PRVC模式在肺葉切除術(shù)中單肺通氣時(shí)的應(yīng)用

王 蕓，繆長(zhǎng)虹，許平波

復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院麻醉科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海 200032

PRVC模式在肺葉切除術(shù)中單肺通氣時(shí)的應(yīng)用

王 蕓，繆長(zhǎng)虹，許平波

復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院麻醉科，復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院腫瘤學(xué)系，上海 200032

背景與目的：部分?jǐn)M行肺葉切除術(shù)的患者術(shù)前可能存在明顯的通氣功能障礙，術(shù)中單肺通氣時(shí)如采用容量控制(volume-controlled，VC)通氣模式可能會(huì)誘發(fā)肺損傷。壓力調(diào)節(jié)容量控制(pressure-regulated volume controlled，PRVC)通氣模式是一新型通氣模式，可減少呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷的發(fā)生。本研究擬探討肺葉切除術(shù)中單肺通氣時(shí)應(yīng)用PRVC模式對(duì)患者氣道壓、氧合指數(shù)、肺內(nèi)炎癥指標(biāo)以及預(yù)后的影響。方法：采用隨機(jī)數(shù)字表法將40例ASA Ⅱ～Ⅲ、術(shù)前檢查提示肺功能中-重度障礙、擇期行肺葉切除術(shù)的患者隨機(jī)分為VC組和PRVC組，每組20例。單肺通氣期間，VC組先采用PRVC模式通氣5 min，而后轉(zhuǎn)為VC模式通氣；而PRVC組則先采用VC模式通氣5 min，然后再轉(zhuǎn)為PRVC模式通氣，直至手術(shù)結(jié)束。更改模式時(shí)不改變呼吸機(jī)參數(shù)。記錄兩組患者在不同通氣模式下的氣道峰壓、氣道平臺(tái)壓、肺靜態(tài)順應(yīng)性、血?dú)夥治鼋Y(jié)果以及血流動(dòng)力學(xué)的變化。單肺通氣結(jié)束時(shí)，收集患者通氣側(cè)肺肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)以及血清學(xué)標(biāo)本，分別測(cè)量TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8，記錄患者術(shù)后肺部并發(fā)癥情況及住院時(shí)間。結(jié)果：與VC模式相比，應(yīng)用PRVC模式后氣道壓明顯降低(P＜0.01)，肺靜態(tài)順應(yīng)性明顯升高(P＜0.05)，但兩組間術(shù)中血?dú)夥治鼋Y(jié)果、血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)以及術(shù)后肺部并發(fā)癥方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。PRVC組患者BALF中TNF-α、IL-1β和IL-6水平均明顯低于VC組(P＜0.05)，但兩組患者血清學(xué)炎癥因子水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。結(jié)論：對(duì)于術(shù)前肺功能不佳的擬行肺葉切除術(shù)的患者，術(shù)中單肺通氣期間采用PRVC通氣模式可有效降低氣道壓、減少肺內(nèi)炎癥因子的分泌，是一種安全有效的保護(hù)性通氣模式。

壓力調(diào)節(jié)容量控制通氣模式；容量控制通氣模式；肺葉切除術(shù)；單肺通氣

隨著單肺通氣時(shí)保護(hù)性通氣策略的實(shí)施，術(shù)中呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷的概率已明顯減少［1-4］。然而，由于術(shù)前存在的肺順應(yīng)性下降以及氣道反應(yīng)性增加，許多患者在單肺通氣期間容量控制(volume-controlled，VC)通氣模式下仍會(huì)出現(xiàn)過(guò)高的氣道壓，從而增加氣壓傷乃至術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生的可能。壓力調(diào)節(jié)容量控制(pressure-regulated volume controlled，PRVC)通氣模式是近年來(lái)臨床上新出現(xiàn)的一種通氣模式［5］，它兼具壓力控制通氣和容量控制通氣的優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)患者肺順應(yīng)性不斷調(diào)節(jié)壓力支持的水平，并確保預(yù)設(shè)潮氣量的輸送。它可使肺內(nèi)氣體的分布更加均勻，獲得更好的肺泡通氣，在保證通氣量的同時(shí)降低氣道壓。許多研究業(yè)已證實(shí)，PRVC模式可減少I(mǎi)CU患者機(jī)械通氣造成的肺損傷，對(duì)肺順應(yīng)性較差的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases，COPD)患者尤其適合［6］。

目前，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)有關(guān)術(shù)中單肺通氣期間施行PRVC通氣模式的報(bào)道，因此本研究擬探討擬行肺葉切除術(shù)且肺功能較差的患者術(shù)中采用PRVC通氣模式對(duì)氣道壓、氧合指數(shù)、肺內(nèi)炎癥反應(yīng)以及臨床預(yù)后的影響，并與傳統(tǒng)的VC通氣模式作比較。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇2014年7月—2015年2月本院胸外科收治的40例ASAⅡ～Ⅲ級(jí)、肺功能檢查提示伴有中-重度通氣功能障礙、擬行單側(cè)開(kāi)胸肺葉切除術(shù)的患者。中、重度通氣功能障礙是指FEV1%(FEV1占預(yù)計(jì)值的比例)小于60%。按照隨機(jī)數(shù)字法將患者隨機(jī)分為容量控制組(VC組)和壓力調(diào)節(jié)容量控制組(PRVC組)，每組20例。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 不能溝通和配合者；② 既往有肺部手術(shù)者；③ 嚴(yán)重心臟疾病患者；④ 胸廓畸形患者；⑤ 既往有肺結(jié)核的患者；⑥ 雙腔管插管困難患者。

1.2 麻醉方法

所有患者入室后采用MP 70心電監(jiān)護(hù)儀(荷蘭Philips公司)監(jiān)測(cè)HR、BP和SpO2，記錄基礎(chǔ)值。于T7-8間隙行硬膜外穿刺、置管，注入1%利多卡因3 mL作為試驗(yàn)劑量，而后行頸內(nèi)靜脈、橈動(dòng)脈穿刺置管。采動(dòng)脈血0.5 mL行血?dú)夥治?。去氮給氧3 min后，采用利多卡因1 mg/kg、咪唑安定0.04 mg/kg、舒芬太尼0.4 μg/kg、丙泊酚CP(3～4) μg/mL和羅庫(kù)溴銨0.6 mg/kg進(jìn)行麻醉誘導(dǎo)，置入雙腔支氣管導(dǎo)管并經(jīng)纖支鏡定位準(zhǔn)確后，連接MAQUET FLOW-I 3.0呼吸機(jī)進(jìn)行機(jī)械通氣。擺側(cè)臥位后再次經(jīng)纖支鏡定位，確保雙腔管位置準(zhǔn)確。單肺通氣時(shí)呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)置如下：潮氣量6 mL/kg，頻率12次/min，I∶E=1∶2，F(xiàn)iO2為80%，PEEP 5 cm H2O。采用七氟醚和瑞芬太尼維持麻醉，將麻醉深度控制在BIS值 40～50之間。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法及觀察指標(biāo)

單肺通氣后VC組患者先采用PRVC模式通氣5 min，記錄氣道峰壓和肺靜態(tài)順應(yīng)性。5 min后行動(dòng)脈血?dú)夥治觯诒３滞鈪?shù)不變的情況下將通氣模式改為VC模式，直至單肺通氣結(jié)束。VC模式通氣25 min后記錄氣道峰壓、平臺(tái)壓和肺靜態(tài)順應(yīng)性，并行動(dòng)脈血?dú)夥治?；PRVC組患者單肺通氣時(shí)先采用VC模式通氣5 min，記錄氣道峰壓、平臺(tái)壓和肺靜態(tài)順應(yīng)性。5 min后行動(dòng)脈血?dú)夥治?，在保持通氣參?shù)不變的情況下將通氣模式改為PRVC模式，直至單肺通氣結(jié)束。PRVC模式通氣25 min后記錄氣道峰壓和肺靜態(tài)順應(yīng)性，并行動(dòng)脈血?dú)夥治觥?/p>

所有患者均在單肺通氣即將結(jié)束前行通氣側(cè)肺支氣管肺泡灌洗，采集支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)，待行炎癥因子分析。方法如下：將纖維支氣管鏡頂端緊密楔入通氣側(cè)支氣管開(kāi)口處，經(jīng)活檢孔通過(guò)硅膠管快速注入37 ℃滅菌0.9%氯化鈉溶液30 mL，用負(fù)壓吸引回收灌洗液至痰液收集器(灌洗液回收率大于40%)。迅速將灌洗回收液用雙層無(wú)菌紗布過(guò)濾祛除黏液，離心后取上清液，待行TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8檢測(cè)(操作步驟嚴(yán)格按照ELISA試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行)。同時(shí)，取外周血1 mL，靜置30 min后離心取上清液，待行TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8檢測(cè)。

記錄患者的住院時(shí)間和ICU滯留時(shí)間，記錄患者術(shù)后肺部并發(fā)癥(肺部感染、非炎癥性急性肺損傷)以及二次氣管插管的例數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的比較采用重復(fù)測(cè)量資料方差分析，血?dú)夥治鼋Y(jié)果和炎癥指標(biāo)的比較采用單因素方差分析，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料

如表1所示，兩組患者在年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、ASA分級(jí)、手術(shù)部位、肺部疾病史、術(shù)前肺功能指標(biāo)、手術(shù)時(shí)間、單肺通氣時(shí)間、術(shù)中出血量以及術(shù)中輸液量等方面的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

2.2 通氣模式對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響

如圖1所示，兩組患者手術(shù)期間MAP、HR的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。然而，不論是VC組(單肺通氣5 min時(shí))還是PRVC組(單肺通氣30 min時(shí))，采用PRVC模式通氣的患者其MAP絕對(duì)值均高于VC模式通氣患者，這可能與PRVC模式通氣時(shí)較低的氣道壓有利于腔靜脈血液回流有關(guān)。

表 1 術(shù)前一般情況的比較Tab. 1 Basic characteristics in each group pre-operatively

表 1 術(shù)前一般情況的比較Tab. 1 Basic characteristics in each group pre-operatively

Group VC (n=20) Group PRVC (n=20) Age/year 57 ± 11 56 ± 10 BMI/(kg·m-2) 24.6 ± 2.9 24.4 ± 2.5 Gender Male 9(45%) 12(60%) Female 11(55%) 8(40%) ASA levelⅠ6(30%) 8(40%)Ⅱ14(70%) 12(60%) Operation side Left 9(45%) 10(50%) Right 11(55%) 10(50%) History of COPD 7(35%) 6(30%) FEV1/L-1 1.41 ± 0.38 1.35 ± 0.27 FEV1/% 53 ± 6 51 ± 7 RV/TLC/% 45 ± 7 46 ± 9 Operative duration t/min 86 ± 17 80 ± 8 OLV duration 59 ± 12 55 ± 10 OR bleed volume V/mL 94 ± 50 90 ± 46 OR fluid volume V/mL 695 ± 175 704± 216

2.3 通氣模式對(duì)氣道壓、肺順應(yīng)性以及氧合指數(shù)的影響

如表2所示，不論是VC組(PRVC模式通氣5 min)還是PRVC組(PRVC模式通氣30 min)，與VC模式相比，采用PRVC模式通氣的患者其氣道峰壓明顯更低，肺靜態(tài)順應(yīng)性更高，但組間氧合指數(shù)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)。

2.4 通氣模式對(duì)肺內(nèi)及全身炎癥反應(yīng)的影響

為了解不同的通氣模式是否會(huì)影響肺內(nèi)及全身炎癥反應(yīng)，本研究檢測(cè)了通氣側(cè)肺和外周血中TNF-α、IL-1β、IL-6以及IL-8水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PRVC組患者通氣側(cè)肺BALF中TNF-α、IL-1β及IL-6水平明顯低于VC組患者(圖2A)，但組間全身炎癥反應(yīng)水平相似(圖2B)。

圖 1 不同的通氣模式對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響Fig. 1 Effects of different ventilation modes on hemodynamic parameters

表 2 OLV期間不同通氣模式對(duì)氣道壓、肺靜態(tài)順應(yīng)性以及氧合指數(shù)的影響Tab. 2 Influence of different ventilation modes on expiratory pressure, static lung compliance and oxygenation index during OLV

圖 2 通氣模式對(duì)肺內(nèi)及全身炎癥反應(yīng)的影響Fig. 2 The effects of various ventilation modes on pulonary and systamic inflammatory responses

2.5 通氣模式對(duì)患者術(shù)后肺部并發(fā)癥、住院時(shí)間的影響

如表3所示，為了解不同通氣模式對(duì)患者預(yù)后的影響，我們統(tǒng)計(jì)了患者術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生率以及住院時(shí)間。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組患者在圍術(shù)期肺部并發(fā)癥的發(fā)生方面并無(wú)差異。但是對(duì)4例術(shù)后出現(xiàn)非感染性急性肺損傷的患者進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，有3例患者術(shù)中氣道峰壓長(zhǎng)時(shí)間高達(dá)30 cm H2O，且均為VC組患者。

表 3 術(shù)后一般情況的比較Tab. 3 Basic characteristics in each group post-operatively

3 討 論

目前，外科手術(shù)患者術(shù)中大多采用VC模式(8～10 mL/kg)進(jìn)行通氣，但在胸科手術(shù)中單肺通氣時(shí)，部分患者可能因通氣側(cè)肺順應(yīng)性差、氣道阻力較高等原因出現(xiàn)過(guò)高的氣道壓，有時(shí)甚至高達(dá)35～40 cm H2O。為此，臨床上已摒棄單肺通氣時(shí)采用正常潮氣量通氣的策略，轉(zhuǎn)而采取保護(hù)性肺通氣策略，即小潮氣量(4～6 mL/kg)聯(lián)合低水平PEEP(常為5 cm H2O)［1-4］。該策略在一定程度上避免了過(guò)高的氣道壓，但仍有少數(shù)患者在雙腔管位置良好的情況下出現(xiàn)過(guò)高的氣道壓。氣道壓過(guò)高可引起肺泡壓升高，在降低回心血量進(jìn)而引起血壓下降的同時(shí)，還可誘發(fā)氣壓傷，導(dǎo)致急性肺損傷、術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生。

在傳統(tǒng)的VC模式中，呼吸機(jī)依靠預(yù)設(shè)的潮氣量、吸氣時(shí)間和呼吸頻率來(lái)保證患者的通氣量，其氣道壓力的大小主要受患者氣道阻力和肺順應(yīng)性影響［2］。為了達(dá)到預(yù)設(shè)的潮氣量，不同順應(yīng)性的肺組織其肺泡通氣量存在不均一性，因而容易引起肺組織和間質(zhì)的結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致氣壓傷。根據(jù)肺保護(hù)性通氣策略，通氣管理的目標(biāo)是將呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷降至最低，而PRVC模式則很好的符合了這一策略。PRVC在確保預(yù)設(shè)潮氣量的基礎(chǔ)上，呼吸機(jī)能自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)肺順應(yīng)性和容積/壓力關(guān)系，并據(jù)此反饋調(diào)節(jié)下一次通氣的吸氣壓水平，使氣道壓盡可能降低，以減少正壓通氣的氣壓傷［5-8］。PRVC的第一次通氣為試驗(yàn)性通氣，吸氣壓力較低(吸氣壓為5 cm H2O)，吸氣過(guò)程中微電腦測(cè)算肺順應(yīng)性，并計(jì)算出下一次通氣要達(dá)到預(yù)設(shè)潮氣量所需的吸氣壓，下次通氣實(shí)際吸氣壓為上述計(jì)算值的75%，經(jīng)過(guò)幾次通氣即能達(dá)到實(shí)際潮氣量與預(yù)設(shè)潮氣量相符。由于吸氣流速波形為減速波，當(dāng)患者氣道阻力較大時(shí)可減少氣體的渦流，因而在確保預(yù)設(shè)潮氣量的同時(shí)仍可減少壓力消耗，降低吸氣峰壓［7-8］。已有文獻(xiàn)報(bào)道，PRVC模式能夠較好地滿足機(jī)械通氣時(shí)潮氣量的需要，在降低氣道壓力的同時(shí)還有助于減少肺部并發(fā)癥［7,9-12］。

本研究采用交叉設(shè)計(jì)的方法比較了VC和PRVC通氣模式對(duì)單肺通氣患者呼吸力學(xué)、氧合指數(shù)以及肺內(nèi)不同通氣模式下呼吸力學(xué)的變化。結(jié)果提示，采用PRVC模式進(jìn)行通氣時(shí)，不僅氣道壓水平明顯低于VC模式，而且肺靜態(tài)順應(yīng)性也明顯高于VC模式。此外，對(duì)肺內(nèi)炎癥指標(biāo)的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，PRVC組患者通氣側(cè)肺BALF中TNF-α、IL-1β和IL-6水平顯著低于VC組，這提示過(guò)高的氣道壓力可能導(dǎo)致了順應(yīng)性較差的肺組織的結(jié)構(gòu)破壞，從而發(fā)生氣壓傷。這一結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)的結(jié)果是吻合的［13-17］。

兩組患者在心率、血壓、氧合指數(shù)、術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生率方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。進(jìn)一步的分析顯示，4例術(shù)后出現(xiàn)非感染性急性肺損傷的患者中有3例(均為VC組患者)術(shù)中氣道壓長(zhǎng)時(shí)間高達(dá)30 cm H2O，這可能是這些患者術(shù)后出現(xiàn)呼吸功能障礙的重要原因，因而術(shù)中采用保護(hù)性的通氣策略盡可能降低氣道壓的意義重大。

綜上，PRVC模式具有降低氣道壓力、改善肺順應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn)，可減少單肺通氣期間過(guò)高氣壓所導(dǎo)致的急性肺損傷。因此，PRVC模式是肺通氣功能較差患者(如慢性支氣管炎、COPD等患者)手術(shù)期間尤其是單肺通氣時(shí)的不錯(cuò)選擇。

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Application of PRVC ventilation mode in one-lung ventilation during pulmonary lobectomy

WANG Yun, MIAO Changhong, XU Pingbo
(Department of Anesthesiology, Fudan University Shanghai Cancer Center; Department of Oncology, Shanghai Medical College, Fudan University, Shanghai 200032, China)

XU Pingbo E-mail: xupingboshanghai@163.com

Background and purpose: Obvious pulmonary dysfunction may exsist preoperatively in part of the patients undergoing pulmonary lobectomy. Volume-controlled ventilation (VC) during one-lung ventilation (OLV) may lead to lung injury in lung cancer patients with preoperative pulmonary dysfunction. However, pressure-regulated volume-controlled (PRVC) ventilation mode is a new type of ventilation mode, and can alleviate ventilation-induced lung injury. This study explored the effect of PRVC on respiratory mechanics, oxygenation index, pulmonary inflammatory response, and clinical outcomes in patients undergoing pulmonary lobectomy during OLV compared with VC mode. Methods: Forty ASA Ⅱ-Ⅲ patients with moderate to severe pulmonary dysfunction undergoing pulmonary lobectomy were randomly divided into group VC and group PRVC (n=20)．PRVC ventilation mode was performed for patients in group VC during the first 5 minutes after OLV, and then ventilation mode was switched to VC ventilation mode till the end of surgery. In the other group, ventilation modes were performed in reverse order. Ventilation settings remained unchanged when ventilation mode was switched. Respiratory mechanics, static lung compliance, hemodynamic parameters and arterial blood gas were obtained during the surgery. Blood samples and bronchoalveolar lavage (BALF) in ventilated lung were collected to determine the level of TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-8 at the end of surgery.Results: Both the peak expiratory pressure and static lung compliance in group PRVC were significantly lower than those in group VC (P＜0.01). However, there were no statistical difference in hemodynamic parameters (heart rate and blood pressure) and arterial blood gas analysis (pH, paO2and paCO2) between the two groups during OLV, as well as postoperative pulmonary complications and length of hospital stay. The levels of TNF-α, IL-1β and IL-6 in BALF in group PRVC were significantly lower than those in group VC (P＜0.05), while there was no difference in blood sample. Conclusion: PRVC mode during OLV may relieve the extravagant airway pressure and then reduce the release of inflammatory factors in ventilation lung, which might prevent acute lung injury induced by lung barotraumas, especially for those patients with pulmonary dysfunction preoperatively. Therefore, PRVC mode is a safe and effective ventilation mode for high-risk patients undergoing pulmonary lobectomy.

Pressure-regulated volume controlled ventilation mode; Volume-controlled ventilation mode; Pulmonary lobectomy; One-lung ventilation

10.3969/j.issn.1007-3969.2015.09.006

R734.2

A

1007-3639(2015)09-0677-06

2015-03-31

2015-08-18）

許平波 E-mail:xupingboshanghai@163.com