医院麻醉科
术后肺部并发症（PPCs）是术后常见的并发症，可延长住院时间，也是导致患者围术期死亡的主要原因之一。机械通气策略可影响术后肺部并发症，是近年来的临床麻醉的研究热点，术中机械通气的通气频率与术后肺部并发症的关系尚不清楚。哈佛大学医学院的Eikermann等回顾性分析了例术中通气频率与术后肺部并发症的关系，结果发表在年5月BritishJournalofAnaesthesia杂志上。背景高通气频率会缩短呼气时间、增加胸腔内压力、增加静态肺张力，可造成动态肺泡充盈过度。我们假设术中高通气频率与术后呼吸系统并发症相关。医院注册研究中，我们分析了年至年间在单中心进行全身麻醉和机械通气的成人非心胸外科手术病例的数据。我们使用多变量逻辑回归评估了术中通气频率(分为四组)和术后呼吸系统并发症之间的关系，其中术后呼吸系统并发症定义为手术后7天内有创机械通气或拔管后外周血氧饱和度下降。在一个亚组中，我们调整了对动脉血气参数的分析。结果该文共分析了例。术中通气频率的范围从中位数8(四分位范围[IQR](8-9)次/分钟(第1组)到15(14-18)次/分钟(第4组)。高通气频率与术后呼吸系统并发症高相关(调整后的优势率为1.26；95%置信区间，1.14-1.38，P＜0.)，这在一个调整了动脉二氧化碳分压和动脉氧分压与吸入氧浓度的比率后的亚组中得到证实。我们发现高通气频率的使用有相当大的差异，这归因于个体偏好(范围从22%到88%)和时间变化；但与术后呼吸系统并发症的相关性仍未受到影响。结论术中高通气频率增加术后呼吸系统并发症的风险和术后医疗服务利用率。该文要点
1.ICU中的机械通气策略目的是减少肺损伤，但不清楚肺损伤是否与术中相关。2.低潮气量时通常用高通气频率来降低肺部损伤，但较高频率的通气本身可能引起肺损伤。3.这项对术中呼吸机设置的广泛回顾性分析发现，高通气频率(甚至14-18次/分钟)和术后呼吸系统并发症相关。机械通气可导致呼吸机相关的肺损伤：高压或高容量、周期性肺泡塌陷和扩张期间的切应力以及炎症反应是已知的促成因素。肺保护性通气策略可以降低麻醉和重症监护期间的发病率和死亡率。观察研究表明，高潮气量、低呼气末正压(PEEP)、高驱动压力和高吸入氧浓度(FiO2)与术后呼吸系统并发症相关。然而，在短期术中机械通气期间，通气频率对术后肺部并发症的影响仍不明确。机械通气期间，高通气频率通常是减少低潮气量通气造成的高碳酸血症所必需的，但也会导致呼吸功能紊乱。增加通气频率会改变吸气/呼气比率，缩短呼气时间，增加吸气流量、内源性PEEP和胸腔内压力，并可能导致动态肺泡充盈过度，所有这些都会增加循环肺张力和肺压力。此外，高通气频率会增加死腔通气，并可能由于循环应力而导致肺损伤。在原代大鼠肺泡上皮细胞中，细胞损伤更多发生在周期性细胞变形后，而非张力性细胞变形后，频率是细胞损伤的主要决定因素。进一步的实验证据证实了高呼吸频率的通气的有害影响：在离体灌注的兔肺中，较高的通气频率引发更多的水肿和血管周围出血，而较低的通气频率改善了在啮齿动物中由机械通气引起的肺损伤、肺炎症反应和分子应激信号。同样，我们在猪模型中也观察到了由于高通气频率导致的机械力过大而造成的肺损伤。在这项研究中，我们旨在调查术中通气频率和术后肺部并发症之间的关系。我们假设术中高通气频率会增加术后呼吸系统并发症的风险。方法研究设医院注册研究中，我们分析了年10月至年9月间在美国马萨诸塞州的一个学术三级保健中心(BethIsraelDeaconess医疗中心)的手术病例。该研究由当地机构审查委员会(临床调查委员会)审查，该委员会确定该研究符合豁免状态标准(方案编号：P)。不需要书面知情同意的要求。补充附录S1描述了数据来源。患者选择分析中包括了接受机械通气全身麻醉的手术并记录了主要终点的病例。年龄小于18岁、ASA身体状况分级为6级，在前一个月内接受过一次以上手术或在手术前入住ICU的患者除外。由于开胸和单肺通气对肺生理的干扰，因此心脏和胸部手术病例被排除在外。我们使用完全病例法进行初始分析，排除了因暴露或混杂变量而缺失数据的病例。暴露暴露定义为术中机械通气期间记录的中位通气频率。通气频率测量分为四个大小大致相等的组，最低通气频率组(组1)作为参考组。主要结果被定义预先为术后呼吸系统并发症，包括术后7天内的有创机械通气需求，或拔管后10分钟内至少有一次外周血氧饱和度(SpO2)测量值小于90%，即拔管后去饱和度。次要结果包括PACU停留时间和术后7天内ICU的入住率。协变量模型基于现有文献，生物学和临床合理性，对以下患者特异性混杂因素进行了分析调整：年龄、性别、体重指数、ASA身体状况分级、Charlson共病指数、吸烟史、慢性阻塞性肺病或术前1年内心力衰竭(定义为国际疾病分类9/10代码)，以及家庭用氧或呼吸支持史。病例特异性混杂因素包括外科类别、急诊手术、高风险手术(即神经外科、普外、移植、血管或烧伤手术)、手术持续时间和工作相对价值单位。对术后肺部并发症的高风险进行了进一步的分析调整(即术后呼吸系统并发症预测评分[SPORC]≥7)和以下术中因素：根据年龄调整的挥发性麻醉剂和一氧化二氮的最小肺泡浓度、短效和长效阿片类药物的吗啡等效剂量、神经肌肉阻断剂剂量、新斯的明剂量、去甲肾上腺素等效血管升压剂剂量、静脉输液量、红细胞压积、术中低血压(即平均动脉压＜55mmHg的时间)和气道装置(即气管导管、喉罩气道或其组合)。包括以下通气参数：中位FiO2、中位PEEP、中位吸气峰压(PIP)、体重调整性潮气量、中位呼气末二氧化碳(etCO2)、SpO2/FiO2比率和使用非保护性通气(即无PEEP通气或中位PEEP通气＞15cmH2O，中位PIP＞35cmH2O或中位潮气量＞10ml/kg)。效应修正分析为了评估高呼吸频率通气和术后呼吸系统并发症之间的联系是否被其他通气参数所改变，我们检查了高通气频率(第4组)和下列二分变量之间的相互作用项：中值etCO2(≤45vs＞45mmHg)、潮气量(＜10vs＞10ml/kg)、PEEP(≤5vs＞5cmH2O)、驱动压力(＜15vs≥15cmH2O)、中值FiO2(＜60%vs≥60%)。类似地，我们使用以下条件进行了效果修正分析：ASA身体状况(＜3vs≥3)，体重指数(＜35vs≥35kg/m2)、急诊手术状态、吸烟史、手术持续时间(中位数截止时间)、非保护性通气或术前有较高术后呼吸系统并发症风险(SPORC＜7vs≥7，在有混杂信息的情况下SPORC-2＜14vs14)。最后，我们评估了进行高呼吸频率通气的倾向(补充附录S1)，并评估了高呼吸频率通气的高基线倾向是否改变了暴露和主要结果之间的联系。变异性分析由于机械通气实际操作可能在研究期间发生了变化，我们描述了通气频率使用的时间趋势，并分析了这些变化是否会影响高通气频率与术后呼吸系统并发症之间的联系，方法是根据手术年份进行调整，并得出主要结果的年度预测概率。为了说明不同麻醉提供者使用高通气频率的可变性，我们使用混合效应模型分析了麻醉提供者的可变性(补充附录S1)。敏感性分析我们评估了通气频率与主要结果的各个组成部分的相关性：有创机械通气需求和拔管后去饱和度。在一个有术中动脉血气分析的亚组患者中，我们评估了通气频率对主要结果的影响，并调整分析了预先确定的协变量—作为高碳酸血症标志的二氧化碳动脉分压(PaCO2)和作为低氧血症临床指标的动脉氧分压和吸入氧浓度的比(PaO2/FiO2比率)。我们通过这些参数进一步评估了效果修正(补充附录S3)。为了解决因使用特殊气道装置而产生的潜在偏差，我们分别分析了使用气管导管或喉罩通气的病例分组，并且将交互项包括到主要模型中以评估气道装置的效果修正。额外的敏感性分析包括暴露的再分类、参照组的改变、替代结果定义、额外的混杂因素调整、倾向评分匹配和多重归责(补充附录S3)。出于探索的目的，我们分析了通气频率和住院死亡率之间的关系(补充附录S4)。统计分析多变量逻辑回归用于分析术中通气频率和二进制结果之间的关系，负二项回归用于评估与PACU停留时间的关系。逻辑回归和负二项回归分析的结果分别以95%置信区间的优势比(ORs)和发病率比(IRRs)呈现。连续混杂变量被分成五等分；顺序变量分为临床相关类别。在效应修正分析中，交互作用项被单独包含在主回归模型中。对各自的主要效应和交互作用项进行线性组合，以评估不同亚组暴露和结果之间的相关性。假设参照组术后呼吸系统并发症的发生率为5%，并将20%的增加定义为有临床意义的差异，则需要例样本才能达到99%的功效(补充附录S1)。双尾P值＜0.05被认为具有统计学意义。使用Stata进行统计分析(版本15；美国德克萨斯州大学站)。结果研究队列和特征在年10月至年9月期间，总共对,例接受了全身麻醉手术的患者进行分析。排除不合格病例和因暴露或混杂变量信息缺失的病例后，最终研究队列纳入,例病例(图1)。通气频率范围从第1组的中位数8(范围3-9.75)次呼吸到第4组的中位数15(范围12.5-43)次呼吸。术中通气频率的分布如图2a所示。研究人群的特征如表1所示。主要结果总的来说，例(6.49%)患者出现了术后并发症：第1组例(5.94%)，第2组7例(6.82%)，第3组例(7.39%)，第4组例(5.75%)(表2)。在对预先指定的混杂因素进行调整后，通气频率最高的患者(第4组)与第1组患者相比(调整后的OR[aOR]=1.26；95%置信区间，1.14-1.38；P＜0.，表2和图2b)，术后呼吸系统并发症的几率更高。次要结果较高通气频率的使用显示出与PACU和ICU使用率显著相关(表2)：较高通气频率与PACU停留时间增加相关(第2组：调整后的IRR(aIRR)=1.01；95%置信区间，1.00-1.02；P=0.；第3组：aIRR=1.04；95%置信区间，1.03-1.05，P＜0.；第4组：aIRR=1.04；95%置信区间，1.02-1.05；P＜0.)且在7天内入住重症监护室的几率更高(第3组：aOR=1.47；95%置信区间，1.31-1.65，P＜0.；第4组：aOR=1.75；95%置信区间，1.51-2.02；P＜0.)。效果修正评估通气频率和术后呼吸系统并发症之间的关系没有被其他通气参数所改变。高通气频率与高潮气量、高etCO2、高PEEP、高驱动压、高FiO2之间的相互作用项不显著(交互作用P分别为0.25、0.52、0.11、0.38和0.69)。同样，ASA身体状况评分≥3、肥胖、吸烟史、手术持续时间和非保护性通气没有显示效果修正(交互作用P分别为0.40、0.52、0.53、0.55和0.81)。高通气频率与术后呼吸系统并发症之间的关系因紧急状态而显著改变(交互作用P为0.)。来源于原始队列的高通气频率与交互项(高通气频率×紧急状态)的线性组合的主效应揭示了在非紧急病例中，高通气频率和主要结果之间的存在显著相关性(aOR=1.22；95%置信区间，1.10-1.35；P＜0.)，在急诊病例中更明显(aOR=1.57；95%置信区间，1.24-1.98，P＜0.)。高通气频率与高SPOR的交互作用不显著(交互作用P为0.35)。类似地，在例可用于SPORC-2计算的病例中，高SPORC-2并没有改变高通气频率和主要结果之间的联系(交互作用P为0.43)。对高频率通气的高基线倾向没有观察到效果改变(交互作用P为0.13)。S1补充表中显示了亚组分析的结果。高通气频率使用的可变性评估通气频率较高的病例比例随着时间的推移而增加，而术后呼吸系统并发症的年预测概率保持不变(图3a)。当调整手术年份分析时，高通气频率仍然与术后呼吸系统并发症显著相关(aOR=1.22；95%置信区间，1.11-1.35；P＜0.；补充附录S2)。研究队列中有位麻醉实施者，偏好使用高通气频率代替低通气频率的概率从22.2%到88.0%(图3b)。高变异性对高通气频率和主要结果的关联没有影响，当在混合效应模型中进行调整时，麻醉实施者为随机效应(aOR=1.25；95%置信区间，1.14-1.38；P＜0.；补充附录S2)。敏感性分析当考虑综合结果的各个组成部分时(补充表S2)，高通气频率与7天内有创机械通气(aOR=1.24；95%置信区间，1.04-1.49；P＜0.)，拔管后10分钟内去饱和度(aOR=1.26；95%置信区间，1.12-1.41；P＜0.)的几率增加相关。对例患者进行了术中动脉血气分析(表3)。本组术后发生呼吸系统并发症例(26.1%)：第1组例(21.2%)，第2组例(23.8%)，第3组例(27.5%)，第4组例(36.6%)。通过分析未经调整的(OR=2.14；95%置信区间，1.79-2.56；P0.；表3)和调整了PaCO2和PaO2/FiO2比率(aOR=1.51；95%置信区间，1.19-1.91；P＜0.；表3和图2b)发现，高通气频率与术后呼吸系统并发症相关。没有观察到动脉血气参数的影响改变(补充附录S3)。考虑到组间气管导管和喉罩气道使用的不均衡性，我们对使用每种气道装置的病例分别评估了主要结果(补充表S2)。例气管插管患者中，高通气频率与术后呼吸系统并发症有关(aOR=1.22；95%置信区间，1.10-1.35；P＜0.)。例患者使用喉罩通气装置，术后呼吸系统并发症的发生率相似(aOR=1.27；95%置信区间，0.92-1.76；P＜0.15)。高通气频率和气管使用之间的非显著交互项进一步证实了气道装置缺乏效果修饰，其中气管导管或喉罩通气相互作用P分别为0.41和0.80。当在一个倾向分数匹配的队列(补充表S6和S7)中输入缺失的混杂数据(补充表S8)后，使用不同的暴露类别(补充表S3和S4)或替代结果定义(补充表S5)，结果仍然是稳健的。在探索性分析中，我们进一步发现高通气频率与住院死亡率相关(aOR=1.55；95%置信区间，1.04-2.31，P=0.；补充附录S4)。讨论
在这项研究中，我们发现，非心脏和胸科手术患者机械通气后，术中高通气频率与术后呼吸系统并发症显著相关。我们还发现在使用高通气频率时有相当大的变异性，这不能仅仅用患者的特征来解释，而是由于麻醉提供者的个体性和随时间变化的操作习惯。低通气频率可能是保护性机械通气研究时需要考虑的一个重要变化。我们将术后呼吸系统并发症定义为拔管后氧饱和度低于90%或需要在术后7天内进行有创机械通气。这两种结果都是术后呼吸衰竭的临床相关指标，以前也有过研究。机械通气和再插管是医疗健康研究和质量机构(AHRQ)定义的重要质量和安全指标。拔管后即刻去饱和度与不良的术后结果高度独立相关，包括再插管。这可以部分由肺不张解释，肺不张由于肺分流而影响气体交换，并且增加了更严重的呼吸系统并发症的可能性。几项实验性研究显示了高呼吸频率通气的有害影响，但关于高呼吸频率机械通气对人体影响的数据有限，尤其是在围手术期。在“肺安全”(旨在了解严重急性呼吸衰竭全球影响的大型观察性研究)队列研究的二次分析中，通气频率增加、低PEEP、高吸气峰值和驱动压力与急性呼吸窘迫综合征患者的较高死亡率相关。我们的发现支持了这些研究的重要性，并增加了短期高通气频率机械通气与肺部正常患者术后并发症相关的证据。病理生理学上，较高的呼吸频率缩短了吸气和呼气时间，从而导致需要较高的流速和压力来维持预设的潮气量，导致每次呼吸的累积创伤更多，并增加了肺损伤的总周期。高峰值吸气流量增加肺实质的切应力，恶化氧合，并导致肺泡上皮细胞的压力梯度升高。因此，限制吸气流速可以防止肺损伤的发展。缩短呼气时间可能使动态肺泡充盈过度，增加内源性呼气末正压，从而导致肺顺应性降低和跨肺压增加。内源性PEEP还会导致不良的肺外表现，如心血管损伤或膈肌功能障碍。较高的通气频率也增加了从呼吸机传递到呼吸系统的机械功率。综上所述，这些发生在非生理性正压通气期间的变化增加了肺压力和张力，并最终增加了呼吸机导致的肺损伤的风险。肺保护性通气通常涉及小潮气量策略，这增加了使用更高的通气频率来维持分钟通气从而避免高碳酸血症的可能性。随着肺保护性通气的出现，我们观察到随着时间的推移，通气频率越来越高。尽管在过去，通过高于必要的分钟通气形成的术中低碳酸血症已被广泛接受，但越来越多的证据表明，容许性高碳酸血症可能具有肺保护作用。此外，高碳酸血症可以改善麻醉患者的上气道通畅性。为了排除高碳酸血症或低潮气量作为观察到的高通气频率和肺部并发症之间联系的驱动因素，我们在分析中囊括了呼气末/动脉的(如果有的话)CO2值和潮气量。我们还证明了呼气末/动脉的CO2值对结果改变不明显。此外，随着时间的推移，使用更高的通气频率并不影响与呼吸系统并发症的关联。我们推测可能是潮气量的减少改善了结果，但是使用更高的通气频率抵消了这一益处。结合允许性高碳酸血症的潜在益处，这些数据支持即使在低潮气量通气中也应避免高通气频率的使用。通过调整分析作为低氧血症标志的PaO2/FiO2比值，我们进一步排除了观察到的高通气频率的不良结果是需要有创机械通气的气体交换受损的附带现象的可能性。我们验证了高通气频率与更严重的潜在疾病和高术前风险指标之间可能的相互作用，包括ASA状态、体重指数、术后肺部并发症的基线风险(使用SPORC和SPORC-2测量)或急诊手术。在这些分析中，暴露和主要结果之间的联系仍然很强。综上所述，这些发现表明高呼吸频率通气对术后呼吸系统并发症的影响有独立作用。效果修正的缺失也表明通气频率通常不是根据患者的客观需求所选择的，而是基于各麻醉提供者的选择。我们的分析和先前证据支持是麻醉提供者的偏好驱动了选择使用保护性肺通气的变异性。高通气频率与PACU停留时间延长和ICU入住风险增加相关。尽管呼吸急促是一个公认的恶化的临床迹象，并且如果在入院时出现，是一个需要ICU护理的预测因子，但是术中机械通气期间预设的高通气频率对这些终点的影响以前没有研究过。我们这些发现在临床上是可信的：即使是轻微的术后肺部并发症也会延长住院时间，增加ICU的入住率，并导致术后早期死亡率。我们机构和其他地方对自主呼吸患者应用喉罩的标准通常是一致的。在我们的分析中，气道装置对效果修正不明显，表明无论是在自主呼吸的患者还是在接受正压通气的患者中，高通气频率在增加肺损伤的易感性方面都有独立的影响。这在临床上是合理的，并且高通气频率对自发无创通气患者的有害影响已被报道。我们进一步推测，喉罩通气自主呼吸的患者在未经调整的分析中部分解释了其重要性的缺失。尽管这些患者的通气频率较高，但与气管插管患者相比，他们的风险也较低，并且接受的小手术时间较短。自主呼吸的喉罩气道患者也解释了在我们队列中观察到的高和低通气频率的极端情况(补充附录S5)。本研究的回顾性设计存在一些局限性。尽管较大的队列规模允许广泛的混杂因素调整，但仍不能完全排除残留的不明混杂因素。同时，本分析局限于从电子医疗记录中获得的参数，这阻止了我们纳入潜在的重要混杂因素。例如，术中通气模式，虽然它影响术后肺部并发症，但在我们机构的电子麻醉记录中并不常见。同时，我们只分析了单个三级转诊中心的数据，结果可能缺乏普遍性。然而，我们的研究队列由不同的医疗服务地点组成，执行各种操作，从门诊护理到需要重症监护治疗的住院患者的复杂手术。因此，我们认为我们的发现仍然适用于广泛的患者。总之，术中短期高通气频率通气与术后呼吸系统并发症、PACU停留时间延长和术后入住ICU相关。这些发现独立于通气、呼吸和患者特定因素，以及时间和特定麻醉实施者的可变性。低通气频率可作为保护性通气策略的组成部分，并一直被忽视的，需要进一步研究。点评
肺保护一直是麻醉医生围术期