脉搏灌注变异指数预测俯卧位引起的心排血量下降的研究

杨琳，孙来保，江伟航，程平瑞，符方泳

（1.广东省广州市番禺区中心医院 麻醉科，广东 广州 511400；2.中山大学附属第一医院 麻醉科，广东 广州 510080）

患者从仰卧位转至俯卧位，可引起心排血量（cardiac output, CO）的显著下降[1-2]，尤其对于老年及危重患者，剧烈的波动可引起严重的并发症，影响患者的预后。术中精确的容量管理能实时评估患者的状态并指导有效的治疗，对维持血流动力学平稳具有十分重要的意义。FloTrac/Vigileo系统能通过有创动脉连续获得CO、心指数（cardiac index, CI）、每搏量变异度（stroke volume variation, SVV）等数据，是目前常用的容量管理监测手段，SVV是前负荷反应性指标，可用于判断机械通气患者的容量状态[3-5]。研究指出，仰卧位时预先补充液体使SVV＜14%后再转为俯卧可预防体位改变引起的容量不足，减轻CO的下降，提高患者的安全性[6]。脉搏灌注变异指数（pleth variability index, PVI）是无创的新型容量状态指标，已被证实对预测扩容反应的准确性高、敏感性好[7-8]，并与SVV具有良好的相关性[9]，但PVI能否同样用于各种条件下的临床监测还有待证实。本研究拟探讨PVI预测俯卧位后引起的CO下降程度的能力及其诊断阈值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

经广州市番禺区中心医院伦理委员会批准，患者及家属均签署知情同意书。选取2015年12月至2016年8月全身麻醉俯卧位下行腰椎内固定手术的患者40例。其中，男性29例，女性11例；年龄35～62岁；ASAⅠ～Ⅲ级，体重47～83 kg，BMI 18～27 kg/m2。无心力衰竭、心律失常、外周血管疾病，未长期服用血管活性药物，无桡动脉及中心静脉穿刺禁忌，术前Hb＞110 g/L。

1.2 麻醉方法

患者术前常规禁饮禁食12 h，术前30 min给予盐酸戊乙奎醚0.1 mg/kg，入室后常规监测无创血压（NIBP）、心电图（ECG）、血氧饱和度（SpO2）、心率（HR）、呼气末二氧化碳分压（PETCO2），连接Narcotrend麻醉/脑电意识深度监测系统（NT）监测麻醉镇静深度。麻醉诱导前以5 ml/kg乳酸盐林格溶液补充代偿性血管内容量扩张量（compensatory intravascular volume expansion, CVE）[10]，麻醉诱导使用咪达唑仑0.05 mg/kg、丙泊酚实施靶控输注并设定血浆浓度为4 µg/ml、芬太尼3 µg/kg，患者意识消失后给予顺式阿曲库铵0.15 mg/kg，待肌松完全后行气管插管，连接麻醉机行机械通气，设定潮气量8 ml/kg、新鲜气体流量2 L/min，吸气呼气比1∶2、呼吸频率根据PETCO2调节，维持PETCO2在35～45 mmHg。全身麻醉后在超声引导下行右侧颈内静脉穿刺，置入双腔中心静脉导管补液并持续监测中心静脉压（central venous pressure, CVP）。 将 Massion Radical 7 系 统 的脉搏氧探头连接患者食指并避光包裹固定，连续监测PVI、脉搏灌注指数（PI）。另一侧上肢行桡动脉穿刺，连接FloTrac传感器，两个传感线分别连接PHILIPS监护仪和Vigileo监测仪，连续监测有创平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）和CI、CO、SVV、每搏量指数（SVI）。患者入室输注CVE后，均以乳酸盐林格溶液5 ml/（kg·h）作为背景剂量输注，待俯卧位记录数据后再按常规方案补液。术中均选用Jackson脊柱手术床[11]，该手术床为中空结构，患者俯卧位后胸部及腹部悬空。

1.3 监测指标

记录患者性别、年龄、身高、体重。记录仰卧位各项穿刺完毕后5 min时HR、MAP、CO、CI、SVI、SVV、PI、PVI的数值，然后立即将患者翻身，转为俯卧位后5 min时再次记录以上数据。以Vigileo系统连续监测的CO进行俯卧位前后比较，计算心排血量差异（△CO），[△CO=（俯卧位前CO-俯卧位后CO）/俯卧位前CO×100%]，以△CO≤15%为容量充足组（sufficient preload group, SP组），以△CO＞15%为容量不足组（insufficient preload group, IP组），绘制各血流动力学指标的受试者工作特征性（ROC）曲线。

1.4 统计学方法

数据分析采用SPSS 19.0统计软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示，进行正态性检验，呈现正态分布的数据，组内俯卧位前后比较采用配对样本的t检验，组间比较采用独立样本的t检验，呈现非正态分布的数据，组内俯卧位前后比较采用配对样本的秩和检验，组间比较采用独立样本的秩和检验；计数资料采用例（%）表示。SVV与PVI进行Pearson相关性分析。绘制各血流动力学指标的受试者工作特征曲线（ROC），根据曲线下面积确定SVV、PVI对减轻CO下降的预测能力、敏感性及特异性，并确定两者的诊断阈值。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般情况比较

SP组与IP组患者性别、年龄、身高、体重、体重指数（BMI）比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

2.2 患者生命体征比较

所有患者各血流动力学指标仰卧位与俯卧位比较，SVI、PI采用t检验，CI、CO、SVV、PVI、CVP采用配对秩和检验，差异有统计学意义（P＜0.05），俯卧位后SVV 及 PVI上升，CI、CO、SVI、PI及 CVP 下降（见表2）。仰卧位时IP组与SP组比较，SVV与PVI均采用配对秩和检验，差异有统计学意义（P＜0.05），IP组均高于SP组（见表3）。俯卧位后IP组与SP组比较，SVI、SVV采用t检验，CI、CO、CVP、PVI采用配对秩和检验，差异有统计学意义（P＜0.05），IP组CI、CO、SVI及CVP均较SP组低，SVV及PVI均较SP组高（见表4）。

表1 两组患者一般资料比较

表2 患者仰卧位与俯卧位血流动力学指标比较（n =40，±s）

表2 患者仰卧位与俯卧位血流动力学指标比较（n =40，±s）

注：†与仰卧位时比较，P ＜0.05

组别HR/（次/min）MAP/mmHgCVP/cmH2O CI/[L/（min·m）CO/（L/min）SVI/（ml/m2）SVV/%PVI/%PI/%仰卧位 71.5±10.7 82.4±11.8 7.7±1.5 3.0±0.5 5.0±0.9 42.9±4.3 11.6±3.2 13.1±3.1 3.5±1.5俯卧位 73.0±8.0 80.6±8.7 6.7±1.4† 2.6±0.6† 4.5±1.0† 39.1±5.1† 16.1±3.2† 17.8±2.2† 1.8±0.8†t /Z值 -1.402 1.693 -3.931 -4.447 -4.534 5.064 -5.183 -5.365 8.812 P值 0.169 0.100 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

表3 两组患者仰卧位各项血流动力学指标比较（±s）

表3 两组患者仰卧位各项血流动力学指标比较（±s）

注：†与SP组比较，P ＜0.05

组别 n HR/（次/min）MAP/mmHg CVP/cmH2O CI/[L/（min·m）]CO/（L/min）SVI/（ml/m2） SVV/% PVI/% PI/%SP 组 23 70.2±10.5 83.4±11.4 8.0±1.2 3.0±0.5 5.1±0.9 43.0±4.3 9.5±1.9 11.5±2.6 3.6±1.7 IP 组 17 73.2±11.0 81.0±12.5 7.2±1.7 2.9±0.4 4.9±0.9 42.8±4.4 14.5±2.1† 15.1±2.3† 3.3±1.3 t /Z值 -0.861 0.642 -1.917 -0.702 -0.644 0.139 -4.805 -3.711 0.522 P值 0.395 0.524 0.055 0.483 0.519 0.890 0.000 0.000 0.605

表4 两组患者俯卧位各项血流动力学指标比较（±s）

表4 两组患者俯卧位各项血流动力学指标比较（±s）

注：†与SP组比较，P ＜0.05

组别 n HR/（次/min）MAP/mmHg CVP/cmH2O CI/[L/（min·m）]CO/（L/min）SVI/（ml/m2） SVV/% PVI/% PI/%SP 组 23 72.7±8.0 81.3±7.1 7.1±1.3 2.9±0.5 4.9±0.9 41.3±5.1 14.8±2.6 17.0±2.1 1.7±0.9 IP组 17 73.4±8.1 79.6±10.6 6.1±1.3† 2.2±0.4† 3.9±0.8† 36.2±3.4† 17.9±3.2† 18.9±2.0† 1.8±0.7 t /Z值 -0.278 0.545 -2.211 -3.915 -3.631 3.620 -3.373 -2.690 -0.428 P值 0.783 0.591 0.027 0.000 0.000 0.001 0.002 0.007 0.671

2.3 SVV与PVI的相关性分析

仰卧位与俯卧位时，PVI与SVV均呈线性相关；仰卧位时两者的相关性系数（r=0.712，P＜0.05）高于俯卧位时（r=0.440，P＜0.05）。见图 1。

2.4 各指标ROC工作曲线

以△CO≤15%为容量负荷足以减轻俯卧位后CO的下降，绘制的ROC曲线，SVV与PVI的曲线下面积分别为0.946和0.844，均可预测俯卧位引起的CO下降，且曲线下面积均高于其他血流动力学指标；SVV的敏感性为91.3%，特异性为88.2%，诊断阈值为12.5%；PVI的敏感性为87.0%，特异性为76.5%，诊断阈值为14.5%。HR、MAP、CVP、CI、CO、SVI及PI绘制ROC曲线，均P＞0.05，提示该指标用于预测俯卧位后CO的下降的价值很低（见表5和图2）。

图1 仰卧位与俯卧位时SVV与PVI的Pearson相关性分析（n =40）

表5 各血流动力学指标曲线下面积、阈值、敏感性及特异性

图2 各血流动力学指标的ROC

3 讨论

脊柱手术常需要使用俯卧位，然而从仰卧位转换至俯卧位常可引起明显的CO下降，部分患者可出现病情的急剧变化。有研究显示[12]，从仰卧位翻身至俯卧位引起的CO下降可高达25%，但却不能引起HR及MAP甚至CVP的改变[13-14]。学者们指出俯卧位可引起前负荷降低，心输出量下降，而足够的容量负荷可减轻俯卧位所带来的循环影响，维持血流动力学的平稳[6，15]。PVI作为与SVV相关性良好的容量指标，具有无创，便捷等优点，可减少患者的创伤及费用，但由于PVI的测量来源于脉搏灌注，准确性受较多因素的影响，心律失常、重度心力衰竭[16]，使用血管活性药物[17-18]、手术应激等[19]都会对PVI的准确性造成一定影响，所以选取合适的应用背景与时机十分重要。HOOD等[20]及VOS等[21]的研究结果指出，与手术开始前稳定状态比较，手术中PVI的敏感性有所下降。所以本研究选取手术开始前仰卧位时PVI准确性最高的时间点，评估其预测能力。

本研究发现，俯卧位后HR、MAP无显著变化，与ROGER等[14]的研究结果相符；与DAIHUA等[15]的结果相似，俯卧位后SVV与PVI的数值升高，且CVP降低，考虑与俯卧位后引起的血容量相对不足相关。仰卧位时SP组SVV与PVI的数值均较IP组低，提示SP组的容量负荷比IP组更充足，可以认为通过俯卧位前评估患者的容量状态，给予相应的液体负荷，能使俯卧位后引起的血容量不足在代偿范围内，减少CO的下降程度。

液体治疗后CO上升是否大于15%是常用于评估患者对液体治疗是否有反应的指标[22-23]，CO的变化小于15%证明该处理对心输出量的影响较小[24]，所以本研究采用俯卧位后△CO是否≤15%作为判断指标，视△CO≤15%为容量负荷足以减轻俯卧位后CO的下降；视△CO＞15%为容量负荷不足，俯卧位CO下降明显；并根据△CO绘制各血流动力学指标的ROC曲线。ROC曲线下面积（AUC）可用于评价某项指标对疾病的诊断价值，多用于临床中诊断试验的分析与比较，曲线下面积越大，提示指标的诊断价值越高[25]。本研究显示，SVV与PVI均能有效的预测俯卧位引起的CO下降，SVV与PVI的曲线下面积小于CVP、HR、MAP等传统指标血流动力学指标，说明SVV与PVI诊断的有效性及准确性更高；ROC曲线上最佳的敏感性和误诊率（1-特异性）对应的点（即敏感性与特异性数值之和最大点），是该指标的诊断阈值，本研究中仰卧位时SVV＜12.5%或PVI＜14.5%的患者，俯卧位后CO的下降程度较小，PVI与SVV预测俯卧位后CO的下降具有一致性且能力相近。

陈宇等[26]研究指出，俯卧位后PVI仍能准确预测患者对液体治疗的反应性。本研究结果显示，SVV与PVI相关性系数俯卧位后较俯卧位前下降，提示俯卧位后PVI的敏感性有所下降，由于局部末梢组织的血管张力改变及灌注减弱以外，体位的变化对PVI的准确性也造成了一定的影响。

综上所述，PVI与SVV均能通过评估患者的容量状态预测俯卧位后CO的下降程度，且两者的预测能力相近，PVI能为该类患者提供无创、简便、低价格的容量监测，扩大精确容量管理的应用范围，有利于维持血流动力学平稳，提高围术期患者的安全性。