心脏手术中体外循环期间的呼气流量限制和机械通气

简介 在全身麻醉期间，观察到功能残气量 (FRC) 减少。 FRC 的减少可能意味着呼吸系统关闭能力 (CC) 超过 FRC 并导致称为呼气流量限制 (EFL) 的现象。 有几个因素导致全身麻醉期间的 EFL 现象，包括麻醉诱导本身。 高氧浓度、肌肉麻痹、仰卧位、由于围手术期液体治疗和炎症反应导致的血管外水分增加也在这幅图中发挥了作用。

此外，心脏手术中大多数手术所必需的带主动脉夹闭的体外循环 (CPB) 与直接肺损伤有关。 CPB 期间的肺不张、呼吸暂停和缺血以及肺循环中蛋白水解酶的激活会影响心脏手术后肺功能障碍的发生率。

呼气末正压 (PEEP) 测试是一种经过验证的方法，用于评估麻醉期间是否存在 EFL。 PEEP 测试是一种可行且完全安全的测量机械通气患者 FRC 的方法。

该研究的目的是评估心脏手术中 CPB 期间的机械通气是否可以降低 CPB 后 EFL 的发生率。

主要终点 主要终点将是脱离 CPB 后呼气流量受限发生率和术后肺部并发症的复合终点。

次要终点

次要终点将包括：

• 重新入住 ICU；
• 需要重新插管；
• 需要无创通气；
• 机械通气的持续时间；
• 术后感染；
• 主要不良心脏事件；
• ICU 和住院时间的长短；
• 30 天和 1 年死亡率。

材料和方法 这将是一个单中心单盲平行组随机对照试验。 患者将被随机分配到四个平行组，分配比例为 1:1:1:1，在 CPB 期间接受四种机械通气策略中的一种。 将招募在术前评估时符合以下标准的患者。

随机化和掩蔽患者将根据计算机生成的随机数字列表进行随机化。 有关患者分配的信息将保存在封闭的不透明信封中，在随机化之前没有人会知道患者分配情况。 患者将对分配视而不见。

通风协议

每位患者将随机接受 CPB 前后的通气管理以及 CPB 期间的管理：一项 2 x 2 试验设计。 患者将被随意分配到四组：

A组：患者在体外循环（CPB）前后进行呼气末正压通气（PEEP）；在体外循环期间，将采用持续气道正压通气（CPAP）。

B组：患者在CPB前后进行无PEEP（ZEEP）通气；在CPB期间，将采用CPAP。

C组：患者在CPB前后进行PEEP通气； CPB期间，将不采用机械通气（No MV）。

D组：患者在CPB前后进行无PEEP（ZEEP）通气； CPB期间，不采用MV。

患者将在手术前随机分配，接受麻醉诱导后立即通过 PEEP 测试评估的等于最佳 PEEP 的 PEEP 或等于零。 在 CPB 期间，所有患者将进一步随机接受等于最佳 PEEP 的 CPAP 或零 PEEP 策略（与麻醉回路断开连接）。 这两个随机化将彼此独立。

在 CPB 期间，我们的目标是将 PaO2 维持在 200 至 250 mmHg 之间，以避免高氧引起的肺损伤；此外，血细胞比容将保持在24%以上。

在脱离 CPB 期间，我们将进行单次肺泡 RM。 该 RM 将由麻醉师在手术结束时使用氧气和空气的混合气体（吸入氧气分数低于 80%）手动执行。 在 CPB 之后，将根据外科排气程序手动执行此招募操作。 气道压力将保持在 40 cmH2O 至少 10 秒。

肺力学测定

呼吸系统的准静态顺应性 (Cqst,rs) 计算如下：

潮气量/（吸气末平台压 - PEEPtot (ml/cmH2O)，其中 PEEPtot 是无流量时的呼气末压力。 测量将以 60% 的吸气暂停进行。

气道阻力 (Rmin,rs) 计算如下：

(Ppeak - P1) / V' 其中 Ppeak 是吸气峰压，P1 是零流量点的气道压力，V' 是吸气流量。 测量将以 60% 的吸气暂停进行。

在每次 PEEP 测试执行后立即确定肺力学。

死腔计算

死腔分数计算将使用玻尔方程的 Enghoff 修改来执行：

Vd/Vt = (PaCO2-PECO2)/PaCO2

在哪里：

• Vd是死区
• Vt 潮气量
• PECO2 是平均呼气 CO2 的压力

分流分数计算

分流分数将在手术前和手术后在全身麻醉期间在手术室、患者出院前确定。 分流分数将在所有患者中进行如下评估：

Qs/Qt = (PAO2 - PaO2)*0,0031 / C(a-v 混合)O2 + [(PAO2 - PaO2)*0,0031]

在哪里：

• PAO2 为氧肺泡浓度；
• PaO2为动脉血氧浓度；
• C(a-v mixed)O2为动静脉氧浓度差；
• 0,0031 是 O2 体积百分比的转换系数。

将在呼吸 100% 氧气 20 分钟的同时进行测量，以达到血红蛋白完全饱和。

如果放置肺动脉导管 (PAC)，根据临床适应症，分流分数将根据以下公式计算：

Qs/Qt = CcO2-CaO2 / CcO2-Cv(混合)O2 * 100

在哪里：

• CcO2 是肺毛细血管血氧含量，用以下公式估算：CcO2 = (Hb * 1.34) + (0.0031 * PAO2)；

• CaO2 为动脉血氧含量；
• Cv(mixed)O2 是从肺动脉获得的血样中的氧含量；
• PAO2 是肺泡氧分压。 血液样本将从动脉导管和肺动脉导管采集，同时在 100% 的 FiO2 下。

此外，还将对动脉血进行血气分析 (BGA)：

• 麻醉诱导后；
• 胸骨切开术后，连同肝素化；
• 在胸骨合成之前，连同鱼精蛋白给药；
• 出手术室前。

样本量计算 样本量计算基于 0.05 的 2 侧 α 误差和 80% 的功效 (β)。 根据我们的经验，我们预计 50% 的 CPB 期间通气停止且 CPB 前后无 PEEP 的患者将在 5 天时达到 CPB 后 EFL 和呼吸系统并发症的复合终点，而只有 30%接受最佳治疗的患者。 每组样本量为 93 名患者，总共需要 186 名患者才能完成试验。 包括 10% 的退出率，我们将每组招募 51 名患者，总共 204 名患者。

数据收集和分析 将在适当的病例报告表 (CRF) 上收集数据。 特别是将收集记忆信息、手术数据和术后临床数据，尤其是呼吸参数。 数据将使用专业的统计软件进行分析。 二分变量将与双尾卡方检验进行比较，适当时使用 Yates 校正。 适当时，将通过方差分析或非参数 Kruskal-Wallis 检验来比较连续变量。

知情同意和试验进行 每个患者都会提供知情同意。 该试验的所有部分都将根据良好临床实践 (GCP) 声明以及意大利和国际临床研究法进行。