肺保護性通氣策略在腹部和胸部手術(shù)中應(yīng)用的研究進展

朱 赫 綜述 吳長毅

(北京大學(xué)第三醫(yī)院麻醉科，北京 100191)

肺保護性通氣策略(lung protective ventilation strategy，LPVS)的應(yīng)用是近年來在急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征(acute lung injury/acute respiratory distress syndrome，ALI/ARDS)治療中的重要進展。ALI/ARDS患者采用保護性通氣策略，能夠改善氣體交換和氧合，降低肺泡及循環(huán)內(nèi)炎性因子的水平，縮短機械通氣時間，降低患者病死率[1，2]。但對于非ALI/ARDS需要全身麻醉進行手術(shù)的病人，采用LPVS是否受益尚不明確[3]。胸部和腹部手術(shù)時間較長、創(chuàng)傷較大，本文對腹部和胸部手術(shù)中LPVS應(yīng)用的研究進展文獻總結(jié)如下。

1 傳統(tǒng)的通氣策略和LPVS

傳統(tǒng)機械通氣模式(conventional mechanical ventilation，CMV)包括潮氣量10～12 ml/kg，平臺壓<50 cm H2O，不使用呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure，PEEP)或膨肺[4]。LPVS的核心內(nèi)容是小潮氣量(5～8 ml/kg)，限壓氣道平臺壓(平臺壓<30 cm H2O)，合理的呼氣末正壓(PEEP 5～10 cm H2O)和肺復(fù)張手法(recruitment maneuvers, RMs)[5]。傳統(tǒng)的通氣策略容易導(dǎo)致肺泡過度膨脹，引起通氣性肺損傷，如氣壓傷、容積傷和萎陷傷等[6]。LPVS應(yīng)用較小的潮氣量和PEEP，避免肺過度膨脹和塌陷，減少機械通氣誘發(fā)的肺損害和肺不張，降低氣道壓力和氣道阻力，減少炎癥因子釋放，減輕肺部和全身炎癥損傷。對于術(shù)前肺功能大致正常的腹部和胸部手術(shù)患者在全麻手術(shù)中采用LPVS是否比傳統(tǒng)的通氣策略更能獲益是近年研究的熱點之一。

2 全身麻醉下機械通氣對呼吸功能的影響

機械通氣(mechanical ventilation，MV)是一個有創(chuàng)的過程，是救治呼吸衰竭患者的重要手段，包含2個主要的功能：當(dāng)病人難以自主呼吸時提供吸氣時的壓力；二是幫助打開患部肺閉合的肺泡。20%的ICU病人因為中樞性或神經(jīng)肌肉疾病需要MV的支持[7]。與ARDS患者相比，全身麻醉下進行手術(shù)的患者接受機械通氣的比例更大，全世界每年約有3.1億患者接受全麻手術(shù)[8]。全身麻醉使肌肉和膈肌松弛，呼吸肌張力降低，腹部壓力增加，進而導(dǎo)致通氣血流比值變化。從直立位到仰臥位的改變和麻醉藥物也會降低肺的功能殘氣量，甚至發(fā)生肺不張。機械通氣是把雙刃劍，對肺功能的影響取決于持續(xù)通氣的強度、時間等多種因素；負面影響包括呼吸機相關(guān)性肺損傷(ventilator associated lung injury，VALI)。

擇期手術(shù)中機械通氣的使用可能使肺功能原本正常的病人誘發(fā)新的肺損傷。肺部疾病、老年患者、手術(shù)時間>2 h是影響功能殘氣量和肺不張的因素，這些均可能導(dǎo)致肺部并發(fā)癥[9]。隨著2000年后ARDS患者LPVS的迅猛發(fā)展，全麻手術(shù)中機械通氣是否有必要采取類似的肺保護策略值得思考。

3 腹部手術(shù)中LPVS的應(yīng)用

腹部手術(shù)目前主要為傳統(tǒng)開腹腹部手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)。全身麻醉下，開腹和腹腔鏡手術(shù)對于機械通氣的影響不同，下文將開腹手術(shù)和腹腔鏡手術(shù)中應(yīng)用LPVS的研究進展分別討論。

3.1 在傳統(tǒng)開腹手術(shù)中的應(yīng)用

手術(shù)后肺部并發(fā)癥(postoperative pulmonary complications, PPCs)發(fā)生率為5%～10%，腹部手術(shù)患者發(fā)生PPCs高達9%～40%[10]。多中心、隨機臨床試驗和meta分析顯示，在腹部手術(shù)中，LPVS(包括低潮氣量、呼氣末正壓、肺復(fù)張)顯著提高預(yù)后質(zhì)量[11～13]。一項納入400例腹部手術(shù)的多中心RCT研究，患者被隨機分為肺保護性通氣組(LPV組，6～8 ml/kg，6～8 cm H2O PEEP)和傳統(tǒng)通氣策略組(CMV組，10～12 ml/kg，<5 cm H2O PEEP)，LPV組術(shù)后7 d肺部并發(fā)癥(肺炎或ARDS)發(fā)生率為10.5%，遠低于CMV組27.5%，術(shù)后7 d需要無創(chuàng)輔助通氣或再次插管率也低于CMV組(5% vs. 17%)[10]。相似的研究亦表明，對于>2 h的腹部手術(shù)患者，7 ml/kg潮氣量聯(lián)合10 cm H2O PEEP和膨肺操作，比9 ml/kg潮氣量不使用PEEP和膨肺組能明顯改善患者術(shù)后肺功能和氧合，降低肺感染評分，但對降低患者病死率無明顯改善[14，15]。此外，一項44例老年患者的研究表明，傳統(tǒng)開腹手術(shù)中應(yīng)用保護性肺通氣模式能改善術(shù)中的氧合，但并未減少術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生[16]。

總體而言，傳統(tǒng)開腹手術(shù)中采用小潮氣量的策略是有益的，但單獨應(yīng)用小潮氣量通氣會導(dǎo)致動脈氧分壓的降低，進而出現(xiàn)術(shù)后進行性肺不張。只有在小潮氣量聯(lián)合使用PEEP和肺復(fù)張手法時患者才能獲益。

3.2 在腹腔鏡手術(shù)中的應(yīng)用

目前，腹腔鏡技術(shù)在外科廣泛應(yīng)用，具有創(chuàng)傷小、術(shù)后疼痛輕、恢復(fù)快等特點。但人工氣腹和特殊體位會造成膈肌上移，肺順應(yīng)性減少，氣道壓升高等，對患者生理功能造成嚴(yán)重干擾[17]。臨床上常采用傳統(tǒng)機械通氣增加潮氣量來增加氣體交換，避免CO2蓄積，但會使氣道壓進一步增高，同時使肺泡內(nèi)外壓力差增大，對病變肺組織產(chǎn)生較大剪切力，導(dǎo)致氣壓性肺損傷或呼吸機所致肺損傷[17]。當(dāng)氣腹的壓力大于氣道壓時，形成壓力差容易使肺泡毛細血管膜移位，引發(fā)相鄰肺組織塌陷，造成肺膨脹不全。Park[13]報道62例腹腔鏡手術(shù)的隨機對照研究，LPV組(6 ml/kg，5 cm H2O PEEP)術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生率明顯低于CMV組(10 ml/kg)(LPV組9例，CMV組3例，P=0.023)?？梢姡瑢πg(shù)前肺功能正常的患者，術(shù)中進行有效的低潮氣量、適度PEEP和間歇肺復(fù)張手法的LPVS，術(shù)后輔助正壓通氣，可以明顯降低肺部并發(fā)癥。

氣腹手術(shù)中可考慮采用容許性高碳酸血癥，容許性的高碳酸血癥可使體循環(huán)血管阻力和左心室后負荷降低，LPVS中小潮氣量的應(yīng)用可使吸氣末肺容積降低，從而使肺循環(huán)血管阻力降低，部分抵消人工氣腹對循環(huán)系統(tǒng)的干擾作用。同時，小潮氣量明顯降低氣道壓，一定程度上有效地預(yù)防和避免人工氣腹對肺組織的物理性和組織性損傷。腹腔鏡手術(shù)LPV組術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥(肺炎、肺不張)和低氧血癥(<90%)發(fā)生率明顯低于傳統(tǒng)通氣組，pH、PaO2、PaCO2、PAO22組未見明顯差異；CO2氣腹后LPV組和傳統(tǒng)通氣組在炎癥因子(IL-6、TNF-α、IL-8、IL-1β)無明顯差異，二者的肺泡灌洗液(BAL)中的炎性因子也未見差異[13，18，19]。腹腔鏡手術(shù)時間較短，隨著手術(shù)時間的延長，肺保護性通氣的優(yōu)勢和效果是否顯現(xiàn)仍需更深入的研究和探討。

4 胸部手術(shù)中LPVS的應(yīng)用

胸部手術(shù)涉及到單肺通氣、術(shù)中及術(shù)后的肺復(fù)張，我們著重討論胸部手術(shù)LPVS的潮氣量、PEEP的選擇及肺復(fù)張策略。

4.1 潮氣量的選擇

單肺通氣是胸外科常用的通氣方式，是采用支氣管導(dǎo)管對患者非操作側(cè)肺進行通氣，從而改善手術(shù)視野，利于手術(shù)操作。傳統(tǒng)觀點認為通氣側(cè)肺潮氣量為8～10 ml/kg，潮氣量過小可能引發(fā)肺不張，潮氣量較大可增加通氣量改善氧合[20]。大潮氣量和單肺通氣造成氣道壓力增加，導(dǎo)致氧化應(yīng)激，炎癥因子釋放和組織損傷，更易造成術(shù)中低氧血癥和術(shù)后肺部損傷等并發(fā)癥[21～23]，傳統(tǒng)的大潮氣量通氣容易導(dǎo)致危重患者發(fā)生ALI/ARDS[24～26]。LPVS的應(yīng)用可有效減輕和預(yù)防此問題。

LPVS更接近人類生理潮氣量，配合適度PEEP可以減少肺損傷的程度，肺葉切除術(shù)患者使用LPV模式能降低術(shù)后肺功能異常的發(fā)生率[25，27]。Michelet等[28]研究52例食管癌根治術(shù)，與傳統(tǒng)通氣組(VT 9 ml/kg，無PEEP)相比，VT 5 ml/kg聯(lián)合5 cm H2O PEEP的LPV組在食管癌根治術(shù)中可以減少全身炎癥反應(yīng)，促進肺功能恢復(fù)，并且拔管時間提前[傳統(tǒng)組(171±57)min，LPV組(115±38)min，P<0.001]，但術(shù)后病死率(傳統(tǒng)組1/26，LPV組2/26，P=1.00)和住院時間[傳統(tǒng)組(3.9±5.7)d，LPV組(3.9±5.7)d，P=0.32]差異無顯著性。一項88例開胸手術(shù)的RCT結(jié)果顯示，在相同的低平臺壓下(<32 cm H2O)，與大潮氣量伴隨低PEEP相比(VT 8 ml/kg，PEEP 5 cm H2O)，小潮氣量伴隨高PEEP(VT 5 ml/kg，PEEP視平臺壓調(diào)節(jié))的通氣模式可以顯著降低單肺通氣中的肺損傷，但同時可能造成動脈氧合指數(shù)降低(大潮氣量組氧合指數(shù)166，小潮氣量組氧合指數(shù)156，P<0.05)[29]，所以5 ml/kg小潮氣量加高PEEP通氣模式需進要一步探討并謹慎使用。

4.2 PEEP的選擇

傳統(tǒng)觀點認為PEEP的使用可能會影響胸腔內(nèi)壓，從而影響靜脈回流和器官灌注，導(dǎo)致非通氣側(cè)肺血流增加，加重肺內(nèi)分流，降低氧合。Pinheiro de Oliveira等[30]研究顯示小潮氣量聯(lián)合PEEP的通氣模式可改善機械應(yīng)力，抑制肺部炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生，有效減輕術(shù)后肺部的并發(fā)癥。Schilling等[31]32例開胸手術(shù)單肺通氣的研究顯示：與非保護性通氣模式相比，保護性肺通氣模式能明顯減少肺泡中TNF-α(非保護性通氣8.4 μg/ml，保護性通氣5.0 μg/ml，P<0.05)和可溶性細胞間黏附分子1(非保護性通氣52.7 μg/ml，保護性通氣27.5 μg/ml，P<0.05)等炎癥因子的濃度。

4.3 肺復(fù)張策略

作為保護性通氣策略的補充，肺復(fù)張策略(alveolar recruitment maneuvers，ARM)可以改善預(yù)后和肺不張。肺復(fù)張手法可以使通氣側(cè)肺萎陷的肺泡擴張，改善通氣血流比值，提高氧合，減少肺不張的發(fā)生。但肺復(fù)張的使用有很多不確定性和限制性，如本身的肺損傷、氣胸、肺大泡、氣管斷裂等均不適用[32，33]。除此之外，對非通氣側(cè)肺可采用持續(xù)氣道正壓通氣(continuous positive airway pressure，CPAP)，通過膨脹塌陷側(cè)肺，改善非通氣側(cè)肺的通氣血流比值，從而改善氧合。Kim等[34]認為6 cm H2O CPAP可有效改善動脈血氧分壓而不會干擾手術(shù)野，9 cm H2O CPAP會對術(shù)野產(chǎn)生干擾，故CPAP的使用可從較低水平開始，并根據(jù)臨床具體情況逐漸增加。

5 小結(jié)

對于非ALI/ARDS需要全身麻醉MV的腹部和胸部手術(shù)患者，采用LPVS是否受益盡管尚有爭論，但仍然是一項重要的趨勢，有待于多學(xué)科多樣本多中心的合作研究。對于大多數(shù)接受全麻手術(shù)的患者，無明確肺部損傷是共同特點，但在其他方面仍有較大的異質(zhì)性[35],例如患者是否合并肺外其他器官的功能損傷，是否采用腔鏡手術(shù),單肺隔離技術(shù)，手術(shù)時間長短，是否接受輸血、循環(huán)支持等特殊的治療。特殊的疾病狀態(tài)或治療措施也有可能誘發(fā)或加重肺損傷。因此，術(shù)中保護性通氣是否有利于所有患者仍未可知。對不同的手術(shù)類型、患者的基本情況進行分級、分組研究，擴大研究樣本量，是今后LPVS在腹部和胸部全麻手術(shù)中研究的重點。