陳　宇，傅　強(qiáng)，米衛(wèi)東

中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院麻醉手術(shù)中心，北京 100853

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俯臥位呼吸末正壓對(duì)每搏量變異度、脈搏壓變異度和脈搏灌注變異指數(shù)預(yù)測(cè)容量準(zhǔn)確性及閾值的影響

陳宇，傅強(qiáng)，米衛(wèi)東

中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院麻醉手術(shù)中心，北京 100853

摘要：目的觀察俯臥位應(yīng)用不同呼氣末正壓條件下對(duì)每搏量變異度、脈搏壓變異度及脈搏灌注變異指數(shù)預(yù)測(cè)容量狀態(tài)的準(zhǔn)確性及診斷閾值的影響。方法選擇在全麻下俯臥位行頸椎或腰椎手術(shù)患者60例，全麻后連續(xù)監(jiān)測(cè)每搏量變異度(SVV)、脈搏壓變異度(PPV)、脈搏灌注變異指數(shù)(PVI)等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，在俯臥位體位下分別加以0、5、10、15 mmHg的呼氣末正壓(PEEP)，記錄每個(gè)PEEP時(shí)點(diǎn)的各血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)數(shù)值，后以7 ml/kg進(jìn)行補(bǔ)液試驗(yàn)后，再分別加以0、5、10、15 mmHg的PEEP值后記錄輸液后各血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)數(shù)值。然后以輸液前后每搏量變異指數(shù)的差值(ΔSVI)將患者分為兩組，即有反應(yīng)組(ΔSVI≥15%)和無(wú)反應(yīng)組(ΔSVI<15%)組，分別繪制SVV、PPV和PVI判斷擴(kuò)容效應(yīng)的受試者工作特征性(ROC)曲線，確定俯臥位時(shí)在不同PEEP條件下對(duì)SVV、PPV和PVI預(yù)測(cè)容量狀況的準(zhǔn)確性、診斷閾值及其相關(guān)性。結(jié)果與平臥位相比較，俯臥位條件下SVV、PPV、PVI均增大(P<0.05)，平均動(dòng)脈壓降低(P<0.05)，心率、每搏量、每搏量指數(shù)、心輸出量、心指數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。俯臥位時(shí)，在PEEP=0、5、10、15 mmHg條件下，SVV判斷擴(kuò)容有效的ROC曲線下面積分別為0.864、0.759、0.718、0.521，PPV判斷擴(kuò)容有效的ROC曲線下面積分別為0.873、0.792、0.705、0.505，PVI判斷擴(kuò)容有效的ROC曲線下面積分別為0.851、0.765、0.709、0.512。當(dāng)PEEP=0 mmHg時(shí)，SVV、PPV、PVI診斷閾值分別為10.5、11.5、13.5；當(dāng)PEEP=5 mmHg時(shí)，SVV、PPV、PVI診斷閾值分別為11.5、13.5、14.5；當(dāng)PEEP=10 mmHg時(shí)，SVV、PPV、PVI診斷閾值分別為13.5、14.5、16.5。俯臥位時(shí)在不同PEEP條件下SVV、PPV、PVI變化分別與PEEP值變化呈正相關(guān)(r分別為0.424、0.561、0.553，P<0.01)。結(jié)論SVV、PPV和PVI在PEEP≤10 mmHg時(shí)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)俯臥位時(shí)應(yīng)用全麻機(jī)械通氣患者的容量狀況，三者預(yù)測(cè)容量狀況的準(zhǔn)確性相似，診斷閾值隨PEEP值增大而增大，診斷的準(zhǔn)確性隨PEEP值增大而下降；在PEEP=15 mmHg時(shí)，SVV、PPV和PVI不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)俯臥位時(shí)應(yīng)用全麻機(jī)械通氣患者的容量狀況。

關(guān)鍵詞：呼氣末正壓；俯臥位；每搏量變異度；脈搏壓變異度；脈搏灌注變異指數(shù)

ActaAcadMedSin，2015,37(2)：179-184

臨床危重患者術(shù)中補(bǔ)液需要預(yù)測(cè)心臟前負(fù)荷及功能狀態(tài)，補(bǔ)液過(guò)量可能導(dǎo)致肺水腫及組織間質(zhì)水腫，尤其是近年由于呼氣末正壓(positive end expiratory pressure，PEEP)越來(lái)越廣泛地運(yùn)用于危重患者，使得對(duì)心臟前負(fù)荷的評(píng)價(jià)變得更加復(fù)雜。Biais等[1]研究表明，俯臥位通氣可以明顯改善肺的氧合功能，提高呼吸衰竭患者的療效，而且臨床工作中許多危重患者手術(shù)也是在俯臥位條件下進(jìn)行，在俯臥位合并使用PEEP的條件下，如何判斷患者容量成為麻醉容量控制的難點(diǎn)。傳統(tǒng)的心臟前負(fù)荷指標(biāo)如中心靜脈壓、肺動(dòng)脈楔壓已不能準(zhǔn)確反映前負(fù)荷的變化，而動(dòng)態(tài)指標(biāo)如每搏量變異度(stroke volume variation，SVV)、脈搏壓變異度(pulse pressure variation，PPV)及脈搏灌注指數(shù)變異(pleth variability index，PVI)在平臥位條件下能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)全麻機(jī)械通氣患者的容量狀況[2- 3]，而俯臥位合并使用PEEP的條件下需要進(jìn)一步證實(shí)。本研究主要探討俯臥位條件下不同水平PEEP對(duì)患者SVV、PPV和PVI預(yù)測(cè)容量狀況的準(zhǔn)確性、診斷閾值的影響及三者的相關(guān)性。

資料和方法

資料選取中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院2013年2至12月擬在全麻下行頸椎或腰椎減壓植骨融合手術(shù)患者60例，其中男性37例、女性23例，年齡22～61歲，血紅蛋白>110 g/L，無(wú)高血壓、冠心病、心率失常、慢性肺部疾病等病史，無(wú)長(zhǎng)期口服血管活性藥等藥物史；若試驗(yàn)中患者氣道平均壓>35 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或氣道峰壓>45 mmHg則中斷試驗(yàn)。

麻醉方法

麻醉前準(zhǔn)備：入室后開(kāi)放外周靜脈，按4 ml/(kg·min)的速率于外周靜脈通路輸注乳酸納林格氏平衡液。采用InteHivueMP50監(jiān)測(cè)儀(荷蘭Philips公司)常規(guī)監(jiān)測(cè)心電圖、心率、血壓、脈搏氧飽和度及呼吸末二氧化碳分壓，并連接腦電雙頻指數(shù)監(jiān)測(cè)儀(AspectXP，美國(guó)Aspect公司)。

麻醉誘導(dǎo)：咪唑安定0.05 mg/kg，異丙酚 l～2 mg/kg，芬太尼3 μg/kg，羅庫(kù)溴銨0.6 mg/kg，靜脈快速誘導(dǎo)行氣管內(nèi)插管，容量控制模式。呼吸參數(shù)：潮氣量8 ml/kg，呼吸頻率10～12 次/min，維持呼氣末二氧化碳分壓35～40 mmHg，氧流量設(shè)定為1 L/min。

麻醉維持：微量輸注泵持續(xù)靜脈輸注異丙酚50～100 μg/(kg·min)，瑞芬太尼0.1～0.2 μg/(kg·min)維持麻醉，輸注速度根據(jù)雙頻指數(shù)監(jiān)測(cè)值進(jìn)行調(diào)控，維持雙頻指數(shù)值在40～60。完成氣管插管后，使用Massimo Radical 7監(jiān)測(cè)器連續(xù)監(jiān)測(cè)PVI，并用黑紙將指尖包裹；行左側(cè)橈動(dòng)脈穿刺置管，連接FloTrac TM傳感器，一根傳感器連接InteHivue MP50監(jiān)測(cè)儀(荷蘭Philips公司)監(jiān)測(cè)平均動(dòng)脈壓(mean arterial pressur，MAP)，PPV；另一根連接Vigelo/FloTrac監(jiān)測(cè)儀(美國(guó)Edwards公司)，連續(xù)監(jiān)測(cè)每搏量(stroke volume，SV)，每搏量指數(shù)(stroke volume index，SVI)、SVV等指標(biāo)；麻醉誘導(dǎo)擺好俯臥位后，待血流動(dòng)力學(xué)基本穩(wěn)定，手術(shù)尚未開(kāi)始，于15～20 min內(nèi)靜脈輸注6%羥乙基淀粉(130/0.4)氯化鈉注射液，總輸液量7 ml/kg，進(jìn)行容量治療反應(yīng)的臨床觀察。

觀察指標(biāo)于麻醉誘導(dǎo)后平臥位時(shí)，記錄患者對(duì)應(yīng)的SVV、PPV、PVI、SV、SVI、MAP、心率(heart rate，HR)等數(shù)據(jù)，換俯臥位后，分別對(duì)患者加以PEEP=0、5、10、15 mmHg，各自維持3 min后記錄對(duì)應(yīng)的上述相應(yīng)血流動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。再于輸注羥乙基淀粉輸注結(jié)束后即刻再分別加以PEEP=0、5、10、15 mmHg，各自維持3 min后記錄MAP、HR、SVI、SVV、PPV、PVI等，計(jì)算相同PEEP情況下輸液前后SVI變化的百分比即ΔSVI。根據(jù)相同PEEP值輸液前后ΔSVI的值將60例患者分成兩組，ΔSVI≥15%視為對(duì)容量擴(kuò)張有反應(yīng)(response，R)組，ΔSVI<15%視為對(duì)容量擴(kuò)張無(wú)反應(yīng)(non-response，NR)組。兩組患者年齡、性別構(gòu)成比、體重、身高比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

結(jié)果

平臥位與俯臥位血流動(dòng)力學(xué)變化與平臥位比較，俯臥位條件下SVV、PPV、PVI均增大(P<0.05)，MAP降低(P<0.05)，而HR、SV、SVI、心輸出量(cardiac output，CO)，心指數(shù)(cardiac index，CI)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。

不同PEEP值下各血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的改變與PEEP=0時(shí)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)比較，PEEP=5 mmHg時(shí)僅MAP下降(P<0.05)，其余各指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；隨著PEEP進(jìn)行性升高，當(dāng)PEEP=10 mmHg時(shí)，MAP、SV、SVI、CO、CI均降低(P<0.05)，而SVV、PPV、PVI值均升高(P<0.05)，HR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；當(dāng)PEEP=15 mmHg時(shí)，MAP、SV、SVI、CO、CI均降低(P<0.05)，而SVV、PPV、PVI值均升高(P<0.05)，HR增加(P<0.05)。補(bǔ)液前后，在相同PEEP值情況下，SVV、PPV、PVI值均降低(P<0.05)，而SV、SVI、CO、CI值均較輸液前增加(P<0.05)(表2)。

表 1　平臥位與俯臥位血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的比較(n=60，x-±s)

1 mmHg=0.133 kPa；HR：心率；MAP：平均動(dòng)脈壓；SV：每搏量；SVI：每搏量指數(shù)；CO：心輸出量；CI：心指數(shù)；SVV：每搏量變異度；PPV：脈搏壓變異度；PVI：脈搏灌注變異指數(shù)；與平臥位時(shí)比較，aP<0.05

HR：heart rate；MAP：mean arterial pressure；SV：stroke volume；SVI：stroke volume index；CO：cardiac output；CI：cardiac index；SVV：stroke volume variation；PPV：pulse pressure variation；PVI：pleth variability index；aP<0.05 compared with supine position

不同PEEP值對(duì)SVV、PPV、PVI診斷閾值的影響PEEP=0、5、10、15 mmHg情況下，SVV判斷擴(kuò)容有效的ROC曲線下面積分別為0.864、0.759、0.718、0.521，PPV判斷擴(kuò)容有效的ROC曲線下面積分別為0.873、0.792、0.705、0.505，PVI判斷擴(kuò)容有效的ROC曲線下面積分別為0.851、0.765、0.709、0.512(圖1)。

表 2　補(bǔ)液前后不同PEEP值對(duì)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的影響(n=60，x-±s)

PEEP：呼氣末正壓；與PEEP=0 mmHg比較，aP<0.05；與補(bǔ)液前相同PEEP值比較，bP<0.05

PEEP：positive end expiratory pressure；aP<0.05 compared with PEEP=0 mmHg；bP<0.05 compared with under the same PEEP before volume expansion

A.PEEP=0 mmHg;B.PEEP=5 mmHg; C.PEEP=10 mmHg;D.PEEP=15 mmHg

圖 1不同PEEP條件下SVV、PPV和PVI判斷擴(kuò)容效應(yīng)的受試者工作曲線

Fig 1The receiver operating characteristics curves of SVV，PPV，PVI under different PEEP當(dāng)PEEP=0 mmHg時(shí)，R組為36例、NR組為24例，SVV、PPV、PVI診斷閾值分別為10.5、11.5、13.5；當(dāng)PEEP=5 mmHg時(shí)，R組為40例、NR組為20例，SVV、PPV、PVI診斷閾值分別為11.5、13.5、14.5；當(dāng)PEEP=10 mmHg時(shí)，R組為39例、NR組為21例，SVV、PPV、PVI診斷閾值分別為13.5、14.5、16.5；在PEEP=15 mmHg時(shí)，R組為40例、NR組為20例，但SVV、PPV、PVI的曲線下面積均小于0.7，診斷意義較差，因此未計(jì)算診斷閾值。

相關(guān)性俯臥位在PEEP值為0、5、10、15 mmHg條件下，Pearson相關(guān)分析顯示SVV、PPV、PVI與PEEP值呈正相關(guān)(r分別為0.424、0.561、0.553，P<0.01)。

討論

SVV、PPV與PVI是目前容量管理常用的功能性血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，臨床上常用其變化指導(dǎo)患者圍術(shù)期補(bǔ)液。臨床中多種因素可影響功能性血流動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，包括胸腔內(nèi)壓力、腹壓、呼吸頻率、潮氣量、體位及單肺通氣等[4- 5]。Biais等[6]與Yu等[7]研究指出，患者在俯臥位條件下，SVV、PPV會(huì)變大，這是由于俯臥位時(shí)一定程度上限制了胸廓的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致胸內(nèi)壓升高，肺順應(yīng)性下降，同時(shí)重力作用引起肺內(nèi)血流再分布，心臟一定程度受壓，均會(huì)導(dǎo)致腔靜脈回流減少而影響SVV、PPV及PVI的結(jié)果，這與本研究結(jié)果一致。

PEEP使肺泡在呼氣末仍然保持正壓，可以使萎縮的肺泡復(fù)張，可以改善通氣/血流比，因此，圍術(shù)期使用PEEP是改善嚴(yán)重低氧血癥患者氧合和肺復(fù)張的重要手段。然而，隨著PEEP的增高，胸內(nèi)壓也逐步增加，從而引起右心的后負(fù)荷增加，使得腔靜脈壓力增加，腔靜脈血液回流減少，繼而左心排量減少?gòu)亩滓鹧獕航档蚚8]。本研究患者俯臥位條件下合并應(yīng)用PEEP使得腔靜脈回流減少更加明顯，從而對(duì)SVV、PPV、PVI值也產(chǎn)生一系列改變。

本研究與PEEP=0 mmHg時(shí)相比，隨著PEEP水平的逐步升高，SVV、PPV、PVI逐漸增大。從SVV產(chǎn)生機(jī)制看，由于正壓通氣的吸氣相時(shí)胸腔內(nèi)壓力升高，肺毛細(xì)血管內(nèi)更多的血液進(jìn)入左心室，導(dǎo)致左心室前負(fù)荷增加，從而每搏輸出量增加；在呼氣相，胸腔內(nèi)壓力降低，加之吸氣相時(shí)肺靜脈系統(tǒng)血量的減少未完全代償，左心室前負(fù)荷降低，繼而左心室舒張末血量減少，SV降低。根據(jù)SVV=(SVmax-SVmin)/SVmean，整個(gè)正壓通氣過(guò)程中SV均降低，SVmean亦降低，故SVV升高[9- 10]。脈搏壓(pulse pressure，PP)=k×SV/動(dòng)脈順應(yīng)性，脈搏壓變異=(PPmax-PPmin)/PPmean，因此，SV的降低也使得PPV升高[11]。PVI是一種新的預(yù)測(cè)方法，可以瞬時(shí)的、連續(xù)的計(jì)算和測(cè)量一個(gè)完整的呼吸周期中脈搏灌注指數(shù)，隨著胸腔內(nèi)壓力改變而發(fā)生的周期性變化，反應(yīng)脈搏血氧波的波形幅度變異，從而間接提示機(jī)體的前負(fù)荷狀態(tài)。由于脈搏血氧波的波形變化與脈壓的波形變化一致，所以PVI的變化與PPV是一致的[12]，因此，PVI也隨著PEEP的增大而增大，這與本研究結(jié)果一致。

本研究隨著PEEP水平升高，SVV、PPV、PVI值均顯著升高，其閾值也顯著升高，因此在臨床工作中易給醫(yī)生造成容量不足的假象。臨床上對(duì)應(yīng)用PEEP時(shí)容量預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性及閾值變化的研究，目前國(guó)際上的結(jié)論尚不一致。劉寧等[13]在一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中指出，高水平PEEP下(≥10 cmH2O)SVV會(huì)受到影響，但仍是反應(yīng)容量變化的較好的觀察指標(biāo)。而B(niǎo)reukers等[14]在人體試驗(yàn)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證明，PEEP分別設(shè)為0、5、10 cmH2O時(shí)，SVV均能較好地反映SV的變化。但隨著PEEP值的繼續(xù)增大，SVV與SV的變化不相關(guān)，反映容量變化的水平還需進(jìn)一步探討。本研究結(jié)果表明，當(dāng)PEEP≤10 mmHg，隨著PEEP值的增大，SVV、PPV、PVI的閾值逐步升高，診斷準(zhǔn)確性逐步下降，但仍是判斷容量較好的指標(biāo)。在PEEP為15 mmHg時(shí)，SVV、PPV、PVI的ROC曲線下面積分別為0.521、0.505、0.512，診斷準(zhǔn)確性均較差。因此，筆者認(rèn)為在高PEEP條件下(>10 mmHg)，SVV、PPV、PVI不能準(zhǔn)確地反應(yīng)容量變化，這也進(jìn)一步證實(shí)了Breukers等[14]的研究結(jié)果。

本研究健康成年人選擇加用PEEP進(jìn)行試驗(yàn)，此時(shí)患者俯臥位體位固定，無(wú)肢體活動(dòng)，且選擇血流動(dòng)力學(xué)及容量狀態(tài)平穩(wěn)時(shí)進(jìn)行測(cè)量，基本排除了手術(shù)、容量狀態(tài)等因素的干擾。但由于每組樣本例數(shù)相對(duì)偏少，采集SVV、PPV、PVI時(shí)可能存在主觀性偏差從而產(chǎn)生偏倚，尚需采用更大樣本進(jìn)行進(jìn)一步證實(shí)。

綜上，SVV、PPV和PVI在PEEP≤10 mmHg時(shí)可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)俯臥位時(shí)應(yīng)用全麻機(jī)械通氣患者的容量狀況，三者預(yù)測(cè)容量狀況的準(zhǔn)確性相似，診斷閾值隨PEEP值增大而增大，診斷的準(zhǔn)確性隨PEEP值增大而下降；在高PEEP條件下(15 mmHg)，SVV、PPV和PVI不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)俯臥位時(shí)應(yīng)用全麻機(jī)械通氣患者的容量狀況。臨床醫(yī)生在判斷容量時(shí)應(yīng)加以重視，以免誤判。

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DOI：10.3881/j.issn.1000- 503X.2015.02.008

Effects of Stroke Volume Variation，Pulse Pressure Variation，and Pleth Variability Index in Predicting Fluid Responsiveness during Different Positive End Expiratory Pressure in Prone Position

CHEN Yu，F(xiàn)U Qiang，MI Wei-dong

Anesthesia and Operation Center，Chinese PLA General Hospital，Beijing 100853，China

Corresponding author：MI Wei-dongTel：010- 66938152，E-mail：301mz@163.com

ABSTRACT：ObjectiveTo investigate the effects of different positive end expiratory pressures(PEEP)on functional hemodynamic parameters in patients lying in prone position during operation under general anesthesia.MethodsTotally 60 patients undergoing cervical vertebra operation or lumbar vertebra operation were studied.All patients were also monitored with Vigileo/FloTrac system.The functional hemodynamic parameters including stroke volume variation(SVV)，pulse pressure variation(PPV)，and pleth variability index(PVI)under PEEP levels of 0 mmHg，5 mmHg，10 mmHg，and 15 mmHg were recorded before and after volume expansion(hydroxyethyl starch 6%，7 ml/kg).Fluid responsiveness was defined as an increase in stroke volume index(SVI)≥15%(△SVI≥15%).Responders were defined as patients demonstrating an increase in SVI≥15% after intravascular volume expansion and non-responders as patients whose SVI changed<15%.Receiver operating characteristic(ROC)curves were generated for SVV，PPV，and PVI under different PEEP levels to determine their diagnosis accuracies and thresholds and their potential correlations.ResultsIn the prone position，SVV，PPV，and PVIwere significantly higher compared to those in the supine position(P<0.05)and the mean arterial pressure significantly decreased(P<0.05)；however，the changes of heart rate，stroke volume，SVI，cardiac output，and cardiac index showed no significant difference(P>0.05).In the prone position，along with the elevation of PEEP(0 mmHg，5 mmHg，10 mmHg，and 15 mmHg)，the areas under the ROC curves of SVV were 0.864，0.759，0.718，and 0.521，the area under the ROC of PPV were 0.873，0.792，0.705，and 0.505，and the area under the ROC of PVI were 0.851，0.765，0.709，and 0.512.Under PEEP=0 mmHg，the diagnostic thresholds of SVV，PPV，and PVI were 10.5，11.5，and 13.5.Under PEEP=5 mmHg，the diagnostic thresholds of SVV，PPV，and PVI were 11.5，13.5，and 14.5.Under PEEP=10 mmHg，the diagnostic thresholds of SVV，PPV，and PVI were 13.5，14.5，and 16.5.In the prone position，there was a significant correlation between SVV，PPV，PVI，and PEEP.ConclusionsSVV，PPV and PVI can predict fluid responsiveness similarly under the PEEP levels of 0，5, and 10 mmHg.Their diagnostic thresholds increases with the PEEP and the diagnostic accuracies decrease with the PEEP.However，under the PEEP level of 15 mmHg，SVV，PPV，and PVI can not predict fluid responsiveness accurately.

Key words：positive end expiratory pressure；prone position；stroke volume variation；pluse pressure variation；pleth variability index

(收稿日期：2014- 09- 12)

中圖分類(lèi)號(hào):R 765.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào)：1000- 503X(2015)02- 0179- 06

通信作者：米衛(wèi)東電話：010- 66938152，電子郵件：301mz@163.com

基金項(xiàng)目：中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院苗圃基金(07MP13)Supported by the Program of Nursery of the Chinese PLA General Hospital(07MP13)

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