分鐘通氣量對NICO心輸出量測定的影響

劉瓊，黃紀堅，徐昉

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 急診科，重慶 400016

分鐘通氣量對NICO心輸出量測定的影響

劉瓊，黃紀堅，徐昉

重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 急診科，重慶 400016

目的 探討機械通氣的分鐘通氣量對無創(chuàng)心輸出量監(jiān)測儀（NICO）心輸出量測定準確性的影響，為重癥監(jiān)護病房（ICU）更好地應(yīng)用此監(jiān)測儀提供依據(jù)。方法 選用重慶地區(qū)健康雄性雜種犬8只，麻醉后氣管切開機械通氣，接NICO，應(yīng)用部分CO2重復(fù)吸入法測定無創(chuàng)心輸出量（CORB）；同時經(jīng)右頸內(nèi)靜脈插入肺動脈漂浮導(dǎo)管，以熱稀釋法測定有創(chuàng)心輸出量（COTD）。改變機械通氣參數(shù)設(shè)置，分別在分鐘通氣量12.0L/min、6.0L/min條件下用兩種方法同時測定心輸出量，并對兩種方法所測心輸出量進行自體配對相關(guān)性研究。結(jié)果 配對t檢驗示：分鐘通氣量為12.0L/min時，CORB為（5.38±1.65）L/min，COTD為（5.31±1.62）L/min，CORB和COTD比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；CORB和COTD的偏差、精確性分別為0.19和1.07，相關(guān)系數(shù)為對0.89，容許范圍為（-1.76～+2.24）L/min；分鐘通氣量設(shè)置為6.0L/min時，CORB為（4.32±1.23）L/min，COTD為（5.48±1.51）L/min，CORB較COTD低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），兩者的偏差、精確性分別為-1.78和1.14，相關(guān)系數(shù)為0.75，容許范圍為（-3.76～+1.56）L/min。結(jié)論 應(yīng)用NICO測定的無創(chuàng)心輸出量與經(jīng)典熱稀釋法測定的有創(chuàng)心輸出量相關(guān)性良好，但分鐘通氣量對前者心輸出量測定具一定影響，較小分鐘通氣量控制通氣時，CORB和COTD相關(guān)性降低。

無創(chuàng)心輸出量監(jiān)測儀；呼吸機；心輸出量；分鐘通氣量

心輸出量（cardiac output，CO）是血流動力學(xué)監(jiān)測最有價值的指標之一，其對重癥監(jiān)護病房（ICU）危重患者循環(huán)支持治療決策的選擇具重要指導(dǎo)意義。多年來肺動脈漂浮導(dǎo)管置入溫度稀釋有創(chuàng)心輸出量（COTD）一直作為“金標準”為臨床醫(yī)師所接受，但該介入方法測定CO存在較多的并發(fā)癥[1-2]，臨床應(yīng)用日漸受限。而無創(chuàng)心輸出量監(jiān)測儀（NICO）具有安全、創(chuàng)傷小等優(yōu)點，臨床應(yīng)用日益廣泛。NICO測定心輸出量的基本原理是部分CO2重復(fù)吸入，因該技術(shù)尚只能在閉合氣路條件下應(yīng)用，故該設(shè)備目前只能用于有人工氣道的機械通氣患者。分鐘通氣量是機械通氣最重要的通氣參數(shù)之一，為進一步研究分鐘通氣量對NICO監(jiān)測無創(chuàng)心輸出量測定準確性的影響，我們進行了此動物實驗研究，旨在對比不同分鐘通氣量機械通氣條件下無創(chuàng)與有創(chuàng)CO的相關(guān)性，為NICO的臨床應(yīng)用提供更多依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

選用重慶地區(qū)健康雄性雜種犬8只（重慶醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供），體重（24.5±4.2）kg，實驗前馴養(yǎng)1周以上。

1.2 研究方法

1.2.1 麻醉、插管及監(jiān)測

實驗動物用3%戊巴比妥鈉（30mg/kg）靜脈麻醉后，無菌條件下行氣管切開，插入6.0mm內(nèi)徑的氣切導(dǎo)管并固定肌注。肌注安定注射液和嗎啡注射液充分鎮(zhèn)靜動物，使用美國BEAR 1000t/es呼吸機行輔助控制通氣。分離右側(cè)頸內(nèi)靜脈，沿右頸內(nèi)靜脈插入5F Swan-Gans漂浮導(dǎo)管；右側(cè)股動脈留置動脈導(dǎo)管；留置導(dǎo)尿管。Swan-Gans導(dǎo)管、動脈導(dǎo)管經(jīng)MEDEXINE壓力傳感器、連續(xù)肝素沖洗裝置與MET-PM9000心電監(jiān)護儀相連，連續(xù)監(jiān)測肺動脈收縮壓/舒張壓（平均壓，PA）、肺毛細血管楔嵌壓（PCWP）、中心靜脈壓（CVP）、股動脈收縮壓/舒張壓（平均動脈血壓，MAP）。

1.2.2 部分CO2重復(fù)吸入無創(chuàng)心輸出量測定

采 用 的 NICO（ 美 國，Novametrix Medical Systems Inc，NICO），與NICO配套帶有CO2流量傳感器和重復(fù)吸入活瓣的CO測定裝置，一端聯(lián)于氣管導(dǎo)管處，另一端聯(lián)接呼吸機Y型管路，形成CO2分析儀、三向活瓣及死腔構(gòu)成的環(huán)路。將NICO校零后輸入吸氧濃度和血氣分析結(jié)果，即可連續(xù)自動監(jiān)測心輸出量（CORB）。同時用NICO監(jiān)測呼氣末CO2分壓（PetCO2）、死腔-潮氣量比(VD/VT)、肺內(nèi)分流（QS/QT）等呼吸力學(xué)指標。

1.2.3 溫度稀釋有創(chuàng)心輸出量測定

從Swan-Gans漂浮導(dǎo)管的CVP腔快速推注0～5℃的冰生理鹽水10mL，用美國Edwards心輸出量監(jiān)測儀、用溫度稀釋法測定COTD，連續(xù)測定3次取平均值。

1.2.4 分鐘通氣量設(shè)置對心輸出量測定的影響

在安定和嗎啡充分鎮(zhèn)靜動物的基礎(chǔ)上，靜脈推注羅庫溴銨（萬可松）25mg，繼之以6μg/kg/min的速度維持，在此條件下行容量控制通氣，設(shè)置因呼吸頻率不同所致分鐘通氣量不同的2組機械通氣模式：① 大分鐘通氣量容量控制通氣：潮氣量(VT) 6mL/kg、呼吸頻率（RR）20次/min、分鐘通氣量為12.0L/min；② 小分鐘通氣量容量控制通氣：VT為 6mL/kg、RR為10次/min、分鐘通氣量為6.0L/min；按隨機順序應(yīng)用以上2組呼吸參數(shù)，每變換一次呼吸機參數(shù)，穩(wěn)定15min后再用兩種方法同時監(jiān)測CORB和COTD，比較兩者的相關(guān)性。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 不同分鐘通氣量時的呼吸和血流動力學(xué)指標比較

與分鐘通氣量設(shè)置為12.0L/min相比，分鐘通氣量設(shè)置為6.0L/min時，PetCO2、PaCO2、VD/VT明顯增高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表1。

表1 不同分鐘通氣量設(shè)置呼吸和血流動力學(xué)參數(shù)（）

表1 不同分鐘通氣量設(shè)置呼吸和血流動力學(xué)參數(shù)（）

注： P<0.05 （與分鐘通氣量設(shè)置為12.0L/min相比）。

通氣設(shè)置（容量控制通氣）分鐘通氣量12.0L/min分鐘通氣量6.0L/min PIP（cmH2O） 30.4±4.60 18.00±3.60 PEEP（cmH2O） 4.20±0.80 4.20±0.80 pH 7.46±0.04 7.35±0.04*PaCO2（mmHg） 38.60±4.30 65.30±5.90*PetCO2（mmHg） 39.50±4.80 64.70±5.80*VD/VT 0.42±0.08 0.51±0.11*QS/QT 0.08±0.02 0.07±0.05 HR 93.00±8.00 90.00±4.00 MAP（mmHg） 78.00±8.00 99.00±5.00 PA（mmHg） 19.50±4.70 21.20±7.80 CVP（cmH2O） 7.80±2.50 9.50±3.30 PCWP（mmHg） 11.80±2.40 12.20±2.50

2.2 較大分鐘通氣量通氣時的CORB與COTD的相關(guān)性

分鐘通氣量設(shè)置為12.0L/Min時，CORB為（5.38±1.65） L/min，COTD為（5.31±1.62） L/min，CORB和COTD比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；CORB和COTD的偏差、精確性分別為0.19和1.07，直線回歸的斜率為1.03，相關(guān)系數(shù)為0.89，容許范圍為（-1.76～+2.24）L/min，見圖1～2。

圖1 分鐘通氣量為12.0L/min時的CORB和COTD的直線相關(guān)關(guān)系

圖2 分鐘通氣量為12.0L/min時的CORB和COTD的偏差分析

2.3 較大分鐘通氣量通氣時CORB與COTD的相關(guān)性

分鐘通氣量設(shè)置為6.0L/min時CORB為（4.32±1.23） L/min，COTD為（5.48±1.51）L/min，CORB較COTD低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），兩者的偏差、精確性分別為-1.78和1.14，直線回歸的斜率為0.80，相關(guān)系數(shù)為0.75，容許范圍為（-3.76～+1.56）L/min，見圖3～4。

圖3 分鐘通氣量設(shè)置為6.0L/min時的CORB和COTD的直線相關(guān)關(guān)系

圖4 分鐘通氣量設(shè)置為6.0L/min時的CORB和COTD的偏差分析

3 討論

CO監(jiān)測在ICU臨床工作中具重要價值，它是反映心臟功能的重要指標之一，通過測定CO，可判斷心臟泵功能，診斷心力衰竭和低心排綜合征，評估危重病人預(yù)后。臨床上公認和成熟的CO測定方法是插入肺動脈漂浮導(dǎo)管用溫度稀釋法測定CO，但由于費用昂貴，操作復(fù)雜，并可引起血氣胸、心臟穿孔、心律失常等嚴重并發(fā)癥，所以限制了其在臨床的廣泛應(yīng)用[5-6]。因此，無創(chuàng)CO監(jiān)測越來越受到人們的關(guān)注。NICO是近年推出的無創(chuàng)心輸出量監(jiān)測設(shè)備，具有無創(chuàng)、可實時連續(xù)監(jiān)測、費用低廉、操作簡便等優(yōu)點，特別適合于ICU危重患者及麻醉手術(shù)患者心輸出量的連續(xù)監(jiān)測[6-7]。

有關(guān)NICO測定心輸出量的準確性，本研究已在前期工作中對比研究了經(jīng)典的肺動脈漂浮導(dǎo)管溫度稀釋法測定的CO與NICO所測CO的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)兩者具良好的相關(guān)關(guān)系[6]。由于NICO心輸出量測定技術(shù)與通氣換氣有關(guān)，而有關(guān)通氣參數(shù)對CORB準確性的影響，目前國內(nèi)尚未見這方面的研究報道，國外亦少有報道。為此，我們研究了機械通氣中重要的呼吸參數(shù)分鐘通氣量對CORB準確性的影響。

本文的動物實驗研究結(jié)果表明，分鐘通氣量（VT為6mL/kg，RR為20次/min）達12.0L/min的控制通氣時，CORB和COTD相關(guān)良好，CORB與COTD之間有很好的一致性，兩者的相關(guān)系數(shù)r=0.89；分鐘通氣量（VT為6mL/kg，RR為10次/min）僅6.0L/min的控制通氣時，CORB的準確性受到影響，CORB值較COTD偏低，但CORB與COTD仍呈正相關(guān)，兩者的相關(guān)系數(shù)r=0.75。

與較大分鐘通氣量控制通氣相比，較小分鐘通氣量控制通氣時CORB和COTD相關(guān)性降低，其發(fā)生原因可能與以下因素有關(guān)：① 小分鐘通氣量通氣時，8只實驗動物的PetCO2升高至接近65mmHg(表1)，當基礎(chǔ)PetCO2高于65 mmHg或重吸入期PetCO2高于80 mmHg時，NICO的軟件計算將會出現(xiàn)明顯誤差，由此導(dǎo)致與PetCO2相關(guān)性下降，影響CORB的準確性；② CORB測定技術(shù)是建立在假設(shè)基礎(chǔ)狀態(tài)與重復(fù)吸入期混合靜脈血CO2濃度（CvCO2）不變的基礎(chǔ)上，而當分鐘通氣量在短時間內(nèi)突然發(fā)生明顯改變時，這種假設(shè)可能有誤。雖然本研究是改變分鐘通氣量15min后才進行心輸出量測定的，但或許這點時間不足以讓體內(nèi)CO2儲存量回復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)；③ 突然的分鐘通氣量減少PaCO2上升的速度遠比突然分鐘通氣量增加PaCO2降低的速度慢，這就提示，即使在PaCO2和PetCO2似乎已經(jīng)達到平臺值的情形下，CO2的儲存量和或許還會繼續(xù)變化，這可能就是當分鐘通氣量突然改變時CORB準確性有所下降的原因，但其確切機制有待進一步研究。

雖然本文的動物實驗研究表明了較大分鐘通氣量控制通氣時NICO測定心輸出量更加準確，但在實際臨床工作中，心輸出量的變化趨勢往往比其數(shù)值更有指導(dǎo)意義。因此，并不能因為分鐘通氣量較低時CORB偏低而否定NICO的臨床應(yīng)用價值。本文動物實驗研究業(yè)已表明：在分鐘通氣量為6.0L/min時，CORB與COTD仍顯著正相關(guān)，兩者的相關(guān)系數(shù)r=0.75。所以，對小潮氣量機械通氣患者，只要分鐘通氣量不低于6.0L/min（臨床上一般情況不會低于此分鐘通氣量），應(yīng)用NICO監(jiān)測心輸出量變化趨勢，同樣具有重要臨床意義。

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Effect of Minute Ventilation Setting on the Novametrix Medical Systems Inc(NICO) for Cardiac Output Monitoring by Experiment

LIU Qiong, HUANG Ji-jian,
XU Fang
Emergency Department, The First Affiliated Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China

Objective To explore the effect of minute ventilation setting on the Novametrix Medical Systems Inc(NICO) for cardiac output monitoring in order to provide the evidence of clinical application in ICU.Methods Eight healthy anesthetized and ventilated dogs were enrolled in this study. Each animal was inserted with Swan-Ganz catheter, and was installed a partial CO2rebreathing ventilator circuit (Novametrix Medical Systems Inc, NICO). Simultaneous measurement of CORBand COTDwere performed under two different ventilator settings: ① volume controlled ventilation with minute ventilation of 12.0L/min (VCV,VT 6mL/kg, RR20breaths/min); ② volume controlled ventilation with minute ventilation of 6.0L/min (VCV,VT 6mL/kg, RR10breaths/min); Paired t-test and regression statistics were used to compare the degree of agreement between concurrent measurement of COTDand CORB. Results Paired t-test analysis revealed no significant difference between CORBand COTDmeasurement when VCV at VE12.0L/min(P>0.05). Under this ventilator setting, Regression analysis revealed an Rvalue of 0.89 and the bias and limits of agreement were as follows: 0.19 and -1.76～+2.24L/min; while, there is also a significant correlation was found between CORBand COTDwhen VE setting at 6.0L/Min:R=0.75, bias-1.78,limits of agreement -3.76～+1.56 L/min,the CORBtechnique underestimated cardiac output compared with COTD technique(P<0.05). Conclusion There is a high correlation between CORBand COTDmeasurement. Minute ventilation is the dominant factor affecting the accuracy of CORB.

cardiac output monitoring; ventilator; cardiac output; minute ventilation

TH778； R605.974

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.12.007

1674-1633(2011)12-0028-03

2011-07-01

2011-08-31

重慶市衛(wèi)生局基金資助項目（2008-2-89）。

本文作者：劉瓊，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。

作者郵箱：huangtao76@126.com