心脏手术无创尿氧监测与急性肾损伤风险

2021-09-18 17:21 古麻今醉

急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）是心脏手术中常见并发症。

急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）是心脏手术中常见并发症。术中需要进行肾灌注监测，以确定有AKI风险的患者。Natalie A.等人设计了一种无创的尿氧分压测量设备，可提供连续尿氧分压和瞬时尿流量监测。本研究将该装置应用于心脏手术中和术后ICU期间，观察其测量尿氧分压的可行性，并评估尿氧分压与随后AKI发生的相关性。该研究发表于2021年9月Anesthesiology杂志，并入选“当月要文”。

研究方法

一、设备介绍

本研究主要工具是一种尿氧分压计（图1），该设备可以放置在导尿管和集尿袋之间，以连续监测尿氧分压。当尿液通过该设备时，会测量其尿氧分压、温度和瞬时流量。该方法的新颖之处在于它是无创的（而不是在膀胱内的），提供了连续的流量测量，以用来确定尿氧分压的准确性，并且可以提供每秒的数据，不需要持续校准。

图1尿氧饱和度检测仪包括流量传感器、氧传感器端口，温度传感器，图片还显示了尿流方向即从导尿管流向集尿袋

二、研究设计

本研究是一项前瞻性观察性研究。纳入标准为2018年2月至2019年11月在心肺转流（cardiopulmonary bypass，CPB）下行心脏手术且术中置入尿管的患者。术前1周采用克利夫兰风险评分AKI风险等级最高级者纳入。排除标准为术前需透析的终末期肾病患者、急诊手术患者、术前体外膜肺氧合或拒绝试验的患者。最终完成研究的有86例患者。

对入选的患者使用上述装置测量整个心脏手术过程中（分CPB期间和CPB后期）和术后24小时连续尿氧分压和瞬时尿流量。临床医师对术中尿氧分压和瞬时流量数据不知情。术后对患者进行随访，并将AKI的发生率与尿氧分压测量值进行比较。

三、麻醉管理：

患者入室常规监测。采用咪达唑仑、芬太尼、丙泊酚和氯胺酮诱导。维持则使用异氟醚和大剂量芬太尼。CPB期间由麻醉主治医师决定是否给予甘露醇以进行液体管理或改善红细胞压积。术中未使用其他利尿剂。麻醉诱导后，将尿血氧计连接到导尿管和集尿袋之间，然后以标准的无菌方式置入导尿管。记录患者整个术中和术后在ICU期间至CPB结束24小时的连续尿氧分压和瞬时流速。

使用桡动脉或股动脉导管连续测量平均动脉压；通过肺动脉导管连续监测心输出量和心脏指数；测量术中脑氧饱和度。CPB后，正性肌力药物采用肾上腺素和米力农输注；血管收缩药物采用血管加压素和去甲肾上腺素。患者转移至ICU使用丙泊酚或右美托咪定镇静。血清肌酐测量时点为在入ICU时以及此后至少每日一次的常规血液检测时。这些数据一直收集到转出ICU或术后第7天。护理人员每小时测量尿量，直到拔除导尿管。

四、研究主要结果与统计方法

本研究的主要结果是AKI的发生率，特指48小时内血清肌酐超过基线值0.3 mg/dl，7天内血清肌酐增加超过基线的1.5倍，或尿量小于0.5.kg-1.h-1(在前48小时内持续6小时以上) [肾脏病: 改善全球预后( Kidney disease: improving global outcomes，KDIGO)标准]。所有这些时间段均从ICU入室时开始测量。严重AKI的定义是血清肌酐增加超过基线值的2.0～2.9倍（2级），或血清肌酐增加超过基线值的3.0倍或超过4 mg/dl，或开始肾脏替代治疗（3级）（KDIGO标准）。还确定了其与死亡或出院时血清肌酐持续升高（与基线相比大于0.3 mg/dl）的联合结局。其他次要结果包括呼吸机时间、ICU时间和住院时间。

患者特征在AKI和非AKI组之间进行了比较，使用两个样本的卡方检验或 fisher 精确检验。对于连续变量采用独立样本 t 检验或 Wilcoxon 秩和检验。采用独立样本 t 检验和 Hommel 多因素比较法，比较AKI和非AKI组围手术期9个时点的血清肌酐水平。

研究结果

一、AKI的发生率：

作者比较了随后发生AKI的患者和未发生AKI的患者的术前临床特征和危险因素。在单变量分析中，体质量指数（BMI）和术前胰岛素依赖型糖尿病与术后AKI相关。

表2比较了发生AKI和未发生AKI患者术中的血流动力学和监测风险指标，其中CPB后的平均尿氧分压与AKI显著相关。

表2 术中血流动力学指标和风险因子

图4显示，AKI患者在CPB后的平均氧分压明显降低，而血清肌酐直到术后第2天才显著增高。

图4 左纵轴：术中两个时间段（CPB期间和CPB后）平均尿氧分压（含95%CI）

右纵轴：从基线至术后7天每日血清肌酐水平（含95%CI）

二、次要结果：

使用呼吸机中位时间为14小时（四分位间距，10~30小时）。呼吸机时间上四分位值的患者CPB后平均尿氧分压显著降低（平均差为7mmHg；95%CI为1~13；P= 0.026）。ICU和住院时间分别为4天（四分位间距，3~7天）和9天（四分位间距，7~13天）。ICU和住院时间上四分位值的患者在平均尿氧分压上比较无统计学差异（平均差异分别为1 mmHg，P=0.807，以及0，P=0.954）。

作者还比较了CPB后尿氧分压与各类AKI指标。发现CPB后平均尿氧分压与AKI（KDIGO标准）基本定义相关，但与单纯的少尿、肌酐升高或严重AKI（2级或3级）无关。无论CPB期间或CPB后期，尿氧分压与短时尿流量无关，与甘露醇输注无关。作者还发现25mmHg可作为尿氧分压阈值，低于此值与发生基本定义AKI（KDIGO标准）、单纯肌酐标准AKI、严重AKI和合并死亡或出院时持续肌酐升高等指标相关。

结论

术中使用该无创装置置于导尿管测量尿氧分压是可行的。术中CPB后期的尿氧分压与心脏手术后的AKI相关。

麻海新知的述评

AKI是心脏手术的一种常见并发症，发生率为19%～42%，需要肾脏替代治疗的患者占1%～3%。心脏手术后的AKI与死亡率、重症监护病房（ICU）时间和住院费用显著增加有关。

依据KDIGO标准，AKI定义为血肌酐绝对值增加大于0.3mg/dl（高于基线）或少尿持续超过6小时。然而，这两种标准都需要几个小时至几天时间才能实现诊断。近来，肾损伤的血清和尿生物标记物已经被发现并用来早期监测AKI。但生物测定只能间歇性进行，需要时间去处理，还可能很昂贵。因此，心脏手术中肾损伤风险的实时监测仍然很有必要。

心脏术后AKI的病理生理学可能是多因素的，但是供氧量减少和肾缺氧被认为是最重要的因素。肾脏最容易受到缺氧损伤的区域是肾髓质，因为该区域肾小管升支粗段的代谢率高，组织灌注相对较低。髓质外层的直小血管是肾小球后周毛细血管网，靠近集合管。当尿液首次排出后，尿氧分压与肾髓质相似。因此，连续的尿氧分压监测可以作为实时监测肾脏缺氧和肾脏损伤的方法。已经有研究证明在脓毒症、肾血流量减少以及心输出量减少的环境下，膀胱内的尿氧分压降低。在对人类研究中，在膀胱内或者导尿管内放置极化电极测量的尿氧分压已经被证明可以预测心脏手术患者术后AKI。本研究作者设计的尿氧分压计，可以放置在导尿管和尿液集尿袋之间，以连续监测尿氧分压。

文章中发现的术中不同阶段（CPB期间和CPB后期）尿氧分压测定与AKI发生率的关系，此前也有类似文献研究且结果相近。可能与CPB期间和CPB后期血流动力学状态的差异有关。研究认为，CPB期间肾氧供下降而氧耗增加，而此失衡状态可能在CPB后期表现的更加显著，因为患者可能同时合并低心脏指数、血液稀释、使用血管收缩药物导致氧供更差、而复温导致了氧耗的进一步增加等综合因素。因此，相较于CPB期间患者体温较低和具有心肺支持的状态，肾缺氧更多发生于CPB后期。故术中CPB后期的尿氧分压与心脏手术后的AKI相关。

当然，本文还是一项探索性的研究，设备本身也存在受到周边组织或环境氧干扰的可能。今后仍需要进一步的研究来验证上述发现，并阐明尿氧分压是否可以用于触发干预措施，以成功地预防或降低与心脏手术相关的AKI的严重程度。无创尿氧分压或有希望成为实时监测组织氧合的一种新手段，在未来麻醉监测领域发挥重要作用。

（石鑫楠摘译包睿述评）

原文： Natalie A Silverton, Lars R Lofgre n, Isaac E Hall, Gregory J Stoddard, Natalia P Melendez, Michael Van Tienderen, Spencer Shumway, Bradley J Stringer, Woon-Seok Kang, Carter Lybbert, Kai Kuck. Noninvasive Urine Oxygen Monitoring and the Risk of Acute Kidney Injury in Cardiac Surgery. Anesthesiology. 2021 Sep 1;135(3):406-418. doi: 10.1097/ALN.0000000000003663.

（仅供医学专业人士参考)