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背景:潮气量(VT)和呼气末正压(PEEP)的优化,以及手法复张,有助于肺保护性通气。对于成年人,手术期间的肺保护性通气建议包括6-8ml/kg的潮气量和个体化PEEP来预防术后肺部感染。然而,就术后肺部感染并发症而言,关于术中最佳PEEP和VT的设置存在争议。
与成年人不同,术中最佳PEEP和VT组合在儿科人群中尚未展开广泛研究。个体化PEEP可以通过胸部阻抗断层扫描或食道压力计来测定最低驱动压来确定。此外,在成年患者中,使用gliding-SLICE法进行潮内顺应性分析已被引入作为PEEP测定的替代方法,顺应性上升或下降分别预示着肺泡通气不足或过度扩张,而水平顺应性曲线则被视为理想肺泡状态。
很少有研究使用潮气内顺应性曲线来研究全身麻醉下儿童的最佳PEEP水平,超过30%儿童在PEEP5cmH2O时出现通气不足,而PEEP7cmH2O不能防止近90%的12岁以下儿童发生肺泡萎陷。最常观察到的水平顺应性曲线是在设置PEEP=8,VT=8ml/kg时,但是,有一些患者在PEEP=8时,仍有潮内顺应性曲线增加(也就是意味着肺泡通气不足),有的患者甚至同时存在顺应性曲线增加和减少(也就是同时发生通气不足和过度扩张),这说明有一些患者需要大于8cmH2O的PEEP,同时VT需要根据患儿的PEEP水平调整。
因此,本研究假设存在PEEP和VT的最佳组合,以避免儿科病人中发生通气不足或过度扩张。为了验证这一假设,本研究应用了不同PEEP和VT组合,并且使用gliding-SLICE法对接受全身麻醉的健康儿童进行潮气内顺应性评估。
研究方法:
纳入标准:
6岁在全麻下接受择期手术者
排除标准:
ASAII级,肺部手术史,支气管肺发育不良,呼吸窘迫综合征/其他肺间质疾病,接受腹腔镜、胸部和腹部手术的儿童。
麻醉和通气:
在手术室中,连接标准监测:包括心电图、无创血压(BP)、脉搏和脉搏氧饱和度。静脉注射阿托品(0.02mg/kg)与硫喷妥钠(5mg/kg)或异丙酚(2mg/kg)诱导,使用%氧气+7%七氟烷进行面罩通气,静脉注射罗库溴氨大约90秒后,所有病人进行插管(使用带套囊的气管导管)。机械通气参数:VT=7-8ml/kg,PEEP=5cmH2O,调节呼吸频率使呼末二氧化碳维持在4.7-5.3kPa。吸入氧气浓度为40%,吸呼比为1:2,调整七氟烷浓度使BIS维持于40-60,每1-2分钟使用肌电图监测神经肌肉,间断使用罗库溴氨使TOF在1-2之间。
研究方案:
所有评估都是在维持麻醉期间病人处于仰卧位时进行。在实验过程中,将机械呼吸机设置为容积控制模式。在实验开始之前先进性手法肺复张:维持气道为15cmH2O、PEEP以5cmH2O每5秒递增,直到气道压力达到35cmH2O,此后使呼吸机设置保持10-15分钟,确保通气稳定。每次通气参数设置的最后5分钟收集数据,收集全部数据后,将呼吸机调整为初始设置,所有患者都使用单一类型的机械呼吸机AisysCS2。
PEEP和VT的选择:
依次将PEEP和VT设置为PEEP=8cmH2O,VT=8ml/kg(P8/V8)、PEEP=10cmH2O,VT=5ml/kg(P10/V5)、PEEP=10cmH2O,VT=8ml/kg(P10/V8)、PEEP=12cmH2O,VT=5ml/kg(P12/V5),PEEP和VT的设定是基于该团队以往的研究结果发现:当VT为8ml/kg时,PEEP=5或7cmH2O时,在大部分儿童都无法避免通气不足和过度通气。
虽然PEEP设置为8相对5更合适,但此时仍然可以观察到潮气内顺应性曲线增加(即通气不足),因此作者假设对于接受全麻的健康儿童来说,也许需要设置PEEP为8或更高。因此,最终决定将PEEP设置为8-12之间,并依次分为三组:8、10、12。
另外,使用VT=8ml/kg时,在有些儿童中可以同时观察到肺不张和过度扩张,因此我们决定使用一个较低的潮气量:5ml/kg和一个标准的潮气量:8ml/kg来和不同的PEEP组合,不过考虑到P8V5时肺不张高发生率、P12V8时过度扩张高发生率,这两种组合被剔除了。
数据获得:
呼吸波形数据,包括随时间变化的流量、容积和压力,通过数字通信系统从呼吸机获得,采样率为赫兹,然后使用VitalRecorder程序生成生命体征数据。
潮气内容积-顺应性曲线
使用3-5个连续呼吸的数据,通过gliding-SLICE法绘制容积依赖性潮气内顺应性曲线,计算过程通过VitalRecorder程序自动执行。通过这个方法,压力-容积曲线被转化为容积相关的顺应性。潮内顺应性曲线的解释基于以下几个概念:在正压通气时,在压力-容积曲线上有一个较低的拐点是肺泡开始复张的点(LIP),有一个较高的拐点是肺泡开始过度扩张的点(UIP),机械通气应该在这两点之间进行,这之间顺应性是恒定的。
潮内容积顺应性曲线的分类
潮内顺应性曲线形状分为6种:I(increasing)-上升(表示通气不足),H(horizontal)-水平(顺应性不变,即没有通气不足也没有过度扩张,处于最佳通气状态),D(decreasing)-下降(表示过度扩张),IH(increasingturningintohorizontal)-肺顺应性从上升转为不变(即吸气前期存在肺萎陷),HD(horizontalturningintodecreasing)-肺顺应性从水平到下降(即吸气后期有肺泡过度通气),IHD(increasingturningintohorizontalandfurtherturningintodecreasing)-肺顺应性从上升变为水平再变为下降(即吸气前有肺泡通气不足,吸气后期有过度扩张),其中IH、H、HD曲线被认为是可以接受的通气。
在每个呼吸机设置下,一次呼吸内的glidingSLICE数据被分为低潮间带、中潮间带和上潮间带顺应性条带(VT=8ml/kg时,分别为0-2.7,2.7-5.3,5.3-8ml/kg,VT=5ml/kg时,分别为0-1.7,1.7-3.4,3.4-5ml/kg),根据每个glidingSLICE的曲线计算潮内动态顺应性,根据多线性回归分析、用VitalRecorder程序描绘出呼吸系统的动态顺应性。
主要结局:
潮间顺应性曲线。根据以往的研究,我们认为出现H段曲线时是PEEP和VT的最佳组合。
次要结局:
吸气峰压、平台压、驱动压(即平台压-PEEP)。
研究结果
病例特点:
共15名婴儿、13名学步儿童、15名儿童接受研究。
主要结局:潮间顺应性曲线
当通气参数设置为P8/V8、P10/V5、P10/V8、P12/V5时,达到理想通气(即表现为H段曲线)的儿童分别为14(32.6%)、26(60.5%)、10(23.3%)与15(34.9%)。当通气参数设置为P10/V5时,有39/43(90.7%)例儿童处于可接受顺应性曲线,当P8/V8、、P10/V8、P12/V5时,分别为28(65.1%)、30(69.8%)、31(72.1%)。
次要结局
相较于P10/V8和P12/V5,P8/V8和P10/V5时的峰压和平台压较低,平均气道压力在P8/V8时最低,并且随着PEEP增加而增加。然而,P10/V5时的驱动压是最低的,只有4.6cmH2O。计算所得的动态顺应性在各个通气方式下没有差异,各组的血流动力学参数也没有差异。
按年龄分组分析
当P10/V5时,三个年龄组儿童的潮内顺应性没有差异。当P8/V8时,婴儿组有53%病例发生肺泡通气不足,儿童组没有。P10/V8和P12/V5时,婴儿组都没有发生肺泡过度通气,学步儿童为P10/V8:23.1%,P12/V5:46.2%,儿童为P10/V8:26.7%,P12/V5:33.3%。所有患儿都没有发生术中或术后并发症。
结论:利用gliding-SLICE法进行潮内顺应性曲线分析有助于发现在一个潮气量呼吸下是否发生肺泡萎陷或过度膨胀,有助于肺保护通气。在这个研究中,作者分析了全麻儿童的呼吸参数PEEP和VT在4种组合情况下,他们的潮内顺应性。在P10/V5时,最常观察到理想顺应性曲线,并且驱动压最低,另外与其他设置相比,这个组合下的潮内顺应性曲线不受年龄影响。P8/V8组的潮内顺应性曲线变化很大,这和研究者之前的研究结果一致(虽然他们之前的研究认为最佳PEEP是8而不是10)。在P10/V5时没有患者出现D或IHD段。与VT=5相比,当VT=8时,不管PEEP怎么设置,IHD段出现的更多,这说明VT=8对于儿科患者来说太高了。我们的数据显示,对于最佳通气来说PEEP=8太低,而PEEP=12太高,因此P10/V5可能最少程度发生肺不张和过度膨胀。作者还发现P10/V5时驱动压最低,驱动压是指肺泡打开所需要的压力,与功能性肺大小有关。当采用理想PEEP避免肺萎陷时,较小的VT可以降低驱动压。然而,如果PEEP过低无法避免肺不张时,增加VT可以减少肺不张、降低驱动压。高驱动压与ARDS病人死亡率增加有关,与胸科手术病人术后肺发症有关。与之类似的是,合并ARDS的儿科病人来说,维持驱动压低于15可以减少机械通气时间和死亡率。关于驱动压导向的通气方式及其最佳cut-off值的价值还没有报道,但是作者推测P10/V5可以在功能性肺内实现理想通气、减少全麻下儿童的肺损伤。这种通气策略可以应用于所有年龄组,因为作者发现P10/V5时潮内顺应性曲线在不同年龄组间没有差异的。其他设置条件下,潮内顺应性曲线在不同年龄组不一样。P8/V5时,超过一半婴儿有发生肺不张的风险(处于I,IH,IHD段),而当调整为P12/V5时有60%婴儿处于H段。然而,对于超过3岁的儿童,P8/V8时超过一半的人处于H段,调整为P10/V8或P12/V5时则有发生过度通气的风险(处于HD、D和IHD段)。这个结果意味着婴儿需要更高的PEEP,这与婴儿呼吸生理学是一致的。在发育过程中,肺弹性回缩性下降,顺应性增加,新生儿和婴儿的功能残气量较低,发生肺萎陷的风险高,特别是使用神经肌肉接头阻滞剂之后。当P10/V5时,不同年龄组儿童的潮内顺应性没有差异,但是更多婴儿会表现为上升段(I和IH)。以往也有研究发现使用相同PEEP时,更小的儿童更容易发生潮内通气不足。P12/V5也许是婴儿通气参数的一个选择,需要以临床结局为目标来做进一步证实。本研究的局限性:1,无法评价不同通气策略与术后结局的关系,因为这个研究是在术后肺部并发症风险很低的病人中进行的,需要在进行RCT来观察在儿科病人中发生肺损伤和术后肺部并发症与不同呼吸参数组合的关系。2,研究中的呼吸参数顺序并不是随机的,前一个通气模式可能会影响进入下一个通气模式时肺部的状况。为了避免前一个呼吸模式的影响,除了参数顺序随机之外,每次设置新的参数前先进行手法肺复张,不过作者认为对于儿科病人来说,逐步增加PEEP也许比在随机使用一个PEEP之前反复手法肺复张更加安全。3,虽然这个研究是探索性的,但在作者以往的工作基础上推测,每个受试者采用4种不同的PEEP和VT组合(重复测量ANOVA分析),可以确保样本量。总结:
作者发现P10/V5的设置可以避免大部分儿科病人发生肺萎陷或肺过度膨胀,并且尽量减少驱动压。当VT增加到8ml/kg或者PEEP增加到12cmH2O时,发生过度通气的风险上升。近一步的研究应当
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