同步間歇正壓通氣和同步間歇指令通氣對新生兒肺透明膜病早產兒心功能的影響研究

丁 璐，燕旭東，黃進潔，陳 麗，吳本清

·論著·

同步間歇正壓通氣和同步間歇指令通氣對新生兒肺透明膜病早產兒心功能的影響研究

丁 璐，燕旭東*，黃進潔，陳 麗，吳本清

目的探討在相同通氣參數下，同步間歇正壓通氣(SIPPV)和同步間歇指令通氣(SIMV)模式對新生兒肺透明膜病(HMD)早產兒心功能的影響。方法選擇2013年3月—2015年3月深圳市人民醫院新生兒科收治的新生兒HMD早產兒100例，采用隨機數字表法分為SIPPV組50例和SIMV組50例，另外選取健康早產兒50例為對照組，SIPPV組與SIMV組早產兒均使用瑞典產Maquet SERVO-i呼吸機，采用合適的氣管導管，通氣參數相同；SIPPV組模式為SIPPV，SIMV組模式為SIMV。記錄氣道壓、潮氣量、呼吸頻率(RR)、血壓、pH值、二氧化碳分壓(PCO2)、氧分壓(PO2)。3組早產兒使用彩色多普勒超聲診斷儀測定左心室泵血功能指標，包括左心室射血分數(LVEF)、左心室短軸縮短率(LVFS)、左心室舒張末期容積(LVEDV)、左心室收縮末期容積(LVESV)、每搏量(SV)、心率(HR)、心輸出量(CO)；同時測量心臟各瓣膜血流速度，包括主動脈瓣口血流速度(AV)、肺動脈瓣口血流速度(PV)和左房室瓣口(MV)及右房室瓣口(TV)的舒張早期峰值血流速度(E峰)與舒張晚期峰值血流速度(A峰)比值(M-E/A、T-E/A)。結果SIMV組早產兒氣道壓、潮氣量較SIPPV組降低(P<0.05)。SIPPV組與SIMV組早產兒血壓、pH值、PCO2、PO2比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；SIMV組早產兒RR較SIPPV組降低(P<0.05)。3組早產兒LVEF、LVFS、LVEDV、LVESV、SV、CO、AV、M-E/A比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；3組早產兒HR、PV、T-E/A比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；其中SIPPV組早產兒HR較對照組升高，PV、T-E/A較對照組降低(P<0.05)；SIMV組早產兒HR較SIPPV組降低，PV、T-E/A較對照組降低，PV、T-E/A較SIPPV組升高(P<0.05)。SIPPV組和SIMV組氣道壓、潮氣量與PV、T-E/A均呈負相關(P<0.05)。結論早產兒應用SIPPV和SIMV模式機械通氣，在設定相同通氣參數下，右心室舒張功能和PV降低，SIPPV模式較SIMV影響更大。兩者對左心室泵功能和舒張功能無明顯影響。

透明膜??；嬰兒，早產；間歇正壓通氣；心室功能

本研究創新點：

機械通氣是治療新生兒呼吸窘迫綜合征的重要方法，不同通氣模式之間的差別及其優缺點如何，目前的研究多集中在對肺功能的影響，而其對心功能影響的研究較少，而早產兒由于發育不成熟，心功能差異較大，目前尚缺少大規模的數據分析，本研究主要探討了兩種新生兒常用的機械通氣模式：同步間歇正壓通氣(SIPPV)和同步間歇指令通氣(SIMV)，觀察不同通氣模式對新生兒肺透明膜病(HMD)早產兒心功能的影響，從而為臨床更好地選擇機械通氣模式提供依據。

呼吸衰竭是導致新生兒死亡的主要原因。機械通氣已廣泛應用于新生兒各種疾病所致的呼吸衰竭的治療，提高了新生兒危重癥的搶救成功率，成為新生兒危重癥救治的重要手段。新生兒氣管插管常用的通氣模式有同步間歇正壓通氣(synchronized intermittent positive pressure ventilation，SIPPV)和同步間歇指令通氣(synchronized intermittent mandatory ventilation，SIMV)。機械通氣對血流動力學的影響是一個相當復雜的過程，不僅與通氣參數有關，還與患者的疾病狀態、心肺相互作用等有關[1]。新生兒早期呼吸循環功能變化十分明顯，特別是早產兒心肺功能可受多種因素的影響。本研究旨在探討SIPPV和SIMV模式對新生兒肺透明膜病(HMD)早產兒心功能的影響，為新生兒不同通氣模式對心功能的影響提供理論依據，以指導臨床實踐。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2013年3月—2015年3月深圳市人民醫院新生兒科收治的新生兒HMD早產兒100例為研究對象，納入標準：(1)患兒出生后診斷為新生兒HMD，胸部X線片表現為HMD分期Ⅲ期和Ⅳ期；自主呼吸尚可；(2)常規給予肺表面活性物質(PS)治療(100～200 mg/kg)后，經無創正壓通氣治療后吸入氧濃度(FiO2)為60%時仍存在低氧血癥〔動脈血氧分壓(PO2)<50 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)〕或經皮血氧飽和度<85%；動脈血二氧化碳分壓(PCO2)>70 mm Hg，伴酸中毒。排除標準：(1)出生時存在重度窒息；(2)先天畸形和染色體病；(3)腦室周圍-腦室內出血(>2級)；(4)血流動力學不穩定，存在低血壓。本研究已通過醫院倫理委員會審查，均獲得家屬同意并簽署知情同意書。

1.2 分組 采用隨機數字表法分為SIPPV組50例和SIMV組50例，另外選取健康早產兒50例為對照組，1 min Apgar評分均≥8分。3組早產兒性別、分娩方式、胎齡、出生體質量比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)。SIPPV組與SIMV組早產兒1 min Apgar評分、HMD分期、PS使用時間及劑量、有創通氣開始時間比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表2)。

1.3 方法 記錄3組早產兒性別、分娩方式、胎齡、出生體質量，記錄SIPPV組與SIMV組患兒1 min Apgar評分、HMD分期、PS使用時間(PS使用距出生的時間)及劑量、有創通氣開始時間(開始使用有創通氣距出生的時間)。SIPPV組早產兒出生后(3.0±1.4)h內給予氣管插管-PS-拔管(INSURE)技術治療無明顯好轉，改為氣管插管機械通氣輔助呼吸；SIMV組早產兒出生后(2.8±1.3)h內給予INSURE技術治療無明顯好轉，改為氣管插管機械通氣輔助呼吸。均使用瑞典產Maquet SERVO-i呼吸機，采用合適的氣管導管，SIPPV組模式為SIPPV，SIMV組模式為SIMV，初調通氣參數:FiO2使患兒經皮血氧飽和度維持在88%～93%，吸氣峰壓(PIP) 18～25 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa)，呼氣末正壓(PEEP)4～6 cm H2O，呼吸頻率(RR)35～45次/min，吸氣時間(Ti)0.3～0.6 s。記錄氣道壓、潮氣量。

表1 3組患兒一般情況比較Table 1 Comparison of general data among three groups

注：SIPPV=同步間歇正壓通氣，SIMV=同步間歇指令通氣；a為F值

表2 SIPPV組與SIMV組早產兒1 min Apgar評分、HMD分期、PS使用情況、有創通氣開始時間比較
Table2 Comparison of 1-min Apgar score，HMD staging，PS treatment situation，and start time of invasive ventilation between SIPPV group and SIMV group

組別例數1minApgar評分(例)4～7分≥8分HMD分期(例)Ⅲ期Ⅳ期PS使用情況時間(h)劑量(mg/kg)有創通氣開始時間(h)SIPPV組50133738123.0±1.4145±276.5±1.3SIMV組50183235152.8±1.3145±256.7±1.2χ2(t)值1.170.460.96a0.11a0.61aP值0.280.500.340.980.55

注：HMD=肺透明膜病，PS=肺表面活性物質；a為t值

1.4 心電監護及血氣分析 記錄SIPPV組與SIMV組早產兒RR、血壓、pH值、PCO2、PO2。

1.5 心功能及各瓣膜口血流速度測定 測定3組早產兒心功能及各瓣膜口血流速度。SIPPV組與SIMV組早產兒在相應有創通氣治療病情穩定、血氣分析正常后進行；早產兒處于安靜狀態下，未使用鎮靜劑，取仰臥位，采用美國SonoSite180 PLUS彩色多普勒超聲診斷儀在新生兒病房床邊進行心功能測定，探頭掃查頻率為3.5～5.0 MHz。(1)取標準胸骨旁左心室長軸切面的腱索水平，取樣線盡量與室間隔垂直，超聲診斷儀微機自動運算并顯示左心室射血分數(LVEF)、左心室短軸縮短率(LVFS)、左心室舒張末期容積(LVEDV)、左心室收縮末期容積(LVESV)和每搏量(SV)；(2)M型超聲下選取相鄰兩舒張末期點計算心率(HR)，心輸出量(CO)=HR×SV；(3)在心尖左心室長軸切面的瓣膜遠端獲取主動脈瓣口的血流頻譜，記錄主動脈瓣口血流速度(AV)；(4)在主動脈根部短軸切面的瓣膜遠端獲取肺動脈瓣口的血流頻譜，記錄肺動脈瓣口血流速度(PV)；(5)在心尖四腔心切面獲取左房室瓣口(MV)及右房室瓣口(TV)的舒張早期峰值血流速度(E峰)與舒張晚期峰值血流速度(A峰)比值(M-E/A、T-E/A)。為記錄到最佳血流頻譜，測量時盡可能使聲束與血流方向平行或夾角<20°，每項測量值均取3個心動周期的平均值，檢測及數據記錄均由同一人完成。

2 結果

2.1 SIPPV組與SIMV組早產兒呼吸機通氣參數比較 SIPPV組與SIMV組早產兒FiO2、PIP、PEEP、RR、Ti比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；SIMV組早產兒氣道壓、潮氣量較SIPPV組降低，差異均有統計學意義(P<0.05，見表3)。

2.2 SIPPV組與SIMV組早產兒心電監護及血氣分析結果比較 SIPPV組與SIMV組早產兒血壓、pH值、PCO2、PO2比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；SIMV組早產兒RR較SIPPV組降低，差異有統計學意義(P<0.05，見表4)。

2.3 3組早產兒心功能及各瓣膜口血流速度比較 3組早產兒LVEF、LVFS、LVEDV、LVESV、SV、CO、AV、M-E/A比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；3組早產兒HR、PV、T-E/A比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；其中SIPPV組早產兒HR較對照組升高，PV、T-E/A較對照組降低，差異均有統計學意義(P<0.05)；SIMV組早產兒HR較SIPPV組降低，PV、T-E/A較對照組降低，PV、T-E/A較SIPPV組升高，差異均有統計學意義(P<0.05，見表5)。

表4 SIPPV組與SIMV組早產兒心電監護及血氣分析結果比較

Table4 Comparison of results of ECG monitoring and blood gas analysis between SIPPV group and SIMV group

組別例數RR(次/min)血壓(mmHg)血氣分析收縮壓舒張壓pH值PCO2(mmHg)PO2(mmHg)SIPPV組5044±758±646±77.39±0.1538.5±1.472±4SIMV組5038±457±747±77.40±0.1337.2±1.571±3t值5.321.280.790.180.720.19P值<0.010.200.440.760.640.86

注：PCO2=二氧化碳分壓，PO2=氧分壓

2.4 氣道壓與PV、T-E/A的相關性分析 SIPPV組氣道壓與PV呈負相關(r=-0.83，P=0.01)；SIMV組氣道壓與PV呈負相關(r=-0.80，P=0.01)。SIPPV組氣道壓與T-E/A呈負相關(r=-0.67，P=0.03)；SIMV組氣道壓與T-E/A呈負相關(r=-0.61，P=0.04)。

2.5 TV與PV、T-E/A的相關性分析 SIPPV組潮氣量與PV呈負相關(r=-0.43，P=0.02)；SIMV組潮氣量與PV呈負相關(r=-0.68，P=0.01)。SIPPV組潮氣量與T-E/A呈負相關(r=-0.39，P=0.01)；SIMV組潮氣量與T-E/A呈負相關(r=-0.59，P=0.01)。

3 討論

盡管早期給予PS及經鼻持續正壓通氣，但仍有部分呼吸窘迫早產兒需要氣管插管機械通氣輔助呼吸，DANI等[2]對胎齡<30周的125例患有HMD的早產兒分析示，125例患兒中30例(24%)需要氣管插管機械通氣，75例(60%)接受了INSURE治療，余20例(16%)單純給予持續正壓通氣治療，其中91%患兒經INSURE治療后痊愈且未并發膿毒癥、肺炎，住院時間及病死率較低，而9%患兒在給予INSURE治療失敗，并認為出生體質量<750 g，氧合指數(PO2/FiO2)<218 mm Hg和第1次血氣分析肺泡-動脈氧分壓差(PA-aO2) <0.44是需再次機械通氣的危險因素；BRIX等[3]的研究同樣表明，胎齡<32周的早產兒早期給予INSURE治療，仍有59%的患兒需要氣管插管改為有創機械通氣。本研究結果顯示，胎齡及出生體質量較大且給予INSURE治療后，仍需要氣管插管輔助呼吸，考慮與患兒HMD程度較重有關。為避免人機對抗、鎮靜劑的使用、氣壓傷及腦室內出血等并發癥的發生，有創機械通氣多采用同步的呼吸模式，其中SIMV和SIPPV是兩種常用的同步模式[4]。

表3 SIPPV組與SIMV組早產兒呼吸機通氣參數比較Table 3 Comparison of ventilator parameters between SIPPV group and SIMV group

注：FiO2=吸入氧濃度，PIP=吸氣峰壓，PEEP=呼氣末正壓，RR=呼吸頻率，Ti=吸氣時間

表5 3組早產兒心功能及各瓣膜口血流速度比較Table 5 Comparison of cardiac function and blood flow velocity measured at the valve orifices in preterm infants among three groups

注:LVEF=左心室射血分數，LVFS=左心室短軸縮短率，LVEDV=左心室舒張末期容積，LVESV=左心室收縮末期容積，SV=每搏量，HR=心率，CO=心輸出量，AV=主動脈瓣口血流速度，PV=肺動脈瓣口血流速度，M-E/A=左房室瓣口舒張早期峰值血流速度與舒張晚期峰值血流速度比值，T-E/A=右房室瓣口舒張早期峰值血流速度與舒張晚期峰值血流速度比值；與對照組比較，aP<0.05；與SIPPV組比較，bP<0.05

壓力控制通氣下的SIMV模式，呼吸機通過識別患兒吸氣初期氣道壓/流量的變化來觸發，通過設定的PIP、PEEP和RR進行通氣，在兩次正壓通氣之間可以自行呼吸但無支持壓，早期研究證明SIMV模式與間歇指令通氣(IMV)相比，不僅實現了呼吸同步，而且對于早產兒更易改善PO2/FiO2[5]。SIPPV是將輔助通氣與控制通氣結合的通氣模式，患者自主呼吸觸發呼吸機供給間歇正壓通氣，設置通氣參數與SIMV相同[6]，研究表明其與IMV相比不僅可使患兒盡快脫離呼吸機還可減少患兒呼吸功[7]，而對于以上兩種通氣模式的優缺點研究主要集中在其對呼吸力學的差異上[8]，對新生兒血流動力學的影響研究很少。本研究結果表明，SIPPV組和SIMV組患兒PV、T-E/A明顯低于對照組，且SIPPV組低于SIMV組，其原因可能與兩種通氣模式在平均氣道壓及潮氣量不同有關。

氣道壓是指在一個呼吸周期中，呼吸道瞬間壓力的平均數，是綜合評定呼吸機通氣參數的指標，不僅可以反映潮氣量、氣道阻力及胸肺順應性之間的關系，還可以預測平均肺泡壓力的變化。MADKE等[9]在動物實驗中觀察不同氣道壓對血氣分析及血流動力學指標的影響，當氣道壓維持在20 cm H2O時不僅可得到良好的PO2/FiO2且無血流動力學影響，而當通過升高PEEP使氣道壓增加至25 cm H2O時，不僅部分患者表現為PO2/FiO2、動脈血壓下降，且可因增加的胸膜腔內壓導致靜脈回流減少，從而使右心室前負荷減少，使心輸出量減少及肺動脈血管收縮。本研究結果顯示，SIPPV組和SIMV組早產兒隨著氣道壓的增高，PV逐漸減低，氣道壓與PV呈負相關。PV是間接反映肺動脈阻力及肺動脈壓力的指標，其大小與阻力呈反比，廣泛應用于肺動脈高壓、肺動脈瓣狹窄等疾病的評估[10]。當正壓通氣時，由于胸膜腔內壓增高，肺血管阻力增加，可使肺血管血流量減少，表現為PV降低[11]。本研究結果顯示，SIPPV組和SIMV組早產兒T-E/A的變化隨氣道壓的增高而降低。M-E/A、T-E/A是評價心臟舒張功能的主要指標，心動周期中舒張早期心室充盈血流速度最大值為E峰，舒張晚期(心房收縮)心室充盈血流速度最大值為A峰，正壓通氣時 E/A減低，可能與正壓通氣下增高的胸膜腔內壓影響靜脈回流并限制心臟舒張造成E峰減低有關。本研究結果顯示，SIPPV組氣道壓較SIMV組明顯升高，原因考慮與兩種機械通氣的不同工作原理有關，SIPPV模式對每一次能觸發送氣的自主呼吸均提供預設的PIP和PEEP，而SIMV模式對呼吸的支持僅為預設的頻率，當患者的自主呼吸大于呼吸機設置頻率時，SIPPV模式對患者呼吸的支持大于SIMV模式，氣道壓也隨之升高。有研究表明，高氣道壓導致肺循環阻力增高，從而導致靜脈回心血量減少[5]。同時氣道壓增高會增加右心室負荷，造成右心室功能損傷[12]。 本研究也表明，SIPPV組因明顯增高的氣道壓而使其對右心室舒張功能及右心室后負荷的影響更大。

正壓通氣下通過增加的氣道力使肺容積增加，其程度取決于氣道阻力以及胸肺順應性，增加的肺容積可使胸膜腔內壓增加而影響心功能[13]。壓力控制模式的潮氣量主要由PIP-PEEP差值決定，在肺順應性不變的情況下PIP-PEEP差值小則潮氣量小，反之則大。本研究結果顯示，SIPPV組與SIMV組PIP及PEEP無差異，但SIPPV組潮氣量明顯高于SIMV組，兩組潮氣量的差異與胸肺順應性不同有關。有研究顯示，增加潮氣量會增加肺容積，增加心肌損傷，影響心功能[14]。本研究結果顯示，潮氣量與PV和T-E/A呈負相關，提示肺容積也是影響右心室舒張功能和PV的因素。

正壓通氣通過復雜且相互的機制影響著左心室功能，且與基礎心功能和血流量等有關，MITCHELL等[15]研究發現，正壓通氣下左心室壓力和容積變化密切相關，在急性肺損傷的模型中，提高PEEP對AV和心臟指數沒有影響，但HR明顯增快，隨PEEP增高，肺血管阻力上升，LVEDV和LVESV減少。有學者在16例存在動脈導管開放的早產兒中發現，提高PEEP會減少左心室輸出量[16]。在冠狀動脈手術患者術后使用機械通氣，提高PEEP，會降低心輸出量，但對平均氣道壓和HR無影響[17-18]。也有研究表明，PEEP在0～30 cm H2O調節，HR并無明顯差異[19]。本研究結果表明，在通氣參數相同情況下，SIPPV和SIMV模式對左心室收縮功能和舒張功能無明顯影響。SIPPV組因HR增快致CO增加，SIPPV模式下HR增加的原因是否與較高的氣道壓有關有待進一步研究。本研究的不足之處是未做機械通氣前的基礎心功能測定。正壓通氣下對早產兒左心室功能的影響需進一步研究。

作者貢獻：丁璐、吳本清進行文章的構思與設計，負責文章的質量控制及審校，論文的修訂；燕旭東進行研究的實施與可行性分析，進行數據整理、統計學處理，對文章整體負責，監督管理；黃進潔、陳麗進行數據收集；丁璐、燕旭東負責撰寫論文；丁璐進行結果的分析與解釋。

本文無利益沖突。

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(本文編輯：陳素芳)

SynchronizedIntermittentPositivePressureVentilationversusSynchronizedIntermittentMandatoryVentilationonCardiacFunctionofPrematureInfantswithHyalineMembraneDisease

DINGLu，YANXu-dong*，HUANGJin-jie，CHENLi，WUBen-qing

DepartmentofNeonatology，ShenzhenPeople′sHospital，Shenzhen518020，China

*Correspondingauthor：YANXu-dong，Attendingphysician，Mainresearchdirections:neonatalrespiratorydisorders；E-mail：378315748@qq.com

ObjectiveTo compare the effect of synchronized intermittent positive pressure ventilation(SIPPV) with that of synchronized intermittent mandatory ventilation(SIMV) at the same level of parameters on the cardiac function in premature infants with hyaline membrane disease(HMD).MethodsOne hundred premature infants with HMD admitted in Department of Neonatology，Shenzhen People′s Hospital from March 2013 to March 2015 were randomized into SIPPV group(50 cases) and SIMV group(50 cases).Both groups were treated with invasive mechanical ventilation，with the Maquet SERVO-i respirator produced in Sweden，appropriate tracheal catheter and the same level of parameters，but different ventilation mode，SIPPV group adopted SIPPV mode，SIMV group adopted SIMV mode.Other 50 healthy premature infants with matched sex，gestational age，mode of delivery and birth weight were selected as the control group.The mean airway pressure(MAP)，tidal volume(VT)，respiratory rate(RR)，blood pressure，pH value，carbon dioxide(PCO2)，oxygen partial pressure(PO2) of the SIPPV and SIMV groups were recorded.In all groups，color Doppler echocardiography was used to determine the indexes for evaluating left ventricular pump blood function，including left ventricular ejection fraction(LVEF)，left ventricular fractional shortening(LVFS)，left ventricular end-diastolic volume(LVEDV)，left ventricular end-systolic volume(LVESV)，stroke volume(SV)，heart rate(HR)，and cardiac output(CO)，and to measure the blood flow velocity at the valve orifices，covering peak flow rate at the aortic valve orifice(AV)，and peak flow rate at the pulmonary valve orifice(PV)，mitral ratio of early to late diastolic filling velocities(M-E/A) and tricuspid ratio of early to late ventricular filling velocities(T-E/A).ResultsMAP and VT in the SIMV group were lower than those in the SIPPV group(P<0.05).Blood pressure，pH value，PCO2，PO2between SIPPV group and SIMV group had no significant difference(P>0.05).RR in the SIMV group was lower than that in the SIPPV group(P<0.05).LVEF，LVFS，LVEDV，LVESV，SV，CO，AV，M-E/A among the three groups did not differ significantly(P>0.05).Notable differences in HR，PV，T-E/A were found among the three groups(P<0.05).Compared with the control group，the SIPPV group had higher HR but lower PV and T-E/A(P<0.05).SIMV group had lower HR but higher PV and T-E/A than the SIPPV group did(P<0.05).And it had lower PV and T-E/A than the control group did(P<0.05).MAP and VT were negatively correlated with PV and T-E/A in both the SIPPV group and SIMV group(P<0.05).ConclusionRight ventricular diastolic function and PV decreased in both the SIPPV and SIMV groups at the same level of parameters，but they decreased more in the former group;while left ventricular pump function and diastolic function in both groups had no obvious changes.

Hyaline membrane disease；Infant，premature；Intermittent positive-pressure ventilation；Ventricular function

R 725.638

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.01.y02

2016-07-11；

2017-01-05)

518020廣東省深圳市人民醫院新生兒科

*通信作者：燕旭東，主治醫師，主要研究方向：新生兒呼吸系統疾??；E-mail：378315748@qq.com

丁璐，燕旭東，黃進潔，等.同步間歇正壓通氣和同步間歇指令通氣對新生兒肺透明膜病早產兒心功能的影響研究[J].中國全科醫學，2017，20(29)：3622-3627.[www.chinagp.net]

DING L，YAN X D，HUANG J J，et al.Synchronized intermittent positive pressure ventilation versus synchronized intermittent mandatory ventilation on cardiac function of premature infants with hyaline membrane disease[J].Chinese General Practice，2017，20(29)：3622-3627.