手术体积描记指数对老年患者气管插管心血管反应的预测价值

潘波，罗行，潘丛侠，杨礼，张军，高玲玲

复旦大学附属肿瘤医院麻醉科，复旦大学上海医学院肿瘤学系，上海200032

全身麻醉诱导期间需要尽可能避免血流动力学的剧烈波动，防止心脑血管事件的发生。而气管插管作为一种伤害性刺激可对气管内及咽喉部产生机械牵张刺激，增加交感-肾上腺素系统活性，从而引起循环波动。老年患者常合并多种基础疾病，并且其重要器官脏器储备功能降低、对麻醉的代偿能力较差，故气管插管过程中一旦发生血流动力学的剧烈波动[1,2]，可能潜在地增加发生心脑血管不良事件的风险。因此，对于合并心脑血管疾病的老年患者，探索一个可以预测插管后心血管反应的客观指标用来预防气管插管引起的应激反应，对维持血流动力学稳定和减少心脑血管不良事件来说，显得尤为重要。然而目前临床上插管时机的选择仍缺乏金标准，多由麻醉医师根据临床经验和主观评价指标进行判断。手术体积描记指数（surgical pleth index, SPI）是基于脉搏波形的光学体积描记分析所获得的一个无量纲参数，反映的是机体对一定伤害性刺激的自主神经反应[3，4]。近年来，有越来越多的学者使用SPI 来指导围术期全麻的实施。本研究旨在探索SPI在老年患者气管插管后心血管反应中的预测价值，从而为老年患者气管插管时机的选择提供新的思路和方法。

1 资料与方法

1.1 一般资料 研究纳入2020年9月至10月于复旦大学附属肿瘤医院接受全身麻醉下外科手术的60 例患者。本研究已获得复旦大学附属肿瘤医院医学伦理委员会的批准（伦理号：2008223-1），患者及其家属签署知情同意书。纳入标准：（1）年龄≥60 岁；（2）ASA I-II 级；（3）行择期手术。排除标准：（1）严重的周围神经病变；（2）心律失常（房颤或房室间传导阻滞等心律失常）或心脏起搏器植入；（3）其他心血管疾病（冠脉疾病、心肌病、瓣膜病、主动脉瘤等）；（4）未有效控制的高血压；（5）使用 受体阻滞剂或激动剂或可乐定的患者；（6）脑血管疾病患者；（7）困难插管的患者；（8）慢性疼痛长期服用止痛药的患者；（9）拒绝签署知情同意书的患者。

1.2 麻醉方案 患者入室后常规进行心电图、有创血压、脉搏及血氧饱和度、SPI 的监测。待患者完成所有有创操作后5min，记录T0 时刻（基础值）的有创动脉血压、心率以及SPI 值。随后进行丙泊酚TCI（target control infusion）靶控输注（Marsh 模式，血浆浓度为3～4g/mL）、瑞芬太尼TCI 靶控输注（Minto 模式，血浆浓度为3～4 ng/mL）、罗库溴铵0.6 mg/kg 静脉注射诱导，主麻医师根据实际情况判断插管时机，另一位观察者记录诱导后1 min（T1）、诱导后2 min（T2）和插管即刻（T3）的有创血压、心率、SPI 值以及T3 时刻的丙泊酚以及瑞芬太尼TCI效应室浓度。麻醉医师顺利完成气管插管后，记录插管后2 min 内（T4）有创动脉血压、心率和SPI 值的最高值。患者在诱导过程中任意时刻出现收缩压低于90 mmHg 或平均动脉压低于60 mmHg 时，给予麻黄碱或去氧肾上腺素，该患者最终将不纳入最后的统计分析。T1、T2 和T3 时血压和心率的均值定为基础值，T4 时心率或平均动脉压较基础值升高20%定义为心血管反应阳性[5]。

1.3 统计学分析 本研究采用NCSS-PASS 11.0 样本量计算软件来进行样本量的计算。根据我们预实验中的AUC=0.732，且一类错误为0.05，把握度为90%的情况下，AUC=0.732 与AUC=0.05 (即没有预测意义)相比有统计学意义所需要的样本量为60。采用SPSS 22.0 统计软件进行统计学分析。数据的正态性采用Shapiro-wilk 进行检验，符合正态分布的计量资料用均数±标准差( Mean±SD) 表示。计数资料以例数和百分率表示。采用Logistic 回归探究相关临床因素与插管心血管反应的相关性；ROC 曲线用于探究SPI判断最佳插管时机的曲线下面积和最佳预测值，通过Hosmer-Lemeshow 拟合优度检验来评价预测模型的校准能力。＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 60 例入选患者中，9 例患者因在诱导期使用血管活性药物或SPI 探头接触不良而被排除，最终51 例老年患者的数据被纳入本研究的统计分析，其一般临床资料统计见表1。

表1 患者一般临床资料统计

2.2 患者各时间点参数统计，见表2。

2.3 插管后心血管反应与各临床因素的相关性分析Logistic 回归分析结果表明，患者心血管反应与插管前即刻SPI 值有相关性（=0.023，OR 1.068，95%CI 1.010～1.130），但与血压、心率、性别、年龄均无相关性（>0.05）。

2.4 SPI 预测气管插管心血管反应的ROC 曲线分析在整体老年人群中的ROC 曲线下面积（AUC）为0.728，（=0.007，95%CI 0.585～0.872），最佳预测阈值为18，Hosmer-Lemeshow 拟合优度检验提示校准能力较好（2=8.219，=0.412）；敏感度和特异度分别为77.4%和57.9%，阳性预测值(positive predictive value, PPV) 为 33.3%，阴性预测值（negative predictive value，NPV）为66.7%；老年女性中AUC为0.839，（=0.023,95%CI 0.646～1.0），最佳预测阈值为18，Hosmer-Lemeshow检验（2=3.39=0.846）；敏感度和特异度分别为83.3%和80.0%，PPV 为52.9%，NPV 为71.4%；SPI 对于老年男性的心血管反应没有预测意义，AUC 为0.679（=0.115），见表3 和图1。

3 讨论

本研究首先通过回归分析发现既往所关注的插管相关指标, 如血压、心率、丙泊酚效应室浓度等均与老年患者的插管后心血管反应无相关性，但插管前即刻SPI 值却与其有相关性，因此推测SPI 有作为预测插管时机的潜在可能性。随后ROC 曲线分析发现，在总体老年人群中，SPI 的AUC 为0.728（P=0.007），最佳预测值为18，说明SPI 在老年人群中有预测插管后心血管反应的作用，即SPI 降至18 以下进行气管插管发生心血管阳性反应的可能性明显减少；接下来的亚组分析结果显示，在老年女性人群中，SPI 预测插管时机的AUC 为0.839（=0.023），最佳预测值也为18，而在老年男性人群中，SPI 的AUC 为0.679（=0.115），以上说明SPI 对于老年患者插管后心血管反应的预测存在性别差异，相对于整体老年患者与老年男性，其在老年女性中更具预测效能。

表2 各时间点参数值

表3 SPI 对心血管反应的预测作用

图1 SPI 预测插管心血管反应的ROC 曲线。（A）总体人群（B）女性人群

SPI 是根据指脉氧探头监测到的脉搏波振幅和心跳间期，从而计算出的数值[4]。SPI 反映的是受到伤害性刺激时，中枢和外周两部分的交感神经活动性，因此可以量化全麻期间伤害性反应程度，是相对理想的无创监测手术期间应激反应和麻醉镇痛深度的方法[6-7]。目前关于SPI 的研究多集中在指导术中疼痛管理，例如关于门诊日间手术的研究表明，根据SPI调整瑞芬太尼用量可以明显减少瑞芬太尼和异丙酚的用量，同时患者恢复较快[8，9]。另外，SPI 指导下的镇痛药物的应用对患者血流动力学的稳定的维持也有重要的意义，Chen 等[10]的研究表明，相比传统的依据心率、血压等循环指标，我们应用瑞芬太尼将SPI控制在20～50 之间，可显著减少瑞芬太尼用量，同时减少术中意外事件的发生率，且患者在整个手术过程中可有更稳定的血流动力学。虽然有文献指出，插管前后SPI 数值会明显上升，且两个时刻SPI 数值的变化，反映了插管时伤害性刺激的程度[11,12]，但SPI 是否可以预测插管期间心血管反应，指导患者插管时机的选择，目前为止未有报道。目前临床上关于气管插管时机的选择，没有统一的标准，多由麻醉医师根据临床经验判断，如根据血压和心率下降程度、肌松药给药时间、丙泊酚效应室浓度等，但实际临床上气管插管时机过早的情况仍普遍存在。老年患者常合并有冠心病、肥厚性梗阻性心肌病、脑血管意外史、颅内动脉畸形、颈动脉斑块等基础疾病，循环波动易引发心脑血管意外事件。故减少气管插管刺激引起的血压升高、心率增快等自主神经反应，避免心脑血管事件，对老年患者尤为重要。

尽管本研究首次证明SPI在麻醉诱导期对于气管插管时机的选择有指导意义，但仍存在一些不足：（1）本研究未用麻醉诱导前的血流动力学作为基础值，基于情绪紧张等原因，患者血压往往偏高（包括平时没有高血压的患者在内），如果以这个值作为基础值，用插管后较基础值升高20%作为心血管反应阳性的标准，那阳性率较低，并不符合临床实际情况。因此我们参考了其他关于气管插管心血管反应文献而采用了目前的方法；（2）考虑到诱导期血流动力学波动的危重老年患者以及其他心血管存在合并症的患者使用心血管活性药物的可能性比较大，从而影响SPI 的数值和试验结果的可靠性，因此尽管这可能限制了结果应用的普遍性，但这些患者还是排除在本研究之外，因此需要更深入的研究来探讨本研究的结果是否适用于该部分人群；（3）SPI 预测插管反应存在性别差异的原因不在本研究的范围内，但是由于气管插管后的心血管反应的强弱与交感神经系统的活性有关，所以推测在同样的SPI 数值情况下，男女的交感活性可能存在差异。

综上所述，本研究结果表明SPI 作为一种简单、无创、实时的监测方法，可以作为预测老年女性患者的插管后的心血管反应的预测指标，对气管插管时机的选择具有预测价值。其预测能力存在性别上差异的原因目前不清楚，希望通过后续大样本的随机对照研究来对本研究的结果进行进一步的验证，从而为麻醉诱导过程中插管时机的选择以及患者血流动力学平稳的维持提供新的临床策略。