体外循环心脏术后早期动脉血糖和末梢血糖监测的准确性及影响因素研究

李 娜，李 红，陈巧玲，林秀霞，叶显凤，于荣国

体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）手术是治疗先天性心脏病、冠心病、心脏瓣膜疾病等心脏疾病最重要的外科手段[1]。CPB 术后常发生血糖波动[2-4]，这与患者受到手术创伤、非搏动性灌注引起的神经内分泌应激反应、急性胰岛素抵抗等内在生理机制因素有关，也可能包含血糖监测的方法等外在原因。不准确的血糖监测极易导致医护人员对胰岛素实时用量的错误判断及调整而加剧患者血糖的波动[5]。CPB 术后入住重症监护室（intensive care unit，ICU）的患者常用的血糖监测方法包括基于实验室的静脉血糖（venous blood glucose，VBG）检测、血糖仪末梢血糖（peripheral blood glucose，PBG）检测和血气分析仪动脉血糖（arterial blood glucose，ABG）检测[6]。这3 种方法各有优缺点。通过生化分析检测静脉血糖结果准确可靠，可作为评价其他方法结果的参考，但存在耗时长、价格昂贵、必须由训练有素的专业检验人员操作等问题，不宜在ICU 进行常规的术后血糖监测。PBG 监测和ABG 监测可用于床边或ICU，与实验室测量相比，具有时间短、成本低的优势。但这两种监测方法的准确性不仅受到患者临床特征的影响，还会受到样本采集方面的干扰。在接受CPB 心脏手术的患者中，其监测准确度尚缺乏具体数据。因此，本研究对CPB 术后早期患者ABG、PBG 与VBG 的准确性作比较，并分析影响CPB 患者血糖监测准确性的因素，为CPB 术后患者血糖管理提供参考依据。

1 对象与方法

1.1 对象 采用前瞻性研究方法选取2017-01 至2017-11 福建省立医院ICU 收治的172 例CPB 术后患者。纳入标准：（1）择期心脏手术，术后入住ICU；（2）体外循环下行心脏手术；（3）年龄≥18 周岁；（4）患者本人或其家属均已知情同意。排除标准：（1）紧急情况下行心脏手术的患者；（2）实验过程中同步采集患者ABG 及PBG 的时间过长（超过5 min）；（3）实验过程中存在影响ABG 检测准确性的干扰因素，如连续性肾脏替代治疗和正在进行自体血回输。本研究经医院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 血样采集与血糖检测方法 CPB 术后入住ICU，在术后1 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h 采用血气分析仪（美国生产的BXY4-GEM3000）、末梢血糖仪（美国强生公司生产的稳豪倍优型One Touch Ultravue）和全自动生化检测仪（美国赛默飞世尔科技公司）分别同步采集患者桡动脉处动脉血、无名指末梢血、肘静脉处静脉血（避免肢体远端药物输注）。以全自动生化检测仪血糖检测值为标准对照。由专人规范操作，记录不同时间点的血糖值。

1.2.2 收集的指标 （1）人口学资料：年龄、性别、手术类型。（2）临床指标：基础疾病、病情危重程度（急性生理与慢性健康评分），末梢皮肤情况（如花斑、紫绀），生命体征（体温、平均动脉压），激活凝血时间、相关药物的应用（胰岛素、用糖量、血管活性药物）。（3）实验指标：患者CPB 术后1 h、2 h、4 h、6 h、8 h、10 h 动脉血糖值、末梢血糖值、静脉血糖值。

1.2.3 监测准确性标准 实验室静脉血糖检测方法为公认的标准化方法，本研究以实验室全自动生化检测仪血糖值作为标准血糖值。根据2002 年国际临床化学学会（International Federation of Clinical Chemistry，IFCC）发布的葡萄糖即时检测（point of care testing，POCT）的应用准则[7]：血糖值的允许偏差范围为：当血糖检测值≤75 mg/dL 时，允许偏差范围在标准血糖值±15 mg/dL以内；当血糖检测值＞75 mg/dL 时，允许偏差范围在标准血糖值±20 mg/dL 以内。若所测得的ABG/PBG 的值与标准血糖值间的差值在允许偏差范围以内，界定为“准确”；若超出允许偏差范围，界定为“误差”。

1.3 统计学处理 采用SPSS 20.0 统计软件对数据进行分析，计数资料采用频数与构成比表示，等级资料的组间比较采用Wilcoxon 秩和检验，用配对卡方检验（McNemar's test）分析ABG 和PBG 的测量误差率是否具有可比性；计量资料以表示，利用广义估计方程（generalized estimating equation，GEE）研究影响ABG 和PBG 水平测量误差的因素；以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般资料 本研究最初共纳入200 例研究对象，其中，研究过程中死亡4 例，24 例未完成退出，最后共纳入研究对象172 例，平均年龄（50.19±13.15）岁。患者人口学统计资料及临床特点见表1。其中，女性患者占50.58%，68.02%因风湿性心脏病需要手术，术前明确诊断糖尿病的患者占16.28%。

表1 患者人口学统计学和临床特征资料 [n（%）]

2.2 CPB术后不同时间监测点上ABG、PBG与标准对照的差异比较 采用Wilcoxon 符号秩检验分别对ABG 与VBG、PBG 与VBG 进行比较。发现当VBG＞75 mg/dL 时，在任何时间点上，PBG 与标准对照的差值均高于VBG，差异具有统计学意义（P＜0.05）。2 种测量方法的平均差异见表2。

2.3 ABG与PBG在不同时间监测点测量误差率 为了评估ABG 和PBG 测量的准确性，笔者以VBG 为标准对照，统计血糖超出可接受范围的患者数量和百分比。具体两种方法的误差率见表3。ABG 在所有检测时间点的不可接受错误率均明显低于PBG，除1 h 外的所有时间点，PBG 的误差率至少是ABG 的2 倍。

表2 动脉血糖、末梢血糖与静脉血糖的差异比较

表2 动脉血糖、末梢血糖与静脉血糖的差异比较

注：VBG，静脉血糖；PBG，末梢血糖；ABG，动脉血糖

项目VBG ≤75（mg/dL） VBG＞75（mg/dL）时间（h） 例数（n） VBG（mg/dL） 间距 例数（n） 差值 间距 P 值ABG与VBG比较1 1 33.1 33.1 171 -5.40±32.30 -131.40～159.80 0.169 2 0 172 2.20±29.90 -106.00～140.80 0.205 4 1 25.4 25.4 171 -1.10±35.00 -198.50～89.60 0.206 6 0 170 1.10±33.30 -129.60～124.90 0.151 8 1 1.8 1.8 171 -0.10±33.30 -195.50～87.10 0.077 10 0 171 -0.10±30.70 -191.00～110.70 0.112 PBG与VBG比较1 1 71.7 71.7 171 11.30±36.10 -128.20～165.20 ＜0.001 2 0 172 16.30±41.10 -158.40～154.40 ＜0.001 4 1 29.0 29.0 171 18.50±44.50 -180.00～136.10 ＜0.001 6 0 170 20.10±44.60 -194.40～150.30 ＜0.001 8 1 70.2 70.2 171 19.20±39.80 -190.80～149.00 ＜0.001 10 0 557 171 9.90±41.20 -178.40～91.80 ＜0.001

表3 不同时间点动脉血糖与末梢血糖检测误差率比较 [n（%）]

2.4 ABG和PBG检测的临床影响因素分析 采用广义估计方程分析影响ABG 和PBG 准确性的临床和人口统计学因素，发现ABG 的准确性受红细胞压积（Red blood cell specific volume，HCT）和高血糖水平的影响。与血糖正常的患者相比，高血糖患者测量误差的风险更低。与HCT＜40%相比，HCT＞40%是测量误差的危险因素，见表4。PBG 的单变量分析显示，高血糖是影响错误率的唯一因素；与ABG 一样，高血糖患者测量PBG 的误差风险也较低，见表5。

3 讨 论

本研究结果表明，当VBG＞75 mg/dL 时，ABG 在任一监测时间点上与VBG 比较都无统计学差异，而末梢血糖在任一时间监测点上与VBG 相比都存在统计学差异，PBG 有高于真实血糖的趋势，这与Inoue 等[8]和周亚敏等[9]对危重患者的研究结果一致。当VBG＜75 mg/dL 时，样本量因太少无法进行统计学分析。同时，ABG 不可接受误差率除了术后1 h 这个时间监测点之外，其他监测点上显著低于末梢血糖，即ABG 更能准确反映CPB 心脏术后患者的真实血糖水平。这与文献[10,11]的研究结果一致。原因可能是CPB 术后的患者由于手术时间长，致体液转移至组织间隙，导致外周水肿，将血液稀释，所以PBG 标本可能反映的不是末梢血而是组织间隙的血糖浓度[12]，因此末梢血糖可能不能代表血糖的真实水平。对CPB 手术后恢复的患者单独使用外周血糖可能导致血糖水平测量不准确。但笔者的研究结果与Karon 等[13]的研究结果不同，其研究表明用血糖仪监测外周毛细血管血液更为准确。可能是与笔者所使用的设备不完全一致有关，另外一种可能是胰岛素用法不同。有研究显示，胰岛素治疗与血糖仪的错误率增加有关[8]。CPB 术后可以采用ABG、PBG 与VBG 3 种监测方法，VBG 测定较其他方法准确,被作为国际认可诊断糖尿病的唯一监测方法[14]，但不适宜频繁监测[15]，因此不适合作为术后血糖监测的方法。PBG 测定方法使用方便、操作时间短且所需血量少，但误差较大，建议护理人员可以考虑将血气分析的血糖值作为CPB 常规监测指标，在患者术后2 h 血糖开始上升时，应缩短血糖监测间隔时间，必要时抽静脉血进行急诊生化的检测[16]。

表4 动脉血糖检测误差率的临床影响因素

表5 PBG 检测误差率的临床影响因素

笔者对CPB 术后可能影响ABG 和PBG 误差的各项理化因素应用单变量进行分析，结果提示，HCT 是影响其误差率的主要影响因素。相比于患者HCT＜40%组，当患者HCT＞40%时，ABG 误差风险升高。这与Shigeaki 等[17]和Stadlbauer 等[18]的研究结果一致。HCT的改变能引起血液粘度变化，血液标本中红细胞数目的增加会影响到血浆的有效扩散量，进而影响血糖检测值，或血标本中红细胞含量越高，相同时间内，由于红细胞酵解的葡萄糖多，使标本血糖浓度降低快[19,20]。另外，与正常血糖组相比，当患者处于高血糖水平组时，ABG 误差风险升高，这可能与体外循环心脏术后患者的手术创伤较其他手术更剧烈和CPB 过程中的温度变化、非生理性血液灌注、机械材料对血液成分的破坏、高血糖导致胰岛素的大量使用有关[21]，具体机制仍值得进一步研究。而氧分压、二氧化碳分压、乳酸水平、性别，以及血管活性药物的使用等，对于ABG 的准确性没有影响。但放置时间对ABG 测定有较大影响。血液标本采集后，红细胞继续消耗葡萄糖，血液标本放置的时间越长，ABG 浓度下降的越明显，因此要尽早检测血液标本，保证血糖检测结果的可靠性。CPB 术后入住ICU 患者的病情复杂、多变，影响血糖准确性的各因素作用机制尚不清楚。因此，对于ICU 的临床工作者而言，掌握主要影响各种血糖检测准确性的因素及学会综合评估其他混杂因素是更为重要的做法。此外，在实施围手术期血糖控制时，需要考虑患者的独特临床特征。

笔者发现CPB 术后血糖呈现应激性高血糖状态, 与金标准对比，ABG 与VBG 的一致性高于PBG，PBG有高估真实血糖的趋势。当CPB 患者处于低血糖状态和HCT＞40%时，ABG 监测误差的风险增加。由于对目标血糖控制的治疗措施，使得低血糖组所获得的数据相对较少，因此患者血糖可靠性影响因素的确定及有关机制的探究，还需要扩大样本数量，进一步深入比较、分析和探讨。