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神经外科手术患者术中呼吸机参数设置及其与术后肺部并发症发生的相关性:LAS VEGAS研究的事后分析
作者:杨磊 2020.08.01




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研究背景


   近年来,外科手术患者越来越多地采用肺保护通气策略。典型的肺保护策略包括使用低潮气量(VT)和低平台压(Pplat),并给予适度的呼气末正压(PEEP),并在需要时使用补充肺复张(RM)。在这些设置中,与高PEEP相比,小潮气量似乎具有最大的保护作用。

   但在神经外科手术中却很少使用肺保护性通气,一般神经外科手术患者设置中位VT通常为 9 ml / kg(PBW)。目前几乎没有评估神经外科患者术中呼吸机设置对术后并发症(PPC)影响的相关研究。通常,在大多数术中保护性通气的研究中,神经外科患者都被排除在外。这可能是因为肺部保护策略可能会对脑血管生理产生不利影响。

   因此,我们对“全麻外科手术期间的气道管理的局部评估研究”(LAS VEGAS)进行了事后分析,该研究专注于神经外科患者,包括接受脑或脊柱外科手术的患者。该分析的目的是评估在全身麻醉期间神经外科手术患者使用何种通气策略,及评估PPC的发生率和与PPC发生相关的危险因素(包括手术类型,呼吸机参数,PPC风险)。检验的主要假设是:神经外科患者通气时潮气量高,呼气末正压低,术中呼吸机参数设置对PPC的发生有影响。

 


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研究方法

    研究对象包括所有需要在7天时间窗内进行有创通气以进行神经外科手术(脑或者脊柱手术)的成年患者。排除标准为:年龄在18岁以下,产科手术,手术前一定时间内接受机械通气(<28天),未在手术室进行的手术以及需要体外循环干预措施的手术。

  数据采集

  收集:患者的基线和人口统计学特征;手术患者呼吸风险评分(ARISCAT);ASA评分;手术过程中的相关信息,包括术中每小时的生命体征和呼吸机参数(通气模式,吸氧分数(FiO2),VT,PEEP,峰值压力(Ppeak),呼吸频率(RR)),潮气末二氧化碳(ETCO2) ,血氧饱和度(SpO2),肺复张的次数和类型以及术中发生的各种并发症。

 如果肺复张不是计划通气策略的一部分,则此次肺复张定义为“挽救性”,如果它是常规通气实践的一部分,则定义为“计划性”肺复张。

根据公式计算机械功率(MP):0.098 x VT x RR x [峰值x(Pplat-PEEP)/ 2]。

    主要终点

   描述正在接受神经外科手术患者的当前呼吸机参数:呼吸机模式,VT,PEEP,驱动压力,Ppeak和Pplat和RR以及机械功率。

    次要终点是评估PPC的发生率以及与术前和术中指标(包括机械呼吸机设置,手术类型,术中并发症,ARISCAT评分)的相关性。

   其他次要终点包括严重PPC的发生,术中并发症的发生,医院内死亡率和住院时间。

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研究结果


    本研究纳入总共784名患者。其中,408名(52%)接受了脊柱外科手术,376名(48%)接受了脑外科手术。

   机械通气参数和患者术中特征

最常见的通气模式是体积控制通气(VCV)(表2)。VCV更常用于接受脑部手术的患者。VT的中位数为510ml(四分位间距,IQR 475–575),8 ml / kg理想体重(IQR = 7.3–9)。PEEP中位数为5 cmH2O(IQR 3–5),Ppeak为18 cmH2O(IQR = 15–21),驱动压力为12(IQR = 11–15)cmH2O(表2)

54例患者(6.9%)进行了常规RM。1.4%的病例发生了计划外的RM。在脊柱和脑部手术组在呼吸机参数设置方面,没有发现统计学差异(表2)。与脊柱外科手术组相比,脑外科手术组的EtCO2值显著降低(p = 0.001)。与没有PPC的患者相比,发生PPC的患者接受的液体量更多(表2),但是两组之间的呼吸机参数设置没有差异(图1)

    术中并发症和预后

   在分析的784名患者中,有81名(10.4%)发生了PPC(表2)。PPCs主要发生在第3天。在手术组之间,PPCs发生的可能性和住院时间没有差异(ESM图S4)

与风险较低的患者(HR 2.50;95%CI 1.61–3.58,p <0.000)相比,ARISCAT≥26的患者发生PPC的可能性增加,住院时间更长(HR 0.81;95%CI 0.69)。 0.97,p = 0.019)(ESM图S4)

与脑外科手术组相比,脊柱外科手术患者术中低血压发作更频繁,并且在此过程中需要使用血管活性药物,(低血压分别为38.7%和31.2%;p = 0.028和34.6%vs血管活性药物为27.7%,p =分别为0.04)(表3)。发生或未发生PPC的患者在死亡率或住院时间方面均无差异,在不同手术类型组内也无差异性。与ARISCAT <26的患者相比,ARISCAT≥26的患者住院时间更长,院内死亡率更高(表3)

  PPC发生的危险因素

  多变量logistic回归用于预测PPC的危险因素。麻醉的持续时间是PPC发生的独立危险因素。在分析神经外科手术患者发生PCC的危险因素后,发现年龄在脑外科手术组有显著影响(外科手术-年龄相互作用的综合p值为p = 0.031),而在脊柱外科手术组中则没有。 (图3、ESM图S5)。年龄对脑外科手术组中PPC的影响在62岁以上才有意义(ESM图S5)






ESM S4 




ESM  S5 



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讨论

神经外科手术患者的呼吸机设置

  当前应用的肺保护通气策略已显示出可减少PPC的发生。在接受脊柱手术的患者中,俯卧位对肺功能有多重影响,包括动态肺顺应性降低和峰值吸气压升高;但是,没有关于保护性通气设置及其对非ARDS患者俯卧位PPC的影响的大型观察性研究或随机对照试验。

  在脑损伤的患者中,肺保护通气策略可能有害。特别是,当使用高PEEP水平和允许的高碳酸血症时,导致的高胸腔内压力可能会对脑灌注压(CPP)和颅内压(ICP)产生不利影响。因此,传统上,脑损伤患者的潮气量约为9 ml / kg PBW。但是,最近的研究表明,即使在患有神经系统疾病的患者中,高VT也是急性肺损伤的危险因素。实际上,我们的结果表明,低VT的使用也越来越多地应用于神经外科患者。同样,PEEP在脑损伤患者中的应用传统上被认为可通过减少静脉流出而对ICP有害。但是,最近的证据表明,只要保持血压不变,PEEP的应用可能不会增加ICP。

  目前尚无有关RM在神经外科患者中的影响的研究数据,其在术中保护性通气集束化治疗中的影响仍不清楚。在颅脑损伤的患者中,RM可能通过增加胸腔内压力并阻碍脑静脉回流至右心房而对ICP产生不良影响。尽管压力控制的RM可以改善氧合而又不损害ICP或CPP,但仍需关注它们在神经外科患者中的应用,因此很少进行。实际上,我们的结果表明,肺复张策略很少用于神经外科患者。

  迄今为止,尚无比较脑损伤患者的压力控制通气(PCV)和容量控制通气(VCV)的临床研究报道。在肥胖,ARDS和胸部疾患患者中,研究表明机械通气模式(PCV和VCV)之间的对预后的影响没有差异。在我们的研究中,与脑外科手术组相比,接受脊柱外科手术的患者使用VCV通气的频率更高。在我们的研究中,ETCO2水平通常为中低水平,与脊柱外科手术组相比,脑外科手术组的ETCO2水平明显较低。该结果表明,接受脑部手术的患者更容易出现换气过度。这很可能是由于潜在的颅内压升高而引起的。

 尽管ARISCAT≥26的亚组显示较高的平台压(平台压(17 vs 16 cmH2O,p = 0.012)和较高的驱动压力(14 vs 12 cmH2O;p = 0.009),但这些值仍处于推荐保护性通气的正常范围内。在整个人群中,呼吸系统的总机械功较低(机械功中值(6.2 J / min)),远低于增加肺损伤风险的12 J / min阈值。


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结论

  神经外科手术患者的术中机械通气参数设置特点是低VT,低PEEP,很少使用RM。PPC在该人群中很常见,并且与术中呼吸机参数设置无关。




译者介绍 杨磊,复旦大学附属上海华山医院,虹桥院区ICU主治医师,硕士研究生。目前在胡锦教授团队里从事神经重症的临床与科研工作。