胸腔鏡肺葉切除術(shù)后肺容積減少與患者肺功能丟失的相關(guān)性分析

翟振州 趙軍 李暢 丁成 徐春

如今，肺癌患者的數(shù)量增加引發(fā)外科手術(shù)切除的需求增大，術(shù)后患者的肺功能受損已成為影響臨床醫(yī)生決策的“絆腳石”。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為在治療癌癥的目標(biāo)下存在一定的并發(fā)癥是合理的，但時(shí)常發(fā)生的致命性、難治性的肺功能缺失逐漸成為臨床醫(yī)生面臨的挑戰(zhàn)[1]。肺切除術(shù)導(dǎo)致的肺功能喪失主要取決于手術(shù)切除的程度、切除的組織對(duì)于剩余組織的相對(duì)功能狀態(tài)以及術(shù)前肺功能受損的程度[2,3]。目前輔助影像技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了術(shù)前對(duì)計(jì)劃性肺實(shí)質(zhì)切除術(shù)后的肺功能進(jìn)行預(yù)測(cè)，并在術(shù)后根據(jù)預(yù)測(cè)進(jìn)行了準(zhǔn)確性監(jiān)測(cè)。但是在保留最大數(shù)量的功能性肺組織的前提下進(jìn)行腫瘤根治性切除的主流目標(biāo)下，尚缺乏肺葉切除的肺體積與丟失的肺功能之間對(duì)應(yīng)的相關(guān)性研究的證據(jù)。此外，不同部位肺葉切除后對(duì)患者肺功能的影響亦不明確[4]。本研究旨在探討不同部位的肺葉切除術(shù)后患者肺容積減少與患者肺功能損害程度的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)獲取 納入蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院2019年1月-2020年7月收治的行胸腔鏡肺葉切除的患者，收集患者肺功能檢查及胸部計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed tomography, CT）數(shù)據(jù)。

1.2 選擇標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡35歲-75歲；②胸腔鏡下肺葉切除，相同肺葉相同手術(shù)方式；③分別于術(shù)前7日和術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月及1年完成患者肺功能隨訪。排除標(biāo)準(zhǔn)：①年齡<35歲或者>75歲；②術(shù)后出現(xiàn)嚴(yán)重的肺部感染；③合并嚴(yán)重心或者腎功能不全等其他重要臟器功能障礙；④胸腔鏡中轉(zhuǎn)開(kāi)胸手術(shù)者。

1.3 分析方法 肺功能檢查：分別于肺葉切除術(shù)前7日及術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月及1年對(duì)患者肺功能測(cè)試。當(dāng)患者臨床穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)行肺功能檢查，必要時(shí)使用支氣管擴(kuò)張劑治療。所有患者均進(jìn)行了完整的肺活量測(cè)量處理: 用力肺活量（forced vital capacity, FVC）、1秒用力呼氣量（forced expiratory volume in 1 second, FEV1）、血流-容積曲線、總肺阻力（total pulmonary resistance R-tot）、通過(guò)支氣管擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)反應(yīng)、剩余肺容積（residual lung volume, RV）。同時(shí)在相應(yīng)的時(shí)間對(duì)患者完成血?dú)夥治鰴z查。影像學(xué)處理：采用東芝320排CT掃描，原始Dicom格式圖像Mimics Research 19.0工作站，以1 mm的橫斷圖像為基礎(chǔ)采用軟件進(jìn)行不同階段的肺容積計(jì)算（圖1）。

圖1 基于Mimics Research 19.0軟件的術(shù)前術(shù)后患者不同肺葉容積的測(cè)量方法（以左上肺葉切除為例）A：術(shù)前；B：術(shù)后（注：紅色：右肺上葉，黃色：右肺中葉，橙色：右肺下葉，藍(lán)色：左肺上葉，粉色：左肺下葉）。Fig 1 Different lung lobe volume labeling methods for preoperative and postoperative patients based on Mimics Research 19.0 software (left upper lobectomy as an example) A: preoperative, B: postoperative. (Note: red: right upper lobe, yellow: right middle lobe, orange: right lower lobe, blue:left upper lobe, pink: left lower lobe).

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（Mean±SD）表示，均進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)其是否符合正態(tài)分布。組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。分類資料用例數(shù)（百分?jǐn)?shù)）表示，組間比較采用卡方檢驗(yàn)。采用Pearson相關(guān)性分析檢驗(yàn)變量之間的關(guān)系。P<0.05表示具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 患者情況 本研究共納入131例手術(shù)患者，其中男性72例，年齡（68.43±3.32）歲；女性59例，年齡（66.52±2.62）歲，手術(shù)切除類型及病例特征、患者性別、腫瘤大小和平均年齡分組情況如表1所示。

表1 患者基本特征表（n=131）Tab 1 Basic characteristics of patients (n=131)

2.2 肺功能情況 肺功能損害程度主要根據(jù)FVC（肺功能最常用的參數(shù)）（術(shù)前vs術(shù)后，P>0.05）及FEV1（術(shù)前vs術(shù)后，P<0.05）（肺功能最客觀的參數(shù)，并指示通氣性肺功能損害的類型和程度）來(lái)表示?；颊咝g(shù)前術(shù)后血流-容積曲線及總肺阻力（R-tot）（通過(guò)支氣管擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)反應(yīng)）均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）。圖2顯示了FVC平均值（包括正常值，術(shù)前、術(shù)后達(dá)到多少及其占正常值的百分比）；表2反映了術(shù)后不同部位的肺功能下降情況與肺容積的相關(guān)性。

圖2 患者不同肺葉切除后FVC的實(shí)際情況Fig 2 Actual situation of FVC after different lobectomy. FVC: forced vital capacity.

表2 患者肺葉不同切除部位FEV1與肺容積的相關(guān)性Tab 2 Correlation between FEV1 and lung volume at different resection sites of lung lobes

3 討論

盡管外科切除治療是治療肺部惡性腫瘤的最佳選擇，但手術(shù)繼發(fā)的患者肺功能受損是不能忽略的話題[1,4]。由于缺乏呼吸儲(chǔ)備，導(dǎo)致術(shù)后嚴(yán)重肺部并發(fā)癥和死亡，這類患者的手術(shù)決策仍是臨床醫(yī)生面臨的難題[5]。胸外科手術(shù)后的肺功能評(píng)估取決于類型、部位和程度引發(fā)了患者的肺功能受損。在評(píng)估實(shí)施胸部手術(shù)可施行性的過(guò)程中，不僅單單考慮到原發(fā)病灶的情況，更為重要的是綜合性的心肺功能評(píng)估[6]。對(duì)于每個(gè)患者來(lái)說(shuō)，術(shù)前評(píng)估必不可少，如果精心設(shè)計(jì)，肺葉切除術(shù)在70%-80%的病例中是可供選擇的[1,6]。

既往研究[7]發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行肺切除時(shí)每減少30%-40%的肺體積將在術(shù)后3個(gè)月的時(shí)間內(nèi)減少15%的肺功能。最近一項(xiàng)納入103例患者進(jìn)行肺葉切除的研究[8]表明，肺葉切除術(shù)后不能引起健康肺組織功能的代償性增加。在我們的研究中，與術(shù)前相比，3個(gè)月后左肺上葉FEV1下降為0.35 L，比例為17.68%；左肺下葉FEV1下降為0.58 L，比例為25.11%；右肺上葉FEV1下降為0.34 L，比例為15.38%；右肺中葉FEV1下降為0.27 L，比例為13.3%；右肺下葉FEV1下降為0.41 L，比例為18.06%；這表明不同肺葉切除所致不同程度的肺功能下降對(duì)臨床決策起至關(guān)重要的預(yù)警作用。亦有學(xué)者對(duì)68例肺切除患者進(jìn)行術(shù)前、術(shù)后3個(gè)月和6個(gè)月肺功能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，肺葉切除后患者的FVC、FEV1、肺總量（total lung capacity, TLC）、一氧化碳彌散量（diffusion capacity for carbon monoxide of the lung, DLCO）及最大耗氧量在3個(gè)月-6個(gè)月時(shí)仍明顯低于術(shù)前，并且無(wú)論術(shù)前肺功能是否正?；蚴軗p，結(jié)果均一致[9]。這一研究證實(shí)，在術(shù)后6個(gè)月，肺功能的受損依然存在[10]。與上述研究發(fā)現(xiàn)一致，我們的結(jié)果顯示在相應(yīng)的時(shí)間（術(shù)后6個(gè)月及1年）患者的FEV1仍較正常值的水平低，這意味著術(shù)前及術(shù)后早期對(duì)患者進(jìn)行可切除性評(píng)估將會(huì)成為肺葉切除術(shù)患者并發(fā)癥降低及獲益提高的關(guān)鍵[11]。有學(xué)者[1]認(rèn)為在術(shù)前1個(gè)月內(nèi)及在術(shù)后1周至3年（平均1.5年）進(jìn)行肺功能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，肺葉切除術(shù)患者的平均FEV1損失為150 mL，最大下降為870 mL。由此可見(jiàn)，高達(dá)70%的肺功能損害可能由于肺的病變部位切除所致，因此更需要謹(jǐn)慎的術(shù)前檢查[12]。我們的研究發(fā)現(xiàn)，肺葉切除術(shù)后肺功能的最大下降發(fā)生在左肺下葉，其FEV1降低了0.58 L，與術(shù)前值（以正常值的百分比表示）相比，其下降幅度高達(dá)25.11%，這可能是由于該部位的肺組織體積較大所致。但是，我們的結(jié)果顯示術(shù)前術(shù)后FVC、血流-容積曲線及總肺阻力（R-tot）（通過(guò)支氣管擴(kuò)張?jiān)囼?yàn)反應(yīng)）均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這可能是因?yàn)槟壳搬t(yī)學(xué)診斷技術(shù)提高，符合肺葉切除的這一類患者自身肺功能基數(shù)條件較差，因而差異不明顯。

實(shí)行肺葉切除患者的健側(cè)肺組織較難實(shí)現(xiàn)代償性增長(zhǎng)[13]。其原因可能是：①成年人肺間質(zhì)的不可再生性，理論上患者肺功能的缺失取決于患者肺組織切除的容積大小[14]；②在實(shí)施肺葉切除組，病人術(shù)前健康的肺組織已經(jīng)長(zhǎng)期發(fā)生了代償性增長(zhǎng)，可能達(dá)到了補(bǔ)償限度，進(jìn)而引起術(shù)后無(wú)進(jìn)一步增長(zhǎng)，因此殘留量肺組織大小決定了肺葉切除患者的肺功能恢復(fù)情況[13,15]；③肺葉切除術(shù)患者健側(cè)肺組織過(guò)度增長(zhǎng)使得同側(cè)剩余肺組織的代償增長(zhǎng)受到限制[15]。在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)殘留體積越大的患者的FEV1下降越小，這種趨勢(shì)呈現(xiàn)相關(guān)性，這一結(jié)論亦是對(duì)上述觀點(diǎn)的論證。在今后的臨床實(shí)踐中，應(yīng)該意識(shí)到這一現(xiàn)象，特別是邊緣肺功能或是肺損毀的患者，術(shù)前篩查極為重要，以避免術(shù)后發(fā)生急性呼吸衰竭的并發(fā)癥。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為肺葉切除術(shù)圍術(shù)期的FEV1下降為術(shù)前的30%[16]，3個(gè)月后為17%，之后逐漸恢復(fù)[14,17]。盡管認(rèn)為在1年后患者肺功能可較3個(gè)月實(shí)現(xiàn)改善，但是我們的結(jié)果顯示，患者3個(gè)月和6個(gè)月FEV1的差異與1年后不明顯。造成這一結(jié)果差異的原因可能是目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為節(jié)段切除術(shù)比肺葉切除術(shù)更能保留肺功能（不僅保留了肺葉，而且增加了同側(cè)未手術(shù)肺葉的功能）的引導(dǎo)下，選擇肺葉切除患者的病理分期靠后，患者肺基本情況差，進(jìn)而所致代償能力的降低。這一差異性更應(yīng)引起臨床醫(yī)生的注意，因?yàn)榇祟惢颊咝g(shù)后早期肺不張，肺部感染等一系列肺部并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)較高，亦成為危害患者康復(fù)的最主要原因。此外，膈肌高度的變化的差異性分析，術(shù)中加強(qiáng)對(duì)膈肌和膈神經(jīng)乃至淋巴結(jié)清掃過(guò)程中迷走神經(jīng)的保護(hù)，術(shù)后加強(qiáng)腹式呼吸的鍛煉，膈肌力量的加強(qiáng)，對(duì)患者3個(gè)月及1年肺功能的影響差異將會(huì)成為今后研究的新思路。

本研究尚存一定的不足：首先，切除術(shù)后患者的彌散功能同樣也很重要；然后，術(shù)前術(shù)后肺容積變化有很多亞類可分析，如同側(cè)肺、對(duì)側(cè)肺容積變化情況差異，是否存在同側(cè)和對(duì)側(cè)肺分別代償?shù)母淖?。此外，肺功能自身也受很多因素影響，比如是否存在腫瘤性積液，是否存在慢性阻塞性肺疾病，是否有藥物干預(yù)的影響，這些混雜因素研究應(yīng)在今后的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步考慮。

根據(jù)我們的研究，肺葉切除術(shù)后肺組織的容積減少是患者肺功能減少的主要原因，以左下肺表現(xiàn)為著，最早于術(shù)后3個(gè)月可作為患者殘留肺功能的評(píng)估節(jié)點(diǎn)，術(shù)前評(píng)估應(yīng)充分考慮到這一點(diǎn)。因此，患者肺葉殘留量的體積大小與患者肺功能缺失情況具有相關(guān)性這一重要問(wèn)題亦應(yīng)納入術(shù)前考量的因素中。在術(shù)前肺功能評(píng)估中，應(yīng)詢問(wèn)患者的心肺儲(chǔ)備是否足以使患者在手術(shù)后存活，以及患者是否會(huì)因肺功能不足而長(zhǎng)期無(wú)法日常生活。

Author contributions

Zhai ZZ and Xu C conceived and designed the study. Zhai ZZ performed the experiments. Li C and Ding C analyzed the data. Zhai ZZ contributed analysis tools. Xu C provided critical inputs on design, analysis, and interpretation of the study. All the authors had access to the data. All authors read and approved the final manuscript as submitted.