背景

     机械动力是机械通气的一个新概念，通过将吸气压力、潮气量和呼吸频率整合为一个单一数值，以焦耳/分钟(J/min)为单位来计算机械通气过程中输送到呼吸系统和肺部的能量。它与急性呼吸窘迫综合征中的肺损伤和死亡率相关，但几乎没有证据表明这一新概念是否与肺部健康的患者肺损伤有关。这项研究假设，在接受全身麻醉的患者中，较高的机械动力与术后呼吸衰竭加重需要重新气管插管有关。研究结果发表于2022年6月的Anestheslology杂志。  

方法

    在这项多中心的回顾性研究中，纳入了在马萨诸塞州波士顿两家教学医院  2008年至2018年期间全身麻醉下行择期成人非心脏手术230,767例门诊和住院患者。未纳入ASA分级大于或等于V的患者和急诊手术的患者。因混杂因素导致数据缺失的病例采用完整病例法进行分析。

   根据潮气量(Vt)、呼吸频率(RR)、呼气末正压(PEEP)、平台压(Pplat)和最大吸气压(PPeak) 的中位值计算出术中机械动力(J/m in)=0.098×RR×Vt×(PEEP+1/2[Pplat-PEEP]+[PPeak−Pplat])（见图1）与术后需要在7天内重新气管插管的呼吸衰竭之间的风险相关性。

（图1.机械动力的概念和组成：在全身麻醉期间患者单次呼吸的压力-体积回路）

主要结果是术后需要在7天内重新插管的呼吸衰竭。次要结果是拔管后低氧血症，定义为拔管后10min内或离开手术室时外周血氧饱和度(SpO2)低于90%。

   在初步分析中使用Logistic回归分析评估术中机械动力与术后7天内需要重新插管的呼吸衰竭。二次分析中，评估术中机械动力和拔管后低氧血症之间的关系，这与危重患者预后差和住院治疗等级增加有关。该分析也使用与初步分析相同的Logistic回归分析来评估。还进行了多项敏感性分析，以确认主要研究结果的稳健性。

结果    

   通过纳入标准总共确定了2008至2018年间接受全身麻醉的262,723例手术病例，其中21,496例观察结果因缺少暴露数据而未被纳入。在应用排除标准排除病例和混杂因素信息缺失的病例后，最终研究队列由230,767例患者组成（见图2）。全麻期间平均机械动力(SD)为7.1（3.5）J/min，中位数（四分位区间）为6.63（4.62-9.11）J/min。术中机械动力分布（见图3）。研究人群基准特征（见表1）。

（图2.有关于主要结果和暴露量的完整数据）

（图3.术中机械动力分布的直方图）

（表1.患者特征和变量在结果中的分布）

   初步分析

   总共有2,024例(0.9%)患者在术后7天内因呼吸衰竭而需要重新插管。术后有呼吸衰竭的患者术中机械动力中位数（四分位范围）高于无呼吸衰竭的患者。在调整了优先定义的混杂因素后，机械动力越大，术后再插管的几率越大；机械动力每增加5J/min，再插管的几率就增加31%。对可以接受5、10或15 J/min机械动力的患者的调整后风险分别为0.8%、1.0%和1.3%（见图4A）。

   二次分析

   获取了术后179,673例患者的SpO2数据记录，是每隔15s从四个SpO2数据中取平均值。其中8374例（4.7%）患者出现拔管后低氧血症。拔管后低氧血症可能与更高的机械动力相关，每增加5J/min的机械动力风险就会增加26%（见图4B）。当进一步调整已知能导致肺损伤的相关呼吸参数，包括潮气量、气道压和呼吸频率时，机械动力仍然与需要重新插管的术后呼吸衰竭独立相关。将机械动力分解为静态、动态弹性和动态阻力分量显示，只有动态弹性分量与术后需要重新插管的呼吸衰竭有关，而其他分量没有显著关联（见图4B）。

（图4.机械动力与术后再插管的关系）

敏感性和探索性分析

   在机械动力五分位最低分位（小于4.16J/min）的患者，再插管风险为0.7%（95%可信区间，0.6~0.8），而五分位最高分位（大于9.83J/min）的患者再插管风险为1.1%（1.0~1.2）。调整后风险差异为0.4%（0.3~0.6）。而在五分位中第二、三、四分位机械动力范围分别为4.16~5.84、5.84~7.49、7.49~9.83J/min。

   在假设探索性分析中，术后有呼吸衰竭的患者和无呼吸衰竭的患者术中机械动力趋势有不同的时间模式，前者以持续线性增加为特征，而后者则没有这种特征。在调整后的分析中，在手术开始和结束期间，机械动力阈值增加超过2J/min与需要重新插管的术后呼吸衰竭的风险显著相关，阈值越高，风险进一步增加（见图5）。

     （图5.术中机械动力的时间变化趋势）

结论

   接受全身麻醉的患者，术中机械通气时的机械动力越大，术后呼吸衰竭导致重新插管的风险越高。术中机械动力有助于识别术后可能发生呼吸衰竭风险的患者。

麻海新知的述评

   机械动力，是将吸气和呼气末正压、潮气量和呼吸频率整合为一个单一的计算量。有文献报道在重症监护室的患者，较高的机械动力和患者的死亡率和肺损伤相关。而在外科手术行机械通气期间机械动力和患者不良结局是否相关还尚不清楚。

   本研究中两个医疗中心230767例择期手术患者中，平均机械动力为6.63 J/min，2024例患者（0.9%）需要在7天内再次插管。术后7天之内再次气管插管的患者，在术中机械动力中位值往往较高（7.67[5.64至10.11]vs.6.62[4.62至9.10]J/min；P<0.001）。术中机械动力每增加5 J/min，再插管风险就增加31%。所有的数据和分析似乎都表明较高的机械动力和7天内再次气管插管的术后呼吸衰竭相关，但是这个结果的前提是较高机械动力和术后呼吸衰竭有直接的因果关系。但是否是因果关系尚不清楚。调整机械动力是否有助于提高患者的预后也尚不清楚。而且主要结局发生率很低（1%）也不适合随机对照研究的开展。  

   术后肺部并发症（PPCs）包括肺不张、肺炎、支气管痉挛和呼吸衰竭等，是影响手术患者术后转归的主要因素之一，根据观察人群及手术种类的不同，其发生率为10%～59%；更为重要的是，PPCs与患者住院时间及术后30天死亡率显著相关。因此，采取有效措施，有的放矢地实施围术期肺保护策略具有重要意义。为减少PPCs，术中应实施肺保护性通气策略（LPVS）：小潮气量、适宜的呼气末正压、间断肺复张、低氧浓度、高频振荡通气。这似乎又和本研究中机械通气期间避免较高的机械动力相吻合，可能个体化的、适度的机械动力更利于患者。  

编译 徐子清

述评 杨宇光

原文：  Peter Santer, Luca J Wachtendorf, Aiman Suleiman, Timothy T Houle, Philipp Fassbender, Eduardo L Costa, Daniel Talmor, Matthias Eikermann, Elias Baedorf-Kassis, Maximilian S Schaefer. Mechanical Power during General Anesthesia and Postoperative Respiratory Failure: A Multicenter Retrospective Cohort Study.  Anesthesiology. 2022 Jul 1  ;137(1):41-54. doi: 10.1097/ALN.0000000000004256.

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