Volumetric responsiveness of total lung compliance
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摘要:目的
探讨肺总顺应性(C)的容量反应性以及高血压对其反应能力的影响。
方法选择广东省广州市红十字会医院行择期平卧位手术的患者65例为研究对象, 记录患者机械通气后不同时点[5 min (t1)、10 min (t2)、15 min (t3)、20 min (t4)、25 min (t5)、30 min (t6)]的C、气道平台压(pplat)、气道峰压(ppeak)、心率(HR)、平均动脉压(MAP)、心排血量(CO)、每搏量变异度(SVV)、每搏输出量(SV)。计算不同时间段[T1(5~10 min)、T2(>10~15 min)、T3(>15~20 min)、T4(>20~25 min)、T5(>25~30 min)]患者C、SV、SVV的变化量(△C、△SV、△SVV)。采用日本科林动脉硬化检测仪采集高血压及非高血压者的肱踝脉搏波传导速度(BaPWV)。
结果t1至t6时点, 患者HR、MAP、SVV、SV、CO、pplat、ppeak、C比较, 差异无统计学意义(P>0.05)。受试者分层相关性分析结果显示, T1至T5 5个时间段, 所有受试者的△C与△SVV的相关系数(r)分别为-0.626、-0.650、-0.676、-0.588、-0.518, △C与△SV的r分别为0.744、0.772、0.785、0.698、0.681;T1至T5 5个时间段, △C与△SVV以及△C与△SV的相关性在非高血压受试者中增强, 在高血压受试者中减弱, 并在T3时间段高血压及非高血压受试者的△C与△SVV以及△C与△SV的相关性最强。高血压与非高血压者的BaPWV比较, 差异有统计学意义(P < 0.05)。
结论C具有容量反应能力, 高血压能够影响其反应能力。
Abstract:ObjectiveTo investigate the volumetric responsiveness of lung total compliance (C) and the effect of hypertension on its responsiveness.
MethodsSixty-five patients who underwent elective recumbent surgery in Red Cross Hospital of Guangzhou in Guangdong Province were selected as study subjects.C, airway plateau pressure (pplat), peak airway pressure (ppeak), heart rate (HR), mean arterial pressure (MAP), cardiac output (CO), stroke volume variability (SVV) and stroke volume (SV) of patients were recorded at different time points[5 min (t1), 10 min (t2), 15 min (t3), 20 min (t4), 25 min (t5), 30 min (t6)]of 30 min after mechanical ventilation.The change of C, SV, SVV (△C, △SV, △SVV) of patients in time periods of T1(5 to 10 min), T2(>10 to 15 min), T3(>15 to 20 min), T4(>20 to 25min) and T5(>25 to 30 min) were recorded.The brachial and ankle pulse wave conduction velocity (BaPWV) of hypertensive and non-hypertensive patients was collected by Japanese Kelin arteriosclerosis detector.
ResultsThere were no significant differences in HR, MAP, SVV, SV, CO, pplat, ppeak and C from t1 to t6 time points (P>0.05).The correlation coefficients (r) between △C and △SVV were-0.626, -0.650, -0.676, -0.588, -0.518, respectively, were 0.744, 0.772, 0.785, 0.698 and 0.681, respectively between △C and △SV in all subjects during T1 to T5; during T1 to T5, the correlations between △C and △SVV, between △C and △SV increased in non-hypertensive subjects, but decreased in hypertensive subjects, the correlations between △C and △SVV or △C and △SV were the strongest during T3 in both hypertensive and non-hypertensive subjects.BaPWV of hypertensive and non-hypertensive patients showed significant difference (P < 0.05).
ConclusionC has capacity response and hypertension can affect its responsiveness.
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液体治疗是决定临床结局的关键因素, 每搏输出量(SV)、每搏量变异度(SVV)是常用的指导液体治疗的参数，但易受潮气量、呼气末正压通气、呼吸系统顺应性等因素的影响[1-3]。研究[4]表明，呼吸系统顺应性为30 mL/cmH2O是区分SVV预测液体容量反应(FR)的界值，呼吸系统顺应性越高, SVV的容量反应能力越高。肺顺应性是呼吸系统顺应性的组成部分，其反应迅速，易受到液体容量以及高血压导致血管僵硬度增加的影响[5-6], 但目前肺顺应性是否具有容量反应能力以及能否为液体治疗策略提供补充仍缺乏研究支持。本研究首先探讨肺总顺应性(C)的容量反应能力，在证明C具有容量反应性基础上，进一步探讨高血压对容量反应能力的影响，以期为液体治疗提供呼吸方面的参考，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
本研究为队列研究，应用PASS 11软件估计样本量，考虑10%的失访率，本研究最后选择2020年12月—2021年6月广东省广州市红十字会医院行择期平卧位手术的患者70例为研究对象，剔除3例诱导后心率(HR) < 60次/min和2例研究时间窗内应用了血管活性药物的患者，最终纳入65例患者。患者年龄42~65岁; 体质量指数(BMI) 21.6~27.4 kg/m2; 男35例，女30例；射血分数(EF)为(67.4±8.3)%; 美国麻醉医师协会(ASA)分级为Ⅰ~Ⅱ级; 手术分级为2~4级；骨科手术45例，胃肠外科手术20例; 高血压患者25例，非高血压患者40例。纳入标准: 年龄>18岁者；患者性别不限；患者BMI 18~28 kg/m2; 患者ASA分级Ⅰ~Ⅱ级，心功能1~2级，无失代偿性心肺疾病。排除标准：术前收缩压≥160 mmHg, 舒张压≥100 mmHg者；机械通气后30 min内HR < 60次/min或>100次/min者；平均动脉压(MAP)降低或超过基础值20%者；研究期间应用血管活性药物干预者。本研究经医院伦理委员会审查批准(伦理审查号2020-209-01), 且患者及家属签署知情同意书。
1.2 方法
术前常规禁食、禁水。常规监测MAP、HR、血氧饱和度(SpO2), 连接脑电监测仪监测脑电双频指数(BIS)。局部麻醉下行桡动脉穿刺置管并连接VigileoTM, 监测心排量(CO)、SV、SVV。依据体质量标准行麻醉诱导: 依次静脉推注咪达唑仑0.05 mg/kg, 依托咪酯0.3 mg/kg, 舒芬太尼0.4 μg/kg, 顺阿曲库铵0.3 mg/kg。采用持续吸入1.0最低肺泡有效浓度(MAC) 七氟烷进行麻醉维持, BIS维持40~60。采用容量控制模式(VCV)对患者行机械通气，流量2 L/min, 氧浓度60%, 潮气量8 mL/kg, 吸呼比1∶ 2, 呼吸频率12次/min, 压力限制40 cmH2O, 呼气末正压(PEEP)设置为0, 维持呼气末二氧化碳分压35~45 mmHg。采用日本科林动脉硬化检测仪采集高血压及非高血压者的肱踝脉搏波传导速度(BaPWV)。本研究采用双盲法，对数据采集、处理者和受试者设盲。
1.3 观察指标
记录机械通气后30 min的HR、MAP、SV、SVV、CO、C、气道平台压(pplat)、气道峰压(ppeak), 每5 min记录1次[5 min (t1)、10 min (t2)、15 min (t3)、20 min (t4)、25 min (t5)、30 min (t6)]。时间段记为T1 (5~10 min)、T2 (>10~15 min)、T3 (>15~20 min)、T4 (>20~25 min)、T5 (>25~30 min)。计算各时间段C、SV、SVV的变化量，分别将变化量记为△C、△SV、△SVV。计算公式: △C=△CX+1-△CX; △SV=△SVX+1-△SVX; △SVV=△SVVX+1-△SVVX。
1.4 统计学分析
采用SPSS 26.0软件处理数据，符合正态分布的计量资料以(x±s)表示; 随机区组设计的计量资料不同时点比较采取重复测量方差分析，组间比较采用成组t检验, P < 0.05为差异有统计学意义。采用Pearson相关分析探讨正态分布参数变化之间的相关性; 采用Spearman相关分析探讨非正态分布参数变化之间的相关性，计算相关系数(r)。
2. 结果
2.1 不同时点呼吸、循环参数比较
t1至t6时点患者的呼吸、循环参数比较，差异无统计学意义(P>0.05), 见表 1。
表 1 t1~t6各时点患者的呼吸、循环参数比较(x±s)参数 t1 t2 t3 t4 t5 t6 HR/(次/min) 66.0±5.5 65.8±4.8 65.8±5.4 65.4±5.0 65.0±5.5 65.4±5.1 MAP/mmHg 80.2±5.8 80.4±6.0 80.8±5.2 80.6±5.6 80.8±5.3 80.8±5.5 CO/(L/min) 3.4±0.4 3.4±0.4 3.4±0.4 3.4±0.4 3.4±0.3 3.4±0.4 SV/mL 64.2±5.2 65.2±5.6 65.8±5.9 65.0±5.7 64.4±5.7 64.0±5.8 SVV/% 8.6±2.5 8.6±2.4 8.8±2.8 8.8±3.0 9.0±3.0 9.0±3.2 ppeak/cmH2O 14.8±1.8 14.8±1.9 14.6±1.6 14.2±1.7 14.2±1.8 14.4±1.8 pplat/cmH2O 13.4±1.7 13.4±1.6 13.4±1.6 13.2±1.7 13.2±1.8 13.6±1.8 C/(mL/cmH2O) 46.8±4.6 46.2±4.4 46.6±4.6 46.4±4.2 46.8±5.7 46.8±6.2 HR: 心率; MAP: 平均动脉压; SVV: 每搏量变异度; SV: 每搏输出量; CO: 心排量; ppeak: 气道峰压; pplat: 气道平台压; C: 肺总顺应性。 2.2 T1~T5各时间段△C与△SV、△SVV的相关性分析
T1至T5 5个时间段，△C与△SV、△SVV具有相关性，所有受试者的△C与△SVV、△SV的相关性较非高血压受试者弱，较高血压受试者强，见表 2。
表 2 患者T1~T5各时间段的△C与△SV、△SVV的相关性分析r T1 T2 T3 T4 T5 r1 -0.626 -0.650 -0.676 -0.588 -0.518 r2 0.744 0.772 0.785 0.698 0.681 r3 -0.602 -0.614 -0.625 -0.536 -0.501 r4 0.694 0.702 0.710 0.628 0.624 r5 -0.703 -0.705 -0.753 -0.640 -0.572 r6 0.827 0.849 0.875 0.840 0.810 r1: 所有受试者△C与△SVV的相关系数;
r2: 所有受试者△C与△SV的相关系数;
r3: 高血压受试者△C与△SVV的相关系数;
r4: 高血压受试者△C与△SV的相关系数;
r5: 非高血压受试者△C与△SVV的相关系数;
r6: 非高血压受试者△C与△SV的相关系数。2.3 高血压受试者与非高血压受试者的BaPWV比较
高血压受试者的BaPWV为(14.3±2.1) m/s, 非高血压受试者为(10.1±1.7) m/s, 高血压受试者BaPWV与非高血压受试者比较，差异有统计学意义(P < 0.05)。
3. 讨论
液体治疗是保障患者生命安全的重要因素，实施液体治疗不仅要维持循环稳定，还需避免肺损伤的发生。肺损伤出现时，肺顺应性能够迅速做出响应[7], 指导临床医生调整呼吸模式及参数，优化通换气[8], 减少血流动力学剧烈波动[9-10]。目前常用的容量管理指标包括SV、SVV等[11-12], 研究[13-14]表明，当SV、SVV等得到优化时，肺水肿可能已经发生，这可能是因为忽略了液体治疗中肺的液体容量反应性。因此本研究探讨了C变化与SV、SVV变化的相关性，以期为改善液体治疗效果提供呼吸方面的参考。
本研究对相邻时间段C的变化量与△SV、△SVV分别进行了相关性分析，结果显示，所有受试者△C与△SV、△SVV均具有相关性，其中△C与△SV呈正相关，与△SVV呈负相关，且△C与△SV、△SVV的相关性均在T3时间段达到高峰，相关强度发生上述改变的原因可能为在心肺功能较为稳定的前提下，随着机体有效循环容量的增加，右心前负荷及左心前负荷增加，进而使SV增加, SVV降低[15]; 同时随着肺扩张能力对机械通气的同步性增强，肺顺应性得到优化[16], SV、SVV以及C的变化较为同步。T3时间段后，相关性下降则可能是由于阻力血管、容量血管过度扩张，引起容量再分布，使心脏灌注减少, △SV及△SVV减小，甚至无变化[17], 最终导致相关性减弱。
高血压使左心室舒张功能下降，影响心脏泵血，且早期就会引起小动脉痉挛，这均可能导致SV及肺顺应性下降[18-19]。SUNG J等[20]研究表明，高血压与BaPWV具有强相关性，即高血压者具有更高的动脉僵硬度。动脉僵硬度的增大则又会影响SV、SVV及肺顺应性[21]。本研究通过对T1至T5各时间段所有受试者、高血压和非高血压受试者的△C与△SV及△C与△SVV分别进行相关性分析发现，与所有受试者及非高血压受试者相比，高血压受试者的△C与△SV及△SVV的相关性较弱，而所有受试者△C与△SV及△SVV的相关性虽优于高血压者，但较非高血压者弱，表明高血压可以影响C的容量反应能力。
本研究仍存在一定的局限性。C包括静态顺应性及动态顺应性，由于条件所限，本研究没有对静态顺应性及动态顺应性的容量反应性进行单独测量及分析，仅评估了C的容量反应性，因此无法明确C的容量反应能力是由动态还是静态顺应性引起的，也无法说明哪一种顺应性在该容量反应性中占据主导地位。
综上所述, C具有容量反应能力，而高血压对C预测容量有一定影响。
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表 1 t1~t6各时点患者的呼吸、循环参数比较(x±s)
参数 t1 t2 t3 t4 t5 t6 HR/(次/min) 66.0±5.5 65.8±4.8 65.8±5.4 65.4±5.0 65.0±5.5 65.4±5.1 MAP/mmHg 80.2±5.8 80.4±6.0 80.8±5.2 80.6±5.6 80.8±5.3 80.8±5.5 CO/(L/min) 3.4±0.4 3.4±0.4 3.4±0.4 3.4±0.4 3.4±0.3 3.4±0.4 SV/mL 64.2±5.2 65.2±5.6 65.8±5.9 65.0±5.7 64.4±5.7 64.0±5.8 SVV/% 8.6±2.5 8.6±2.4 8.8±2.8 8.8±3.0 9.0±3.0 9.0±3.2 ppeak/cmH2O 14.8±1.8 14.8±1.9 14.6±1.6 14.2±1.7 14.2±1.8 14.4±1.8 pplat/cmH2O 13.4±1.7 13.4±1.6 13.4±1.6 13.2±1.7 13.2±1.8 13.6±1.8 C/(mL/cmH2O) 46.8±4.6 46.2±4.4 46.6±4.6 46.4±4.2 46.8±5.7 46.8±6.2 HR: 心率; MAP: 平均动脉压; SVV: 每搏量变异度; SV: 每搏输出量; CO: 心排量; ppeak: 气道峰压; pplat: 气道平台压; C: 肺总顺应性。 
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表 2 患者T1~T5各时间段的△C与△SV、△SVV的相关性分析
r T1 T2 T3 T4 T5 r1 -0.626 -0.650 -0.676 -0.588 -0.518 r2 0.744 0.772 0.785 0.698 0.681 r3 -0.602 -0.614 -0.625 -0.536 -0.501 r4 0.694 0.702 0.710 0.628 0.624 r5 -0.703 -0.705 -0.753 -0.640 -0.572 r6 0.827 0.849 0.875 0.840 0.810 r1: 所有受试者△C与△SVV的相关系数;
r2: 所有受试者△C与△SV的相关系数;
r3: 高血压受试者△C与△SVV的相关系数;
r4: 高血压受试者△C与△SV的相关系数;
r5: 非高血压受试者△C与△SVV的相关系数;
r6: 非高血压受试者△C与△SV的相关系数。
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