Fontan手术对儿童脑卒中容量变化的预测

摘要

背景．Fontan手术是对单心室缺损儿童进行的一种姑息性医疗程序。由于手术的术后成功很大程度上取决于前负荷量，因此需要维持体静脉与左心房之间适当的压力梯度，以保证体循环的有效容量。然而，Fontan患者缺乏有效的液体反应性评价指标。卒中量变化(Stroke volume variation, SVV)是机械通气中基于心肺相互作用的动态血流动力学参数。本研究旨在验证SVV和中心静脉压(CVP)在评价Fontan患者液体反应性中的敏感性和特异性。方法.在2018年5月至2020年1月期间接受改良Fontan手术的64名单心室儿童被纳入本研究。患者共接受10例 毫升·千克^-1白蛋白用于10分钟内的液体挑战 体外循环后min。液体激发前后，有创动脉压模块连接至MostCare™ 在30个时间窗口内动态采集心脏指数（CI）和SVV的设备 它的频率是1000 赫兹。根据CI变化范围，患者 被分为应答者（R）组和 进入无反应（NR）组。以SVV和CVP为指标，建立患者的受试者操作特征（ROC）曲线，计算曲线下面积（AUC）、诊断阈值、敏感性和特异性。后果．应答者液体刺激治疗前后SVV值分别为16.28%(第25、75百分位为14.17% ~ 19.24%)和13.68%(第25、75百分位为12.90% ~ 15.89%) 毫米汞柱前和  治疗后CVP的AUC为0.74（95%可信区间（CI）0.54-0.94， ），临界值为16%，敏感性为50%，特异性为91.7%。同时，CVP的AUC为0.70 (95% CI 0.50-0.92， ），截止值为19.5 mmHg，灵敏度为58%，特异性为76%。结论. SVV对Fontan患儿的液体反应性具有良好的预测价值。根据SVV进行适当的液体治疗可以改善此类患者的心功能。试登记. 本研究于2018年1月26日在中国临床试验注册中心注册。注册号是ChiCTR1800014654。注册表URL为http://www.chictr.org.cn/showproj.aspx?proj=25019. 本观察性前瞻性研究由上海交通大学附属上海儿童医学中心伦理委员会（SCMCIRB-K2017035）批准。

1.导言

Fontan手术是一种姑息性医疗程序，通常用于患有先天性心脏缺陷的儿童，其中心脏的全身血流直接连接到肺动脉[1.］．由于缺乏注入右心房功能,理想的系统性静脉(肺动脉)压力(高级)应保持12至15毫米汞柱,左心室舒张末期压力(lv) 7 - 10毫米汞柱Fontan操作后,保持transpulmonary梯度(TPG)在一个合理水平的2 - 8毫米汞柱。在麻醉管理期间，优化血管内血流动力学、液量、心输出量和组织灌注是更有必要的。不必要的前负荷体积的扩大可能导致不良结果，也可能增加死亡率[2.]此外，一些研究强调，评估液体激发的反应性可能有助于区分术后心源性和肺循环衰竭，这对Fontan患者的后续治疗具有指导意义[3.］．据我们所知，较少的研究报告了Fontan操作后流体响应性的评估。虽然SVV在预测心脏病患儿诸如心室间隔缺陷的儿童中的流体反应的可靠性得到了很好的展示[4.–6.]， SVV是否也可用于丰坦患者尚不清楚。SVV的计算方法和意义与CVP不同，因此SVV是否适用于单心室循环患者尚不明确。此外，目前尚无简单有效的预测小儿体液反应性的金标准方法[7.]本研究旨在确定SVV和CVP是否能够准确评估Fontan循环患儿的液体反应性，并为此类患者的临床合理液体治疗提供循证线索。

2.方法

2.1.病人

本研究由中国上海市儿童医学中心医学伦理委员会（SCMCIRB-K2017035）批准，并由中国临床研究注册中心（注册号：。ChiCTR1800014654).所有患者的父母或监护人在手术前自愿签署书面知情同意书。

通过Medcalc统计软件（15.2.2版;奥斯坦德，比利时）计算总样本大小。首先，我们认为如果SVV有一个 ．我们假设60%的患者会对液体有反应。因此，对于80%和风险为0.05，假设应答组(R)和无应答组(NR)的病例数比为1:1，我们估计该研究至少需要52例患者。保守地预测20%的病例会下降，我们筛查了总共64名患者。

这项前瞻性单中心非随机研究包括74名单心室（美国麻醉师学会（ASA）身体状况II-III）儿童，他们于2018年5月至2020年1月在上海儿童医学中心接受了体外循环（CPB）下改良Fontan手术。纳入标准为ASA II或III的3-8岁儿童，他们计划进行CPB开窗的II期改良Fontan手术。排除标准为术前出现心律失常的患者 ,氧饱和度低于80%，年龄在9岁以上，  敏和 要点[8.］．在CPB后具有足够的止血的患者中观察到液体攻击。本研究的流程图如图所示1.．

2．2.麻醉管理

所有患者术前均口服0.5%咪唑安定 mg·kg^-130 术前min，然后静脉注射咪达唑仑0.1 mg·kg^-1，依膦酸0.3 mg·kg^-1，Sufentanil 2. μg·公斤^-1和罗库溴铵0.6 mg·kg^-1．插管使用袖套气管内管。维持压力和潮气量8-10 ml·kg，进行机械通气^-14而言不啻_2.O PEEP，50%时的吸入氧分数，1%时的吸气-呼气比 : 2，呼吸频率为每分钟14-20次，以维持P_ET一氧化碳_2.在30至35毫米汞柱。麻醉维持用异丙酚4mg·kg^-1·h^-1，舒芬太尼2.5 μg·公斤^-1·h^-1和罗库溴铵0.6 mg·kg^-1·h^-1. 在右颈内静脉建立5.0fr双腔导管，用于监测CVP和正性肌力药物给药。记录整个呼吸期间计算的CVP平均值。左股静脉留置20G导管输液。在左桡动脉内插入一根22G导管，以便通过使用MostCare的压力记录分析法（PRAM）进行常规动脉压和高级血流动力学监测™ 装置

心脏复苏前，多巴胺5μg·公斤^-1·敏^-1在CPB结束时，使用收缩上冲的最大斜率调整正性肌力药物的剂量( )监测PRAM和收缩压(SBP)。多巴胺的剂量减少到1μg·公斤^-1·敏^-1以防 was>1.2 mmHg·ms^-1和SBP为> 100 mmHg。另外，肾上腺素以0.02-0.05施用 μg·公斤^-1·敏^-1以防 小于0.8 mmHg·ms^-1收缩压<60 mmHg。正性肌力药物在研究期间保持不变。体外循环和摘除主动脉插管10分钟后，所有患者接受5%白蛋白10 ml·kg的液体刺激^-1．

2.3。棘手和血液动力学录音

标准动脉压换能器使用麻醉工作站常规连接到显示器（DATEX-OHMEDA AISYS CS^2.， GE Healthcare, USA)，也直接连接到MostCare™，允许原始信号的传输和1000hz采样[9］．SVV同时计算为SV在最近30 s的数据中相对于均值的变化量，并使用以下公式连续显示:

详细说明2 30分钟时的最小测量值 MostCare记录每个参数的s间隔™ 然后下载到Microsoft Excel进行脱机分析。随后，取四个连续测量值的平均值，并在液体激发前后采用。

２.４.研究协议

本研究旨在评估SVV预测Fontan手术患儿液体反应的准确性。他们接受10 ml·kg 5%白蛋白液体刺激^-1十年 如果输液后CI增加超过15%，则将患者定义为“应答者”（R组），如果增加小于15%，则将患者定义为“无应答者”（NR组）[10］．在研究期间，药物保持不变。PRAM以SBP，舒张压（DBP），平均血压（MBP），心率（HR），中风率指数（SVI），全身血管阻力指数（SVRI），CI和CVP，SVV记录经过液体挑战。

2.5. 统计分析

所有统计分析都使用SPSS 20.0（IBM Corp，Armonk，Ny，USA）进行。Kolmogorov-Smirnov测试用于衡量定量数据的正常分布，该数据在此表达为 （SD）。频率和比例用于分类变量。异常分布的数据由中位数（第25和第75百分位数）表示用于连续变量。学生们 -组间分类数据采用Fisher精确概率检验进行比较，组内变量采用配对检验进行体液激发前后的比较 -测试或弗里德曼测试。建立了ROC曲线，以评估SVV和CVP以预测流体响应性的能力。当敏感度和特异性的总和最大时，确认了最佳截止。一种值小于0.05(双侧显著性检验)被认为在所有分析中具有统计学意义。

3.后果

在研究方案期间，64名Fontan患者均未发生任何重大不良事件。其中，30名有反应，其余34名无反应。所有纳入患者的临床数据如表所示1.．两组在性别、年龄、身高或体重方面无显著差异( )．所有接受先天性心脏病矫正手术的儿童接受了连续剂量的多巴胺(3-7.5)μg·公斤^-1·敏^-1)在CPB断奶前，另外给6名儿童注射低剂量肾上腺素（0.02–0.05 μg·公斤^-1·敏^-1).所有VIS均<10分。

r和nr组中的流体攻击前后的血液动力学参数如表所示2.．在R群中的液体攻击后，R.SVI组液攻击前后和后，血流动力学参数（SBP，DBP，MBP，SVV，CI和CVP）存在显着差异（SVI）（ )与NR集团( )．虽然两组的CVP相对较高，超过了正常儿童的参考值范围，但仍在Fontan患者的正常范围内。

SVV的AUC为0.74（95%可信区间0.54-0.94， )临界值为16%，敏感性为50%，特异性为91.7%(图1)2.)．CVP的AUC为0.70（95％CI 0.50-0.92， )截止值为19.5 灵敏度为58 mmHg，特异性为76%3.)．

r组液体刺激前后SBP、DBP、MDP、SVV、CI和CVP值有显著性差异。液体刺激前有反应组和无反应组SBP、DBP、MBP和SVV值有显著性差异。液体刺激后，有反应者和无反应者SVV有显著差异。

4.讨论

PRAM是一种基于动脉压变化监测连续心输出量的方法，而动脉压变化又基于给定血管体积变化引起的径向扩张。许多研究表明PRAM与其他经典方法（如心导管和多普勒超声）具有良好的相关性[11,12].SVV是反映卒中量变化的动态血流动力学参数[13–15］．机械通气患者的SVV小于10-15％。根据机械通气和弗兰克椋鸟原理下的心肺相互作用，当血液体积不足时，由机械通气引起的卒中体积的变化更为显着，显示SVV和血容量之间的负相关[16,17］．因此，理论上，SVV可以用来估计血管内容量状态，并预测循环系统对输液治疗的反应性。

SVV已被用于预测接受心脏手术的儿童的液体反应。有研究显示其准确性高于CVP [18,19].据我们所知，这是第一项证明SVV在评估小儿Fontan患者液体激发后液体反应性方面具有良好可预测性的研究，证明它是一种简单、快速、直接和无创的方法，具有良好的重复性。SVV可以在任何个体p在儿科麻醉中，一些专家建议10-20分钟 毫升·千克^-1液体刺激的液体丸;虽然几乎所有的研究都使用了大致相同的配方，但对于标准流体负荷尚无商定的配方;这些类型包括包装红细胞、人白蛋白溶液和新鲜冷冻血浆。许多不同的阈值用于流体反应性。最常见的定义是，经食管或经胸超声心动图测量的>卒中量变化15%，似乎是合理的，因为15%超过了测量的预期误差，一般认为与临床相关[20.,21].在这项研究中，我们通过注入10 毫升·千克^-110分钟内用5%白蛋白代替晶体溶液。我们的实验结果表明，Fontan患者输液后的血流动力学参数包括MAP和CI均明显改善，表现为血流动力学状态稳定，内部环境平衡，尿量增加，无显著不良事件发生。 ％在患者中表明了足够的血液体积，并且在这种情况下进一步改善心脏功能几乎没有效果。因此，我们认为，适当的体积和流体类型主要是在操作后改善Fontan患者的循环能力和心脏功能。这可能与TPG和肺前向血流的增加有关，尽管需要在未来的研究中进行验证。

儿童肺血管壁顺应性优于成人。然而，Fontan手术患儿的肺在病理上不同于双心室结构的成人[22]，导致肺血管阻力增加，肺血管顺应性降低，最终降低SVV的敏感性。机械通气引起的气道正压升高会显著降低肺血流量和LVED容量。由于Fontan患者右心房和右心室结构异常，肺血管阻力(pulmonary vascular resistance, PVR)较高，心肺相互作用产生的SVV可能与正常儿童存在显著差异。高PEEP会增加右心室后负荷，减少体循环静脉回流，降低左心室功能障碍，导致SVV阈值预测能力降低。为规范机械通气对流体反应性的影响，将潮气量设置为8-10 ml·kg^-1PEEP低(4 cmH)_2.o）。在两组之间的肺部动态符合性中没有观察到显着差异，这意味着肺顺应性和机械通气对实验的影响是类似的[23–25］．

有少数研究报道SVV在单心室Fontan循环患儿中的应用。在本研究中，我们发现SVV的截止值为16%，敏感性为50%，特异性为91.7%，表明SVV比CVP更能反映CPB后Fontan手术患儿的容积状态统计上，SVV变异较小的儿童更可能处于无反应状态。Yoshitake等人[26]采用无创血流动力学监测，通过测量单左室（SLV）和单右室（SRV）患者的心功能参数，评价Fontan术后心输出量。他们的结果显示平均SVV（SLV:SRV）为13.9% : 15.5%，与我们的研究类似。然而，我们研究中SVV的敏感性和特异性表明，SVV作为Fontan患者容量反应性的预测因子可能具有较高的假阴性率。由于正压通气，肺血管阻力可能增加，导致单心室患者的肺血流量显著减少，这可能导致SVV增加。这是假阳性率较高的原因之一。此外，术后早期患者心肌收缩力的抑制和正性肌力药物的使用可能会影响结果。据推测，血管升压药会降低SVV，而血管扩张药则会产生相反的效果。变力药物的血流动力学效应可能具有不同的效应，这取决于它们对左室射血效率、血管舒缩张力和心率的影响。Kim等人[27文献证明，在动物模型中，收缩性药物不会改变SVV。Mehrnaz等人[28结果表明，血管扩张剂治疗使SVV从9%增加到15%，而增加收缩性药物或血管收缩剂并没有改变SVV。为了减少不同剂量血管药物对结果的影响，我们在数据收集期间没有调整心血管活性药物的剂量，除非患者的CI和 已经显着下降了。

我们认为SVV更适合作为低心功能患者的液体反应性参数，而不是容量扩张治疗。由于机械通气过程中每次吸气和呼气都会引起卒中量的变化，SVV可用于指示液体反应性和患者当前的容量状态。

这项研究有一些局限性。Fontan患者的液体反应性受多种因素影响；但由于我们只观察到流体冲击的影响，因此不能排除机械通气对研究结果的影响。此外，我们还观察了液体激发治疗后液体反应的结果，而无需跟踪心脏重症监护病房中动态参数的变化。最后，出于成本考虑，我们没有使用PiCCO作为控制参数。

5.结论

综上所述，SVV虽然可能受到呼吸和特殊生理解剖结构的影响，但在预测小儿Fontan患者液体反应性变化方面具有很好的价值。适当的液体刺激治疗可显著改善患者血流动力学，增加心输出量，对内部环境无显著影响。我们认为SVV可以作为儿科Fontan患者进行适当的液体激发治疗时的监测指标，知道SVV可以积极改善患者的心功能。

数据可用性

本研究中使用和分析的数据集可根据要求提供。

利益冲突

作者声明本文的发表没有利益冲突。

作者的贡献

宋云安、侯慧燕对这一工作做出了同样的贡献。

致谢

我们衷心感谢所有患者及其家长对本研究的理解和支持。没有他们，我们将无法完成这项重要的工作。我们也感谢上海儿童医学院麻醉科所有同事的努力我们要感谢Editage(https://www.editage.cn)作英文编辑。本研究由上海交通大学医学院上海儿童医学中心医院科研基金资助(No: YJ-SCMC2017-13)。

工具书类

1. M.Schäfer，B.S.Frank，S.M.Humphries等人，“Fontan循环中的血流剖面特征与单心室扩张和功能相关：主成分分析研究，”美国生理学杂志。心脏和循环生理学，卷。318，没有。5，PP。H1032-H1040,2020。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
2. 王旭霞，蒋丽丽，葛颖，高建军，“主动脉峰值流速的变化对儿童机械通气的预测价值:系统综述和meta分析”，重症监护，第23卷，第1期，第372页，2019年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
3. W. De Mey, B.库尔斯，R. Heying等人，“容量挑战能否查明丰坦循环中的限制因素?”心脏学报，第70卷，第2期5, pp. 536-542, 2017。查看：谷歌学术搜索
4. I.Favia、S.Romagnoli、L.Di Chiara和Z.Ricci，“预测体外循环后接受心脏手术的儿童的液体反应性，”儿科心脏病学第38卷第2期4, pp. 787-793, 2017。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
5. J. H. Lee, H. J. No, I. K. Song, H. S. Kim, C. S. Kim, and J. T. Kim，“在接受心脏手术的儿童中使用无创心输出量监测仪预测液体反应性”，英国麻醉杂志第115卷第1期1, pp. 38-44, 2015。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
6. 刘志军，乔林，万灿，穆德明，“脑卒中量变化对儿童液体反应性的预测:一项系统综述和荟萃分析，”《公共科学图书馆•综合》，第12卷，第2期第5条e0177590, 2017。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
7. S.T.Vistisen，J.M.Berg，M.F.Boekel等人，“利用收缩外和微流体挑战预测心脏手术期间的液体反应性，”临床监测与计算杂志，第33卷，第5期，第777-7862019页。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
8. I. Favia, a . Rizza, C. Garisto等，“通过压力记录分析方法评估儿科心脏手术后婴儿的心脏指数:一项初步回顾性研究，”互动式心胸外科，第23卷，第2期。6，页919-923,2016。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
9. S. Scolletta, S. M. Romano, B. Biagioli, G. Capannini，和P. Giomarelli，“用于测量不同血流动力学状态下心输出量的压力记录分析方法(PRAM)”，英国麻醉杂志，第95卷，第2期，第159-165页，2005年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
10. Z.Ricci，A.Polito，R.Netto等人，“在儿童心脏手术期间，通过压力记录分析方法评估改良超滤对血流动力学的影响，”儿科重症监护医学，第14卷，第4期，第390-3952013页。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
11. J. M. Alonso-Iñigo, F. J. Escribá， J. I. Carrasco等，“测量心导管术中儿童的心输出量:Fick方法与PRAM(压力记录分析方法)的比较”，小儿麻醉，第26卷，第11期，第1097-1105页，2016年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
12. M. Calamandrei，L. Mirabile，S. Muschetta，G.F.Gensini，L. de Simone和S. M. Romano，“儿童心脏输出评估：压力记录分析方法与多普勒超声心动图之间的比较”儿科重症监护医学，第9卷，第5期。3，页310 - 312,2008。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
13. P.G.Guinot，B.de Broca，O.Abou Arab等人，“通过食管多普勒监测测量的卒中量变化预测手术期间液体反应性的能力，”英国麻醉杂志，第110卷，第1期，第28-33页，2013年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
14. J. Y. Lee，J. Y.Kim，C.H.Choi，H.S.Kim，K.C. Lee和H. J.Kwak，“卒中体积变化的能力通过非侵入性心输出监测测量的卒中体积变化能够预测机械通风儿童的流体反应能力”儿科心脏病学，卷。35，不。2，pp。289-294,2014。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
15. F. J. da Silva Ramos, A. Hovnanian, R. Souza, L. C. P. Azevedo, M. B. P. Amato，和E. L. V. Costa，“通过电阻抗断层成像估算中风体积和中风体积变化”，麻醉与镇痛，第126卷，第1期，第102-110页，2018年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
16. 约兹维亚克，P.梅尔卡多，j - l。Teboul等人，“经胸超声心动图能检测到的最低心输出量变化是什么?”重症监护，第23卷，第2期。1，第116页，2019。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
17. M. Zlicar, V. Novak-Jankovic, R. Blagus, M. Cecconi，“气腹患者脉压变化和卒中量变化对液体反应性的预测价值”临床监测与计算杂志，卷。32，不。5，pp。825-832,2018。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
18. D.汉族，潘，X. Wang等人，“椎间室间隔缺陷或Tetralogy的儿童脉冲压力变化的”流体反应性的不同预测性“小儿麻醉第27卷第2期10, pp. 1056-1063, 2017。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
19. d·汉Y.-G。刘洋，罗勇，李佳丽，欧阳超，“利用脉压变化预测婴儿室间隔缺损中位切开或微创右胸廓切开修补术的液体反应性”，儿科心脏病学，第38卷，第1期，第184-190页，2017年。查看：谷歌学术搜索
20. V. Zorio, T. Lebreton, F. P. Desgranges等人，“全身麻醉下的儿童患者，两分钟的微小液体激发能否预测液体反应性?”小儿麻醉，第30卷，第2期，第161-167页，2020年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
21. L.G.Feld，D.R.Neuspiel，B.A.Foster等人，“临床实践指南：儿童维持静脉输液，”儿科学，第142卷，第6期，第E201830832018页。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
22. A.J.Iyengar，D.S.Winlaw，J.C.Galati等人，“Fontan手术的趋势和Fontan手术后早期不良后果的风险因素：澳大利亚和新西兰Fontan登记处的经验，”胸腔和心血管外科杂志，卷。148，没有。2，pp。566-575,2014。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
23. B.H.Goldstein，C.E.Connor，L.Gooding和A.P.Rocchini，“接受Fontan姑息治疗的单心室患者的全身静脉回流、肺血管阻力和舒张功能障碍与运动能力的关系，”美国心脏病学杂志第105卷第1期8，页1169-1175,2010。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
24. F. Feihl和A. F. Broccard，“呼吸与系统性血流动力学之间的相互作用。第一部分：基本概念，“重症监护医学，第35卷，第1期，第45-54页，2009年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
25. S. R. Orde, A. Behfar, P. G. Stalboerger, S. barross - gomes, G. C. Kane, J. K. Oh，“通过斑点追踪超声心动图评估正呼气压对猪右心室功能的影响”，BMC麻醉学，第15卷，第5期。1, p. 49, 2015。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
26. S. Yoshitake, T. Miyamoto, Y. Tanaka, Y. Naito，“Fontan手术后使用AESCULON®mini无创测量心输出量”，国际儿科，第59卷，第59期2, pp. 141-144, 2017。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
27. H. K. Kim和M. R. Pinsky，“正压通气时潮气量、采样时间和心脏收缩力对脉压和卒中量变化的影响”，危重病医学，第36卷，第10期，第2858-2862页，2008年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索
28. M. Hadian, D. A. Severyn，和M. R. Pinsky，“血管活性药物对术后通气患者脉压和卒中量变化的影响”，重症监护杂志，第26卷，第3期，第328.e1-328.e8页，2011年。查看：出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权所有©2020宋云安等。这是一篇发布在知识共享署名许可协议，允许在任何媒介上不受限制地使用、传播和复制，但必须正确引用原作。