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摘要
先前的研究表明，長期暴露在高吸氧濃度(FiO2)與不利的血流動力學影響有關。到目前為止，還不清楚在急診科(ED)進行有限時間氧治療後是否也會發生類似的影響。
目標目的:研究高FiO對血流動力學的影響2在急診科接受程序性鎮靜鎮痛(PSA)預充氧治療的患者中使用有限的時間。
設計、設置和參與者在一項前瞻性隊列研究中，在急診科接受PSA預充氧的患者中，使用Clearsight無創CO監測係統測量了心排血量(CO)、卒中容量(SV)和全身血管阻力(SVR)。測量在基線時進行，在15 /L min的非再呼吸麵罩預充氧5分鍾後，在衝洗率充氧5分鍾後進行。
成果的措施主要結局定義為隨後以15 L/min和衝洗率預充氧後CO (L/min)較基線的變化。
結果納入60例患者。基線時平均CO為6.5 (6.0-6.9)L/min，以15 L/min的速率給氧5 min後降至6.3 (5.8-6.8)L/min，再以衝洗速率給氧5 min後降至6.2 (5.7-6.70)L/min (p=0.037)。在此期間，平均SV保持相對穩定，而平均SVR顯著增加(從781(649-1067)，到1244(936-1695)到1337 (988-1738)dyn/s/cm5(p < 0.001)。16例(27%)患者CO下降10%。
結論患者暴露於高FiO2每4名患者中就有1人的一氧化碳含量顯著下降。因此，即使在急診科和院前護理中，在有限的時間內使用氧氣，FiO2在可行的情況下，應根據不足量進行滴定，不應將高流量氧氣作為常規治療。
- 事故急救醫學
- 成人重症監護
- 重症監護
數據可用性聲明
如有合理要求，可提供資料。本研究中使用和/或分析的數據集可根據合理要求從通訊作者處獲得。
這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用署名非商業(CC BY-NC 4.0)許可證發布，該許可證允許其他人以非商業方式分發、混音、改編、在此基礎上進行構建，並以不同的條款許可其衍生作品，前提是正確引用原始作品，給予適當的榮譽，任何更改都已注明，並且使用是非商業性的。看到的:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/．
數據來自Altmetric.com
本研究的優勢和局限性
這項前瞻性研究調查了急診部患者在有限時間內(10分鍾)高吸氧濃度治療對血流動力學的影響。
在預充氧前和預充氧期間采用無創監測心輸出量、每搏量和全身血管阻力來量化血流動力學效應。
由於研究對象的相對同質性，本研究的可推廣性受到限製。
背景
氧氣經常在急診科(ED)和緊急醫療服務(EMS)的院前設置中使用。它既用於治療或預防急性疾病患者的缺氧，也用於預充氧(脫氮)患者進行快速序列誘導(RSI)或程序性鎮靜鎮痛(PSA)等程序。1 - 3通常，氧氣的流量為15升/分鍾或更高4通過非再呼吸麵罩(NRBM)來增加呼氣末氧分數，並對肺部進行脫氮，從而增加PSA或RSI的節省呼吸暫停時間。5
然而，給氧也不是沒有風險。先前的研究表明，長期暴露在高吸氧濃度(FiO2)與因各種疾病住院的病人的較高死亡率有關。6 - 10這可能是由於氧對平滑肌張力的直接影響，導致外周和冠狀動脈血管收縮介導的心排血量(CO)的負麵影響。11日12通過活性氧的形成13這有助於(血管)氧化應激。13 - 16
與住院患者不同，院前環境和急診科的患者通常隻在有限的時間內接受高流量氧氣。然而，先前的研究表明，這在許多患者中會導致嚴重的高氧血症。17然而，其臨床相關性在很大程度上是未知的，直到現在，急診科患者暴露於高FiO對血流動力學的影響2僅在有限的時間內從未報道過。
因此，在本研究中，我們旨在研究高FiO對血流動力學的影響2僅在急診科接受PSA預充氧的患者中使用有限的時間。
方法
研究設置與設計
2018年5月至2019年6月，在Leeuwarden醫療中心(荷蘭的一家教學醫院，每年有2.7萬人次急診科就診)的急診科接受PSA預充氧的患者隊列中進行了一項單中心前瞻性研究(ClinicalTrials.gov (NCT03930979)．
患者和公眾參與
沒有患者參與本研究的設計、招募或實施。
研究人群
如果患者年齡大於18歲，並且即將接受PSA以促進急診科的手術，則符合納入研究的條件。如果患者已懷孕，出現明顯缺氧(定義為氧飽和度<90%或pO)，則根據治療醫師的要求立即需要PSA(沒有時間獲得知情同意和/或對用於測量CO的係統進行必要的校準)，則排除患者2<8.0 kPa)，是否接受了補氧預包涵，是否患有慢性阻塞性肺疾病(COPD) GOLD I或II伴高碳酸血症(pCO)2>6.4 kPa)或COPD GOLD III或IV，如果他們使用博萊黴素，如果他們出現心源性休克(收縮壓(SBP)<90 mmhg)或如果他們需要PSA進行心電複電或起搏(由於難以獲得可靠的信號來測量CO)。患者隻能被納入一次。
研究協議
在獲得符合條件的患者的知情同意後，獲得人口統計學、病史和用藥情況、就診時心電圖和生命體征。隨後，將Clearsight無創CO測量係統連接到患者身上，並對其進行校準，以持續監測血壓、CO、SV和SVR。這些參數的基線值建立為三次重複測量的平均值。隨後，通過NRBM從動力壁源以15升/分鍾的速度輸氧，並在5分鍾後重複測量(CO、CI、SV和SVR)。隨後，將給氧速率增加到衝洗速率(30升/分鍾)，並在5分鍾後重複測量。在此期間，除輸氧外，沒有進行其他幹預，也沒有進行藥物治療或靜脈輸液。此後，照例進行PSA檢查。（圖1）
研究概述。箭頭表示血流動力學參數的測量時刻。
數據收集
在所有納入患者的專門病例報告表中收集了以下參數:患者人口統計數據，包括(心髒)病史和酒精、尼古丁和藥物的使用情況，出現心電圖異常，ASA分類和PSA指征，以及重要參數(心率(HR)，無創測量SBP，氧飽和度(SpO)2)， CO, SV和SVR)。
無創CO測量
使用ClearSight係統(Edwards Lifesciences)進行無創CO測量。ClearSight的方法基於Nexfin技術。這包括使用一個帶有內置光電容積描記器的充氣手指袖套來脈衝卸載手指動脈壁，該袖套利用壓力來維持手指內的恒定血量。ClearSight通過將收縮壓曲線下的麵積(200hz測量)除以主動脈輸入阻抗(Zin)來計算節拍間SV。Zin值由三要素Windkessel模型確定，該模型考慮了MAP的非線性效應以及患者年齡、身高、體重和性別對主動脈力學性能的影響。由於手指處的波形比徑向壓力波形表現出更波動的外觀，係統使用特定的濾波器將手指波形轉換為臂部波形。ClearSight使用臂壓波脈動收縮期波形下的積分麵積作為模型的輸入，直接產生SV，並通過將節拍到節拍的SV乘以瞬時HR產生CO。在ClearSight中使用的Nexfin技術在多項研究中得到了驗證。18 19在清醒的患者或心律失常期間，測量可以可靠地進行，20 - 22但是由於休克、低體溫或使用血管升壓藥物導致的手指低灌注(由於血管收縮)可能會對信號的可靠性產生負麵影響。18 19所有研究人員都接受了由Clearsight製造商的培訓師提供的如何操作設備的培訓，然後才能夠將患者納入本研究。
結果
主要結局定義為分別在5分鍾15升O後CO相對基線的絕對變化2/分鍾和5分鍾衝洗速率氧化通過NRBM。
次要結果定義為:
分別觀察15 L O後HR、SBP、SV和SVR較基線的絕對變化2/min和衝洗速率的氧化通過NRBM。
在給氧(包括15升/分鍾和Flush速率)後，顯示CO*發生>10%變化的受試者數量。
* 10%的CO變化被認為是臨床相關的，因為這與Vasalva操作的效果相對應23並已被證明是一種可檢測的變化使用(非侵入性)方法基於脈衝輪廓分析。24
樣本大小
根據之前的文獻，25據估計，在平均(SD) CO為6.0 (0.8)L/min的情況下，需要54例患者才能檢測到由於程序性鎮靜而導致的CO下降10%，功率為90%，I型錯誤率為5%。考慮到10%的流失率，我們的目標是納入60名患者。
統計分析
連續變量表示為均值(95% CI)或中位數(IQR)。采用重複測量方差分析(ANOVA)與Greenhouse Geiser校正和事後測試(Tukey Kramer)來分析基線和NRBM 15 L/min預充氧後血流動力學測量值的差異。使用Student 's t檢驗、Mann-Whitney U檢驗或適當的Fisher 's exact檢驗對CO下降>10%的患者與未下降的患者進行比較。混合方差分析用於計算這些組的氧劑量-組間相互作用。根據加強流行病學指南中觀察性研究的報告，結果部分報告了缺失的數據。p值<0.05為有統計學意義。所有統計分析均采用SPSS V.23.0 for Apple統計包(SPSS)和Vasarstats統計軟件(Vassar College, Poughkeepsie, New York, USA)進行。
結果
研究人群特征
在研究期間，共有91名患者接受了資格篩選。31例患者在篩查後因各種原因被排除(圖2)．14例患者因無法獲得可靠的CO監測信號而被排除。在6/14例患者中，這是由於可識別的患者因素(手冷，震顫)，而在其餘8例患者中，係統軟件失敗了。
耐心的包容。COPD，慢性阻塞性肺病。
研究人群的基線特征顯示在表1．納入對象年齡中位數(範圍)為62歲(18-92歲)，性別分布相等。共有16例患者(26.7%)每天使用一種或多種心血管藥物。無既往存在心髒衰竭或原位起搏器的患者。患者的其他特征和生命體征表現在表1．所有患者在到達醫院前均未接受靜脈輸液。有時，他們確實接受EMS提供的鎮痛藥;芬太尼(n=25(41,7%))，氯胺酮(n=12(20%))或其他阿片類藥物(n=4(6.7%))。
主要結果
預充氧期間以15 L/min的速度給氧導致中位氧飽和度增加(從97%到100%)，p<0.0001。基線時的平均(95% CI) CO為6.5 (6.0-6.9)L/min, NRB以15 L/min的速率給氧5 min後下降至6.3 (5.8-6.8)L/min，再以5 min的衝洗速率供氧後下降至6.2 (5.7-6.7)L/min (p=0.037)。平均SV保持相對穩定，而平均SVR顯著增加(表2)．
相當一部分受試者(n= 16,27%)表現出CO在預充氧後下降了10%:在約三分之一的受試者(n=5)中，這在NRBM以15 L/min的速率預充氧後5分鍾就已經很明顯了。基線患者特征與>10% CO下降的發生無顯著相關性(表3)．
CO降低>10%的患者SVR顯著增加(從735 dyn/s/cm−5基線為1248dyn /s/cm−5經過15l /min到1482 dyn/s/cm−5衝洗後補氧速率)與其他患者(846、1244和1304 dyn/s/cm)比較−5分別),p = 0.025),圖3而且表4．同樣，他們顯示SV顯著下降(分別從86 mL下降到80 mL和76 mL)，而在CO沒有臨床相關下降的患者中SV沒有下降(分別為83、84和86 mL, p<0.001)。
搏量(SV)和全身血管阻力(SVR)在急診科(ED)作為氧給藥的函數的箱狀圖，按心排血量(CO)的反應分層(>下降10%或<10%)。表示為中值、IQR和範圍(帶異常值)。灰框表示CO下降>10%的受試者(n=16)。白框表示預充氧過程中CO下降<10%的受試者(n=44)。x軸上的時間為基線，5分鍾後和10分鍾後。
討論
在這項研究中，我們發現暴露在高FiO下短短10分鍾2這就強調了在急診科和在可行的院前護理中滴定給氧的重要性:臨床醫生在給氧時應仔細平衡高氧和缺氧的風險，特別是在已經循環受損的患者中。
本研究中觀察到的平均CO的下降與先前的文獻一致，這些文獻表明長時間暴露在高FiO中2對CO有負影響，13 - 16以及(最終)發病率和死亡率。26高氧與CO關係的病理生理機製是冠狀動脈血管收縮，13 - 16導致SV下降。後者與我們的發現相一致，在CO下降>10%的受試者中，SV隨>10%下降，而HR保持不變。在這些患者中，我們還觀察到SVR(後負荷)顯著增加，這可能是CO減少的原因。盡管這可能是由於疼痛和/或應激引起交感神經張力增加的結果，但我們沒有觀察到伴隨的HR增加。另外，遊離氧自由基已被證明通過影響血管活性介質的產生或生物活性直接或間接地調節血管平滑肌的張力。27 28此外，自由基有可能破壞(線粒體)DNA、脂質和蛋白質，並可能造成不可逆的損傷。26 29-31然而，我們隻能推測確切的病因和上述過程的相對貢獻，因為我們在我們的研究中沒有測量遊離氧自由基和/或氧化應激。
四分之一的患者表現出>10%的CO下降。這種程度的變化可能與已經有CO下降的患者有臨床相關性，因為先前的研究表明，即使在健康的誌願者中，CO突然下降10%(相當於Valsalva動作的效果)已經引起症狀，而下降20%可能導致暈厥。32 33此外，CO的任何下降對於危重患者都是不可取的，他們也更容易發生心律失常，如房顫，進一步降低CO。33然而，值得一提的是，與最終效果相關的不僅是CO的下降幅度，還有持續時間。由於PSA藥物是在第二期預充氧後按方案給藥的，因此我們目前的研究無法監測CO的恢複(速度)，因此未來的研究應關注觀察到的變化的可逆性。
由於四分之一的患者CO下降了>10%，因此在SpO中滴定給氧似乎是合理的2在患者中，特別是在血液循環已經受損的患者中，即使是在院前或急診科隻輸氧很短的一段時間。當輸氧是為了治療或預防缺氧時，這是相對容易實現的。但如果在PSA或RSI前以脫氮為目的輸氧，從而增加呼吸暫停時間，則更難實現。在這些情況下，短時間高氧的風險應與高FiO預充氧時發生低氧發作的風險相平衡2未提供。雖然在接受PSA或RSI的患者(接受影響血管張力和心髒收縮力的藥物)中CO的負麵影響是不可取的，但在這些患者中，低氧發作的風險可能超過這種風險，因此FiO較高2預充氧時仍應給予。在這些情況下，可以考慮在CO降低的情況下早期使用血管升壓劑來維持灌注壓。
對於其他患者，理想情況下應以高SpO為目標2但同時也是正常PaO2(9.5 - -13.5 kPa)。由於連續血氣分析通常在院前或急診科不可行或不合適，未來的研究應調查非侵入性工具是否可以量化(和預防)高氧，例如，通過估計氧儲備指數。34 35同時，實施檢查表，其中氧氣需求和管理討論從EMS移交到急診科，可以提高與高氧相關的風險意識，並防止氧管理高於必要的FiO2．
限製
我們的研究有幾個局限，這是研究設計固有的。首先，雖然我們觀察到與15 L/min給氧相比，衝速給氧時CO值較低，SVR值較高，但我們不能排除這是一種時間依賴而不是劑量依賴的效應，因為在給氧5分鍾後立即給氧15 L/min。其次，我們沒有在預充氧後進行動脈血氣分析，以確定高氧的存在(和數量)。然而，高氧血症的存在是很有可能的，如SpO2在所有參與研究的受試者中增加到100%，以前的研究采用了類似的氧給藥策略，證明了存在高過期氧分數3 36和高PaO2．此外，由於無法獲得可靠的Clearsight信號，14例患者不得不被排除，有時原因未知，這可能導致了選擇偏倚。此外，至少四分之一的患者在過去24小時內使用酒精(n=15)或尼古丁(n=17)。由於長期濫用尼古丁和/或酒精可導致心血管損害，例如，通過減少冠狀動脈血流，這也可能是一個混雜因素。37 38此外，25%的患者使用了心血管藥物，這些藥物可能與身體對高氧引起的SV和CO下降的反應相互作用。然而，這可能反映了急診科的正常目標人群。最後，由於研究人群的選擇，我們的結果的概括性受到限製:我們的患者沒有明顯的心血管共病。因此，對於高氧如何影響心力衰竭患者，特別是當他們的CO已經受損時，還不能得出結論。
結論
患者暴露於高FiO2每4名患者中就有1人的一氧化碳含量顯著下降。因此，即使在急診科和院前護理中，在有限的時間內使用氧氣，FiO2應根據不足量進行滴定，不應將高流量氧氣作為常規治療。
數據可用性聲明
如有合理要求，可提供資料。本研究中使用和/或分析的數據集可根據合理要求從通訊作者處獲得。
倫理語句
患者發表同意書
倫理批準
這項研究涉及人類參與者，並由RTPO Leeuwarden批準(協議號nWMO 270)。參與者在參與研究前均知情同意參與研究。
致謝
我們要感謝Jack J.M. Ligtenberg在這項研究中的指導和討論。我們還要感謝Leeuwarden醫療中心的所有居民，感謝他們在接納病人方麵提供的幫助。
參考文獻
腳注
推特@ewoudterAvest
貢獻者RS和EtA構思了這項研究。EvI、RS和EtA采集並解釋了數據。RS和EtA起草了手稿。HL, PvB和JCtM對稿件進行了嚴格的修改，並最終批準了稿件的提交。RS是整體內容的保證。
資金這項工作是由MCL研究院資助的(購買手指袖口)。ClearSight®係統由Edward Lifesciences(參考編號NL2018.051)免費提供。資助機構在研究的概念、設計或實施中沒有任何作用;數據的收集、管理、分析、解釋或表示;或手稿的準備、審查或批準。
相互競爭的利益沒有宣布。
患者和公眾參與患者和/或公眾沒有參與本研究的設計、實施、報告或傳播計劃。
出處和同行評審不是委托;外部同行評審。