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Apr 29, 2023

術中の末梢灌流指数に対するデスフルランとセボフルランの効果の比較：傾向スコアを一致させた遡及的なコホート研究

Rapporti scientifici Volume 13,

Scientific Reports volume 13、記事番号: 2991 (2023) この記事を引用

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デスフルランはセボフルランよりも大きな血管拡張作用があることが知られています。 しかし、実際の臨床現場での一般性や効果の大きさはまだ証明されていません。 吸入麻酔薬（デスフルランまたはセボフルラン）を使用した全身麻酔下で非心臓手術を受けた18歳以上の患者は、傾向スコアによって1：1でマッチングされました。 各患者の平均術中灌流指数 (PI) を 2 つのグループ間で比較しました。 研究コホートの1,680人の患者の傾向スコアマッチングにより、230組の患者が特定されました。 PI はデスフルラン群で有意に高かった (一対の差の中央値、0.45; 95% CI 0.16 ～ 0.74、p = 0.002)。 1.0 および 1.5 未満の PI 持続時間は、セボフルラン群で有意に長かった。 平均動脈圧 (MAP) と低 MAP の持続時間は 2 つのグループ間で有意な差はありませんでした。 一般化線形混合モデルにより、セボフルランの使用、平均 MAP、平均心拍数、年齢、および麻酔期間には重大な負の影響 (PI の低下) がある一方、吸入薬剤の平均年齢調整最小肺胞濃度には PI に正の影響があることが明らかになりました。 (より高い値)。 術中PIは、セボフルランよりもデスフルランを投与された患者で有意に高かった。 しかし、この臨床設定における術中PIに対するデスフルランとセボフルランの選択の影響は最小限でした。

血管緊張は、臓器灌流 1 および血行力学的評価 2、3 を理解するために不可欠な要素です。 臓器の灌流は血圧のみに依存するわけではないため、血管緊張や局所灌流などの他のパラメータを考慮することが重要です4。 末梢血管緊張および灌流は、パルスオキシメトリ信号から得られるパラメータである末梢灌流指数 (PI、または一部の文献では PPI) を測定することによって評価できます 4、5、6。 これは、信号の拍動成分と非拍動成分の比率を表します。

吸入麻酔薬には血管拡張効果があり 7,8、微小循環を改善することができます 9。 最近のランダム化試験6では、より高いPIとより低い血圧によって示されるように、デスフルランがセボフルランよりも強力な血管拡張効果を発揮することが判明しました。 これらの発見は、併存疾患や刺激強度など、考えられる多くの交絡因子を慎重に制御することによって裏付けられましたが、その研究結果は、そのような交絡因子を制御できない現実の臨床現場への一般化可能性が限られている可能性があります。 したがって、本研究では、吸入麻酔薬としてデスフルランとセボフルランを投与された患者の術中PIを遡及的に比較した。

この研究はヘルシンキ宣言の原則に従って実施され、研究プロトコールは2021年11月12日に忠南大学病院の治験審査委員会（CNUH 2021-11-008）によってインフォームド・コンセントの免除とともに承認され、以下に登録されました。韓国の臨床試験登録機関である臨床研究情報サービス (KCT0006766)。

この後ろ向きコホート研究には、2021年2月から8月まで大学で吸入麻酔薬（デスフルランまたはセボフルラン）を使用した全身麻酔下で一般手術、婦人科手術、耳鼻科手術、形成外科、泌尿器科手術などの非心臓手術とPIモニタリングを受けた18歳以上の患者が含まれた。病院。 臨床データまたはバイタルデータが欠落している場合、バイタル記録に中断がある場合、または吸入剤、PI、血圧（非侵襲性または侵襲性動脈圧）に関する情報が欠如している場合、患者は除外されました。 臨床的特徴の違いを説明するために、デスフルランとセボフルランを投与された患者は傾向スコアによって 1:1 に対応付けられました。 この原稿は、該当する STROBE (疫学における観察研究の報告の強化) ガイドライン 10 に準拠しています。

すべてのバイタル データは、忠南大学病院の外科患者のバイタル サインの前向きレジストリ (CNUH IRB 2019-08-039) から取得されました。このレジストリでは、無料のデータ収集プログラム (バイタル レコーダ 11 バージョン 1.8、https:// でアクセス) が使用されています。 Vitaldb.net、韓国ソウル）。

患者の医療記録から収集されたその他のデータには、年齢、性別、肥満指数 (BMI)、併存疾患 (高血圧、糖尿病、冠状動脈疾患、肝硬変、慢性閉塞性肺疾患、慢性腎障害)、チャールソン併存疾患指数、米国麻酔科医協会などが含まれます。 (ASA) 身体状態、手術の種類 (一般、婦人科、耳鼻科、形成外科、泌尿器科)、緊急手術、麻酔時間、術中昇圧剤注入 (ノルエピネフリン)、術中輸血 (赤血球または新鮮凍結血漿)、術中輸液量、および術中のオピオイド用量（レミフェンタニル、μg kg–1 min–1）。

術中のPIと心拍数（HR）は、使い捨て酸素濃度計センサー（Nellcor™新生児成人SpO2センサー、Covidien、米国マサチューセッツ州マンスフィールド）および患者モニター（Intellivue MX700またはMX800 [Philips、Boeblingen、ドイツ]）を使用して継続的にモニタリングされました。 1 Hz の周波数で記録されます。 酸素濃度計センサーは、禁忌またはアクセスできない場合を除き、日常的に患者の人差し指または薬指に取り付けられていました。 血圧は、動脈カテーテルを使用して連続的に測定するか、非侵襲的血圧カフを使用して 5 分間隔で断続的に測定し、1 Hz の周波数で記録しました。 可能であれば、動脈内圧を主に分析に使用しました。 吸入麻酔薬に関するデータ (薬剤の種類、呼気終末濃度 [%]) は麻酔器から取得され、0.2 ～ 0.25 Hz の周波数で記録されました。 すべてのバイタルサインと吸入剤の記録は、10 秒間隔の平均値として抽出されました。 これらのデータは血圧の誤差についてフィルタリングされ、平均動脈圧 (MAP) は > 20 mmHg かつ < 150 mmHg になりました。 吸入麻酔薬が適切に投与された期間のみを分析に含めるために、吸入麻酔薬の呼気終末濃度のカットオフ値（術中呼気終末濃度の 25 パーセンタイル）が各個人のバイタル記録に対して決定され、それに応じてフィルタリングされます。 たとえば、術中のセボフルランの呼気終末濃度の中央値が 1.3 体積 % (25 ～ 75 パーセンタイル、1.2 ～ 1.4%) の場合、カットオフは 1.2 体積 % に設定され、呼気終末セボフルラン濃度の期間のみが設定されます。この値を超えるものは分析に含まれます。 吸入麻酔薬の投与開始直前の 3 分間に取得した PI 値の平均をベースラインとみなしました。

主要評価項目は、各吸入剤を投与された各患者の平均術中PIでした。 他のアウトカムには、PIが閾値0.5、1、1.5、2を下回った術中期間、平均HR、平均MAP、MAPが閾値50、55、60、65、そして70mmHg。

サンプルサイズは、研究期間中に入手可能なデータに基づいています。 すべての統計分析は、R ソフトウェア バージョン 4.0.3 (R Project for Statistical Computing、ウィーン、オーストリア) を使用して実行されました。 傾向スコアは、ロジスティック回帰モデルを使用して計算されました。このモデルでは、吸入剤の種類と、年齢、性別、BMI、チャールソン併存疾患指数、ASA 身体状態（1 ～ 2 または > 2）を含む患者の臨床的特徴が従属変数と見なされます。 ）、併存疾患、手術の種類、および術中変数（麻酔時間、昇圧剤注入、輸血、静脈内水分摂取、オピオイド、吸入剤の平均年齢調整最小肺胞濃度 [MAC]12、およびオピオイドの投与量）、を説明変数とみなした。 患者は、R ソフトウェアの「MatchIt」パッケージ 13 を使用し、キャリパー幅 0.09 (傾向スコアの標準偏差 [SD] の 0.25 \(\time\)) を使用した 1:1 最近傍マッチングによって照合されました。 照合プロセスには、完全な記録がある患者のみが含まれていました。 マッチング後のグループ間のバランスを評価するために標準化された平均の差が計算され、その差は < 0.1 であり、2 つのグループが十分にバランスがとれていることを示しています。

連続変数は、Shapiro-Wilk 検定の結果に応じて、平均 ± SD または中央値 (四分位範囲 [IQR]) として報告されました。 マッチングプロセスの後、ペアのウィルコクソン符号付き順位検定を使用して連続変数が比較されました14。 カテゴリ変数は数値 (%) として報告され、カイ二乗検定またはフィッシャーの直接確率検定を使用して比較されました。 統計的有意性は、両側 p 値 < 0.05 に設定されました。

吸入剤以外の平均 PI、特に平均 MAP と HR に影響を与える要因を特定するために、負の二項一般化線形混合モデルを当てはめました。 このモデルでは、平均 PI は従属変数と見なされていました。 平均 MAP、平均 HR、吸入剤、および照合プロセスに関与する変数は独立変数とみなされ、照合識別子は変量効果とみなされました。 モデルの従属変数は非負の整数としてのみ報告できるため、平均 PI は丸められた値として変換され、100 \(\times\) 平均 PI として表現されました。 モデルの適切な適合性は、「Diagnostics for HierArchical Regression Models (DHARMa)」パッケージを使用して評価されました15。

結果は特定の一致したデータセットの選択によって影響を受ける可能性があるため、主要な結果が分析され、追加の 2 つの一致したデータセットを使用してモデル フィッティングが実行されました。

2021年2月から8月にかけて、デスフルランまたはセボフルランの吸入とPIモニタリングを含む全身麻酔下で合計4210人の患者が非心臓手術を受けた。これらの患者のうち、2530人はデータが不十分だったため除外された。 残りの 1,680 人の患者には 1:1 の傾向スコア マッチングが行われ、合計 230 のペアが得られました (図 1)。 マッチング前後の臨床特徴を表 1 にまとめます。マッチング後のすべての臨床特徴は適切にバランスが取れています。

患者のフローチャート。 ※重複した理由も含みます。 **主に術中のレミフェンタニルの投与量によるものです (n = 1298)。

投与された吸入剤による結果を表 2 および図 2 にまとめます。ベースライン PI に有意差はありませんでした。 平均 PI 値は、マッチング後、デスフルラン (中央値 3.1 [IQR 2.0、4.2]) 群の方がセボフルラン (中央値 2.6 [IQR 1.8、3.8]) 群よりも有意に高かった (一対の差の中央値、0.45; 95% CI 0.16 ～ 0.74) 、p = 0.002)。 1.0 および 1.5 未満の PI 持続時間は、デスフルラン グループよりもセボフルラン グループの方が有意に長かった。 MAP および定義された低 MAP のすべての期間は、マッチング後の 2 つのグループ間で有意な差はありませんでした。

平均灌流指数 (PI) の箱ひげ図と、傾向スコアのマッチング前 (上) と後 (下) の、吸入剤の種類によって層別化された PI が閾値を下回った期間の穀粒密度プロット。 カーネル密度推定は、連続確率変数の確率密度関数を推定するノンパラメトリックな方法です。 確率密度関数は、確率変数が変数の特定の範囲内に収まる確率を指定するために使用され、曲線全体の下の面積は 1 に等しくなります。 提示された穀粒密度プロットに基づいて、デスフルランを投与された患者における低 PI 値の期間がセボフルランよりも短いと推測できます。

回帰モデルは、セボフルランの投与、高い平均 MAP、高い平均 HR、高齢、ASA > 2、より長い麻酔時間、および特定の種類の手術 (一般手術、婦人科手術、および泌尿器科手術) が平均 PI に重大な悪影響を及ぼしていることを示しました。 (値が低い)、一方、慢性閉塞性肺疾患と吸入剤の年齢調整平均 MAC の値が高いほど、平均 PI に対して有意なプラスの効果がありました (値が高い; 表 3)。 具体的には、セボフルランの使用により平均 PI が 12.3% 低下しました。 さらに、平均 MAP と平均 HR が 10 mmHg 増加すると、平均 PI はそれぞれ 5.3% と 6.1% 低下しました。 吸入剤の種類ごとに階層化した平均MAP、平均心拍数、平均PIの関係を図3に示します。

吸入剤の種類によって階層化された灌流指数 (PI) に対する平均動脈圧 (MAP) と心拍数 (HR) の影響。 プロットは、混合効果モデルから導出された推定周辺平均 PI を示します。 影付きの領域は、推定平均の 95% 信頼区間を表します。 y 軸の PI は 100 倍になっていることに注意してください。BPM ビート/分。

感度分析の結果は補足資料 1 および 2 に示されています。主要な結果の結果は、追加のデータセットでも一致していました。 セボフルランの投与、平均 MAP、平均 HR、年齢、および麻酔期間は、平均 PI に対して有意な負の影響を及ぼしましたが、吸入剤の平均年齢調整 MAC は、使用したデータセットに関係なく、平均 PI に対して有意な正の影響を及ぼしました。

本研究は、傾向スコア マッチングを使用して、現実世界のデータにおける以前の臨床試験の結果の一般化可能性を評価するために実施されました。 前回の試験と同様に、今回の研究では、デスフルランを受けている患者の方がセボフルランを受けている患者よりもPIが高いことが示された。 さらに、低PIの持続時間はセボフルラン群の方が長かった。 しかし、デスフルランとセボフルランの選択が術中 PI に及ぼす影響は最小限で、多変量​​モデルでは中央値 0.45、約 12% であり、臨床的意義には疑問があります。

以前の実験研究では、デスフルランの使用により、セボフルランの使用と比較してPIに平均3.3の差が生じ、血圧に有意な差が生じることが明らかになりました。 しかし、今回の研究では、PI の差の量ははるかに小さく、吸入剤に応じて血圧に有意な差は認められませんでした。 動的な術中期間中は、さまざまな外科的刺激、オピオイドの使用、輸液や昇圧剤の投与などの多くの要因が共存し、PI に対する吸入薬の影響を妨げる可能性があります。 さらに、さまざまな併存疾患や外科的処置を伴う混合集団は、確かに重要な交絡因子となる可能性があります。 現実世界では前述の要因を完全に制御することはできないため、今回の研究結果は以前の研究結果よりも実用的になるでしょう 16,17。 言い換えれば、術中 PI を操作する目的で 2 つの吸入薬を選択または切り替えることは非現実的であると思われます。

この研究にはいくつかの長所があります。 まず、高解像度の生体記録からなる実世界のデータを使用しました。 2 番目の強みは、傾向スコア マッチング プロセスの使用であり、これにより 2 つのグループ間の適切なバランスが得られました。 このプロセスには、ベースライン特性だけでなく、吸入剤の平均 MAC、オピオイド用量、水分摂取量などの術中変数など、さまざまな交絡因子の考慮が含まれます。 第三に、マッチング後の回帰分析は「二重の堅牢性」を提供し、傾向スコアマッチングの結果を補完します18。 第 4 に、傾向スコアが一致するさまざまな患者セットを使用した感度分析によって、さらなる堅牢性が提供されました。 第 5 に、別の機関からのデータセットを使用した遡及的設計により、パフォーマンスのバイアスが緩和され、一般化可能性が評価された可能性があります。

本研究では、PI が血管拡張の指標であると仮定しました。 この仮定はいくつかの以前の研究6、19、20、21、22によって支持されていますが、他の研究ではPIが心拍出量または一回拍出量にも依存することを示唆しています23、24、25。 関連する証拠を総合的に考慮すると、PI をさまざまな局所的および全身的要因に依存する組み合わせパラメーターとして考える方が合理的です 26。 この論理に従うと、PI に対する吸入剤の影響は、単に血管拡張を反映するというよりはむしろ複雑である可能性が高くなります。

この研究で平均 PI と一貫して関連していることが判明した他の要因には、平均 MAP、平均 HR、年齢、麻酔期間、および年齢調整 MAC が含まれていました。 最近の総説記事 26 によると、PI は主に 1 回拍出量と血管の緊張によって決定されます。 血管緊張の増加と一回拍出量の減少は PI の減少につながる可能性があり、その逆も同様です。 これに関連して、モデルの平均 MAP の負の係数は、特定の 1 回拍出量での低い PI として現れる高い血管緊張を示します。 モデルにおける平均心拍数の負の係数は、一回拍出量の減少および/または血管緊張の増加を反映している可能性があり、これには通常、体積不足とその結果としての心拍数の増加が伴います。 さらに、平均年齢調整 MAC の係数は、吸入剤と PI の間の正の用量反応関係を反映しています。 ただし、これらの推論は仮説生成と見なされるべきであり、さらなる研究が必要です。 特に、MAP、HR、PI 間の関係は、連続測定によって個々の患者レベルで評価されていないため、注意が必要です。

最近の証拠は、臨床医が手術中に血圧だけでなく灌流にも注意を払うべきであることを示唆しています1,4,5,27。 臓器灌流は血圧のみに依存するのではなく、局所的な血管緊張にも影響されるため、デスフルランの使用による血管拡張の増大と血圧低下が潜在的な臨床的危害をもたらす可能性があるという示唆には、慎重な再検討が必要です6。 血管拡張と低血圧は臓器灌流に逆の影響を与える可能性があるため、最終的な影響を単純に見積もることはできません。 例えば、デスフルラン誘発性の低血圧が臓器灌流に及ぼす悪影響は、デスフルラン誘発性の血管拡張によって打ち消される可能性がある。 今後の研究では、これらの複雑な最終効果を分析する必要があります。

この研究にはいくつかの制限がありました。 第一に、高解像度のバイタル記録が利用可能であるにもかかわらず、低PIおよびMAPの期間を除き、元の値ではなく記述統計（つまり、平均PIおよびMAP）のみが最終分析に含まれていました。 第二に、バイタル記録や詳細な臨床情報（主に手動で記録された術中のレミフェンタニル用量）が欠如しているため、多数の患者を分析に含めることができませんでした。 この問題による選択バイアスを排除することはできませんが、これらの欠落は系統的というよりはランダム（ランダムに欠落）である可能性が高くなります。 第三に、昇圧剤（フェニレフリンなど）のボーラス使用や注入されたノルエピネフリンの総用量などのより詳細な情報は、品質が信頼できないため分析に含まれていませんでした。 代わりに、ノルエピネフリン注入の使用は、フェニレフリンの反復投与後に一般的に採用されるため、昇圧剤のかなりの必要性の代替マーカーとして分析に含まれました。 第 5 に、臨床医の間で術中管理に微妙な差異が存在する可能性があり、どちらの吸入薬を好む医師もいる可能性があります。 これは現在の研究結果に影響を与えた可能性があります。

結論として、MAP に対する吸入剤の異なる効果がないにもかかわらず、平均 PI はセボフルランよりもデスフルランを投与された患者で有意に高かった。 しかし、この臨床設定における術中PIに対するデスフルランとセボフルランの選択の影響は最小限であり、臨床的意義には疑問がある。

現在の研究のデータは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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リファレンスをダウンロードする

この研究は、韓国保健産業開発研究院 (KHIDI) を通じた韓国健康技術研究開発プロジェクトからの助成金によって支援されました。韓国保健福祉省 (助成金番号: HI20C2088) と忠清南道国立研究基金の助成を受けました。大学病院（2021-CF-022）。

Chahyun Oh と Seounghun Lee という著者も同様に貢献しました。

忠南大学校病院麻酔科・疼痛内科、282 Munhwa-Ro, Jung-Gu, Daejeon, 35015, Korea

オ・チャヒョン、クォン・サンフン、キム・ユニ、ユン・ソクファ、シン・ヨンソプ、コ・ヨングォン、イム・チェソン、ホン・ブフィ

韓国、忠南大学校医学部麻酔科および疼痛医学教室

オ・チャヒョン、イ・スンフン、キム・ユニ、ユン・ソクファ、シン・ヨンソプ、コ・ヨングォン、イム・チェソン、ホン・ブフィ

韓国、世宗市、忠南大学校世宗病院麻酔科・疼痛内科

イ・スンフン

韓国、大田、忠南国立大学病院、バイオメディカルコンバージェンス研究センター、トランスレーショナルリサーチ中核研究室

ソン・ビョンソプ

韓国、大田、忠南大学校病院生物医学研究所ビッグデータセンター

ホン・ブフィ

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研究コンセプトとデザイン: CO、SL、BH。 データ分析: CO、BS; 統計監修：BS、 データ収集: SK、CL; 研究監修：YSS、YK、YHK。 原稿草稿: CO、SL; 原稿の改訂: SHY、CL、BH

チェソン・イムまたはブフィ・ホンへの対応。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

ああ、C.、リー、S.、ソン、BS。 他。 術中末梢灌流指数に対するデスフルランとセボフルランの効果の比較：傾向スコアが一致した遡及的なコホート研究。 Sci Rep 13、2991 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-27253-0

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受信日: 2022 年 8 月 13 日

受理日: 2022 年 12 月 28 日

公開日: 2023 年 3 月 6 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-27253-0

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