脉压和呼气末二氧化碳用于监测静脉-动脉体外生命支持（VA-ECLS）期间低心排血量:一项前瞻性观察研究

背景

目前，临床对危重症病人的治疗已进入到机械辅助时代，运用多种体外生命支持技术，危重病人可以有机会得到恢复。静脉-动脉体外生命支持（VA-ECLS）导致心肺分流，患者自身心输出量（NCO）降低，并伴有血栓栓塞和肺部并发症的风险。因此，在VA-ECLS期间准确监测NCO，以实时评估心肺功能很有价值。针对这一问题Mourad M等人设计了一项前瞻性观察队列研究，以探讨脉压(PP)和呼末二氧化碳(EtCO2)在VA-ECLS期间能否有效评估NCO，从而降低相关并发症发生率，研究结果于2020年9月刊发于CRITICAL CARE杂志。

 

研究方法

本文是一项前瞻性观察队列研究，该试验于2016年7月12日在Clinicaltrials.gov上进行了回顾性注册（NCT03323268）。于2016年1月至2017年10月在三级医院重症监护病房(ICU)进行，在VA-ECLS植入后48h内和术后5d内记录观察结果。

研究对象：假设PP < 20mmHg被认为是低NCO的标志，只有PP< 20mmHg的患者才符合条件。随后对所有纳入的患者进行了最多5天的随访。排除标准：筛查时无创通气，年龄小于18岁，肺部疾病(阻塞性肺疾病；急性呼吸窘迫综合征；大量肺栓塞引起的急性心梗)心内分流(心房或心室沟通)以及严重的三尖瓣或肺动脉瓣疾病。当左心室辅助装置(VAD)流量<1.5 L/min时，不作为排除标准。

研究内容：在辅助循环的初始阶段，设置VA-ECLS流量以提供足够的组织灌注(从肺动脉远端管腔测量的混合静脉血氧饱和度，SvO2≥65%)，并纠正代谢性酸中毒。此后，VA-ECLS流量被设置为最低的速率，以确保足够的组织灌注，而需要最高的NCO。

肺通气应以低呼吸频率（10–14次/分钟）和潮气量（4–6 mL/kg）和适度的呼气末正压（8–10 cmH2O）进行通气管理，将基线PaCO2维持在约40mmHg的正常范围内。在超声心动图上定义为肺水肿或严重左心室扩张的情况下，可使用短暂的左心室辅助装置实现左心室减压(左室排气)。

结果变量：NCO、PP、EtCO2。NCO通过上腔静脉持续热稀释PAC进行评估，放置位置经胸片证实。当PAC无法估计NCO时(即当PAC监护仪显示“心输出量<1 L/min”时)，使用多普勒超声心动图(经胸或经食管)评估主动脉和/或肺动脉流出量。考虑到NCO<1 L/min有较高的并发症风险，采用1 L/min的NCO阈值来定义威胁NCO(Th-NCO)。PP通过桡动脉导管监测连续血压得到。脉压被定义为收缩期动脉压-舒张期动脉压，并且只在没有合并左心室辅助装置的情况下进行研究。在呼吸机回路上从呼出气中测量EtCO2，并使用呼吸机CO2分析仪进行监测。此外，动脉至呼气末二氧化碳(PaCO2-EtCO2)梯度计算为PaCO2−EtCO2，其中PaCO2由动脉血气分析测量。

统计分析：统计数据使用卡方检验比较分类变量（以绝对值和百分比表示）。根据图形评估的正态分布，将连续变量（表示为中位数[25-75％]）用t检验或 Mann-Whitney U检验进行比较，以图形方式评估PP和EtCO2与NCO的关系。

分析表明某些变量之间存在非线性联系，因此使用三次样条将它们拟合到回归模型中。通过误差预测模型（模型性能根据X或混杂因素的变化）研究变量之间的联系以及肺和ECLS膜不均匀的V/Q比值(绝对值为1)对EtCO2和NCO关系的影响。采用加权Spearman检验和邹氏置信区间分别计算和比较多个NCO水平两侧的相关性，确定NCO<2 L/min为临界值。

用受试者工作特征(ROC)曲线评价PP和EtCO2预测Th-NCO的能力，并通过计算曲线下面积(AUC)和95%可信区间(95%CI)进行量化。配对ROC曲线比较采用Delong检验。预测Th-NCO的最佳阈值被确定为使显性成本比最小的阈值，其等效于尤登指数的最大化。统计显著性定义为P<0.05。使用R环境进行统计分析。

结果

在研究期间使用VA-ECLS治疗的106例患者中，72例出现PP< 20mmHg，26例患者有PAC(见图1)，收集了196个研究点。PP和EtCO2与NCO的关系是非线性的，并且在NCO <2 L / min时显示出很强的相关性（分别为r = 0.69和r = 0.78）。PP <15 mmHg和EtCO2 <14mmHg具有检测NCO <1 L / min的良好预测值（ROC曲线下的面积分别为0.93 [95％CI 0.89-0.96]和0.97 [95％CI 0.94-0.99]，p = 0.058） 

基线患者特征、VA-ECLS管理和随访结果（见表1）。其中5例患者在短暂或持久的左心室辅助支持下接受VA-ECLS，4例患者在VA-ECLS期间因严重左心室扩张而需要暂时性的左心室辅助装置。 

 

 

NCO测量

每位患者共进行了8次[5-9]次测量，共196个研究点。收集到的51例(26%)Th-NCO发作，主要发生在VA-ECLS的最初的1小时(1小时[0-15])，NCO≥1 L/min的研究点（n=145，74%）被随后记录（中间值30小时[8–65]）。47（24%）的研究点被记录下来，同时剩下的VAD支持正在运行（=脉压的缺失数据），NCO事件和其他研究点之间的比例相似（表2）。18例（69%）患者至少出现一次Th-NCO发作，13例（50%）在第一次测量时出现Th-NCO。根据NCO<或≥1 L/min，呼吸和血流动力学变量（见表2）。

 

脉压和NCO

如图2a所示，PP与NCO的关系呈非线性回归曲线。样条回归模型误差随NCO的增加而显著增加（p<0.001正系数），这意味着模型更适合于较低的NCO值。PP与脑卒中量之间也有相似的关系，随着NCO的增加，样条回归模型的误差显著增加（p<0.001）（图2b）。

由于PP和NCO<2 L/min之间的关系涵盖了NCO值，我们还测试了线性拟合，其相关系数为0.694[CI：0.570–0.786]。

EtCO2和NCO

如图2c所示，EtCO2与NCO的关系也描述了一条非线性回归曲线。样条回归模型的误差随NCO的增加而显著增加（p=0.01，正系数），说明模型对较低NCO值的拟合较好。事实上，EtCO2和NCO<2 L/min之间的线性拟合发现相关系数为0.779[CI 0.683–0.848]。值得注意的是，肺和肺膜的V/Q比值不均匀并不影响ETCO2和NCO之间的关系(V/Q ECLS和V/Q肺分别为p=0.15和p=0.01）。

 

脉压和ETCO2预测NCO的精度

预测Th-NCO的最佳临界值为PP为14.5mmHg（敏感性=0.83，特异性=0.90，阳性预测值=0.75，阴性预测值=0.93）和EtCO2（敏感性=0.88，特异性=0.93，阳性预测值=0.82，阴性预测值=0.95）。

PP和EtCO2最佳临界值的ROC曲线分析如图3所示。EtCO2的ROC AUC（ROC曲线下方的面积大小）往往高于PP（分别为0.97[0.94–0.99]和0.93[0.89–0.96]，p=0.058）。

 

结论

研究表明，在VA-ECLS支持期间，PP和EtCO2可以准确实时监控低NCO事件的发生。特别是监测危重患者的NCO。PP <15mmHg和EtCO2 <14mmHg预测NCO <1 L / min的准确性很高。但是仍需进一步研究，证明这些参数的评估是否有助于实施治疗策略，以防止与VA-ECLS相关的血栓栓塞和呼吸并发症，并改善患者的预后。