重症患者能量消耗量（energy expenditure，EE）受疾病本身的病理生理进程及治疗干预措施影响，变化明显。因此通过监测能量消耗，制定个体化危重患者营养支持方案，对改善患者预后有着重要意义。而多项研究显示：相比静息能量消耗（resting energy expenditure，REE）测量，各计算公式的准确性不高于75%[1]。故间接热量测定被指南推荐为确定危重症能量消耗（REE）的“金标准”，越来越受到重视[2]。

一、间接能量代谢测定方法及其发展

1.间接测热法：间接测热法（indirect calorimetry，IC）的原理是基于能量守恒定律基础，通过测量氧耗（VO2）与二氧化碳生成量（VCO2）来计算能量消耗。比如氧化1mol葡萄糖需要6mol O2，同时产生6mol CO2和6mol H2O，并释放出一定的能量（ΔH）：C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O+ΔH。间接测热法是通过采集一段时间呼出气CO2、VO2与VCO2，进行气体浓度与流量分析，根据Weir公式[3, 4]计算能量消耗。测量条件：①吸入氧浓度≤60%；②呼气末二氧化碳（ETCO2）改变＜10%；③测量前与测量中避免进行医疗或护理操作，EE波形平稳（VO2与VCO2变化差异＜10%）；④无呼吸通路漏气或者支气管胸膜瘘。Weir公式：REE（kcal）=[（VO2×3.941）+（VCO2×1.11）+尿素氮（g/d）×2.17]×1440[3]。改良Weir公式：REE（kcal）=[（VO2×3.941）+（VCO2×1.11）]×1440。

2.间接热量测量法测量能量代谢在ICU应用的优势：大部分ICU并不具备间接能量代谢的测定设备，故使用预测公式替代能量需求的评估。常用计算方法：

Harris-Benedict（H-B）、Mifflin-St.Joers、Ireton-Jones、Penn State（PSU）公式。H-B公式发表于1918年，基于239名健康志愿者的人体参数分析获得，根据不同应激水平乘以不同应激系数[3]，更多的研究表明根据H-B公式预测REE准确性较低，BMI＜20kg/m2或BMI≥35kg/m2患者更容易被错误的评估。PSU公式纳入了体温、分钟通气量等与疾病相关的功能性参数，在机械通气患者预测的准确性可达70%～75%[4, 5]；改良PSU公式更适于年龄≥60岁、BMI≥30kg/m2患者[6, 7]。Segadilha比较了H-B、Mifflin-St Joers、Ireton-Jones等6种预测公式与IC实际测得REE的差异，97例ICU老年患者（77.9岁±8.5岁）资料显示，校正H-B公式（乘以1.2系数）与实际REE有较高的一致性[8]。一项检索2349篇发表文献的系统综述最终筛选了17项研究914例既有IC-EE测定又有预测公式评估的患者[1]，结果显示，12%患者营养支持中使用预测公式可能高估能量需求10%～66%，更多的是低估实际能量需求10%～41%，占38%。其中如果不考虑应激系数，H-B公式更易低估实际EE，而添加应急系数则往往高估之。54%公式预测值低于IC-EE实际测量值；相比之下PSU公式则最接近IC测量值。

由此可见，IC仍为评估REE的金标准，常用预测公式往往低估或高估实际水平，导致过度喂养或低喂养，增加能量负债，影响ICU患者的临床结局。

二、能量消耗测定在重症患者营养治疗中的作用

1.能量消耗的组成及其意义：随着对代谢变化的认识，避免早期过度喂养（overfeeding）以及之后的供给不足（underfeeding），是危重症营养支持时能量供给要点，也是直接关系到营养支持效果的重要因素。早期能量与营养供给量的推荐意见均是固定的数值，但实际上，在危重症早期的应激代谢状态，总能量消耗包含有非抑制的内源性糖产生的能量，它可以占到总能量消耗的50%以上，这是容易导致早期过度喂养的重要原因。如没有精确的测量方法，临床上是无法得到每位患者的能量消耗量和产生的内源性热量的准确数值不差别，也无法准确获得能量消耗量与能量摄入之间的差别（债）。鉴于这些，危重患者早期应激代谢状态（第一周），实际需要补充的能量不应超过实际测得的EE，否则将导致疾病早期的过度喂养。亦有研究也表明REE测定与避免喂养过度与喂养不足呈高度相关，特别是在危重症早期，REE测量的意义更显重要。

2.间接热量测定在重症患者营养支持中的作用：近年来许多有关于早期能量与营养供给的RCT研究，但结果存在争议。如Arabi等报道的有关“允许性低喂养”的RCT研究（60%～70% vs 90%～100%的能量供给目标），研究中的目标确定采用的是H-B公式＋应激指数。研究结果显示，7天的低喂养与标准营养组的实际能量供给为：59% (1067kcal/d) vs 71% (1252kcal/d)，两组间10%左右的能量供给差异是难以评价其对预后可能产生的影响[9]。其他相关研究也或多或少的存在类似问题。近年来自欧洲的两项关于早期添加肠外营养及早期滋养型喂养（25%目标热量）与充分营养（80%目标热量）比较的临床研究，均依据EEIC测定结果（测定一次或每日测定一次）指导早期依据个体需要的准确能量供给，与对照组比，实现85%～95%目标供给，获得了改善临床预后的效果，降低感染发生与缩短了抗生素使用时间等。体现了代谢测量在优化危重症营养供给方面的指导意义。回顾近年来一些有关能量与营养供给的研究，都不同程度的表明：虽然有指南和共识原则推荐的理想的能量与营养供给目标，但临床应用的实践中，往往不能达到之。实现目标指导下的恰当能供给与能量平衡，动态IC-EE监测是必要的[10,11]。

近年有关比较基于公式计算的REE与REEIC测定指导的能量供给，对危重症营养支持效果影响的研究表明：

1）实际测量指导的能量供给，更接近于个体化能量供给目标供给。

2）依据实际测定的能量消耗量，可能并未增加早期的能量供给，甚至低于公式计算＋应激系数预测的能量供给目标。

3）REEIC测定对于特殊患病群体更具优势，如肥胖或超重的重症患者，更易于避免能量供给不足或过度喂养，而对于低体重、低LBM患者则有利于实现充分能量与营养供给。人体组成的差异（如LBM、脂肪），性别的差异，可能会对物质与能量的代谢产生影响。除此以外，研究表明，能量与营养素的代谢在女性与男性亦有所不同，而这一差别可能会影响到危重症早期的能量与营养的合理供给[12]。

3.REEIC测量准确性的常见干扰因素：尽管IC-EE测定能够提供更接近于实际的能量消耗量，但仍然有些干扰因素是难以回避的，甚至使其无法测量。常见的干扰REEIC测量准确性的因素有：

1）气体泄漏(＞10% of分钟通气量MV)。

2）体温波动(变化＞±10℃，至少1小时)。

3）pH不稳定(＞±0.1，至少1小时)。

4）FiO2＞60%。

5）脏器功能支持方式：RRT、肝脏支持技术(停机时pH改变)、ECMO。

总之，REEIC是通过无创或与呼吸机呼气端链接的方法，提供患者随时的、实际能量消耗量，由此，实现个体化的营养支持治疗，避免早期过度喂养与营养供给不足。未来重症营养的发展将会立足于个体化的评估手段与营养治疗改进，更好地满足不同阶段代谢改变与病理生理特点，在间接热量测定指导下最终获得改进预后的理想结果。

参考文献

1. OSHIMA T, BERGER MM, DE WAELE E, et al. Indirect calorimetry in nutritional therapy. A position paper by the ICALIC study group[J]. ClinNutr,2017, 36(3):651-662.

2. SEGADILHA N L, ROCHA E E, TANAKA L M, et al. Energy Expenditure in Critically Ill Elderly Patients: Indirect Calorimetryvs Predictive Equations[J]. JPEN J Parenter Enteral Nutr,2017, 41(5):776-784.

3. HARRIS A J, BENEDICT F G. A biometric study of basal metabolism in man[J]. Carnegie Institution, 1919, 279(3):48-49.

4. MACDONALD A, HILDEBRANDT L. Comparison of formulaic equations to determine energy expenditure in the critically ill patient[J]. Nutrition, 2003, 19(3):233-239.

5. SCHLEIN K M, COULTER S P. Best practices for determining resting energy expenditure in critically ill adults[J]. NutrClinPract, 2014, 29(1):44-55.

6. FRANKENFIELDD. Validation of an equation for resting metabolic rate in older obese, critically ill patients[J]. JPEN, 2011, 35(2):264-269.

7. FRANKENFIELD DC, ASHCRAFT CM, GALVANDA. Prediction of resting metabolic rate in critically ill patients at the extremes of body mass index[J]. JPEN, 2013, 37(3):361-367.

8. TATUCU-BABET O A, RIDLEY E J, TIERNEYAC. Prevalence of Underprescription or Overprescription of Energy Needs in Critically Ill Mechanically Ventilated Adults as Determined by Indirect Calorimetry: A Systematic Literature Review[J]. JPEN, 2016, 40(2):212-225.

9. OSHIMA T, BERGER M M, DE WAELEE, et al. Indirect calorimetry in nutritional therapy. A position paper by the ICALIC study group[J]. ClinNutr, 2017, 36(3):651-662.

10. ARABI Y M, TAMIM H M, DHAR G S, et al. Permissive underfeeding and intensive insulin therapy in critically ill patients: a randomized controlled trial[J]. Am J ClinNutr, 2011, 93(3):569-577.

11. HEIDEGGER CP, BERGER MM, GRAF S, et al. Optimization of energy provision with supplemental parenteral nutrition (SPN) improves the clinical outcome of critically ill patients: a randomized controlled clinical trial[J]. Lancet, 2013, 381(9864):385-393.

12. SINGER P, ANBAR R, COHEN J, et al. The tight calorie control study (TICACOS): a prospective, randomized, controlled pilot study of nutritional support in critically ill patients[J]. Intensive Care Med, 2011, 37(4):601-609.

13. DROLZ A, WEWALKA M, HORVATITST,et al.Gender-specific differences in energy metabolism during the initial phase of critical illness[J].Eur J ClinNutr, 2014, 68(6):707-711.

主任医师，教授，硕士研究生导师，首都医科大学附属北京同仁医院重症医学科主任医师。中华医学会重症医学分会常委，中国病理生理学会危重病分会常委兼秘书长，中国医师协会重症医学分会常委，中华医学会肠外肠内营养学会常委，中华外科学会营养支持学组委员，北京医学会危重症学会副主任委员，北京医学会肠外肠内营养学会副主任委员，首都医科大学危重病学系副系主任。《肠外与肠内营养杂志》、《中国呼吸与危重监护杂志》、《中国危重病急救医学》编委，《中华外科杂志》特约审稿专家。