双相胸甲式负压通气对年轻成人外周淋巴功能的影响

《Physiological Reports》：The effect of biphasic cuirass ventilation on peripheral lymphatic function in young adults

　　

正压通气（positive pressure ventilation, PPV）增加胸内压和中心静脉压，阻碍静脉回流至心脏。同样，正压通气期间中枢和外周淋巴功能均受到抑制，这可能是术后及重症监护病房（intensive care unit, ICU）患者出现液体潴留和水肿的潜在解释。本研究旨在探讨双相胸甲式通气（biphasic cuirass ventilation, BCV）对外周淋巴系统的影响。研究人员在二十名健康年轻成人的自主呼吸期间及双相胸甲式通气期间检查了外周淋巴功能。采用近红外荧光成像（near-infrared fluorescence imaging, NIRF）评估外周淋巴功能，并采用应变计体积描记法（strain gauge plethysmography, SGP）评估微血管循环。平均外周淋巴收缩频率（平均值±标准差）在基线时为1.46±0.73次/分，在双相胸甲式通气期间为1.43±0.76次/分，差异无统计学意义（平均差=0.03，95%置信区间：?0.23至0.29，p=0.81，n=19）。在所有压力水平下，基线期与双相胸甲式通气期间的毛细血管滤过率无差异（F(1,18)=1.13，p=0.30）。同样，等容压力（平均差=?2.61，95%置信区间：?8.92至3.71，p=0.39，n=15）或毛细血管滤过系数（平均差=1.21×10?4，95%置信区间：?4.87×10?4至7.29×10?4，p=0.68，n=19）均无显著差异。研究人员观察到，在清醒、健康的年轻成人中，双相胸甲式通气期间外周淋巴活动无变化。

论文解读

一、研究背景与目的

淋巴系统每天通过淋巴毛细管吸收8至12升组织间液，其中约一半经大静脉回流入体循环，另一半经淋巴结回流。淋巴的运输依赖于淋巴管主动泵吸以及组织间液积聚和外部组织压力对管壁产生的被动作用力，管腔内瓣膜保证淋巴单向流动。胸导管承接大部分集合淋巴管的淋巴液，经瓣膜汇入左锁骨下静脉与左颈内静脉交汇处。淋巴引流依赖于胸导管压力与中心静脉压（central venous pressure, CVP）之间的压力梯度，而这两者均对呼吸过程中胸内压的变化敏感。正压通气（positive pressure ventilation, PPV）联合呼气末正压（positive-end-expiratory pressure, PEEP）时胸内压升高，导致CVP和胸导管压力均升高，进而损害静脉回流和胸导管流出。已有研究显示PPV期间外周淋巴活动降低，提示PPV对淋巴系统的破坏性影响可能促成术后及重症监护病房（intensive care unit, ICU）患者的液体潴留和水肿，而这是ICU患者发病率和死亡率的重要来源。由此提出假设：降低胸内压——进而降低胸导管压力和CVP——可能产生相反效应并改善淋巴引流。负压通气（negative pressure ventilation, NPV）包括双相胸甲式通气（biphasic cuirass ventilation, BCV），通过胸外胸甲壳实现，已在儿童和成人中显示出有益的血流动力学效应，主要机制是增加前负荷，对右心室和左心室均有作用。然而，BCV对淋巴系统的影响此前尚不清楚。为探究此问题，研究人员在健康年轻成人中对BCV对外周淋巴系统的影响进行了系统性评估，以期为术后和ICU患者寻找胸内压与淋巴运输之间的最佳平衡，限制并改善液体潴留和水肿。

二、研究设计与方法

本研究为研究者发起的实验性干预研究，经丹麦首都大区科学伦理委员会批准，符合赫尔辛基宣言。共招募二十名心肺和淋巴系统健康的年轻成人，纳入标准为年龄18至40岁、BMI≤30，排除有淋巴或全身性疾病史（癌症、心脏病、肺病、淋巴疾病、慢性长期感染性疾病、淋巴水肿、水肿和/或静脉疾病）以及既往胸部手术者。研究期间，第一名参与者的结果因技术问题和研究流程变更被排除，最终分析纳入19名参与者，平均年龄25.5±1.4岁，其中9名（47%）为女性。

研究采用的主要技术方法包括：双相胸甲式通气装置（Hayek，United Hayek Medical，London，United Kingdom），以“控制模式”运行，吸气压力为?30 cm H₂O，呼气压力为+2 cm H₂O（前两名参与者为+5 cm H₂O），I:E比在前12名参与者为1:1，后8名参与者为1:1.5，呼吸频率在8至14之间调整；近红外荧光成像（near-infrared fluorescence imaging, NIRF）技术，将吲哚菁绿（Indocyanine Green, ICG）注射于下肢第一和第四趾蹼及内踝后方，采用750 nm激发激光和采集>790 nm波长的互补金属氧化物半导体相机记录淋巴管收缩频率；应变计体积描记法（strain gauge plethysmography, SGP），通过20至80 mmHg的静脉淤血协议，每3分钟增加10 mmHg，连续记录小腿体积变化，估算毛细血管滤过率（capillary filtration rate, CFR）、毛细血管滤过系数（capillary filtration coefficient, CFC）和等容压力（isovolumetric pressure）。外部加热（Bair Hugger，43°C，10分钟）作为淋巴应激测试。统计方法包括配对t检验（Holm法校正）和重复测量方差分析（repeated measures ANOVA）。

三、研究结果

3.1 淋巴收缩频率

通过NIRF成像测量外周淋巴管收缩频率。可见用于频率测量的平均血管数量为3.8±1.3（SD）。基线时平均收缩频率为1.46±0.73次/分，BCV期间为1.43±0.76次/分，差异无统计学意义（平均差=0.03，95%置信区间：?0.23至0.29，p=0.81，n=19）。BCV联合加热时收缩频率为0.55±0.55，重复基线时为1.51±0.84，加热时为0.33±0.49。BCV期间施加外部加热后收缩频率显著降低（平均差=0.88，95%置信区间：0.62至1.13，p<0.0001，n=19）；重复基线与加热暴露之间同样显著降低（平均差=1.19，95%置信区间：0.76至1.62，p<0.0001，n=19）。

3.2 应变计体积描记法

在基线和BCV期间，毛细血管滤过率均随压力增加呈生理性线性增加（F(6,108)=124.50，p<0.0001，n=19），球形度经Mauchly检验无需校正。总体而言，在所有7个压力水平下，基线期与BCV期间的CFR无显著差异（F(1,18)=1.13，p=0.30，n=19）。等容压力在基线与BCV之间无差异（平均差=?2.61，95%置信区间：?8.92至3.71，p=0.39，n=15），基线时平均等容压力为16.77±6.27，BCV期间为19.38±7.95。毛细血管滤过系数在基线与BCV之间亦无显著差异（平均差=1.21×10^?4，95%置信区间：?4.87×10^?4至7.29×10^?4，p=0.68，n=19），基线时平均CFC为3.21×10^?3±7.43×10^?4，BCV期间为3.08×10^?3±9.64×10^?4。

四、讨论与结论

本研究未观察到BCV对清醒、健康年轻成人外周淋巴系统活动的任何改变。外周淋巴管收缩频率保持恒定，外周微血管循环的毛细血管滤过率、等容压力和毛细血管滤过系数均无变化。此前研究观察到PPV期间外周淋巴活动降低，且PPV增加胸导管压力、减少胸导管引流，动物研究还显示PPV不仅降低淋巴引流功能，还增加淋巴液产生。BCV对淋巴功能的影响此前文献中基本未描述，仅有一例病例报告描述了Fontan患者经BCV后蛋白丢失性肠病和塑性支气管炎的消退，提示降低淋巴系统升高的后负荷可能有益。本研究中未观察到变化，可能反映健康年轻成人已处于液体稳态，无多余组织间液需运输，也无升高后负荷需对抗。未来需在麻醉期间研究BCV，以确定能否维持外周淋巴功能并避免术后液体潴留和水肿。

关于加热效应，与既往研究相反，本研究发现加热显著降低收缩频率。既往研究中肢体置于加热水中呈垂直位置，而本研究参与者肢体在加热时保持水平位置。既往已证明收缩频率在重力应激下增加，最可能由于静脉内静水压升高，这可能是本研究与既往研究结果差异的合理解释。

研究局限性包括：参与者清醒，自主呼吸与胸甲呼吸机同步存在挑战，可能影响负压向胸腔的传递；NIRF成像仅能可视化浅表淋巴管，深层血管变化无法检测；NIRF可测量收缩频率，但BCV下CVP周期性变化可能导致的被动流量改变无法被检测。

结论：在这项探讨BCV对健康年轻成人外周淋巴功能影响的实验性干预研究中，未观察到BCV期间外周淋巴活动或外周微血管循环的变化。未来需在麻醉期间研究BCV的效果，以寻找最佳通气平衡，限制并改善需要通气的术后和ICU患者的液体潴留和水肿。