控制性肺膨胀时血流动力学指标对ARDS机械通气患者容量反应性的预测价值

蔡俊丹，陈剑潇，黄英姿，张曦文，颜汉文，宋健伟，张小军，吴云， 盛洁，杨毅

(1.丹阳市人民医院 重症医学科，江苏 丹阳 212300；2.东南大学附属中大医院 重症医学科，江苏 南京 210009)

控制性肺膨胀时血流动力学指标对ARDS机械通气患者容量反应性的预测价值

蔡俊丹1，陈剑潇2，黄英姿2，张曦文2，颜汉文1，宋健伟1，张小军1，吴云1， 盛洁1，杨毅2

(1.丹阳市人民医院 重症医学科，江苏 丹阳 212300；2.东南大学附属中大医院 重症医学科，江苏 南京 210009)

目的：探讨控制性肺膨胀(SI)对急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)机械通气患者容量反应性的预测价值。方法：将2016年3月至12月在丹阳市人民医院重症医学科行机械通气的ARDS患者纳入研究。监测患者SI前后的血流动力学变化，15 min进行补液试验(FC)，根据心指数变化值(ΔCI)将其分为有容量反应性组(FR组,ΔCI≥10%)和无容量反应性组(NFR组,ΔCI<10%)。统计学分析SI时可预测容量反应性的指标，并评估其诊断价值。结果：本研究共纳入40例患者(FR组22例，NFR组18例)。与SI前相比，FR组SI后CI(2.90±0.24vs2.61±0.24)、收缩压(SBP)[(102.4±8.0)mmHgvs(94.0±8.6)mmHg]差异均有统计学意义(P<0.05)。SI- ΔCI、SI- ΔSBP评估容量反应性的ROC分别为0.934、0.851，敏感度均为90.9%，特异度分别为88.9%、77.8%。结论：SI- ΔCI、SI- ΔSBP可用于评估ARDS机械通气患者的容量反应性。

急性呼吸窘迫综合征；控制性肺膨胀；容量反应性；心指数；快速补液试验

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是重症医学科(intensive care unit，ICU)常见的危重疾病，病死率高达40%[1]。既往研究显示，约60%的ARDS患者伴有循环衰竭，接近65%的ARDS患者需要血管活性药物及液体复苏[2]。不恰当的液体输注可能会导致肺及其他组织水肿，影响机体氧合及组织细胞氧代谢，延长机械通气时间，甚至增加患者病死率[3]。因此，准确评估ARDS患者的容量状态及容量反应性，是ARDS限制性液体管理策略的重要内容。

控制性肺膨胀(sustain inflation, SI)作为ICU床旁肺复张(recruitment maneuver, RM)的常用方法之一，可促进萎陷的肺泡复张，改善患者的呼吸衰竭，一定程度地减轻呼吸机相关肺损伤[4]。SI时，患者胸腔内压急剧增高，静脉回流减少致回心血流量降低，影响患者的血流动力学稳定，尤其在有效循环血容量不足时，其效应更为显著[5]。然而能否在ARDS机械通气患者SI的同时，应用SI对血流动力学的影响来评估患者的容量反应性及其预测价值目前尚无研究报道。

本研究通过对ARDS机械通气患者实施SI进行肺复张，观察SI前后血流动力学变化，以快速补液试验(fluid challenge，FC)为金标准，将患者分组，评估SI时血流动力学指标对容量反应性的预测价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

2016年3月至12月江苏省丹阳市人民医院ICU收治的接受机械通气的ARDS患者。

1.1.1 入选标准

年龄18～70岁；符合2012年ARDS柏林诊断标准[1]；行有创机械通气治疗；诊断ARDS 3 d内。

1.1.2 排除标准

年龄<18岁或>70岁；严重心律失常；严重右心功能障碍；妊娠；肿瘤终末期；严重颅脑外伤；两个以上肺外器官功能障碍；循环不稳定无法完成肺复张。

1.1.3 伦理学

本研究通过丹阳市人民医院伦理委员会审批(2010036)，知情同意书由入组患者或法定代理人签署。

1.2 方法

1.2.1 患者准备

机械通气时所有患者接受充分镇痛(瑞芬太尼0.04～0.07 μg·kg-1·min-1)、镇静[右美托咪定0.3～0.5 μg·kg-1·min-1或(和)异丙酚30～100 mg·h-1]，维持镇痛(CPOT)评分0分，镇静(RASS)评分0～2分。右侧颈内静脉留置双腔深静脉导管、股动脉留置脉波指示连续心排血量监测(pulse- indicated continuous cardiac output, PiCCO)导管，行PiCCO监测(PiCCO plus,Pulsion Medical System公司,德国)。

1.2.2 监测指标

1.2.2.1 一般指标 记录患者的性别、年龄、入住ICU时间、主要诊断、急性生理慢性健康(acute physical and chronic health evaluation，APACHE)Ⅱ评分、机械通气参数、血管活性药物使用情况、动脉血乳酸水平等。

1.2.2.2 血流动力学监测 记录心率(heart rate, HR)、收缩压(systolic blood pressure, SBP)、平均动脉压(mean arterial pressure, MAP)、中心静脉压(central venous pressure, CVP)、心指数(cardiac output index, CI)。

1.2.2.3 呼吸力学监测 监测患者平台压、峰压等。

1.2.3 试验流程

第一步：监测患者血流动力学参数，记为Baseline SI；第二步：实施SI[6]，采用压力支持通气模式，设置压力支持水平0 cmH2O，呼气末正压水平40 cm H2O，维持30 s，SI结束后记录血流动力学参数；第三步：SI结束后恢复机械通气参数至初始状态，其他条件不变，15 min后进行快速补液试验(FC)，即晶体液250 ml静脉输注，15 min内输完。分别在FC前后记录血流动力学参数。根据FC前后心指数的变化(ΔCI)分为有容量反应性(fluid responsiveness, FR; ΔCI≥10%)组和无容量反应性(No fluid responsiveness, NFR;ΔCI<10%)组[7]。

终止指标：试验时如患者出现HR低于50次·min-1或大于140次·min-1、SBP低于60 mmHg或SPO2低于88%则立即停止SI，并迅速转为初始通气模式。

1.3 统计学处理

采用GraphPad Prism 6和SPSS 22.0软件进行分析。正态分布的计量资料以均值±标准差表示，数据比较行t检验，组内不同时间点采用重复测量方差分析；非正态分布的计量资料以中位数(四分位区间)表示，数据比较采用 Mann- Whitney 检验。计数资料以百分比(%)表示，数据比较采用χ2检验。应用多因素回归分析，找出SI后血流动力学指标中与判断容量反应性最具相关性的指标，其预测价值采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristi, ROC)线下面积评估。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 患者一般情况

共40例患者纳入该研究,其中FR组22例，NFR组18例。两组患者的性别、年龄、体表面积、呼吸机参数设置、呼吸力学、血管活性药物用量、APACHE Ⅱ评分、基础血流动力学指标(HR、CVP、SBP、MAP、CI)均无显著性差异(P> 0.05)。见表1。

2.2 SI对血流动力学的影响

SI前，FR组患者与NRF组患者相比，HR、SBP、MAP、CVP和CI 均无显著性差异(P>0.05)。实施SI后，FR组与SI前相比，CI、SBP差异有统计学意义(P<0.05)；NFR组患者SI前后的HR、SBP、MAP和CI差异均无统计学意义(P>0.05)。与SI前相比，FR组和NFR组患者SI后的CVP均明显上升(P<0.05)。见表2。

表1 患者入组时一般情况比较

一般情况有容量反应性组(n=22)无容量反应性组(n=18)年龄/岁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]初始机械通气参数 频率/(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]呼吸力学 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]动脉血气分析 pH7．32±0．067．37±0．08 PaCO2/mmHg39．7±3．937．6±3．7 (PaO2/FiO2)/mmHg124．8±22．1139．9±24．9血流动力学 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评分Ⅱ； BSA.体表面积；Vt.潮气量；PEEP.呼气末正压；Pplat.平台压；NE.去甲肾上腺素；Lac.乳酸；pH.酸碱度；PaCO2.动脉血二氧化碳分压； PaO2/FiO2.氧合指数； HR.心率；SBP.收缩压；MAP.平均动脉压；CVP.中心静脉压；CI.心指数

2.3 多因素回归分析

多因素回归分析结果显示，SI- ΔCI及SI- ΔSBP评估患者容量反应性的OR分别为0.973、0.641，见表3。

2.4 预测价值

SI- ΔCI评估容量反应性的ROC AUC为0.934，截断值- 8.67%，敏感度90.9%，特异度88.9%，95%可信区间0.652～ 0.983；SI- ΔSBP评估容量反应性的 ROC AUC为0.851，截断值- 6.0%，敏感度90.9%，特异度77.8%，95%可信区间0.524～ 0.935，见表4。

表2 有容量反应性组与无容量反应性组在SI前后及FC前后血流动力学参数比较

组 别nHR/(次·min-1)SBP/mmHgMAP/mmHgCVP/mmHgCI/(L·min-1·m-2)基线SISI基线SISI基线SISI基线SISI基线SISIFR组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组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组 别nHR/(次·min-1)SBP/mmHgMAP/mmHgCVP/mmHgCI/(L·min-1·m-2)基线FCFC基线FCFC基线FCFC基线FCFC基线FCFCFR组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组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.控制性肺膨胀； FC.补液试验；HR.心率；SBP.收缩压；MAP.平均动脉压；CVP.中心静脉压；CI.心指数与Baseline SI比较，aP<0.05; 与Baseline FC比较,bP<0.05

表3 SI导致的血流动力学参数变化的Logistics回归分析

单变量模型多变量模型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.回归系数；SE.标准误；OR.比值比；95%CI.95%可信区间；SI.控制性肺膨胀；HR.心率；SBP.收缩压；MAP.舒张压；CVP.中心静脉压；CI.心指数

表4 SI对容量反应性的预测价值

指 标AUCP值95%CI截断值/%敏感性/%特异性/%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.控制性肺膨胀； AUC.受试者工作特征曲线下面积；95%CI.95%可信区间；PLR.阳性似然比；NLR.阴性似然比,PPV.阳性预测价值；NPV.阴性预测价值

3 讨 论

ARDS患者在机械通气时的容量管理一直是临床研究热点，明确患者的容量反应性则是其关键所在。本研究首次通过对比SI导致的血流动力学变化与FC评价的容量反应性的相关性发现，SI- ΔCI及SI- ΔSBP是评估容量反应性的可靠指标。

既往认为，容量反应性是心脏在补液后的反应，若快速补液后每搏输出量(stroke volume, SV)或者CI较前明显增加(≥10%),提示容量反应性阳性[8]，反之提示容量反应性阴性。但随着研究的深入，容量反应性评估的本质被认为是判断患者的前负荷处于心功能(frank- starling)曲线的位置：在上升支，补液可以导致CI的增加，患者有容量反应性；在平台支，补液不能导致CI的增加，患者无容量反应性。与之相反的是前负荷下降后，有容量反应性的患者CI会出现明显的下降，而无容量反应性的患者未必会出现CI的明显下降。

SI作为ARDS患者肺复张的常用方法之一，其评估容量反应性机制在于：机械通气导致肺容积的变化，扩张的肺压迫胸壁和膈肌，胸内压增加，引起右心房压力增加，导致静脉回流到右心室减少，胸腔内血容量减少，大约3次心跳后流量下降传导至左心室，使得左心室前负荷下降，导致心输出量暂时降低[9]。SI显著增加了胸腔内压，所以这种变化更加明显[10]。同时SBP也会出现明显下降。

用SI评估容量反应性的优越性在于：(1)无须增加液体输注即可判断患者的容量反应性；(2)SI所导致的血流动力学变化持续时间短，停止SI后血流动力学变化数分钟即可恢复；(3)可重复性好。与SI相比，判断容量反应性的其他方法在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，并且潮气量在8 ml·kg-1以上[11]；在伴有腹腔高压的患者中，被动抬腿试验(passive leg raising tests, PLR)预测价值尚不能完全明确[12]。

当然，肺复张有多种方法，本研究采用了SI，但PEEP递增法(increments of PEEP, IP)、压力控制法(pressure control, PCV)是否有预测价值需要进一步研究。

总之，本研究通过监测SI所致的ΔCI和ΔSBP来评估ARDS机械通气患者容量反应性，为临床床旁快速判断容量反应性提供了新的思路，具有一定的指导意义。

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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，主治医师，在读硕士研究生。E- mail:jordanever2016@163.com

杨毅 E- mail:yiyiyang2004@163.com

蔡俊丹，陈剑潇，黄英姿，等. 控制性肺膨胀时血流动力学指标对ARDS机械通气患者容量反应性的预测价值[J].东南大学学报：医学版，2017，36(4):624- 628.

R563

A

1671- 6264(2017)04- 0624- 05

10.3969/j.issn.1671- 6264.2017.04.026