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关于容量扩张后呼末CO2变化来评估液体反应性的实用性的一项前瞻性研究

2021

05/14

古麻今醉

A-

A+

GDFT初衷是在于提高微循环灌注，改善组织氧供。

从生理学角度来看，呼气末二氧化碳（EtCO2，End-tidal carbon dioxide）的变化可能是监测心脏指数变化的一种简单，无创且廉价的方法。这项研究旨在评估手术室内，容量扩张后EtCO2变化作为液体反应性指标的效用。本研究结论提示利用快速输注250ml 0.9％的生理盐水引起的EtCO2的变化来确定术中机械通气患者的液体反应性缺乏准确性。

背景

通过合理的液体管理来最大程度地增加每搏输出量（SV，Stroke Volume），以此优化围术期血流动力学，可能有助于降低发病率。术中可以使用两种方法来优化血流动力学。一种是通过基于心肺相互作用的动态指标预测容量扩张的反应性，例如脉搏压力变异率（PPV , Pulse Pressure Variation）和每搏量变异率（SVV, Stroke Volume Variation），但是由于术中常使用低潮气量保护性肺通气策略，这些参数的运用受到限制。第二种是滴定法测定容量扩张，同时监测其对心输出量的影响。

法国麻醉医师学会（SFAR, The French Society of Anaesthesiologists）和国家临床卓越研究所建议通过监测和滴定法扩张容量来优化血流动力学。这样的方法依赖于一种算法，其中仅当该负荷剂量使SV的增加超过10％时，才重复超过10分钟的250ml生理盐水输注。如果SV降低，则在手术过程中恢复容量扩张。但是，这种策略难以普及，因为设备昂贵。目前，心输出量监测仍然不尽人意。在过去的几十年中，人们一直在努力开发无创监护仪和替代产品以评估心输出量。

在全身麻醉下对机械通气的最低限度的监视包括呼气末二氧化碳（EtCO2）的测量。

在生理上，EtCO2取决于三个变量：组织CO2产生，肺血流量（即心脏输出）和肺泡通气量。所以，当呼吸机参数和CO2的产生是恒定的，EtCO2可以准确反映心输出量。这种相关性已经在实验和临床研究中进行了验证。因此，如果心率没有大的变化，理论上就有可能根据EtCO2的变化来评估容量扩张后SV的变化。

目前，尚不清楚EtCO2的变化是否可以视为术中扩容后流体反应性的标志。因此，本研究的目的是确定在术中EtCO2变化是否能引出250 ml 0.9%生理盐水的扩容后产生的SV效应。

方法

患者选择

从2018年8月至2019年2月在波尔多大学医院接受神经外科手术的患者符合纳入条件。入选标准如下：年龄大于18岁，计划在仰卧位进行神经外科手术，并配备桡侧动脉导管和心输出量监测器。排除标准包括存在慢性阻塞性肺疾病，并有医学研究委员会修订的呼吸困难评分3分，心律不齐，右或左心力衰竭（收缩性，舒张性或两者兼有），以及拒绝参加。

围术期管理

标准监测包括连续心电图，无创血压和脉搏血氧饱和度和EtCO2测量。通过瑞芬太尼和丙泊酚的靶控输注的静脉麻醉。在动脉低血压的情况下，允许使用血管收缩剂（麻黄碱，去氧肾上腺素或去甲肾上腺素）。以容量控制模式对患者进行机械通气，潮气量为6-8 ml /kg （理想体重）。调整通气频率以维持正常碳酸血症，调整吸入氧浓度以使血氧饱和度保持在96％以上呼气末正压设定在6至8 cm H2O之间。

血流动力学监测

桡侧动脉导管通过专用换能器连接到监护仪，以监测每搏输出量指数（SVI, Stroke Volume Index），并在初始自动校准后通过脉搏波形分析以确定心输出量。血液动力学测量包括心率，收缩压，舒张压，平均和脉搏动脉压，SVI，PPV和SVV，这些都可以连续显示。

通气监测

EtCO2通过与插管相连的传感器进行监测，并连接到通气设备，该设备可以分析呼出的气体样本并即刻显示EtCO2。其他通气测量包括潮气量，通气频率，吸氧分数和呼气末正压。

通过潮气量*通气频率来获得分钟通气。

研究设计

通过在10分钟内输注250 ml的0.9％生理盐水实现扩容，并根据最新指南由主治医师酌情决定（是否继续扩容）。在扩容前和输注250 ml生理盐水后的第1分钟，由研究员收集血液动力学和通气参数。对于同一名患者，如果先前SVI增加了10％以上，或由医生自行决定，则可以重复进行扩容。

数据分析

考虑到70％的阈值是相关的，总共需要104位患者达到90％的敏感性和特异性。计划再增加10％的患者，以便能够处理数据丢失或记录不完整的情况。容量扩张的阳性反应定义为在输注250 ml晶体后SVI与基线相比增加了10％以上。

根据数据分布，结果表示为平均值（标准差，SD）或中位数（四分位间距，IQR，25-75％）。适当时，使用Mann-Whitney U检验或Student‘s t检验比较基线时血液动力学参数在容量扩张试验阳性和阴性之间的差异。使用学生配对t检验和Wilcoxon符号秩检验对配对样品进行了扩容前后的血流动力学参数比较。使用重复测量相关分析测试了SVI和EtCO2的变化之间以及CO(Cardiact Output)和EtCO2的变化之间的关系。根据可变判别阈值绘制EtCO2，PPV和SVV的变化的接收器工作特性（ROC）曲线（95％置信区间[CI]），并计算ROC曲线下的面积（AUCROC）值。AUCROC大于0.75以上被认为具有良好的诊断价值。选择最大化尤登指数（敏感性+t特异性e-1）的临界值的CI。使用引导程序方法估计了AUCROC和所有其他诊断准确性参数。小于0.05的P值被认为具有统计学意义。

表1基线时所有患者的主要特征（n = 114）包括需要分析的患者（n = 109）。

结论

患者特性

在计划进行神经外科手术的114例非连续患者中，总共对262例进行扩容，主要用于脑肿瘤切除术。在这些受试者中，5名患者在扩容期间使用了麻黄碱，去氧肾上腺素或去甲肾上腺素，遂从结论分析中排除。如此分析了总共242个扩容患者，包括65个试验阳（26.9％）和177个试验阴性（73.1％）表1中报告了患者的特征，分析中包括的患者与所有患者均无差异。表2总结了容量增加之前的通气和麻醉特性。在整个研究期间，通气设置和治疗方法（镇静剂，升压药）没有变化。

表2容量试验前（n = 242）的主要特征和每位患者扩容的次数。

扩容中的变化

血流动力学和通气变量，在250 ml扩容后出现阳性和阴性结果，如表3所示。阳性比阴性容量试验的SVI增幅更高（14.29％[IQR，12.19-18.75％] vs 3.03％ [IQR，0-6.82％]，P ＜0.001）。扩容导致阳性和阴性结果中的PPV和SVV显着下降。在阳性和阴性试验结果之间，EtCO2的变化程度差异显着（2.39％[5.14％] vs 0.47％[4.12％]，P <0.001）（图1）。

在扩容之前或之后，在阳性和阴性容量试验之间的分钟通气，丙泊酚或瑞芬太尼方案之间均未发现显着差异。在液体激发试验之前或之后，在阳性和阴性结果之间使用血管收缩剂没有差异，只是在阳性组中在体积扩张之前更频繁地使用麻黄碱。EtCO2和SVI的变化在统计学上呈弱相关性（r = 0.260，P = 0.002）。

表3 在容量试验阳性（n = 65）和容量试验阴性（n = 177）中扩容前后的血液动力学和呼吸变量。PPV：脉搏变异率；SVV：每搏变异率；VE：容量扩张

图1容量实验阳性及阴性中ETCO2的变异度。由扩容引起的ETCO2百分比变化的中位数和四分位数之间的单个值。容量试验阳性定义为在10分钟内给予250 ml液体扩容后，每搏指数增加10％或更高，如果没有，则为阴性。

EtCO2的变化来评估液体反应性

EtCO2变化的诊断性能如表4所示。SVI达到10％或更高时，DeltaCO2的AUCROC为0.683（95％CI，0.680 = 0.686）（图2），最佳阈值为1.09％，相应的灵敏度为62.9％，特异性为77.8％。当将液体反应性定义为心脏指数增加大于等于10％时，DeltaCO2的AUCROC为0.738（95％CI，0.735 = 0.740）（图2），最佳阈值为3.08％，对应于敏感性58.7％，特异性为84.5％。无论液体反应性的定义如何，AUCROC都没有不同。

图2 接收器表达的曲线是针对在10分钟内予以250 ml容量扩张，脉搏压力变异率（PPV）和每搏变异率（SVV）引起的潮气末二氧化碳（DeltaEtCO2）的变化而生成的.（a）液体反应性定义为每搏输出量增加10％以上。（b）液体反应性的定义是等于或大于心输出量的10％。

PPV和SVV在预测流体反应性方面的表现

表4中描述了PPV和SVV用于检测流体反应性的实用程序。这两个参数均不能视为准确的诊断测试。

结果：

这项研究表明，在神经外科手术的机械通气患者中，EtCO2的变化无法准确识别出SVI或心脏指数对容量扩张的反应。、

本研究有几个局限性。首先，结果只适用于成年患者没有心律失常，右或左心力衰竭，或严重的急性或慢性肺病，仰卧位且为神经外科手术。其次，选择使用带有初始自动校准的脉冲波形分析，这与外部校准不同，在血管病的情况下可能无效。第三，没有计算EtCO2最微小的变化：据估计，在以前的研究中，这一值在1.8%到3.2%之间，这相当于EtCO2绝对值1-2 mmHg的变化。这种狭窄的范围增加了有反应者和无反应者被错误分类的风险。第四，大多数液体试验是在麻醉诱导后进行的，以确保在开始外科手术之前血液动力学优化。此外，考虑到该研究的观察性质，麻醉期间使用血管收缩器由医生自行决定。这可能影响了扩容的反应：然而，唯一显著差异是麻黄素的使用频率，这对液体试验的阳性阴性结果的影响更大。最后，由于临床医生记录的EtCO2和心脏指数是同步的，这项研究并不是"盲目的"。这可能是偏见的根源。我们的结论是，在进行神经外科的机械通气患者中，250 毫升晶体扩容后，我们无法证明 DeltaEtCO2 作为反应 SVI 或心脏指数变化的指标的效用

评述：

目标导向液体治疗（goal-directed fluid therapy, GDFT）40多年前被提出，10多年前在国内外也是研究的热点。它在危重症患者中的收益基本是值得肯定。

但近年来，GDFT渐渐有淡出我们视野的趋势，主要可能也是因其有多方面的不完善。比如：监测手段的问题。监测手段虽有不断提升，从最早最简单的心率、血压、中心静脉压等指标，慢慢发展为心输出量、每搏输出量及变异度，心指数等指标。不过要么不够精确，受限因素过多；或者是不够便捷；价格昂贵等等。所以，作者通过EtCO2进行了一次有益的探索。目前的局限是EtCO2对液体反应的阳性反应绝对值仅是1-2 mmHg的变化。这种狭窄的范围增加了有反应者和无反应者被错误分类的风险。又比如实验方法的问题：液体反应。液体反应不仅仅和血液容量有关，也和血管张力等等有关。血管内的血液分成压力容量（stressed volumes，Vs）和无压力容量（unstressed volumes，Vu）两个假设的部分。Vs因产生跨壁压形成血流，可以影响血流动力学，并改善组织灌注；而Vu则相反，并不会产生血流动力学反应。所以，补充的液体优先转换为Vs，才会产生血流动力学的反应。反之，如血管张力障碍等原因的存在，补充的液体优先转换为Vu，并不产生血流动力学的反应。那么，液体反应则会出现假阳性或假阴性的结果。

另一个方面，神经外科特别是颅内占位的病人，围麻期以限制性补液管理策略为主。这样的病人，围麻期GDFT的重要性更为突出。

总之，GDFT初衷是在于提高微循环灌注，改善组织氧供。为这个目标，如果能够摸索出一个实用，简单，价廉又有效的方法，那么对于神经外科病人以及其他病人的液体管理都会有非常重要的作用。我们可以以更开放更积极的心态去做一些思考和探索。

编译：林晓茹，述评：郁文