控制性肺膨脹時血流動力學指標對ARDS機械通氣患者容量反應性的預測價值

蔡俊丹，陳劍瀟，黃英姿，張曦文，顏漢文，宋健偉，張小軍，吳云， 盛潔，楊毅

(1.丹陽市人民醫院 重癥醫學科，江蘇 丹陽 212300；2.東南大學附屬中大醫院 重癥醫學科，江蘇 南京 210009)

控制性肺膨脹時血流動力學指標對ARDS機械通氣患者容量反應性的預測價值

蔡俊丹1，陳劍瀟2，黃英姿2，張曦文2，顏漢文1，宋健偉1，張小軍1，吳云1， 盛潔1，楊毅2

(1.丹陽市人民醫院 重癥醫學科，江蘇 丹陽 212300；2.東南大學附屬中大醫院 重癥醫學科，江蘇 南京 210009)

目的：探討控制性肺膨脹(SI)對急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)機械通氣患者容量反應性的預測價值。方法：將2016年3月至12月在丹陽市人民醫院重癥醫學科行機械通氣的ARDS患者納入研究。監測患者SI前后的血流動力學變化，15 min進行補液試驗(FC)，根據心指數變化值(ΔCI)將其分為有容量反應性組(FR組,ΔCI≥10%)和無容量反應性組(NFR組,ΔCI<10%)。統計學分析SI時可預測容量反應性的指標，并評估其診斷價值。結果：本研究共納入40例患者(FR組22例，NFR組18例)。與SI前相比，FR組SI后CI(2.90±0.24vs2.61±0.24)、收縮壓(SBP)[(102.4±8.0)mmHgvs(94.0±8.6)mmHg]差異均有統計學意義(P<0.05)。SI- ΔCI、SI- ΔSBP評估容量反應性的ROC分別為0.934、0.851，敏感度均為90.9%，特異度分別為88.9%、77.8%。結論：SI- ΔCI、SI- ΔSBP可用于評估ARDS機械通氣患者的容量反應性。

急性呼吸窘迫綜合征；控制性肺膨脹；容量反應性；心指數；快速補液試驗

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是重癥醫學科(intensive care unit，ICU)常見的危重疾病，病死率高達40%[1]。既往研究顯示，約60%的ARDS患者伴有循環衰竭，接近65%的ARDS患者需要血管活性藥物及液體復蘇[2]。不恰當的液體輸注可能會導致肺及其他組織水腫，影響機體氧合及組織細胞氧代謝，延長機械通氣時間，甚至增加患者病死率[3]。因此，準確評估ARDS患者的容量狀態及容量反應性，是ARDS限制性液體管理策略的重要內容。

控制性肺膨脹(sustain inflation, SI)作為ICU床旁肺復張(recruitment maneuver, RM)的常用方法之一，可促進萎陷的肺泡復張，改善患者的呼吸衰竭，一定程度地減輕呼吸機相關肺損傷[4]。SI時，患者胸腔內壓急劇增高，靜脈回流減少致回心血流量降低，影響患者的血流動力學穩定，尤其在有效循環血容量不足時，其效應更為顯著[5]。然而能否在ARDS機械通氣患者SI的同時，應用SI對血流動力學的影響來評估患者的容量反應性及其預測價值目前尚無研究報道。

本研究通過對ARDS機械通氣患者實施SI進行肺復張，觀察SI前后血流動力學變化，以快速補液試驗(fluid challenge，FC)為金標準，將患者分組，評估SI時血流動力學指標對容量反應性的預測價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象

2016年3月至12月江蘇省丹陽市人民醫院ICU收治的接受機械通氣的ARDS患者。

1.1.1 入選標準

年齡18～70歲；符合2012年ARDS柏林診斷標準[1]；行有創機械通氣治療；診斷ARDS 3 d內。

1.1.2 排除標準

年齡<18歲或>70歲；嚴重心律失常；嚴重右心功能障礙；妊娠；腫瘤終末期；嚴重顱腦外傷；兩個以上肺外器官功能障礙；循環不穩定無法完成肺復張。

1.1.3 倫理學

本研究通過丹陽市人民醫院倫理委員會審批(2010036)，知情同意書由入組患者或法定代理人簽署。

1.2 方法

1.2.1 患者準備

機械通氣時所有患者接受充分鎮痛(瑞芬太尼0.04～0.07 μg·kg-1·min-1)、鎮靜[右美托咪定0.3～0.5 μg·kg-1·min-1或(和)異丙酚30～100 mg·h-1]，維持鎮痛(CPOT)評分0分，鎮靜(RASS)評分0～2分。右側頸內靜脈留置雙腔深靜脈導管、股動脈留置脈波指示連續心排血量監測(pulse- indicated continuous cardiac output, PiCCO)導管，行PiCCO監測(PiCCO plus,Pulsion Medical System公司,德國)。

1.2.2 監測指標

1.2.2.1 一般指標 記錄患者的性別、年齡、入住ICU時間、主要診斷、急性生理慢性健康(acute physical and chronic health evaluation，APACHE)Ⅱ評分、機械通氣參數、血管活性藥物使用情況、動脈血乳酸水平等。

1.2.2.2 血流動力學監測 記錄心率(heart rate, HR)、收縮壓(systolic blood pressure, SBP)、平均動脈壓(mean arterial pressure, MAP)、中心靜脈壓(central venous pressure, CVP)、心指數(cardiac output index, CI)。

1.2.2.3 呼吸力學監測 監測患者平臺壓、峰壓等。

1.2.3 試驗流程

第一步：監測患者血流動力學參數，記為Baseline SI；第二步：實施SI[6]，采用壓力支持通氣模式，設置壓力支持水平0 cmH2O，呼氣末正壓水平40 cm H2O，維持30 s，SI結束后記錄血流動力學參數；第三步：SI結束后恢復機械通氣參數至初始狀態，其他條件不變，15 min后進行快速補液試驗(FC)，即晶體液250 ml靜脈輸注，15 min內輸完。分別在FC前后記錄血流動力學參數。根據FC前后心指數的變化(ΔCI)分為有容量反應性(fluid responsiveness, FR; ΔCI≥10%)組和無容量反應性(No fluid responsiveness, NFR;ΔCI<10%)組[7]。

終止指標：試驗時如患者出現HR低于50次·min-1或大于140次·min-1、SBP低于60 mmHg或SPO2低于88%則立即停止SI，并迅速轉為初始通氣模式。

1.3 統計學處理

采用GraphPad Prism 6和SPSS 22.0軟件進行分析。正態分布的計量資料以均值±標準差表示，數據比較行t檢驗，組內不同時間點采用重復測量方差分析；非正態分布的計量資料以中位數(四分位區間)表示，數據比較采用 Mann- Whitney 檢驗。計數資料以百分比(%)表示，數據比較采用χ2檢驗。應用多因素回歸分析，找出SI后血流動力學指標中與判斷容量反應性最具相關性的指標，其預測價值采用受試者工作特征曲線(receiver operating characteristi, ROC)線下面積評估。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 患者一般情況

共40例患者納入該研究,其中FR組22例，NFR組18例。兩組患者的性別、年齡、體表面積、呼吸機參數設置、呼吸力學、血管活性藥物用量、APACHE Ⅱ評分、基礎血流動力學指標(HR、CVP、SBP、MAP、CI)均無顯著性差異(P> 0.05)。見表1。

2.2 SI對血流動力學的影響

SI前，FR組患者與NRF組患者相比，HR、SBP、MAP、CVP和CI 均無顯著性差異(P>0.05)。實施SI后，FR組與SI前相比，CI、SBP差異有統計學意義(P<0.05)；NFR組患者SI前后的HR、SBP、MAP和CI差異均無統計學意義(P>0.05)。與SI前相比，FR組和NFR組患者SI后的CVP均明顯上升(P<0.05)。見表2。

表1 患者入組時一般情況比較

一般情況有容量反應性組(n=22)無容量反應性組(n=18)年齡/歲54．6±14．353．5±111．7男/例1110APACHEⅡ19．6±1．920．4±2．4BSA/m21．67[1．65，1．74]1．67[1．62，1．73]初始機械通氣參數 頻率/(次·min-1)19[18，21．5]18[16，19．5] Vt/ml380(360，395)380(360，400) PEEP/cmH2O8[8，10]7[6，9．5]呼吸力學 Pplat/cmH2O25[23．25，28]24[22，26]NE/%18(82)14(78)Lac/mmol·L-12．4[2．125，3．8]2．3[2．025，2．575]動脈血氣分析 pH7．32±0．067．37±0．08 PaCO2/mmHg39．7±3．937．6±3．7 (PaO2/FiO2)/mmHg124．8±22．1139．9±24．9血流動力學 HR/(次·min-1)104．2±10．8105．0±6．8 SBP/mmHg102．4±8．0103．7±6．4 MAP/mmHg77．3±6．378．8±3．9 CVP/mmHg9．6±1．510．7±1．8 CI/(L·min-1·m-2)2．90±0．242．92±0．32

注：APACHE Ⅱ.急性生理和慢性健康評分Ⅱ； BSA.體表面積；Vt.潮氣量；PEEP.呼氣末正壓；Pplat.平臺壓；NE.去甲腎上腺素；Lac.乳酸；pH.酸堿度；PaCO2.動脈血二氧化碳分壓； PaO2/FiO2.氧合指數； HR.心率；SBP.收縮壓；MAP.平均動脈壓；CVP.中心靜脈壓；CI.心指數

2.3 多因素回歸分析

多因素回歸分析結果顯示，SI- ΔCI及SI- ΔSBP評估患者容量反應性的OR分別為0.973、0.641，見表3。

2.4 預測價值

SI- ΔCI評估容量反應性的ROC AUC為0.934，截斷值- 8.67%，敏感度90.9%，特異度88.9%，95%可信區間0.652～ 0.983；SI- ΔSBP評估容量反應性的 ROC AUC為0.851，截斷值- 6.0%，敏感度90.9%，特異度77.8%，95%可信區間0.524～ 0.935，見表4。

表2 有容量反應性組與無容量反應性組在SI前后及FC前后血流動力學參數比較

組 別nHR/(次·min-1)SBP/mmHgMAP/mmHgCVP/mmHgCI/(L·min-1·m-2)基線SISI基線SISI基線SISI基線SISI基線SISIFR組22104．2±10．8104．8±10．0102．4±8．094．0±8．6a77．3±6．373．5±7．1a9．6±1．513．7±1．6a2．90±0．242．61±0．24aNFR組18105．0±6．8104．6±6．4103．7±6．4102．4±9．478．8±3．978．6±6．110．7±1．814．9±1．7a2．92±0．322．87±0．35組 別nHR/(次·min-1)SBP/mmHgMAP/mmHgCVP/mmHgCI/(L·min-1·m-2)基線FCFC基線FCFC基線FCFC基線FCFC基線FCFCFR組22104．2±10．793．2±10．9b102．6±8．0114．9±7．4b77．4±6．286．2±6．0b9．6±1．512．0±1．4b2．91±0．243．23±0．25bNFR組18105．6±4．5103．4±5．7103．3±6．4104．7±6．581．3±5．282．8±4．410．7±1．912．2±1．52．92±0．302．94±0．30

注：SI.控制性肺膨脹； FC.補液試驗；HR.心率；SBP.收縮壓；MAP.平均動脈壓；CVP.中心靜脈壓；CI.心指數與Baseline SI比較，aP<0.05; 與Baseline FC比較,bP<0.05

表3 SI導致的血流動力學參數變化的Logistics回歸分析

單變量模型多變量模型BetaSEP值OR(95%CI)BetaSEP值OR(95%CI)SI?ΔHR%0．1980．1510．1921．218(0．906，1．639)SI?ΔSBP%-0．3180．1130．0050．728(0．584，0．907)-0．0270．1260．8280．973(0．760，1．245)SI?ΔMAP%-0．2970．1070．0050．743(0．603，0．915)SI?ΔCVP%0．0120．0170．4901．012(0．978，1．047)SI?ΔCI%-0．4440．111<0．0010．641(0．516，0．797)-0．4440．111<0．0010．641(0．516，0．797)

注：Beta.回歸系數；SE.標準誤；OR.比值比；95%CI.95%可信區間；SI.控制性肺膨脹；HR.心率；SBP.收縮壓；MAP.舒張壓；CVP.中心靜脈壓；CI.心指數

表4 SI對容量反應性的預測價值

指 標AUCP值95%CI截斷值/%敏感性/%特異性/%PLRNLRPPVNPVSI?ΔCI%0．9340．00010．652～0．983-8．6790．988．98．180．100．880．91SI?ΔSBP%0．8510．00010．524～0．935-6．090．977．84．090．1200．780．90

注：SI.控制性肺膨脹； AUC.受試者工作特征曲線下面積；95%CI.95%可信區間；PLR.陽性似然比；NLR.陰性似然比,PPV.陽性預測價值；NPV.陰性預測價值

3 討 論

ARDS患者在機械通氣時的容量管理一直是臨床研究熱點，明確患者的容量反應性則是其關鍵所在。本研究首次通過對比SI導致的血流動力學變化與FC評價的容量反應性的相關性發現，SI- ΔCI及SI- ΔSBP是評估容量反應性的可靠指標。

既往認為，容量反應性是心臟在補液后的反應，若快速補液后每搏輸出量(stroke volume, SV)或者CI較前明顯增加(≥10%),提示容量反應性陽性[8]，反之提示容量反應性陰性。但隨著研究的深入，容量反應性評估的本質被認為是判斷患者的前負荷處于心功能(frank- starling)曲線的位置：在上升支，補液可以導致CI的增加，患者有容量反應性；在平臺支，補液不能導致CI的增加，患者無容量反應性。與之相反的是前負荷下降后，有容量反應性的患者CI會出現明顯的下降，而無容量反應性的患者未必會出現CI的明顯下降。

SI作為ARDS患者肺復張的常用方法之一，其評估容量反應性機制在于：機械通氣導致肺容積的變化，擴張的肺壓迫胸壁和膈肌，胸內壓增加，引起右心房壓力增加，導致靜脈回流到右心室減少，胸腔內血容量減少，大約3次心跳后流量下降傳導至左心室，使得左心室前負荷下降，導致心輸出量暫時降低[9]。SI顯著增加了胸腔內壓，所以這種變化更加明顯[10]。同時SBP也會出現明顯下降。

用SI評估容量反應性的優越性在于：(1)無須增加液體輸注即可判斷患者的容量反應性；(2)SI所導致的血流動力學變化持續時間短，停止SI后血流動力學變化數分鐘即可恢復；(3)可重復性好。與SI相比，判斷容量反應性的其他方法在ARDS患者中或多或少受到一些限制,比如SVV需要抑制患者的自主呼吸，并且潮氣量在8 ml·kg-1以上[11]；在伴有腹腔高壓的患者中，被動抬腿試驗(passive leg raising tests, PLR)預測價值尚不能完全明確[12]。

當然，肺復張有多種方法，本研究采用了SI，但PEEP遞增法(increments of PEEP, IP)、壓力控制法(pressure control, PCV)是否有預測價值需要進一步研究。

總之，本研究通過監測SI所致的ΔCI和ΔSBP來評估ARDS機械通氣患者容量反應性，為臨床床旁快速判斷容量反應性提供了新的思路，具有一定的指導意義。

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《東南大學學報(醫學版)》唯一投稿網址：www.ddxbyxb.cn

Predictive value of sustained inflation for fluid responsiveness in patients of acute respiratory distress syndrome with mechanical ventilation

CAI Jun- dan1，CHEN Jian- xiao2，HUANG Ying- zi2， ZHANG Xi- wen2， YAN Han- wen1，SONG Jian- wei1，ZHANG Xiao- jun1， WU Yun1，SHENG Jie1，YANG Yi2

(1.DepartmentofIntensiveCareUnit,DanyangPeople’sHospital,Danyang212300, China; 2.Department of Intensive Care Unit,Zhongda Hospital, Southeast University, Nanjing 210009,China)

Objective:Toevaluatethepredictivevalueofsustainedinflationonfluidresponsivenessinpatientsofacuterespiratorydistresssyndrome(ARDS)withmechanicalventilation.Methods:ThestudywasconductedinICUofDanyangPeople’sHospitalfromMarchtoDecemberin2016.Duringthisperiod,ARDSpatientswithmechanicalventilationwereenrolled.Wemeasuredthechangesincardiacindex(CI)inducedbyfluidchallengeafter15minutes.Fluidresponsivenesswasdefinedbyafluidchallenge-inducedincreaseinCIgreaterthanorequalto10%.Accordingtothis,patientsweredividedintotwogroups-responders(FR)andnon-responders(NFR).LogisticsanalysiswasperformedtofindouttheindicatorsthatcanpredicttheresponsivenessduringSIandthenROCanalysiswasperformedtoevaluatethediagnosticvalueoftheindicators.Results: 40patientswereenrolledinthestudy, 22intheFRgroupand18intheNFRgroup.ComparedwithSI,thereweresignificantdifferencesofCI(2.90±0.24 vs 2.61±0.24) (P<0.05)andsystolicbloodpressure(SBP) [(102.4±8.0)mmHgvs 94.0±8.6)mmHg]inFRgroup.CIandSBPduringSI(SI-ΔCIandSI-ΔSBP)couldpredictfluidresponsiveness,theAUCofSI-ΔCIandSI-ΔSBPwas0.934and0.851respectivelywiththesensitivityof90.9%and90.9%andspecificityof88.9%and77.8%,respectively.Conclusion:SI-ΔCI,SI-ΔSBPcanpredictfluidresponsivenessofpatientsinARDSwithmechanicalventilation.

acuterespiratorydistresssyndrome;sustainedinflation;fluidchallenge;fluidresponsiveness;cardiacindex

2017- 02- 20

2017- 05- 25

蔡俊丹(1982-)，男，湖北丹江口人，主治醫師，在讀碩士研究生。E- mail:jordanever2016@163.com

楊毅 E- mail:yiyiyang2004@163.com

蔡俊丹，陳劍瀟，黃英姿，等. 控制性肺膨脹時血流動力學指標對ARDS機械通氣患者容量反應性的預測價值[J].東南大學學報：醫學版，2017，36(4):624- 628.

R563

A

1671- 6264(2017)04- 0624- 05

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.04.026