呼氣末正壓通氣在腹腔鏡手術中的應用進展

駱 丹(綜述)，劉新偉(審校)

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院麻醉科，重慶400016)

?

內鏡學

呼氣末正壓通氣在腹腔鏡手術中的應用進展

駱 丹△(綜述)，劉新偉※(審校)

(重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院麻醉科，重慶400016)

腹腔鏡應用于臨床已有近40年的歷史，現已廣泛開展于多學科手術，為患者術后恢復帶來很大益處。但在使用腹腔鏡手術建立人工氣腹時產生的高腹壓和高碳酸血癥對人體的呼吸系統、循環(huán)系統有很大影響，從而引起人體內環(huán)境紊亂，產生特有的并發(fā)癥，因此對麻醉的實施及管理要求高于一般手術。近年來，有研究使用呼氣末正壓(PEEP)通氣以減少腹腔鏡手術中的不良反應及術后肺部并發(fā)癥。該文將闡述PEEP在腹腔鏡手術中應用的原因及進展。

腹腔鏡手術；呼氣末正壓通氣；臨床應用

因腹腔鏡手術具有創(chuàng)口小、組織粘連少、術后恢復快、住院時間短等優(yōu)點，已成為被大家廣泛選擇的手術方式。但是,腹腔鏡手術所需的氣腹條件及特殊體位可導致呼吸、循環(huán)改變，而引起內環(huán)境紊亂，因此需加強術中麻醉管理。研究表明，應用呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure，PEEP)即在呼氣末時通過呼吸機使氣道內保持正壓而大于外界大氣壓，可張開原來萎陷的氣道和肺泡，以恢復其氣體交換功能從而減少肺內分流、提高氧分壓，降低吸入氣的氧濃度，減少腹腔鏡手術對呼吸功能的影響，對麻醉管理提供安全、有效的方法[1-2]?，F就PEEP通氣在腹腔鏡手術中應用進展予以綜述。

1 PEEP通氣應用的原因

1.1 肺氧合功能 二氧化碳是腹腔鏡手術常規(guī)使用的氣體，而二氧化碳吸收入血后會導致高碳酸血癥，同時建立氣腹會造成膈肌上抬、氣道壓升高，導致內源性PEEP增高，這些因素可致呼吸死腔量增大、潮氣量下降、彌散性肺泡萎縮、功能殘氣量減低、肺不張；同時機械通氣造成肺泡表面活性物質失活，導致肺順應性下降，形成肺通氣、換氣障礙，而Trendelenburg體位會加重以上不良反應，特別是原發(fā)性心肺功能差或肥胖的患者，由于心肺功能儲備較差，肺不張的影響更甚；增大潮氣量通氣并不能改善以上情況，相反可以引起肺泡過度膨脹及萎縮，大小肺泡形成，形成氣壓傷、容積傷、不張傷和生物傷等[3-4]。而將呼吸頻率加快，有時并不能完全排除體內二氧化碳潴留，同時也會造成內源性PEEP增高及肺泡過度開放及閉合。研究表明，使用PEEP能有效改善肺的氧合功能[1]。應用PEEP能抵抗內源性PEEP，保持呼氣末肺泡相對開放，同時使已經萎縮的肺泡重現開放，有效防止肺泡萎陷及肺不張。PEEP通過增加肺泡壓與肺組織間隙壓力，使肺泡內水腫液重新分布，阻止肺毛細血管內液體濾過與肺水腫的發(fā)生，有利于氣體彌散，增加肺泡通氣量，有助于提高氧分壓。Kim等[1]研究了在腹腔鏡膽囊切除術中，測量麻醉誘導及建立氣腹30 min后的氧合指數與肺泡動脈氧分壓差，結果顯示，用5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa) PEEP能增加肺的動脈氧合指數，并且血流動力學改變的差異無統計學意義。Kwak等[2]將實驗組設為10 cmH2O PEEP，結果兩組患者的腦動脈氧飽和度變化均沒有小于基準值的80%，同樣地，血流動力學改變差異無統計學意義。說明在腹腔鏡手術中應用PEEP可以保護腦動脈血氧飽和度，并且在腹腔鏡手術中應用是安全的。

1.2 術后肺部并發(fā)癥(postoperative pulmonary complications，PPCs) 麻醉機械通氣后的重要并發(fā)癥——PPCs，是麻醉醫(yī)師需要引起重視的事件。有研究證明，PPCs占上腹部手術或胸部手術術后并發(fā)癥的10%～20%[5]。因此，麻醉術中管理對PPCs有重要的作用。PPCs主要包括肺部感染、低氧血癥、呼吸衰竭、肺不張、肺水腫、哮喘等。肺不張可引起術中低氧血癥、術后低氧血癥[6]、氣管內分泌物清除障礙[7]、淋巴回流受阻[8]等，以上因素可能是引起肺部感染的重要因素[9]。所以術后送患者回病房時要盡量保持肺“干凈”，可以減少PPCs的發(fā)生。Cakmakkaya等[10]對20例行腹腔鏡腎切除術的患者作前瞻性研究，測量在不同時段的肺順應性與術前的基準值相比較，得出術后患者的肺順應性較基準值降低10 mL/mmH2O，說明術后患者仍存在肺不張；而在手術結束后應用肺泡復張策略，即先手控膨肺，持續(xù)約10 s，再加5 cmH2O PEEP通氣，反復3次，測出術后肺順應性能恢復到基準值，說明使用肺泡復張策略可復張萎縮肺泡防止肺不張，由此可能減少PPCs的發(fā)生。而由Pinheiro de Oliveira等[11]根據隨機對照試驗數據，對術前沒有肺部疾病的患者進行試驗，發(fā)現小潮氣量聯合PEEP機械通氣模式則可抑制肺部炎性介質(如白細胞介素8和腫瘤壞死因子α)的產生。Barbosa等[12]通過回顧性研究得出，術中應用PEEP能明確改善術后肺不張及術后第1日呼吸氧合指數，推測使用PEEP可能降低術后患者的病死率及PPCs的發(fā)生率。

1.3 心排血量 腹腔內充氣時腹腔內壓力超過10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)時會引起平均動脈壓增高，同時血管受壓，加壓素及兒茶酚胺釋放，引起全身血管阻力增加，加重心臟后負荷，引起心排血量減少，并且與腹腔內壓力的增加呈正比，特別是對心功能差的患者，由于機體自身調節(jié)有限，心排血量的減少更為顯著。Fellahi等[13]用醫(yī)用抗休克褲往腹囊內充入30 cmH2O的氣體來模擬腹內高壓引起左心室后負荷增加，得出應用10 cmH2O PEEP能減少50%左心室后負荷，但是同樣檢測到心臟指數減少，但這不能完全否認PEEP的應用，他們認為，通常在心功能正常的實驗者中，觀察到PEEP使前負荷降低，但在心臟病患者中，相較于前負荷，后負荷是引起血流動力學改變的敏感和重要因素。但此項實驗是模擬腹內高壓為條件，作為臨床上應用于腹腔鏡手術還需試驗。Ingaramo等[14]對兒童重癥監(jiān)護室的患兒測量心排血量，結果顯示，隨著PEEP的增加心排血量平均減少<10%，在臨床上差異無統計學意義，因此鼓勵在血流動力學穩(wěn)定的情況下，對患有肺部疾病的患者使用PEEP。

2 臨床應用

2.1 肺保護性通氣 由于腹腔鏡手術需要建立氣腹，會造成其他手術沒有遇到的情況，比如說氣體充入腹腔內，使膈肌上抬，導致肺順應性下降、氣道壓升高等危險，因此腹腔鏡手術需要特殊的通氣策略。臨床上，潮氣量常設定為8～12 mL/kg，對于非人工氣腹雙肺通氣患者尚屬正常，但對于腹腔鏡手術尤其是具有特殊體位要求的機械通氣而言，因為肺順應性減少、肺容量相對減少，會造成氣道壓明顯升高，造成呼吸機性肺損傷，而小潮氣量通氣又可能導致低氧血癥、二氧化碳蓄積、加劇肺不張。有報道提出應用肺保護通氣策略，即用較小潮氣量和氣道壓減少肺過度膨脹，允許一定范圍的高二氧化碳血癥，同時給予一定水平的PEEP改善順應性和氧合功能，臨床上已廣泛用于治療急性肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征等[15]。已經有研究將此策略應用于開腹手術，可以減少術后并發(fā)癥及住院時間，使用小潮氣量聯合PEEP能保證通氣良好的前提下，減少呼吸機相關性肺損傷，改善患者預后[16]。Severgnini等[17]選擇56例手術時間至少2 h的開放性腹部手術患者為研究對象，分為兩組，標準通氣組通氣方式為潮氣量9 mL/kg和0 cmH2O PEEP，保護性通氣組通氣方式為潮氣量7 mL/kg，加10 cmH2O PEEP；結果顯示，與標準通氣組比較，保護性通氣組術后第1日及第3日的修改后的臨床肺部感染評分更低，住院時間縮短。

2.2 最佳PEEP值 目前在臨床上，腹腔鏡手術中應用中等程度的PEEP即5～10 cmH2O可以改善患者呼吸氧合，排出二氧化碳，抑制血管收縮反應，雖然可導致肺動脈收縮壓降低及心臟搏出量減少，但總的說來可以改善氣腹引起的心肺反應，在臨床應用上比較安全[18]。Lee等[19]研究由機器人操作的腹腔鏡前列腺切除術的100例患者，試驗分為5組，PEEP分別為0、3、5、7和10 cmH2O，結果顯示，使用PEEP具有更好的動脈氧合及氧氣彌散能力，并且使用10 cmH2O PEEP具有最好的改善，但卻會引起過高的氣道壓；在所有組中，心率、平均動脈壓、分鐘通氣量差異均無統計學意義，故7 cmH2O為最佳PEEP值。而Maracajá-Neto等[20]應用高于生理性的PEEP即10 cmH2O行機械通氣，結果引起呼吸系統彈性、胸膜彈性以及呼吸系統阻力減少，減少腹腔鏡手術形成的凋亡抑制蛋白，并且胸壁彈性及食管壓并無顯著改變；這個實驗測出10 cmH2O PEEP降低了呼吸系統的阻力，減少了氣胸形成的風險，可能與高PEEP水平使部分萎陷肺泡保持穩(wěn)定及復張有關。但過高的PEEP可能引起氣胸，特別是有肺大泡形成及吸煙的患者。Futier等[21]將健康者及肥胖患者納為研究對象，試驗結果顯示，單獨應用10 cmH2O PEEP能增高肺容量和改善呼吸力學，但只能部分抵消氣腹的不良影響，在兩組中均無證據表明能明顯地改善肺的氧合功能；而PEEP聯合肺復張，即先使用PEEP后再給予40 cmH2O的持續(xù)正壓通氣能明顯改善肺的氧合功能，持續(xù)增加動脈血氧濃度、呼氣末肺容積、生理死腔/潮氣量比率，特別是對于肺容量減少的健康人和肥胖患者。這與Maisch等[22]的研究一致，說明在肺復張之后應用PEEP能最大程度地增加肺泡復張的數量，增加肺順應性。

3 小 結

目前，在腹腔鏡手術中，應用不恰當的機械通氣會加重肺損傷。應用適當的PEEP機械通氣可改善肺的氧合功能，對肺功能保護起積極作用，可以避免肺的機械性損傷，并且對血流動力學影響小，在臨床應用是安全的。但最佳PEEP值仍未知，一般使用方法為單獨應用中等程度PEEP聯合小潮氣量或聯合肺復張策略，起到肺保護性通氣作用，但尚不能明確是否可改善術后肺部并發(fā)癥，還需要更多的試驗研究。

[1] Kim JY,Shin CS,Kim HS,etal.Positive end-expiratory pressure in pressure-controlled ventilation improves ventilatory and oxygenation parameters during laparoscopic cholecystectomy[J].Surg Endosc，2010，24(5):1099-1103.

[2] Kwak HJ,Park SK,Lee KC,etal.High positive end-expiratory pressure preserves cerebral oxygen saturation during laparoscopic cholecystectomy under propofol anesthesia[J].Surg Endosc，2013，27(2):415-420.

[3] Vaneker M,Halbertsma FJ,van Egmond J,etal.Mechanical ventilation in healthy mice induces reversible pulmonary and systemic cytokine elevation with preserved alveolar integrity:an in vivo model using clinical relevant ventilation settings[J].Anesthesiology，2007，107(3):419-426.

[4] Parker JC,Hernandez LA,Peevy KJ.Mechanisms of ventilator-induced lung injury[J].Crit Care Med，1993，21(1):131-143.

[5] Licker M,Diaper J,Villiger Y,etal.Impact of intraoperative lung-protective interventions in patients undergoing lung cancer surgery[J].Crit Care，2009,13(2)：R41.

[6] Hedenstierna G,Edmark L.The effects of anesthesia and muscle paralysis on the respiratory system[J].Intensive Care Med，2005，31(10):1327-1335.

[7] Hedenstierna G.Airway closure,atelectasis and gas exchange during anaesthesia[J].Minerva Anestesiol，2002，68(5):332-336.

[8] Pearse DB,Searcy RM,Mitzner W,etal.Effects of tidal volume and respiratory frequency on lung lymph flow[J].J Appl Physiol (1985)，2005，99(2):556-563.

[9] van Kaam AH,Lachmann RA,Herting E,etal.Reducing atelectasis attenuates bacterial growth and translocation in experimental pneumonia[J].Am J Respir Crit Care Med，2004，169(9):1046-

1053.

[10] Cakmakkaya OS,Kaya G,Altintas F,etal.Restoration of pulmonary compliance after laparoscopic surgery using a simple alveolar recruitment maneuver[J].J Clin Anesth，2009，21(6):422-426.

[11] Pinheiro de Oliveira R，Hetzel MP,dos Anjos Silva M,etal.Mechanical ventilation with high tidal volume induces inflammation in patients without lung disease[J].Crit Care，2010，14(2):R39.

[12] Barbosa FT,Castro AA,de Sousa-Rodrigues CF.Positive end-expiratory pressure (PEEP) during anaesthesia for prevention of mortality and postoperative pulmonary complications[J/CD].Cochrane Database Syst Rev，2014，6：CD007922.

[13] Fellahi JL,Caille V,Charron C,etal.Hemodynamic effects of positive end-expiratory pressure during abdominal hyperpression:a preliminary study in healthy volunteers[J].J Crit Care，2012，27(1):33-36.

[14] Ingaramo OA,Ngo T,Khemani RG,etal.Impact of positive end-expiratory pressure on cardiac index measured by ultrasound cardiac output monitor[J].Pediatr Crit Care Med，2014，15(1):15-20.

[15] Ventilation with lower tidal volumes as compared with tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratoy distress syndrome.The Acute Respiratory Distress Syndrome Network[J].N Engl J Med，2000,342(18):1301-1308.

[16] Futier E,Constantin JM,Paugam-Burtz C,etal.A trial of intraoperative low-tidal-volume ventilation in abdominal surgery[J].N Engl J Med，2013，369(5):428-437.

[17] Severgnini P,Selmo G,Lanza C,etal.Protective mechanical ventilation during general anesthesia for open abdominal surgery improves postoperative pulmonary function[J].Anesthesiology，2013，118(6):1307-1321.

[18] Russo A,Di Stasio E,Scagliusi A,etal.Positive end-expiratory pressure during laparoscopy:cardiac and respiratory effects[J].J Clin Anesth，2013，25(4):314-320.

[19] Lee HJ,Kim KS,Jeong JS,etal.Optimal positive end-expiratory pressure during robot-assisted laparoscopic radical prostatectomy[J].Korean J Anesthesiol，2013，65(3):244-250.

[20] Maracajá-Neto LF,Ver?osa N,Roncally AC,etal.Beneficial effects of high positive end-expiratory pressure in lung respiratory mechanics during laparoscopic surgery[J].Acta Anaesthesiol Scand，2009，53(2):210-217.

[21] Futier E,Constantin JM,Pelosi P,etal.Intraoperative recruitment maneuver reverses detrimental pneumoperitoneum-induced respiratory effects in healthy weight and obese patients undergoing laparoscopy[J].Anesthesiology，2010，113(6):1310-1319.

[22] Maisch S,Reissmann H,Fuellekrug B,etal.Compliance and dead space fraction indicate an optimal level of positive end-expiratory pressure after recruitment in anesthetized patients[J].Anesth Analg，2008，106(1):175-181.

The Progress of Application of Positive End-expiratory Pressure in the Laparoscopic Surgery

LUODan，LIUXin-wei．

(DepartmentofAnesthesia，theFirstAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity，Chongqing400016，China)

The application of laparoscopic has been almost 40 years in clinical,which has been widely carried out in multidisciplinary surgeries,bringing great benefit to rapid recovery.But hypercapnia and high intraperitoneal pressure resulted from the pneumoperitoneum laparoscopic surgery which adversely affect the respiratory and circulation system and cause internal environment disorder and specific complications.Therefore the requirement for implementation and management of anesthesia is higher than general surgery.There are studies in recent years of using the positive end-expiratory pressure(PEEP) to reduce adverse reactions and the postoperative pulmonary complications of laparoscopic surgery.Here describes the reasons and progress of the PEEP application in laparoscopic surgery.

Laparoscopic; Positive end-expiratory pressure; Clinical application

衛(wèi)生部國家臨床重點?？平ㄔO基金資助項目(財社〔2011〕170號)；重慶市醫(yī)學重點學科計劃項目 (渝衛(wèi)科教〔2007〕2號)

R614.2

A

1006-2084(2015)12-2234-03

10.3969/j.issn.1006-2084.2015.12.045

2014-10-30

2014-12-17 編輯：鄭雪