance fluid therapy: what's next. J Pediatr 2014; 165:14.
Friedman AL, Ray PE. Maintenance fluid therapy: what it is and what it is not. Pediatr Nephrol 2008; 23:677.
Gerigk M, Gnehm HE, Rascher W. Arginine vasopressin and renin in acutely ill children: implication for fluid therapy. Acta Paediatr 1996; 85:550.