胸腔和呼出气氧和二氧化碳分压测定对气胸脏层胸膜破口闭合的预测价值

贾玮，李海娜，李月川，张冬睿，谷松涛，张永祥，马晖



胸腔和呼出气氧和二氧化碳分压测定对气胸脏层胸膜破口闭合的预测价值

贾玮，李海娜，李月川△，张冬睿，谷松涛，张永祥，马晖

摘要：目的探讨胸腔和呼出气体氧分压[p（O2）]及二氧化碳分压[p（CO2）]对自发性特发性气胸（PSP）患者脏层胸膜破口闭合判断的预测价值。方法确诊为PSP的患者76例，根据胸部X线片观察肺复张情况作为判定脏层胸膜破口是否闭合的金标准进行分组，其中闭合组40例，开放组36例。利用自行研制的呼出气采集器采集患者的呼气末气体，通过胸腔穿刺收集胸腔气体，同时采集桡动脉血，分别测定呼出、动脉血及胸腔气中的p（O2）和p（CO2），并进行相关数据分析。结果闭合组胸腔气p（O2）低于开放组，p（CO2）高于开放组（P＜0.05）；2组呼出气和动脉血p（O2）和p（CO2）差异均无统计学意义（P＞0.05）；闭合组的呼出气/胸腔气p（O2）比值高于开放组，p（CO2）比值低于开放组（P＜0.05）；二分类Logistic回归分析显示，呼出气/胸腔气p（O2）和p（CO2）比值为PSP脏层胸膜破口闭合的影响因素；ROC曲线分析显示，呼出气/胸腔气p（O2）的ROC曲线下面积为0.985，敏感度和特异度分别为92.5%和100%，最佳参考值为1.81；呼出气/胸腔气p（CO2）的ROC曲线下面积为0.867，敏感度和特异度分别为77.8%和85.0%，最佳参考值为0.97。结论测定胸腔气体和呼出气体p（O2）和p（CO2）对判断PSP患者脏层胸膜破口是否闭合具有预测价值。

关键词：早期诊断；敏感性与特异性；脏层胸膜；闭合；开放；氧分压；二氧化碳分压；自发性特发性气胸

通常情况下，根据脏层胸膜破裂口的情况及胸膜腔内压力的大小，自发性特发性气胸(PSP)可分为闭合性气胸、开放性气胸和张力性气胸。目前，国内外临床上由于缺乏实用性、可靠性强的对气胸类型的诊断方法，多以气胸侧患肺的压缩范围作为治疗方法选择的依据[1]。但临床上患者肺压缩范围的大小与气胸的类型往往不符，常造成治疗方法选择的随意性，可能延误病情，加重患者精神和经济负担。本研究旨在通过探讨胸腔气体和呼出气体的氧分压[p（O2）]及二氧化碳分压[p（CO2）]在预测PSP脏层胸膜破口闭合中的价值，以期为治疗方式的选择提供参考。

1　对象与方法

1.1研究对象选择2013年3月—2014年3月于我院就诊的PSP患者76例，男61例，女15例。入选标准:（1）既往体健，经胸X线片、胸部CT等诊断为PSP，患侧肺压缩面积> 20%。（2）签署知情同意书。排除标准：（1）合并肺炎、肺结核、肺部真菌感染等患者。（2）合并肺不张的患者。（3）合并胸廓畸形的患者。（4）双侧气胸的患者。参照文献[2]通过抽气前后的胸X线片，观察患肺压缩面积的变化作为判定气胸类型的标准，其中闭合性气胸（闭合组）40例，男32例，女8例，平均年龄（37.52±15.97）岁；开放性气胸（开放组）36例，男29例，女7例，平均年龄（36.11±15.79）岁。2组年龄（t=0.380）、性别（χ2=0.952）差异无统计学意义（均P > 0.05）。

1.2方法

1.2.1胸腔气体标本及动脉血气的获取装置与方法参照文献[2]，非吸氧状态下，以Seldering’s法经肋间置入中心静脉导管，末端连接三通。

1.2.2呼出气体标本的采集方法非吸氧状态下，患者取半坐位或高枕仰卧位，使用自制的呼出气采集器（专利号：ZL 2014 2 0646634.X），用鼻夹夹鼻，口含咬嘴，在平静呼吸后进行深呼气，嘱患者保持平静缓慢，延长呼气时间＞3 s，在呼气相3 s后开始采集约20mL呼出气体，关闭三通，夹闭进气管，取下采集器，立即进行呼出气体p（O2）和p（CO2）的测定。

1.2.3操作流程及评判标准入组患者在行胸腔细管置入术前用呼出气采集器收集呼出气，术中局部麻醉时收集胸腔气体，术后立即采集动脉血气，同时送检，收集胸腔气体、呼出气体及动脉血气的p（O2）和p（CO2）。使用50mL注射器由三通开关控制抽吸并排出胸腔内气体，每次约800mL，或直至抽吸为负压或患者有抽吸感或无气体抽出时，停止抽气。关闭三通，致胸腔细管为夹闭状态，4h后复查呼气末胸X线片。如患肺压缩面积较前减少或复张，证实当前状态为闭合性气胸；若患肺压缩面积无变化或者较前加重，证实当前状态为开放性气胸[2]。

1.3统计学方法采用SPSS 19.0统计软件处理。正态分布的计量资料用±s表示，2组间比较采用t检验，计数资料组间比较用χ2检验。Logistic回归分析影响PSP脏层胸膜破口闭合的因素。ROC曲线评价呼出气/胸腔气p（O2）、呼出气/胸腔气p（CO2）对诊断PSP临床类型的准确性。P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.12组不同部位及来源p（O2）和p（CO2）比较2组呼出气和动脉血p（O2）和p（CO2）差异均无统计学意义（P＞0.05）；闭合组的胸腔气p（O2）低于开放组，p（CO2）高于开放组（P＜0.05），见表1。

Tab.1　Comparison of p（O2）and p（CO2）from different parts between two groups表1　2组不同部位及来源p（O2）和p（CO2）比较（kPa，±s）

Tab.1　Comparison of p（O2）and p（CO2）from different parts between two groups表1　2组不同部位及来源p（O2）和p（CO2）比较（kPa，±s）

＊P＜0.05

闭合组开放组t 40 36 15.57±1.37 15.85±1.18 0.974 5.31±0.49 5.20±0.41 0.988 n组别闭合组开放组t 40 36动脉血p（O2）13.17±0.75 13.35±0.56 1.162 p（CO2）5.31±0.49 5.21±0.41 0.998胸腔气p（O2）6.51±1.58 12.97±3.28 10.742＊p（CO2）5.83±0.64 4.98±0.58 6.069＊

2.22组呼出气/胸腔气p（O2）和p（CO2）的比值比较闭合组的呼出气/胸腔气p（O2）高于开放组，p（CO2）比值低于开放组（P＜0.05），见表2。

Tab.2　Comparison of the expiratory gas /the pleural cavity gas p（O2）and p（CO2）between two groups表2　2组呼出气/胸腔气p（O2）和p（CO2）比值比较（±s）

Tab.2　Comparison of the expiratory gas /the pleural cavity gas p（O2）and p（CO2）between two groups表2　2组呼出气/胸腔气p（O2）和p（CO2）比值比较（±s）

＊P＜0.05

闭合组开放组t 40 36 2.57±0.92 1.29±0.28 8.448＊0.91±0.08 1.06±0.12 6.178＊

2.3PSP脏层胸膜破口闭合的影响因素分析以气胸的临床类型（闭合性气胸=0，开放性气胸=1）为因变量，以呼出气/胸腔气p（O2）、呼出气/胸腔气p（CO2）、胸腔气p（O2）、胸腔气p（CO2）为自变量，进行二分类Logistic回归分析。结果显示，呼出气/胸腔气p（O2）和呼出气/胸腔气p（CO2）为PSP脏层胸膜破口闭合的影响因素，见表3。

2.4ROC曲线分析结果呼出气/胸腔气p（O2）的ROC曲线下面积为0.985，此时的敏感度和特异度分别为92.5%和100%，呼出气/胸腔气p（O2）最佳参考值为1.81；呼出气/胸腔气p（CO2）的ROC曲线下面积为0.867，敏感度和特异度分别为77.8%和85.0%，呼出气/胸腔气p（CO2）最佳参考值为0.97，见图1。

β P指标呼出气/胸腔气p（O2）呼出气/胸腔气p（CO2）胸腔气p（CO2）胸腔气p（O2）2.751 2.145 0.376 1.582 Waldχ29.678 5.924 0.131 2.155 0.002 0.015 0.717 0.142 OR 15.657 8.539 1.457 4.864 OR95%CI 2.767～88.593 1.518～48.023 0.190～11.171 0.589～40.208

Fig.1　The ROC curves of the expiratory gas /the pleural cavity gas p（O2）and p（CO2）图1　呼出气/胸腔气p（O2）和p（CO2）预测PSP脏层胸膜破口闭合的ROC曲线

3　讨论

目前，临床上判定气胸类型即胸膜破口是否闭合的方法主要有3种：（1）气胸箱测定胸膜腔压力法。该方法旨在观察胸腔内气体压力的波动来判断气胸类型，但需配备气胸箱且有穿刺，有致医源性气胸、血气胸的可能。（2）吸入同位素示踪剂法。该法通过测定胸膜腔内气体中示踪剂是否存在来判断胸膜破口是否闭合，但同位素本身危害人体且价格昂贵，基层医院开展困难，只适用于研究，不宜普及。（3）胸膜腔气体分压测定法。Light等[3]采用比较胸腔气体分压和动脉血的气体分压来探讨气胸的临床类型的方法，但需要反复抽取胸腔气体和动脉血，对患者损伤较大。同时考虑到动脉血气中的气体分压还受到心功能及血红蛋白浓度等因素的影响，因此本研究尝试通过检测呼出气体来代替动脉血气，进而找出胸腔气体分压的与脏层胸膜破口是否闭合的关系。

Takano等[4]研究证实，呼气末p（CO2）与动脉血气分析的结果相同。刘杰等[5]研究也证实，延长呼气法得到的气体与动脉血气的气体分压相一致。本研究设计并制作的呼出气采集器利用延长呼气法所得呼出气，排除了人体生理无效腔情况，无限接近于肺泡腔的呼出气体。气体分压的测定贯穿此项研究的始终，其准确性是本研究的关键。首先，笔者选择统一的引流排气装置。然后，统一气体分压测定时为不吸氧状态。最后，完善采集气体的操作方法，必须避免操作中胸腔内中心静脉导管或采集气体的注射器与外界大气相交通。对于胸腔气体的采集应至少送检2次，特别对那些临床上已经考虑是闭合性气胸的患者，综合分析2次以上，可有效地提高气胸类型判断的准确性[2]。

本研究显示，2组呼出气和动脉血p（O2）和p（CO2）差异均无统计学意义；闭合组胸腔气p（O2）低于开放组，p（CO2）高于开放组，表明检测胸腔气体分压可以判断气胸类型，但胸腔气体和呼出气体分压测定受采集时间等因素影响，准确度欠佳；进一步分析显示，闭合组的呼出气/胸腔气p（O2）高于开放组，p（CO2）比值低于开放组，呼出气/胸腔气p（O2）和呼出气/胸腔气p（CO2）为PSP脏层胸膜破口闭合的影响因素。因此，笔者认为，利用呼出气/胸腔气p（O2）和p（CO2）来判断气胸类型可能更加准确。ROC分析显示，呼出气/胸腔气p（O2）和p（CO2）的最佳参考值分别为1.81和0.97，提示当呼出气/胸腔气p（O2）≥1.81，且呼出气/胸腔气p（CO2）≤0.97时即可判断为闭合性气胸；当1≤呼出气/胸腔气p（O2）<1.81，且呼出气/胸腔气p（CO2）>0.97时可判断为开放性气胸。

目前，针对气胸的治疗方式，临床上已经发展出一套系统的、有层次的针对病因、病理及防止复发的综合治疗措施。尽管英国胸腔学会和美国胸科医师协会的诊疗指南在治疗方案的选择上尚末达成一致，但是治疗原则是相同的：（1）排出气体，促进肺复张。（2）防止复发。多数研究认为，针对闭合性气胸，由于单纯抽气具有简单、安全、价廉、创伤性小及并发症少等优点，应首选单纯抽气；针对交通性和张力性气胸，应优选胸腔闭式引流[6-8]。因此，判断气胸的临床类型在治疗方式的选择上就显得尤为重要了。

综上所述，通过检测脏层胸膜破口两侧的肺泡腔气体分压（即呼出末气体）和胸腔气体的气体分压来确定气胸类型，这种方法简单、有效、可行、安全、无创，对于气胸治疗方式的选择具有指导意义。针对不同临床类型的气胸选择不同的治疗手段，可避免误治，减少患者的住院时间。

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（2015-06-02收稿2015-10-27修回）

（本文编辑陆荣展）

Clinical value of gas partial pressure evaluation to the closure of visceral pleura in pneumothroax patients

JIA Wei，LIhaina，LI Yuechuan△，ZHANG Dongrui，GU Songtao，ZHANG Yongxiang，MAhui
Department of Respiratory and Critical Caremedicine, Tianjin Chesthospital，Tianjin 300222，China△Corresponding Author E-mail:liyuechuandoctor@126.com

Abstract:Objective To study the predictive value of evaluation in oxygen partial pressure[p(O2)] and carbon dioxide partial pressure[p(CO2)] of pleural cavity to the closure of visceral pleura in primary spontaneous pneumothroax (PSP) pa⁃tients.Methods Seventy-sixhospitalized pneumothroax patients were divided into two groups: closed pneumothroax group (n=40) and open pneumothroax group (n=36), according to the radiographic information.To collect the expiratory gas by the device which we designed and produced, to collect the gas in the pleural cavity by thoracentesis.To detect the p（O2）and p（CO2）respectively, and the blood gas analysis of radial artery was done at same time.Results There was significantly low⁃er value of p（O2）of the gas in the pleural cavity in patients of closed pneumothroax than that of open pneumothroax (P < 0.05).The level of p（CO2）washigher in patients of closed pneumothroax than that of open pneumothroax ( P < 0.05).There were no significant differences in values of p（O2）and p（CO2）in expiratory gas and the blood gas analysis between two groups （P＞0.05).There was significantlyhigher value of the expiratory gas /the pleural cavity gas p(O2) and a significantly lower value of p(CO2), in closed pneumothroax group than those of open pneumothroax group (P < 0.05).Logistic regression analy⁃sis showed that values of the expiratory gas /the pleural cavity gas p(O2) and p(CO2) were the effective factors for the closure of visceral pleura.ROC curve showed that the areas under ROC curve (AUC) for the expiratory gas/the pleural cavity gas p(O2) and p(CO2) was 0.985 and 0.867, the sensitivities were 92.5% and 77.8%, the specificities were 100% and 85.0% and the reference values were 1.81 and 0.97.ConclusionTo utilize the evaluation of gas partial pressure can predict whether the leakage of the visceral pleura is closed.

Key words:early diagnosis；sensitivity and specificity；visceral pleura; closure; open; oxygen partial pressure; crbon dioxide partial pressure; primary spontaneous pneumothorax

通讯作者△E-mail：liyuechuandoctor@126.com

作者简介：贾玮（1972），女，副主任医师，硕士，主要从事胸膜腔疾病、肺血管疾病、呼吸介入治疗方面研究

基金项目：天津市卫生行业重点攻关项目（13KG132）

中图分类号：R561.4，R447

文献标志码：A

DOI:10.11958/59009

作者单位：天津市胸科医院呼吸与危重症医学科（邮编300222）