姚 雷，陈金亮，赵露林，刘增慧，谢 玮，宋 杰*

(江苏省南通市第一人民医院1 麻醉科，2 呼吸科，3 检验科，南通 226001)

呼出气冷凝液(exhaled breath condensate,EBC)成分检测可用于评价气道炎症和氧化应激程度，它不干扰气道的生理或病理状态，具有无创、简便、可靠和重复性好等优点[1]。对机械通气的患者，通过特殊连接装置收集EBC，可用于动态监测气道炎症、评估药物疗效、预测预后等，由于标本直接来源于下呼吸道，因此更为准确。EcoScreen 是目前临床最常用于机械通气患者EBC 标本收集的冷凝装置，但该仪器体积大，使用过程中噪音大，冷凝装置昂贵且短时间内不能反复使用[2-3]。近年来，一些学者[4-6]将改良的EBC收集装置用于EBC 标本的收集，该装置价格较低，短时间内可反复多次使用，但这种装置与EcoScreen冷凝装置相比是否具有其他优缺点暂未见报道。

本研究采用改良EBC 收集装置与EcoScreen 冷凝装置收集全身麻醉期间机械通气患者的EBC，比较两组患者不同时间段的生命体征、呼吸参数及术后气道不良反应，并测定EBC 标本收集量及8-异前列腺素F2α(8-iso-prostaglandin F2α,8-iso-PGF2α)质量浓度来比较两种方法的优劣。

1 资料与方法

1.1 病例选择 本研究经南通市第一人民医院伦理委员会批准并在中国临床试验注册中心注册(注册号：ChiCTR1800014300)，患者及授权委托人签署知情同意书。选择拟择期在全麻下行开腹手术的患者60 例，采用随机数字表法分为改良组(M组)和EcoScreen组(E组)，每组30 例。入组标准：年龄18～65 岁，美国麻醉医师协会(America Society of Anesthesiology,ASA)分级Ⅰ～Ⅱ级。排除标准：手术时间＜50 min 者，气管插管困难行多次气管插管者，发生气管痉挛或气管导管移位影响正常通气者，术前已有咽喉部病变或不适者等。

1.2 麻醉方法 麻醉诱导采用静脉注射咪达唑仑0.05 mg/kg、舒芬太尼0.4 μg/kg、依托咪酯0.25 mg/kg、顺阿曲库铵0.2 mg/kg。麻醉维持采用丙泊酚2～6 μg/mL 及瑞芬太尼4～6 ng/mL 靶控输注，顺阿曲库铵0.05 mg/kg 间断注射。麻醉诱导下行气管插管机械通气，吸入氧浓度60%，氧流量1.0～1.5 L/min，潮气量(tidal volume,Vt) 6～8 mL/kg，呼吸12 次/min，吸呼比为1∶2，呼气未正压通气设置为0 cmH2O，维持呼气末二氧化碳分压30～35mmHg(1mmHg=0.133kPa)；调整药物用量，维持脑电双频谱指数为45～60。

1.3 标本收集 手术开始后10 min 更换干燥的灭菌螺纹管，并串联入EBC 收集装置，串联方法见图1。M组串联入干燥灭菌“U”形玻璃管，管身置入冰水混合物中，制作方法参考D.Z.LIU 等[4]的方案，见图2；E组串联入EcoScreen 冷凝器[2]，内部收集管经干燥灭菌，见图3；两组收集时间均为20 min。手术室内环境控制在温度20～25 ℃，湿度45%～50%。EBC 收集后立即置于-80 ℃冰箱内保存。

1.4 观察指标 记录患者手术开始时(T1)、手术开始后10 min(T2)、20 min(T3)、30 min(T4)、40 min(T5)和50 min(T6)时的生命体征[平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)和心率(heart rate,HR)]、Vt、气道峰压(peak airway pressure,Ppeak)、气道平均压(mean airway pressure,Pmean)等指标，测量所收集的EBC 量，并观察患者术后气道相关不良反应的发生情况。采用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定EBC 中8-iso-PGF2α浓度(采用购自上海优宁维生物科技股份有限公司的Abcam ab133025试剂盒，批号：GR3199975-1)。

1.5 统计学方法 采用GraphPad 7.0 统计分析软件。计量资料以±s 表示，正态分布的计量资料组间比较采用t 检验，非正态分布计量资料组间比较采用Mann-Whitney′s U 检验，正态分布重复测量的计量资料采用重复测量设计的方差分析，非正态分布的重复测量的计量资料采用非参数检验。计数资料比较采用χ2检验或Fisher 确切概率检验法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般情况的比较 两组患者的性别、年龄、身高及体质量比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)，见表1。

表1 两组患者一般情况的比较(n,%,±s)

表1 两组患者一般情况的比较(n,%,±s)

2.2 呼吸参数的比较 两组患者不同时间点Vt、Ppeak和Pmean组间和组内比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)，见表2～4。

表2 两组患者不同时间点Vt 的比较(±s，mL/kg)

表2 两组患者不同时间点Vt 的比较(±s，mL/kg)

表3 两组患者不同时间点Ppeak 的比较(±s,cmH2O)

表3 两组患者不同时间点Ppeak 的比较(±s,cmH2O)

表4 两组患者不同时间点Pmean 的比较(±s,cmH2O)

表4 两组患者不同时间点Pmean 的比较(±s,cmH2O)

2.3 生命体征的比较 两组患者不同时间点MAP和HR组间比较差异均无统计学意义(均P＞0.05)，见表5～6。

表5 两组患者不同时间点MAP 的比较(±s,mmHg)

表5 两组患者不同时间点MAP 的比较(±s,mmHg)

2.4 EBC 收集量及8-iso-PGF2α质量浓度的比较 M组患者EBC 标本收集量低于E组(P＜0.05)，但8-iso-PGF2α质量浓度差异无统计学意义(P＞0.05)，见表7。

表6 两组患者不同时间点HR 的比较(±s,次/min)

表6 两组患者不同时间点HR 的比较(±s,次/min)

表7 两组EBC 收集量及8-iso-PGF2α 检测浓度(±s)

表7 两组EBC 收集量及8-iso-PGF2α 检测浓度(±s)

2.5 术后气道相关不良反应发生情况比较 两组患者胃管留置、术后咽干、咽痛及咳嗽的发生率组间差异无统计学意义(P＞0.05)，见表8。

表8 两组患者留置胃管情况和术后气道相关不良反应发生情况(n,%)

3 讨 论

EBC 检测近年来因其无创、简便、可靠和重复性好等优点而被广泛应用。尽管有报道[7]认为EBC 收集装置是非侵入性的，风险很低，但使用过程中仍有阻塞气道的风险，因此其安全问题依然值得关注。但欧洲呼吸学会[8]认为，EBC 的收集不会改变气道条件，即使在患有严重肺病的幼儿和成人中应用也是安全且无不良反应的。

本研究通过将改良EBC 收集装置和EcoScreen冷凝装置应用于全身麻醉期间机械通气患者EBC的收集，发现两组患者不同时间点MAP、HR、Vt、Ppeak、Pmean等比较差异均无统计学意义。EcoScreen 冷凝装置组咽干、咽痛及咳嗽的发生人数虽高于改良组，但组间差异无统计学意义。EcoScreen 冷凝装置组EBC 收集量高于改良组，但所测EBC 中8-iso-PGF2α质量浓度两组间差异无统计学意义。

机械通气可用于全身麻醉或呼吸衰竭患者的呼吸支持，除患者自身可能合并呼吸道相关疾病外，机械通气本身也会导致机械通气相关肺损伤的发生[9]。多数肺部疾病的病理生理基础主要是过度的炎症反应和氧化应激反应，而这些指标的量化一般较复杂，传统的方法(如支气管镜下肺泡灌洗术)均具有侵入性，除在一定程度上干扰气道正常的生理状态外，所获得的标本还存在被稀释的可能[10]。EBC 直接来源于下呼吸道，其指标可直接反映呼吸道炎症及氧化应激，因此近年来被较多地运用于呼吸系统疾病的诊治中，如慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘、肺癌等[1,11-13]。EBC 分析因其样本采集为非侵入性且在机械通气患者中几乎可被无限次重复收集而成为一种更具有吸引力的监测呼吸系统疾病演变的方法[3]。然而EBC标本也被认为可能被稀释，在非病理状态下其生化物质含量较低，不易被检测到。8-iso-PGF2α是氧自由基作用于花生四烯酸所产生的过氧化物，在体内含量稳定，作为炎性介质在全身氧化应激反应时其浓度增加，是敏感的反映氧化应激的指标[14]，可作为肺部氧化损伤的介质，已被证实能在大部分患者的EBC 中检测出8-iso-PGF2α[3,15-16]。

改良EBC 收集装置的收集效率没有EcoScreen冷凝装置高，主要是因为改良EBC 收集装置采用的是0 ℃冰水混合物进行冷凝，而EcoScreen 装置采用电气冷却系统冷却至-20 ℃左右进行冷凝。Eco-Screen 冷凝装置这一工作原理的不足之处在于每次使用前需提前开启冷却系统进行预冷，所需时间约20 min，所获得的冷凝物需融化后才能进行检测，再次收集前内部管路需要进行清洗消毒，且每个仪器仅配有一套管路，因此不能在短时间内反复多次进行取样。改良EBC 收集装置由于设备制作简单，价格低廉，采样条件易于获得，能弥补这一缺点。虽然收集效率低于EcoScreen 冷凝装置，但在20 min 内所收集的标本量足以进行检测，若所需样本量较多可适当延长采集时间。研究[17]表明，采用EcoScreen冷凝装置有导致机械通气气流受限而阻力增高的可能，其主要原因为收集标本过程中其内部结构和收集器中的冷凝物质会一定程度上影响气流的通过，约5 mL 固态冷凝物可导致冷凝器内部堵塞，因此建议收集时间≤30 min。而改良EBC 收集装置由于收集过程中获得的是冷凝液而非固态冷凝物，因此理论上不存在这一风险。本研究中，虽然两组患者术后咽干、咽痛及咳嗽发生率无明显差异，但EcoScreen冷凝装置组咽干、咽痛及咳嗽的发生人数高于改良组，不排除是由于样本量偏小而导致的，因此在实际应用过程中，采用EcoScreen 冷凝装置收集EBC 时需密切监测，尤其是收集时间较长者。

综上所述，在全身麻醉期间机械通气患者EBC标本收集过程中，建议综合考虑费用、收集时间、收集次数等情况决定采用哪种装置进行EBC 标本的收集。