潮气量冲击试验能否是低潮气量机械通气患者容量反应的有效预测工具

2023
02/06

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通过计算 TVC 后的 PPV 变化,TVC 可以提高 PPV 在低潮气量机械通气患者中的可行性。

背景

脉压变化(PPV)已广泛用于血液动力学评估。然而,PPV 在低潮气量通气中有局限性。我们进行这项系统回顾和荟萃分析,以评估潮气量冲击试验 (TVC) 是否可以预测PPV 在低潮气量通气患者中的可行性。

方法

筛选了 PubMed、Embase 和 Cochrane 图书馆成立至 2022 年 10 月的与低潮气量通气患者 TVC 后 PPV 变化的可预测性相关的诊断研究。计算汇总接收操作特征曲线 (SROC)、汇总灵敏度和特异性。对TVC的影响因素亚组分析。

结果

共计 429 名患者和 457 次测量的 10 项研究被纳入分析。在低潮气量时,PPV 的预测性能明显低于 TVC 后的 PPV 变化,接收操作特征曲线下平均面积 (AUROC) 分别为 0.69 ± 0.13 和 0.89 ± 0.10。PPV 变化的 SROC 曲线下面积为 0.96(95% CI 0.94,0.97),总体汇总敏感性和特异性分别为 0.92(95% CI 0.83,0.96)和 0.88(95% CI 0.76,0.94)。PPV绝对变化(△ PPV)的均值和中位截断值分别为2.4%和2%,PPV百分比变化(△ PPV%)的截断值分别为25%和22.5%。ICU组、仰卧位或半卧位组、肺顺应性小于30cmH2O的PPV变化SROCO 组、中度呼气末正压 (PEEP) 组和无经肺热稀释组测量装置产生 0.95 (95%0.93, 0.97)、0.95 (95% CI 0.92, 0.96)、0.96 (95% CI 0.94, 0.97)、分别为 0.95 (95% CI 0.93, 0.97) 和 0.94 (95% CI 0.92, 0.96)。PPV 变化最低 AUROC 在俯卧位时为 0.59 (95% CI 0.31, 0.88),在有自主呼吸活动患者中为 0.73 (95% CI 0.60, 0.84)。

结论

TVC 能够帮助 PPV 克服低潮气量通气的局限性,无论是在 ICU 还是手术中。TVC的准确性不受肺顺应性降低、PEEP适度和测量工具的影响,但俯卧位和有自主呼吸活动的患者应谨慎应用TVC。

介绍

无论是在 ICU 还是在手术室 (OR),液体复苏仍然是一线疗法。体液过多和不足都可能导致有害影响,例如肺水肿、组织灌注不足。然而,在临床工作中只有一半的患者存在容量反应性。基于机械通气期间心肺相互作用的动脉波变化的动态指标,例如脉压变化 (PPV) 或每搏输出量变化 (SVV),被证明优于静态指标。在这些指标中,PPV 更可靠,可从床旁快速获取,研究更广泛,已广泛应用于危重患者。但由于机械通气可触发心脏前负荷的周期性变化,在无心律失常和胸腔封闭的情况下,小潮气量不足以产生明显的胸压变化,前负荷亦是如此。这会增加液体反应性患者的假阴性结果,使 PPV 和其他动态血流动力学指标不准确。据报道,当潮气量至少为 8 ml/kg 预测体重 (PBW) 时,PPV 是可靠的。但如今,低潮气量通气策略(通常为 6 ml/kg)改善预后并减少肺部并发症,已广泛应用于 ICU 或全麻手术患者,进一步限制了PPV的应用。提出潮气量冲击试验(TVC)的概念是为了以简洁的方式解决 PPV 的困境。TVC 的过程是将潮气量从 6 (PBW) 调整到 8 ml/kg (PBW),并获得右心室增加的前负荷依赖性并减少静脉回流,从而使患者对液体反应更灵敏。许多最近的研究报告了 TVC 后 PPV 的变化,包括 PPV 的绝对变化或百分比变化(△PPV 或△PPV%),用于评估小潮气量通气患者的容量反应。然而,结果相互矛盾,最近一项关于 TVC 的荟萃分析仅包括早期的 3 项原始研究。此外,除了低潮气量外,这些研究环境中还存在一些可能影响胸腔内压力的因素,例如体位、肺顺应性或呼气末正压 (PEEP)。我们系统回顾和荟萃分析,以评估 TVC 帮助 PPV 克服小潮气量通气患者局限性的能力,并探讨影响胸腔内压力的因素或其他因素是否可能影响 TVC 的准确性。

选择标准

纳入标准如下(根据 PICO):

S(研究设计):TVC 在低潮气量通气患者液体反应评估中的诊断实验。

P(患者):ICU 或 OR 中低潮气量通气的成年患者。

I(干预):TVC后PPV的变化;研究中的 TVC 定义为调整潮气量从 6 到 8 ml/kg,测量在 TVC 后一分钟进行;△PPV定义为PPVvt8-PPVvt6,△PPV%定义为(PPVvt8-PPVvt6)/PPVvt6。TVC 和 PPV 变化的概念如图1所示。TVC 和 PPV 的概念发生了变化。TVC潮气量冲击试验,△PPV脉压变化绝对变化,△PPV%脉压变化百分比变化,Vt潮气量,TVC前T1测量时间点,TVC开始后T2测量时间点,PBW 预测体重。

C(对照):通过补液试验或对 PLR 或其替代物的反应进行液体反应性评估。

O(结果):TVC 在小潮气量通气中提高 PPV 可行性的能力。

其他:以任何语言全文发表的研究;研究为构建 2×2 表提供足够的数据,包括真阳性 (TP)、假阳性 (FP)、真阴性 (TN) 和假阴性 (FN) 。

我们排除了以下研究:(1) 患者在正常或高潮气量通气条件下的研究;(2) 使用相同人群或重叠数据库的研究;(3) 无机械通气或自主呼吸患者的研究;(4) 动物研究;(5) 儿童通气研究。

数据提取和质量评估

两位作者独立浏览纳入研究的研究指标。提取的数据包括三部分:(1)研究的基本信息,如患者人数、研究年份和地点、研究指标、测量工具和通气设置等;(2)统计结果,包括敏感性、特异性、PPV变化的AUROC和cutoff值;(3)研究间的差异可能是异质性或影响TVC引起前负荷变化程度的潜在因素,如患者、体位、肺顺应性、呼吸机设置、测量工具等。两名研究人员根据 Cochrane 手册推荐的 Diagnostic Accuracy Studies-2 (QUADAS-2) 独立评估了纳入的研究。QUADAS-2工具由四个领域组成:患者选择、指标测试、参考标准以及流量和时间。所有领域都根据偏见风险进行评估,并会回答“是”、“否”和“不清楚”。如果原始研究未能提供作者难以判断的足够信息,则定义为“不清楚”。在一致性为“是”的情况下,可以定义为低风险。质量评估由 RevMan 软件 5.3 执行。

统计分析

双变量混合效应回归模型在数据合成中进行,以纳入灵敏度和特异性之间可能出现的负相关。我们使用双变量随机效应模型估计敏感性、特异性和诊断比值比 (DOR) 与 95% 置信区间 (CI) 的总体汇总。总结接受者操作特征曲线 (SROC) 是盆栽的,总结接受者操作特征曲线 (AUSROC) 下的面积通过 Rutter 和 Gatsonis 检验计算。手术性能质量根据 Fisher 等人分级。如果 AUROC 大于 0.9,则诊断能力突出;如果 AUROC 小于 0.7,则诊断能力差。在散点图中进行PPV变化的截断值,观察分布、离差、集中趋势和极值。通过卡方检验和 Cochran's Q 检验定量评估研究之间的异质性。Q test<0.1 或I2 > 50% 的P值被认为存在显著的异质性。由Moses–ShaPiro–Littenberg估计的 SPearman 相关系数计算了诊断测试中阈值效应引起的异质性。如果相关系数为 1,这意味着可能由阈值效应引起的异质性比例为 100%,则不需要元回归。还进行其他方法,例如逐项排除一项研究以寻找异质性来源。根据可能影响胸内压和TVC可预测性的因素进行亚组分析。由于 ICU 的患者比较复杂,并且 ICU TVC 结果相互矛盾,我们进行了 ICU 分组。我们还进行亚组分析,包括仰卧位或半卧位组、肺顺应性<30 cmH2O组、中度PEEP组(5 cmH2O≤PEEP≤15 cmH2O)和无TPTD测量工具组。还观察到自主呼吸亚组。由于一些研究同时包括了△PPV和△PPV%,是在分析时计算的主要和更准确的指标。如有必要,使用似然比卡方检验比较组间诊断准确性参数。公众偏见是通过 Deek 的漏斗图不对称测试来估计的,P < 0.1 表明具有统计学意义。数据描述表示为平均值 (95% CI) 或平均值±标准差。Meta 分析由 Stata 15.0(StataCorP,College Station,TX)使用 Midas 模块进行。双尾P < 0.05 被认为具有统计学意义。

结果

纳入研究的特征

我们的荟萃分析在初步筛选后产生834 项初步研究;735 项研究因明显不相关和重复而被排除。其余99篇研究全文筛选,88篇全文因潮气量大于6ml/kg或自主呼吸而被排除,未分析TVC后PPV变化,复查或不诊断研究。进一步筛选其余11篇全文,一篇因ROC分析缺失而被排除。最后,共有 429 名患者和 457 次测量的 10 项研究被纳入荟萃分析,如图 2所示。QUADAS-2 如图 3所示。荟萃分析中包含的研究的偏倚风险和适用性问题。偏差风险图。b偏倚风险总结,表1总结了纳入研究的特征。在整个研究中,共有 215 次测量 (47.7%) 对液体有反应。7 项研究在 ICU 进行,其余在 OR 进行。体位多种多样,6 项研究采用仰卧位或半卧位,3 项研究采用俯卧位,1 项采用特伦德伦堡位。平均肺顺应性范围为 16.8 至 83 ml/cmH2O。除一项研究缺失数据外,平均 PEEP 范围为 5 至 14 cmH2O。在全部 10 项研究中,5 项研究获得了经肺热稀释法 (TPTD) 的 PPV ) 和 5项与他人研究。

TVC 的性能提高PPV 在小潮气量通气中的准确性

PPV 的预测性能显著低于低潮气量的 PPV 变化,平均 AUROC 为 0.69 ± 0.13 对 0.89 ± 0.10,P  < 0.01,如表2所示。PPV 变化的SROC 曲线下面积为 0.96 (95% CI 0.94, 0.97),整体I 2为 76% (95%47, 100),如图 4所示。PPV 分别为 0.92 (95% CI 0.83, 0.96) 和 0.88 (95% CI 0.76, 0.94),I 2分别为 79% (95%67, 92) 和 86% (95%78, 93),如图 1 所示。5 .PPV 变化的 DOR 为 81 (95% CI 23, 284),I2为 67% (95% CI 0, 86)。潮气量冲击试验后预测低潮气量通气中液体反应性的脉压变化变化的受试者工作特征曲线总结。菱形是代表平均灵敏度和特异性估计值的汇总点。AUC曲线下面积、SENS灵敏度、SPEC特异性、SROC总结接受者操作特征。此汇总点周围的椭圆是 95% 置信区域(虚线)和 95% 预测区域(虚线)。潮气量冲击试验后脉压变化变化的敏感性和特异性预测所有数据在低潮气量通气中的液体反应性。每个实心方块代表一项单独的研究。误差条代表 95% CI。

异质性调查

观察到 10 项研究存在显著异质性,总体Q = 8.3,I 2  = 76%,P < 0.01。斯皮尔曼相关系数为0.09;然而,在后面的元回归分析中没有发现显著的异质性。我们试图删除 Yonis 等人的研究中的分析。总体异质性显著降低至I2  = 42% 和Q = 3.605,P = 0.09。SPearman 相关系数为 1,而I的值为2当我们删除分析中的任何其他研究时,Q 检验的变化不显著。

亚组分析

在 ICU 组中,TVC 在 ICU 中具有良好的可预测性,SROC 为 0.95 (95%0.93, 0.97),汇总灵敏度为 0.91 (95%0.77, 0.97),汇总特异性为 0.88 (95%0.69, 0.96)。仰卧位或半卧位组、肺顺应性 < 30 cmH2O 组、中度 PEEP 组和无 TPTD 组的 TVC 后 PPV 的变化均对容量反应性进行良好预测,SROC 面积为 0.95 (95% CI 0.92, 0.96), 0.96 (95% CI 0.94, 0.97), 0.95 (95% CI 0.93, 0.97) 和 0.94 (95% CI 0.92, 0.96)。然而,俯卧位 PPV 变化的最低 AUROC 为 0.59(95% CI 0.31-0.88),自主呼吸活动患者为 0.73(95% CI 0.60-0.84)。

△ PPV与△ PPV%的对比

在组比较中,AUC> 0.9 率、△PPV 与△ PPV%没有差异,P = 0.31。但有趣的是,在同一项研究中,△ PPV 的表现总是略好于△ PPV%(如表2所示)。△ PPV 和△ PPV%的 SROC产生的面积分别为 0.94 (95% CI 0.92, 0.96) 和 0.96 (95% CI 0.94, 0.97),I2分别为 19% (95% CI 0, 100) 和 78% (95% CI 52, 100),△PPV的均值和中值截止值分别为 2.4% 和 2%,范围为 1 至 3.5%,而△PPV% 分别为 25% 和 22.5%,范围从 12% 到 48%,如图6所示。纳入研究中△ PPV和△ PPV%截断值的散点图。紫黑点代表脉压变化的绝对变化(△ PPV)。黑色菱形方块代表脉压变化的百分比变化(△PPV%)。△ PPV的临界值如下:(1)Myatra 2017,3.5%;(2) 2019年6月,1%;(3)Elsayed 2021,3.5%;(4) 塔凯里 2021, 1%;Hamzaoui2021 ;(5)时2022,3.5%; (6)许2022,2%。△的截止值PPV%如下(1)Myatra 2017,48%;(2)约尼斯 2017 , 29%; (3) 2019年6月, 25%;(4)墨西拿2010,13.3%;(5) 墨西拿 2020 , 12%;(6) 塔凯里 2021, 20%;荟萃分析的Deek漏斗图不对称性检验如图 7所示,我们的荟萃分析未发现明显的公众偏倚(P =0.27)。

讨论

该系统回顾和荟萃分析主要揭示:(1)TVC 引起的 PPV 变化是小潮气量通气良好的容量反应性预测指标;(2) TVC在ICU和OR中都是可靠的,其准确性不受低肺顺应性、适度PEEP和PPV测量装置的影响;(3) 但是,俯卧位和有自主呼吸活动的患者应慎用TVC。整个研究的确切研究串如图 8所示。TVC潮气量冲击试验,△ PPV脉压变化绝对变化,△ PPV%脉压变化百分比变化,TPTD经肺热稀释,PEEP呼气末正压。最近的一项荟萃分析显示,由于机械通气引发的前负荷变化不足,PPV 在潮气量小于 8 ml/kg 时表现适中。先前的研究观察到,在将潮气量从 6 毫升/千克调整到 8 毫升/千克后,患者的 PPV 平均平均增加 4.8%;这一挑战可能有助于在评估液体反应性时增加前负荷变化;此后不久,提出了TVC。正如预期的那样,在我们的荟萃分析中,TVC 后的 PPV 变化在低潮气量通气中表现明显优于 PPV,SROC 超过 0.9。亚组分析中,ICU患者更易合并休克、器官衰竭等危重状态,结果相互矛盾。但在统计分析中,TVC在ICU患者中的可靠性仍然很高,SROC与整体数据相似。理论上,肺顺应性降低可以增强气道压力向心包和腔静脉的传递,从而削弱通气引起的 SV 变化的影响。据报道,PPV 在肺顺应性低于 30 cmH2O 时的可预测性较低。 幸运的是,我们发现 TVC 后 PPV 的变化受肺顺应性降低的影响较小,这可能与低肺顺应性减弱的前负荷变化有限有关,而 TVC 对此进行了补充。适度的PEEP可以对呼气末提供压力,扩大通气引起的周期性心输出量变化,从而加强TVC的作用。因此,我们发现 TVC 在中度 PEEP 患者中表现良好。除广泛使用的标准方法 TPTD 外,脉搏轮廓分析技术或同时获取 PPV 的无创监测更方便、无创,但更容易受到干扰 。然而,我们观察到 TVC 不受测量工具的影响。我们发现 TVC 在某些情况下会受到限制。在具有自主呼吸活动的患者中,由于增加的 Vt 与患者的呼吸模式之间的不同步,TVC 可能会失败。这可能会导致患者和呼吸机之间形成反差,从而影响右心室后负荷,从而影响右心室每搏输出量的变化。正如预期的那样,TVC 表现明显较差,AUROC 在有自主呼吸活动的患者中仅为 0.73,远低于完全机械通气研究。TVC 的结果在俯卧位也是矛盾的。在生理学上,当腹内压高于右心房压时,静脉回流可能受阻,因为腹部下腔静脉塌陷并且在膈肌水平形成血管瀑布;这可能会导致 TVC 无法降低前负荷。不同的临床环境也有责任,但我们不同意 Shi 等人的观点。谁解释肺顺应性矛盾结果,因为我们发现 TVC 不受肺顺应性降低的影响。此外,最近的 EEO 荟萃分析,与 TVC 类似的心肺相互作用功能测试理论,也被证明在俯卧位时受到限制。在我们的研究中,PPV 变化的截断值各不相同。其实这是TVC前Preload状态不同导致的普遍现象。Mytra的研究中△ PPV%的极值截断值为48%;这与被选中的人是循环衰竭患者有关,他们对前负荷变化很敏感。Jun 的研究中,纳入的患者血流动力学状态正常,但肺顺应性极低,为 16.8 cmH2O。然而,低肺顺应性导致前负荷变化不明显,这是由于从国际象棋或肺到心脏或心脏的更多阻塞应力,因此,△的最终截止值PPV仅为1%。此外,一些可能增加胸腔内压力周期性变化的通气设置,如PEEP 和较大的潮气量,因此获得较大的截止值。在一定程度上,△ PPV%是△PPV的替代品,它们具有相同的可预测性趋势,而我们发现△ PPV%的实用性和可靠性不如△ PPV,这与Myatra一致。最初,△PPV%组的异质性显著且大于△ PPV组。其次,在相同的研究中,△ PPV%的AUSROC表现略低于△ PPV。此外,△PPV 的截止值更集中在 1 和 3.5% 之间,而△PPV%在散点图中更加分散,这可能导致更多的阈值效应异质性,难以准确评估容量反应性。最后但并非最不重要的是,△ PPV%的计算比较复杂,不适合在旁边或紧急情况下使用。应该承认我们的荟萃分析存在一些局限性。首先,十项诊断研究被纳入总体分析中具有显著异质性,代表本研究的局限性。虽然 Yonis 等人的研究可能是该荟萃分析的异质性,应考虑其他潜在的异质性。其次,由于部分纳入研究缺少PPV敏感性和特异性数据,我们未能计算PPV在小潮气量通气中的SROC进行比较。相反,我们统计比较 PPV 的 AUROC 和低潮气量通气患者的 PPV 变化与原始数据。第三,我们没有对相反的亚组进行比较,例如低肺顺应性与高肺顺应性以及俯卧与仰卧,因为一方面,我们的主要目的是观察 TVC 在某些情况下是否仍然可靠,例如低肺顺应性依从性、一些位置、适度的 PEEP 和不规则的测量工具,而不是比较相反两组之间的差异。毕竟,这些情况通常存在于需要肺保护策略的患者中,并可能影响 TVC。另一方面,一些对立组只包含2个或3个,甚至1个研究,数量少的亚组比较说服力较差,统计误差风险较大。第四,由于目前的研究限制,未能分析其他一些可能影响TVC的有价值的目标子群。更高水平的 PEEP 会导致更大的预紧力循环变化而 PEEP 为 15 至 20 cmH2O会降低心输出量。然而,我们未能分析超过 15cmH2O的 PEEPO 组,因为所有纳入的研究都使用中等 PEEP。机械通气时自主呼吸活动在ICU很常见,这种情况下TVC可能会失败,但目前只有一项研究证明了这一点,我们未能进行汇总统计分析。第五,并非所有纳入的研究都使用补液试验作为黄金标准的预负荷挑战;这可能会给评估 TVC 带来更多干扰。实际上,液体反应性评估的本质是检测前负荷变化,与经典的补液试验不同;其他替代方法或称为功能测试,例如 PLR、微量补液试验、EEO 或特伦德伦堡,也可以触发相同的效果,有些甚至比经典方法更具优势。因此,这些使用补液试验替代物的研究也很重要且有价值。最后,我们荟萃分析中的当前研究均使用标准 TVC(6 至 8 ml/kg Vt,1 分钟)。众所周知,TVC是前负荷变化的补充;因此,改变 Vt的大小或执行时间可能会影响由 TVC 引起的 SV 变化。补液试验的类似研究报告称,100 毫升和 250 毫升晶体液对前负荷具有相同的效果,但在进行超过 30 分钟时效果会降低。总的来说,未来有必要对 TVC 进行更多的研究。

结论

通过计算 TVC 后的 PPV 变化,TVC 可以提高 PPV 在低潮气量机械通气患者中的可行性。△ PPV和△ PPV%都有很好的预测性,但还是先推荐△PPV。TVC 在 ICU 或 OR 的任何地方都表现良好,不会受到低肺顺应性、中等 PEEP 和测量设备的影响。但俯卧位和有自主呼吸活动的患者应慎用TVC。

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70531675639360181

80701675639360332

Wang et al. Critical Care (2023) 27:45 https://doi.org/10.1186/s13054-023-04336-6

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关键词:
PEEP,潮气量,PPV,TVC,研究,机械通气

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