體外循環(huán)心臟術后早期動脈血糖和末梢血糖監(jiān)測的準確性及影響因素研究

李 娜，李 紅，陳巧玲，林秀霞，葉顯鳳，于榮國

體外循環(huán)（cardiopulmonary bypass，CPB）手術是治療先天性心臟病、冠心病、心臟瓣膜疾病等心臟疾病最重要的外科手段[1]。CPB 術后常發(fā)生血糖波動[2-4]，這與患者受到手術創(chuàng)傷、非搏動性灌注引起的神經(jīng)內分泌應激反應、急性胰島素抵抗等內在生理機制因素有關，也可能包含血糖監(jiān)測的方法等外在原因。不準確的血糖監(jiān)測極易導致醫(yī)護人員對胰島素實時用量的錯誤判斷及調整而加劇患者血糖的波動[5]。CPB 術后入住重癥監(jiān)護室（intensive care unit，ICU）的患者常用的血糖監(jiān)測方法包括基于實驗室的靜脈血糖（venous blood glucose，VBG）檢測、血糖儀末梢血糖（peripheral blood glucose，PBG）檢測和血氣分析儀動脈血糖（arterial blood glucose，ABG）檢測[6]。這3 種方法各有優(yōu)缺點。通過生化分析檢測靜脈血糖結果準確可靠，可作為評價其他方法結果的參考，但存在耗時長、價格昂貴、必須由訓練有素的專業(yè)檢驗人員操作等問題，不宜在ICU 進行常規(guī)的術后血糖監(jiān)測。PBG 監(jiān)測和ABG 監(jiān)測可用于床邊或ICU，與實驗室測量相比，具有時間短、成本低的優(yōu)勢。但這兩種監(jiān)測方法的準確性不僅受到患者臨床特征的影響，還會受到樣本采集方面的干擾。在接受CPB 心臟手術的患者中，其監(jiān)測準確度尚缺乏具體數(shù)據(jù)。因此，本研究對CPB 術后早期患者ABG、PBG 與VBG 的準確性作比較，并分析影響CPB 患者血糖監(jiān)測準確性的因素，為CPB 術后患者血糖管理提供參考依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 對象 采用前瞻性研究方法選取2017-01 至2017-11 福建省立醫(yī)院ICU 收治的172 例CPB 術后患者。納入標準：（1）擇期心臟手術，術后入住ICU；（2）體外循環(huán)下行心臟手術；（3）年齡≥18 周歲；（4）患者本人或其家屬均已知情同意。排除標準：（1）緊急情況下行心臟手術的患者；（2）實驗過程中同步采集患者ABG 及PBG 的時間過長（超過5 min）；（3）實驗過程中存在影響ABG 檢測準確性的干擾因素，如連續(xù)性腎臟替代治療和正在進行自體血回輸。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 血樣采集與血糖檢測方法 CPB 術后入住ICU，在術后1 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h 采用血氣分析儀（美國生產(chǎn)的BXY4-GEM3000）、末梢血糖儀（美國強生公司生產(chǎn)的穩(wěn)豪倍優(yōu)型One Touch Ultravue）和全自動生化檢測儀（美國賽默飛世爾科技公司）分別同步采集患者橈動脈處動脈血、無名指末梢血、肘靜脈處靜脈血（避免肢體遠端藥物輸注）。以全自動生化檢測儀血糖檢測值為標準對照。由專人規(guī)范操作，記錄不同時間點的血糖值。

1.2.2 收集的指標 （1）人口學資料：年齡、性別、手術類型。（2）臨床指標：基礎疾病、病情危重程度（急性生理與慢性健康評分），末梢皮膚情況（如花斑、紫紺），生命體征（體溫、平均動脈壓），激活凝血時間、相關藥物的應用（胰島素、用糖量、血管活性藥物）。（3）實驗指標：患者CPB 術后1 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h 動脈血糖值、末梢血糖值、靜脈血糖值。

1.2.3 監(jiān)測準確性標準 實驗室靜脈血糖檢測方法為公認的標準化方法，本研究以實驗室全自動生化檢測儀血糖值作為標準血糖值。根據(jù)2002 年國際臨床化學學會（International Federation of Clinical Chemistry，IFCC）發(fā)布的葡萄糖即時檢測（point of care testing，POCT）的應用準則[7]：血糖值的允許偏差范圍為：當血糖檢測值≤75 mg/dL 時，允許偏差范圍在標準血糖值±15 mg/dL以內；當血糖檢測值＞75 mg/dL 時，允許偏差范圍在標準血糖值±20 mg/dL 以內。若所測得的ABG/PBG 的值與標準血糖值間的差值在允許偏差范圍以內，界定為“準確”；若超出允許偏差范圍，界定為“誤差”。

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，計數(shù)資料采用頻數(shù)與構成比表示，等級資料的組間比較采用Wilcoxon 秩和檢驗，用配對卡方檢驗（McNemar's test）分析ABG 和PBG 的測量誤差率是否具有可比性；計量資料以表示，利用廣義估計方程（generalized estimating equation，GEE）研究影響ABG 和PBG 水平測量誤差的因素；以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 一般資料 本研究最初共納入200 例研究對象，其中，研究過程中死亡4 例，24 例未完成退出，最后共納入研究對象172 例，平均年齡（50.19±13.15）歲?；颊呷丝趯W統(tǒng)計資料及臨床特點見表1。其中，女性患者占50.58%，68.02%因風濕性心臟病需要手術，術前明確診斷糖尿病的患者占16.28%。

表1 患者人口學統(tǒng)計學和臨床特征資料 [n（%）]

2.2 CPB術后不同時間監(jiān)測點上ABG、PBG與標準對照的差異比較 采用Wilcoxon 符號秩檢驗分別對ABG 與VBG、PBG 與VBG 進行比較。發(fā)現(xiàn)當VBG＞75 mg/dL 時，在任何時間點上，PBG 與標準對照的差值均高于VBG，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。2 種測量方法的平均差異見表2。

2.3 ABG與PBG在不同時間監(jiān)測點測量誤差率 為了評估ABG 和PBG 測量的準確性，筆者以VBG 為標準對照，統(tǒng)計血糖超出可接受范圍的患者數(shù)量和百分比。具體兩種方法的誤差率見表3。ABG 在所有檢測時間點的不可接受錯誤率均明顯低于PBG，除1 h 外的所有時間點，PBG 的誤差率至少是ABG 的2 倍。

表2 動脈血糖、末梢血糖與靜脈血糖的差異比較

表2 動脈血糖、末梢血糖與靜脈血糖的差異比較

注：VBG，靜脈血糖；PBG，末梢血糖；ABG，動脈血糖

項目VBG ≤75（mg/dL） VBG＞75（mg/dL）時間（h） 例數(shù)（n） VBG（mg/dL） 間距 例數(shù)（n） 差值 間距 P 值ABG與VBG比較1 1 33.1 33.1 171 -5.40±32.30 -131.40～159.80 0.169 2 0 172 2.20±29.90 -106.00～140.80 0.205 4 1 25.4 25.4 171 -1.10±35.00 -198.50～89.60 0.206 6 0 170 1.10±33.30 -129.60～124.90 0.151 8 1 1.8 1.8 171 -0.10±33.30 -195.50～87.10 0.077 10 0 171 -0.10±30.70 -191.00～110.70 0.112 PBG與VBG比較1 1 71.7 71.7 171 11.30±36.10 -128.20～165.20 ＜0.001 2 0 172 16.30±41.10 -158.40～154.40 ＜0.001 4 1 29.0 29.0 171 18.50±44.50 -180.00～136.10 ＜0.001 6 0 170 20.10±44.60 -194.40～150.30 ＜0.001 8 1 70.2 70.2 171 19.20±39.80 -190.80～149.00 ＜0.001 10 0 557 171 9.90±41.20 -178.40～91.80 ＜0.001

表3 不同時間點動脈血糖與末梢血糖檢測誤差率比較 [n（%）]

2.4 ABG和PBG檢測的臨床影響因素分析 采用廣義估計方程分析影響ABG 和PBG 準確性的臨床和人口統(tǒng)計學因素，發(fā)現(xiàn)ABG 的準確性受紅細胞壓積（Red blood cell specific volume，HCT）和高血糖水平的影響。與血糖正常的患者相比，高血糖患者測量誤差的風險更低。與HCT＜40%相比，HCT＞40%是測量誤差的危險因素，見表4。PBG 的單變量分析顯示，高血糖是影響錯誤率的唯一因素；與ABG 一樣，高血糖患者測量PBG 的誤差風險也較低，見表5。

3 討 論

本研究結果表明，當VBG＞75 mg/dL 時，ABG 在任一監(jiān)測時間點上與VBG 比較都無統(tǒng)計學差異，而末梢血糖在任一時間監(jiān)測點上與VBG 相比都存在統(tǒng)計學差異，PBG 有高于真實血糖的趨勢，這與Inoue 等[8]和周亞敏等[9]對危重患者的研究結果一致。當VBG＜75 mg/dL 時，樣本量因太少無法進行統(tǒng)計學分析。同時，ABG 不可接受誤差率除了術后1 h 這個時間監(jiān)測點之外，其他監(jiān)測點上顯著低于末梢血糖，即ABG 更能準確反映CPB 心臟術后患者的真實血糖水平。這與文獻[10,11]的研究結果一致。原因可能是CPB 術后的患者由于手術時間長，致體液轉移至組織間隙，導致外周水腫，將血液稀釋，所以PBG 標本可能反映的不是末梢血而是組織間隙的血糖濃度[12]，因此末梢血糖可能不能代表血糖的真實水平。對CPB 手術后恢復的患者單獨使用外周血糖可能導致血糖水平測量不準確。但筆者的研究結果與Karon 等[13]的研究結果不同，其研究表明用血糖儀監(jiān)測外周毛細血管血液更為準確。可能是與筆者所使用的設備不完全一致有關，另外一種可能是胰島素用法不同。有研究顯示，胰島素治療與血糖儀的錯誤率增加有關[8]。CPB 術后可以采用ABG、PBG 與VBG 3 種監(jiān)測方法，VBG 測定較其他方法準確,被作為國際認可診斷糖尿病的唯一監(jiān)測方法[14]，但不適宜頻繁監(jiān)測[15]，因此不適合作為術后血糖監(jiān)測的方法。PBG 測定方法使用方便、操作時間短且所需血量少，但誤差較大，建議護理人員可以考慮將血氣分析的血糖值作為CPB 常規(guī)監(jiān)測指標，在患者術后2 h 血糖開始上升時，應縮短血糖監(jiān)測間隔時間，必要時抽靜脈血進行急診生化的檢測[16]。

表4 動脈血糖檢測誤差率的臨床影響因素

表5 PBG 檢測誤差率的臨床影響因素

筆者對CPB 術后可能影響ABG 和PBG 誤差的各項理化因素應用單變量進行分析，結果提示，HCT 是影響其誤差率的主要影響因素。相比于患者HCT＜40%組，當患者HCT＞40%時，ABG 誤差風險升高。這與Shigeaki 等[17]和Stadlbauer 等[18]的研究結果一致。HCT的改變能引起血液粘度變化，血液標本中紅細胞數(shù)目的增加會影響到血漿的有效擴散量，進而影響血糖檢測值，或血標本中紅細胞含量越高，相同時間內，由于紅細胞酵解的葡萄糖多，使標本血糖濃度降低快[19,20]。另外，與正常血糖組相比，當患者處于高血糖水平組時，ABG 誤差風險升高，這可能與體外循環(huán)心臟術后患者的手術創(chuàng)傷較其他手術更劇烈和CPB 過程中的溫度變化、非生理性血液灌注、機械材料對血液成分的破壞、高血糖導致胰島素的大量使用有關[21]，具體機制仍值得進一步研究。而氧分壓、二氧化碳分壓、乳酸水平、性別，以及血管活性藥物的使用等，對于ABG 的準確性沒有影響。但放置時間對ABG 測定有較大影響。血液標本采集后，紅細胞繼續(xù)消耗葡萄糖，血液標本放置的時間越長，ABG 濃度下降的越明顯，因此要盡早檢測血液標本，保證血糖檢測結果的可靠性。CPB 術后入住ICU 患者的病情復雜、多變，影響血糖準確性的各因素作用機制尚不清楚。因此，對于ICU 的臨床工作者而言，掌握主要影響各種血糖檢測準確性的因素及學會綜合評估其他混雜因素是更為重要的做法。此外，在實施圍手術期血糖控制時，需要考慮患者的獨特臨床特征。

筆者發(fā)現(xiàn)CPB 術后血糖呈現(xiàn)應激性高血糖狀態(tài), 與金標準對比，ABG 與VBG 的一致性高于PBG，PBG有高估真實血糖的趨勢。當CPB 患者處于低血糖狀態(tài)和HCT＞40%時，ABG 監(jiān)測誤差的風險增加。由于對目標血糖控制的治療措施，使得低血糖組所獲得的數(shù)據(jù)相對較少，因此患者血糖可靠性影響因素的確定及有關機制的探究，還需要擴大樣本數(shù)量，進一步深入比較、分析和探討。