心脏大血管术后预防性应用无创辅助通气效果及安全性的系统评价

李小荷，张希全，翟茜

1 山东大学齐鲁医院心脏外科重症监护室，济南 250012；2 山东大学齐鲁医院心脏外科

心脏大血管术后低氧血症、肺水肿、肺部感染等肺部并发症与术后低心排、心肌缺血等不良事件发生率较高，是患者病死率增加及ICU住院时间的延长的重要因素［1］。术后肺部并发症可能与术中体外循环、开放胸膜腔及单肺通气等过程有关［2］。无创辅助通气指不经插管或切开等有创措施进行辅助通气的方法，包括持续气道正压通气（CPAP）、双水平正压通气（BiPAP），目前已被广泛应用于治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重、心源性肺水肿及急性呼吸衰竭的治疗并取得了良好的效果［3］。研究表明，无创辅助通气能够增加功能残气量，促进肺泡复张［4-5］，改善氧合，减少二氧化碳潴留，减轻心脏负担，改善器官灌注，还可以减少大型手术后再插管率［6-7］。而关于预防性应用无创辅助通气对心脏大血管术后患者病死率、肺部并发症及心脏不良事件发生风险的影响尚缺乏随机对照试验（RCT）系统分析和评价。2022年8月—9月，本研究收集了关于比较心脏大血管术后预防性使用无创辅助通气与传统治疗的相关临床RCT，系统评价了心脏大血管术后预防性应用无创辅助通气的效果及安全性，以期为预防性无创辅助通气的应用提供循证医学证据。

1 资料与方法

1.1 检索策略 以Cardiac Surgery、Coronary Artery Bypass、Aortic Valve Replacement、Mitral Valve Replacement、Tricuspid Valve Surgery、Major Vascular Surgery、Aortic Surgery、Noninvasive Ventilation、Continuous Positive Airway Pressure、Bi-level Positive Airway Pressure为英文检索词；以心脏手术、冠状动脉搭桥术、冠状动脉旁路移植术、瓣膜手术、主动脉瓣置换术、二尖瓣置换术、三尖瓣手术、大血管手术、主动脉手术、无创辅助通气、持续正压通气、双水平无创通气为中文检索词；以主题检索与自由检索相结合的主题词检索方式计算机检索Pubmed、Embase、Web of science、Cochrane Library、中国知网、万方数据库、维普数据库。文献语种不限，检索起止时间均为1992年8月—2022年8月，并回溯已纳入文献的参考文献及相关会议文献，扩大检索范围。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：①研究对象为心脏外科手术或大血管手术术后患者（年龄＞18岁）；②干预策略：对照组为进行普通氧疗、雾化吸入、肺部理疗等常规治疗，干预组为在常规治疗基础上进行预防性无创辅助通气治疗；③结局指标包含但不仅限于病死率、肺部并发症、呼吸功能指标、心脏不良事件，其他器官并发症及住院时长；④研究类型为RCT；⑤以中文或英文发表。排除标准：①重复发表的文献；②未提供充分原始数据用于数据提取及合并的文献。

1.3 文献筛选与资料提取 阅读检索到的文献题目及摘要，对可能符合纳入标准的文献进行全文阅读后对资料进行提取，可用数据来自全文文章、图表及表格，内容包括第一作者、发表年限、样本量、研究对象基本资料（年龄、手术方式等）、干预措施、结局指标。对全文中缺乏的信息或数据，通过与通信作者联系予以补充，或根据已提供数据通过合理的统计学方法得出［8］。由两位研究者各自独立进行文献筛选及资料提取并交叉核对。

1.4 文献质量评价 筛选符合纳入与排除标准的对照试验，由两位研究者各自采用适用于评价随机对照试验的Cochrane系统评价手册中的偏倚风险评估工具对所纳入的每项研究进行偏倚风险评估，主要包括7个条目：随机分配方法、分配隐藏、参与者与实验人员的盲法、结果评估的盲法、数据的完整性、选择性报告及其他偏倚。当所有条目评价均为低风险时认定该篇文献为低偏倚风险，否则为高偏倚风险。

1.5 统计学方法 采用RevMan5.4统计分析软件。采用χ2检验进行研究间异质性分析，当研究间存在显著的异质性时（I2≥50%），使用逐一敏感性分析调查异质性来源，在排除明显异质性原因的影响后选择随机效应模型；研究间无明显异质时（I2＜50%），选用固定效应模型分析。所合并的非连续变量采用RR、连续变量采用MD，以95%置信区间（CI）的形式报告，采用漏斗图进行发表偏倚评估。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 文献基本情况 经检索共获得722篇文献，通过纳入、排除标准筛选后，最终纳入10篇文献［4-6，9-15］，筛选过程见OSID码图1，文献基本情况见OSID码图2。其中CELEBI等［5］及ZARBOCK等［6］的研究中存在两种干预方式，故予以分组呈现。

2.2 文献质量评价结果 本研究纳入的10篇文献均以全文形式发表，包含1 306例心脏大血管术后患者的数据，所有文献均为随机对照临床试验研究，文献质量评价结果见OSID码图3。因本研究干预措施为无创辅助通气，治疗过程中很难对受试者及试验人员实施盲法，因此认定实施偏倚风险为高风险。

2.3 Meta分析结果

2.3.1 早期病死率 将术后早期病死率定义为术后30 d内或在手术当次住院期间病死的发生率，共纳入 5篇文献［10，12-14，16］，包含 528例患者。I2=0，无明显异质性，采用固定效应模型进行分析。结果显示，干预组与对照组术后早期病死率差异无统计学意义（RR=1.77，95%CI：0.59～5.31，P=0.30）。见OSID码图4。

2.3.2 肺部感染 共纳入 5 篇文献［6，10，12-14］，包含888例患者。I2=0，无明显异质性，采用固定效应模型进行分析。结果显示，干预组肺部感染发生率低于对照组（RR=0.29，95%CI：0.12～0.74，P=0.01）。见OSID码图5。

2.3.3 严重氧合障碍 将严重氧合障碍定义为动脉血氧分压/氧吸入浓度＜100 mmHg，共纳入3篇文献［6，10，13］，包含722例患者。I2=20%，考虑无明显异质性，采用固定效应模型进行分析。结果显示，干预组严重氧合障碍发生率低于对照组（RR=0.42，95%CI：0.25～0.70，P＜0.01）。见OSID码图6。

2.3.4 再次气管插管 共纳入5篇文献，包含738例患者［6，9-10，12，14］。I2=0，采用固定效应模型进行分析。结果显示，干预组再次气管插管率低于对照组（RR=0.39，95%CI：0.17～0.93，P=0.03）。见OSID码图7。

2.3.5 治疗后呼吸频率 共纳入 2 篇文献［9，11］，I2=78%，采用随机效应模型进行分析。结果显示，干预组与对照组术后次日呼吸频率差异无统计学意义（MD=-4.51，95%CI：-9.40～0.39，P=0.07）。

2.3.6 ICU 住院时间 共纳入 6 篇文献［4，5，10，13-15］，I2=92%，采用随机效应模型进行分析。结果显示，干预组ICU住院时间短于对照组（MD=-0.47，95%CI：-0.92～-0.02，P=0.04）。因异质性检验结果提示高度异质性，根据干预组不同无创辅助通气方式（CPAP、BiPAP）进行亚组分析。结果显示，亚组间仍存在高度异质性（I2=62%），各亚组内ICU住院时间差异均无统计学意义。对该指标使用加尔布雷斯图及逐一敏感性分析，发现KINDGEN-MILLES等［10］的研究为主要异质性来源，排除该文献后，其余5篇文献总体异质性检验结果显示未见异质性（I2=0），采用固定效应模型合并数据后显示，干预组与对照组ICU住院时间差异无统计学意义（MD=0.03，95%CI：-0.07～-0.12，P=0.60）。

2.3.7 住院时间 共纳入 7 篇文献［5-6，10-13，15］，包含942例患者，I2=95%，提示高度异质性，采用随机效应模型进行分析。结果显示，干预组住院时间短于对照组（MD=-1.63，95%CI：-2.91～-0.35，P=0.01）。对该指标进行逐一敏感性分析，未找到异质性来源，且逐一剔除各项研究后合并效应方向始终未变，提示该项Meta分析稳定性良好。见OSID码图8。

2.3.8 心脏不良事件 共纳入3篇文献［6，10，14］，I2=0，采用固定效应模型进行分析。结果显示，干预组与对照组术后心脏不良事件发生率差异无统计学意义（RR=0.89，95%CI：0.70～1.13，P=0.33）。

2.3.9 肾脏并发症 共纳入3篇文献，包含216例患者［10，12，14］，I2=0，采用固定效应模型进行分析。结果显示，干预组与对照组术后肾脏并发症发生率差异无统计学意义（RR=0.68，95%CI：0.43～1.09，P=0.11）。

2.4 发表偏倚 以术后病死率及再次气管插管率为例，采用漏斗图分析发表偏倚。结果显示，散点基本对称，无明显发表偏倚。见OSID码图9、10。

3 讨论

尽管心脏外科技术在不断进步，心脏手术及主动脉夹层、动脉瘤等大血管手术术后肺功能障碍的发生率仍居高不下［5］。大血管手术创伤大，术中全身麻醉、开放胸膜腔及单肺通气等过程均可能造成肺泡塌陷、功能残气量降低及通气血流比例失调［2］，而术中建立体外循环、液体容量过负荷、炎症反应等可导致肺弥散功能障碍，这些因素共同导致了低氧血症、肺部感染、急性呼吸衰竭等术后肺部并发症的增加。心脏大血管术后肺部并发症是延缓术后恢复、增加重症与死亡发生风险，延长总住院及ICU住院时间，增加医疗费用的重要原因［1，17］。无创辅助通气目前被广泛应用于治疗慢性阻塞性肺疾病急性加重、心源性肺水肿及急性呼吸衰竭并取得了良好的效果［3］，特别是在早期呼吸衰竭中疗效显著［17］。有研究显示，无创辅助通气能够增加功能残气量、促进肺泡复张［4-5］、改善气体交换、减少二氧化碳潴留［6］并降低再插管率。另有研究表明，应用无创辅助通气可减少大型手术后呼吸衰竭患者再插管率、肺炎发生率以及在ICU和医院的住院时间［18］。对于心脏外科术后发生呼吸衰竭的患者，无创辅助通气治疗可改善氧合水平［19］，减少再插管率且能够有效降低围术期病死率［20］。

为促进恢复、缩短住院时间，针对心脏大血管术后患者的病理生理特点，目前常规采用的术后呼吸道管理措施包括对症镇痛、及早下床活动及振动排痰等肺部理疗措施。鉴于无创辅助通气在术后呼吸衰竭治疗方面效果良好，越来越多研究开始关注在常规呼吸道管理措施的基础上预防性应用无创辅助通气对肺部并发症发生发展的影响。

多项研究表明，心脏大血管术后患者预防性应用无创辅助通气可有效降低术后肺不张发生率［5，14］。因此，本研究未再将术后应用无创辅助通气后的肺不张改善情况做为研究指标。另外，心肌血运重建及体外循环等因素可能导致心肌缺血再灌注损伤，后者是造成术后低心排、心律失常、围术期心肌梗死等心脏不良事件的重要因素，应用无创辅助通气能够减轻心脏负担，改善器官灌注［7］，从而减少术后心脏不良事件及肾脏等器官并发症的发生。关于预防性应用无创辅助通气能否降低术后病死率，减少心脏大血管术后心脏不良事件及肺、肾脏等重要脏器并发症发生风险，缩短住院时间及ICU住院时间，改善患者预后，目前研究尚存在争议。

本Meta分析共纳入10篇文献、1 306例患者，从术后病死率、住院时间及ICU住院时间、心肺及肾脏并发症等多个角度评价了心脏大血管术后预防性应用无创辅助通气的效果及安全性。本研究结果表明，与常规治疗比较，术后预防性应用无创辅助通气能够降低患者术后发生肺部感染、严重氧合障碍及再次气管插管的风险并能够缩短住院时间；而对早期病死率、术后呼吸频率、ICU住院时间、术后心脏不良事件及肾脏并发症发生率的影响均无统计学意义。这提示心脏大血管术后预防性应用无创辅助通气虽未能有效降低心脏不良事件及肾脏并发症的发生风险，但能够缩短住院时间并有效降低术后患者肺部并发症的发生风险，且不增加ICU住院时间及早期病死率，是安全可靠的措施。

本Meta分析纳入的均为随机对照临床试验，质量评价提示研究总体质量较高，然而本研究存在一定的局限性：①本研究中ICU住院时间、总住院时间等指标所纳入的研究间存在异质性。异质性可能与所纳入不同研究中研究对象基线特征如年龄、性别、地区等差异较大，无创辅助通气实施方法不相同，研究机构手术水平、术后并发症的治疗等方面存在差异有关。对ICU住院时间这一指标的Meta分析结果进行逐一敏感性分析，提示KINDGEN-MILLES等［10］的研究为异质性的主要来源，该项研究样本为胸腹主动脉置换手术，根据临床经验来看，胸腹主动脉置换手术与其他研究中的术式比较，术中停循环时间更长、手术范围更大、术后远隔脏器并发症相对较多，可能是期造成异质性的原因。②可能存在尚未发表的阴性观察结果从而导致发表偏倚。③本研究纳入文献的干预措施为无创辅助通气，临床治疗过程中无法对受试者及试验人员实施盲法。另外，无创通气治疗成本较高，要求患者具有良好的依从性，临床实施难度可能较大；且不同呼气末正压设定水平、不同治疗时间及治疗间隔等因素如何影响术后预防性应用无创通气的疗效，目前尚无足够的循证医学证据支持。因此，预防性无创辅助通气对心脏大血管术后患者预后的影响仍然有待多中心、大样本的前瞻性研究来评价。