肺保护性通气基础上强化和中等肺复张策略对于术后肺部并发症的影响

一项随机对照临床研究

常州市第一人民医院 朱滨 翻译

Effect of Intensive vs Moderate Alveolar Recruitment Strategies Added to Lung-Protective Ventilation on Postoperative Pulmonary Complications

A Randomized Clinical Trial

Alcino Costa Leme, RRT, PhD; Ludhmila Abrahao Hajjar, MD, PhD; Marcia S. Volpe, MS, RRT, PhD; Julia Tizue Fukushima, MSc; Roberta Ribeiro De Santis Santiago, MD, PhD; Eduardo A. Osawa, MD, PhD; Juliano Pinheiro de Almeida, MD, PhD; Aline Muller Gerent, MD; Rafael Alves Franco, MD; Maria Ignez Zanetti Feltrim, RRT, PhD; Emília Nozawa, RRT, PhD; Vera Regina de Moraes Coimbra, RRT; Rafael de Moraes Ianotti, RRT; Clarice Shiguemi Hashizume, RRT; Roberto Kalil Filho, MD, PhD; Jose Otavio Costa Auler Jr, MD, PhD; Fabio Biscegli Jatene, MD, PhD; Filomena Regina Barbosa Gomes Galas, MD, PhD; Marcelo Britto Passos Amato, MD, PhD

JAMA. 2017 Apr 11;317(14):1422-1432. doi: 10.1001/jama.2017.2297.

摘要

背景

在心脏外科术后，围术期肺保护通气策略已被临床应用来减少相关的肺部并发症。其中，小潮气量(VT)的保护性作用已被证实有效。但是，肺复张策略对于此类病人是否有益仍存在争议。

目的

明确在小潮气量的保护性通气策略基础上，强化肺复张策略能否减少术后肺部并发症。

方法

2011年12月至2014年2月，在巴西一个心脏外科ICU进行的一项随机对照临床试验（研究对象：术后出现低氧血症的患者）。

分组：在小潮气量的肺保护通气策略的基础上，分强化肺复张策略组(n=157)和中等肺复张策略组(n=163)。主要观测指标：住院期间术后肺部并发症的严重程度；通过分析OR值来判断肺部并发症严重程度评分（评分0-5分，0，无并发症；5，死亡）。次要观测指标：总的住院天数、住ICU天数、气压伤发生率及住院病死率。

结果

320 名患者（中位年龄62岁；IQR, 56-69岁；125名女性[39%]）完成了试验。主要观测指标结果：肺部并发症评分统计结果：强化肺复张策略组均值为1.8(95% CI, 1.7 to 2.0) 中位数为1.7 (IQR, 1.0-2.0)，中等肺复张策略组均值为2.1 (95% CI, 2.0-2.3)和中位数为2.0 (IQR, 1.5-3.0)。强化肺复张策略组肺部并发症评分分布显著降低，OR值1.86 (95% CI, 1.22 to 2.83; P = .003)。次要观测指标结果：中等肺复张策略组平均住院日12.4天vs 强化肺复张策略组10.9天（绝对差异，−1.5 天；95% CI, −3.1 to −0.3; P = .04）；中等肺复张策略组平均ICU住院日4.8天vs强化肺复张策略组3.8天（绝对差异，−1.0天；95% CI, −1.6 to −0.2; P = .01）。但是，两组间住院病死率（强化肺复张策略组2.5% vs 中等肺复张策略组4.9%；绝对差异−2.4%, 95% CI, −7.1% to 2.2%）及气压伤发生率（强化肺复张策略组0% vs 中等肺复张策略组 0.6%；绝对差异 −0.6%; 95% CI, −1.8% to 0.6%; P = .51）两组比较无统计学差异。

结论

心脏手术后出现低氧血症的患者，住院期间采用强化肺复张策略较中等肺复张策略能明显减少严重的肺部并发症。

研究背景

心脏术后肺部并发症极为常见，并能增加术后患者死亡率。开胸手术时的体外循环技术的使用以及肺不张的情况极易诱发肺部炎症反应，随后围术期机械通气的使用加重了这种炎症反应。肺部炎症反应继发了低氧血症、肺炎、呼吸机诱导的肺损伤和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的发生。这些并发症导致医疗资源的浪费，病人周转的延迟，延长氧疗及呼吸机治疗的时间及住院时间。最近的研究表明，小潮气量的单独运用，或者小潮气量联合肺复张（中等程度的PEEP）等术中肺保护性通气策略可以减少术后肺部并发症。然而，在所有这些研究中，对照组是不接受肺保护通气策略治疗（不加PEEP或者高潮气量（9-11 mL/kg理想体重））的患者，研究结果并不能直接体现出肺复张治疗的单独益处。2011年到2013年的研究，研究对象是针对开胸术后接受小潮气量机械通气治疗的患者。该研究中强化肺复张治疗没有显示出的益处，反而导致了很多的弊端。仅一项小的生理学研究支持了强化肺复张治疗联合小潮气量机械通气治疗有益。但这项小的生理学研究结果仅显示了一些炎症指标的下降和肺功能指标的改善，并未能得出治疗能显著改善入组患者的最终疾病的转归。我们这项临床研究试图评估了强化肺复张治疗策略在心脏外科术后伴随低氧血症，并且同时接受小潮气量肺保护通气策略治疗的患者中是否有益。

研究方法

研究设计：单中心RCT研究；地点：巴西圣保罗大学的一个心脏研究所。患者为2011年12月至2014年2月(Figure 1)。研究通过当地的伦理和研究委员会批准(Supplement 1)。所有参与者均有书面知情同意书。

参与实验的患者

所有患者手术前夜都得到手术及研究资格的审查并获通过。患者包括择期心脏手术(冠状动脉搭桥手术或/和瓣膜手术，用或不用体外循环)和伴随低氧血症进入ICU的患者。低氧血症定义为：PaO₂/FIO₂ ≤250 mmHg (PEEP≥5 cm H₂O)。入组排除标准：年龄＜18岁或＞80岁；或以前有过门诊或住院就诊的肺病病史；或术前检查FEV1：FVC<70%；以前心脏手术或神经肌肉疾病；平均肺动脉血压＞35 mmHg；左心室射血分数＜35%；BMI＜20或＞40；需要紧急手术或心室辅助装置，需要超过2 μg/kg/min的去甲肾上腺素治疗；难治性低血压或心律失常；气胸或肺气漏综合症；或者已入组了其他研究。

手术和麻醉方案见Supplement 2。所有术后患者进入ICU；呼吸机模式为CMV，VT：6 mL/kg (理想体重), FIO₂：0.60；PEEP：5 cm H₂O。进入研究的患者人数按1：1比例随机分为2组(Figure 1)：2组患者均在肺保护通气策略基础上，一组加强化肺复张策略，另一组使用中等肺复张策略。所有患者呼吸机治疗期间静脉用标准剂量的芬太尼、咪达唑仑镇静治疗，并予以顺式阿曲库铵短期肌松治疗。用Hamilton的伽利略金呼吸机的PV-Tool软件给予患者PVC治疗。第一次肺复张治疗中，所有患者PEEP 基线值从5 cm H₂O开始，以2 cm H₂O的速率增加气道压至30cm H₂O，然后再以逐渐以2 cm H₂O的速率减少到5 cm H₂O。间隔4小时进行第二次PVC。第二次PVC后，强化肺复张策略组设置PEEP =13 cm H₂O：中等肺复张策略组设置PEEP =8 cm H₂O。强化肺复张策略组患者接受3个循环的膨肺治疗（60s/次），持续PEEP到30cm H₂O。每次做PVC之前，呼吸机参数均调到基线值（PEEP =5 cm H₂O）维持5min。治疗中采用PCV模式时的参数设置：P=15 cm H₂O，f=15/min，吸气时间=1.5s，FIO₂=0.40。在膨肺的间歇期间（60 s），患者接受AC或PCV模式，驱动压（P）的设置根据VT到达6 mL/kg（理想体重），吸气时间=1s，PEEP =13 cm H₂O，最小呼吸频率的设置根据维持PaCO₂在35-45 mm Hg之间。中等肺复张策略组的患者接受持续3次的膨肺治疗(30秒/次)，CPAP模式20 cm H₂O，FIO₂=0.60。在间歇期(60秒患者接受AC模式，VT=6 mL/kg（理想体重），吸气时间=1s，PEEP =8 cm H₂O，FIO₂=0.60，最小呼吸频率的设置根据维持PaCO₂在35-45 mm Hg之间。所有进行肺复张治疗的患者血流动力学均稳定。分组治疗4h后，患者接受再一次的PVC治疗直到脱机拔管成功。当患者脱机拔管后，SpO₂＜90%或者氧流量＞5 L/min或者呼吸频率＞30/min，给予无创通气。参数设置：CPAP采用10 cm H₂O或更高，吸气压=5-10H₂O。

数据收集和测量结果

主要观测指标：住院期间术后肺部并发症的严重程度，住院期间每天评估直至患者出院，统计学分析时采用每个患者最低的那个评分。

观测次要指标：总的住院天数、住ICU天数、气压伤发生率及住院病死率。 

研究结果

研究人群

4483名患者中入组320名，随机分强化肺复张策略组(n=157)和中等肺复张策略组(n=163) (Figure 1)。基线值及手术过程见Table 1 and Table 2。

主要观测指标结果：肺部并发症评分统计结果：强化肺复张策略组均值为1.8(95% CI, 1.7 to 2.0) 中位数为1.7 (IQR, 1.0-2.0)，中等肺复张策略组均值为2.1 (95% CI, 2.0-2.3)和中位数为2.0 (IQR, 1.5-3.0)。强化肺复张策略组肺部并发症评分分布显著降低，OR值1.86 (95% CI, 1.22 to 2.83; P = .003) Figure 2 and Table 3.

次要观测指标结果：中等肺复张策略组平均住院日12.4 天vs 强化肺复张策略组10.9 天（绝对差异，−1.5 天；95% CI, −3.1 to −0.3; P = .04）；Figure 3 and Table 3. 中等肺复张策略组平均ICU住院日 4.8 天 vs 强化肺复张策略组 3.8 天（绝对差异，−1.0 天；95% CI, −1.6 to −0.2; P = .01）。但是，两组间住院病死率（强化肺复张策略组2.5% vs 中等肺复张策略组 4.9% ；绝对差异 −2.4%, 95% CI, −7.1% to 2.2%）及气压伤发生率（强化肺复张策略组0% vs 中等肺复张策略组 0.6%；绝对差异 −0.6%; 95% CI, −1.8% to 0.6%; P = .51）两组比较无统计学差异(Table 2)。

讨论

心脏手术后伴随低氧血症的患者，住院期间使用强化肺复张策略较中等肺复张策略有较低的肺部并发症发生率。同时，强化肺复张策略组的患者住院时间和入住ICU的时间也显著缩短，但是住院死亡率和气压伤发生率未有明显差异。与中等肺复张策略组比较，强化肺复张策略组肺功能指标恢复时间更短，拔除气管插管更早，拔管后给氧浓度更低，无创辅助通气使用率更低。本研究也使用了小潮气量和适度的PEEP水平，所以本研究的结果较以前的研究能够较好的说明强化肺复张策略是否有益。

本研究中采用的中等肺复张策略与腹部外科术中保护性肺通气策略(IMPROVE)相似。与对照组比较，IMPROVE实验结果揭示了术后肺部并发症下降了76%。所以，本研究的结果显示了进一步进行术后肺保护通气策略是可行的。强化肺复张策略能够逆转肺不张，降低肺部并发症的发生率，减小呼吸机给予的驱动压，并减少住院时间和入住ICU时间。与本研究结果相反的是，PROVHILO研究结果显示在腹部外科术后的患者强化肺复张策略未显示有明显益处。两项研究方法的不同可能能够解释结果的不同。例如，本研究中所有的患者均是气管插管给予低浓度氧（FIO₂≤0.40），而PROVHILO研究中仅有一半的患者是这样。因此，更为严重肺不张，需要更高浓度的吸入氧浓度，这些因素抵消了强化肺复张策略的益处。其次，本研究中采用的短时间的吸气压到达45 cm H₂O，这种方法能更有效的逆转肺不张，但是PROVHILO研究中的吸气压均未超过35 cm H₂O。第三，本研究中的研究对象肺不张发生几率更高，有更高的BMI，体外支持治疗更为频繁，开胸手术几率更高。所有这些差异聚集起来可能会放大强化肺复张策略治疗的益处。

不足之处：这项研究有几项重要的缺陷，诊断术后肺部并发症会严重影响结果。研究采用的定义是引用的学者Kroenke等的方法。并且研究采纳的标准早已预先设定：低氧血症，无创辅助通气治疗，影像学异常（需要2位读片者的一致确认）。此外，死亡被作为是最严重的并发症之一，这样死亡因素就很大程度的影响了临床转归的判断。本研究中的析因分析结果显示对照组中也有较高的肺部并发症发生率（26%），高于先前的研究(≤22%)，这也是导致本研究结果与以前研究结果不同的原因之一。

本研究是单中心临床研究，因此研究结果可能不能反映研究结果的普遍性。弥补研究的不足有待与更多的研究对象的纳入以及更多的病理生理学参数的分析。此外，研究中液体平衡和ICU的镇痛治疗，以及气管插管拔除后的治疗小组的随机化分配等问题，都需要进一步的改进。

结论

心脏手术后出现低氧血症的患者，住院期间采用强化肺复张策略较中等肺复张策略能明显减少严重的肺部并发症。

原文见附件：upfile/File/201705/16/15201475.pdf