胸科手術(shù)中肺保護(hù)性通氣策略的研究進(jìn)展*

任林雨 綜述 曲音音 魏 濱 審校

(北京大學(xué)第三醫(yī)院麻醉科，北京 100191)

一項(xiàng)多中心研究[1]顯示，1202例腹部、骨科和神經(jīng)外科手術(shù)后肺部并發(fā)癥(postoperative pulmonary complications，PPCs)包括肺不張、支氣管痙攣、肺炎、急性上呼吸道阻塞、急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)、肺水腫等，發(fā)生率為33%。PPCs是導(dǎo)致全身麻醉機(jī)械通氣(mechanical ventilation,MV)患者預(yù)后不良和死亡的重要原因。與傳統(tǒng)MV相比，肺保護(hù)性通氣策略(lung protective ventilation strategy，LPVS)可降低PPCs，改善患者預(yù)后[2]。LPVS的基本要素包括使用小潮氣量(tidal volume，VT)即4～6 ml/kg、呼氣末正壓(positive end expiratory pressure，PEEP)和肺復(fù)張手法(alveolar recruitment maneuvers，ARMs)[3]。隨著研究深入，LPVS的內(nèi)涵被不斷拓展，從小VT到降低驅(qū)動(dòng)壓力，使用開(kāi)放肺策略等。開(kāi)放肺策略主要包括個(gè)體化PEEP，ARMs以及個(gè)體化驅(qū)動(dòng)壓、調(diào)整到最佳呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性等。胸科手術(shù)中保留自主呼吸的非插管全身麻醉，減少因氣管插管等造成的肺部損傷，同時(shí)也減少血流動(dòng)力學(xué)波動(dòng)及相關(guān)應(yīng)激反應(yīng)，降低PPCs的發(fā)生率。

胸科手術(shù)中需采取特殊手術(shù)體位和單肺通氣(one lung ventilation，OLV)，因此，胸科患者是PPCs的高危人群。手術(shù)體位(側(cè)臥位)可引起非通氣側(cè)肺血液分流、動(dòng)脈氧合受損。健側(cè)肺的肺不張及通氣血流比例(V/Q)失調(diào)會(huì)進(jìn)一步加重低氧血癥的發(fā)生[4，5]。OLV需要術(shù)側(cè)肺長(zhǎng)時(shí)間萎陷，健側(cè)肺非生理性MV，復(fù)合手術(shù)本身創(chuàng)傷對(duì)肺部的影響，患者可能出現(xiàn)嚴(yán)重的肺損傷和肺不張[6]。因此，胸科術(shù)后PPCs發(fā)生率更高，為10%～50%[7]。在胸科手術(shù)OLV中采用單肺保護(hù)性通氣策略(one lung protective ventilation strategy，OLPVS)能夠減輕機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)，降低PPCs[8，9]。加速術(shù)后康復(fù)(enhanced recovery after surgery，ERAS)協(xié)會(huì)和歐洲胸外科醫(yī)師協(xié)會(huì)發(fā)布的胸科手術(shù)后快速康復(fù)指南中對(duì)于OLPVS的證據(jù)等級(jí)為中等，推薦等級(jí)為強(qiáng)[10]。本文對(duì)胸科手術(shù)中LPVS的研究進(jìn)展文獻(xiàn)總結(jié)如下。

1 傳統(tǒng)LPVS

1.1 VT

VT是MV的基本參數(shù)之一。小VT通氣與術(shù)后肺功能改善相關(guān)[11]。一項(xiàng)包含28項(xiàng)研究共11 846例的meta分析顯示，在胸科手術(shù)中，與大潮氣量MV相比，手術(shù)期間使用小VT可以降低吸入性肺炎及胸腔積液的發(fā)生率[12]。也有研究顯示小VT與術(shù)后PPCs發(fā)生率降低無(wú)關(guān)：一項(xiàng)包含1080例肺切除術(shù)的隊(duì)列研究顯示VT≤8 ml/kg與PPCs如肺炎、ARDS等發(fā)生率無(wú)關(guān)[13]。

1.2 PEEP

MV期間使用PEEP可以最大限度地減少肺泡塌陷，防止肺泡反復(fù)打開(kāi)和閉合，降低氣道阻力，改善通氣血流比(V/Q)，從而改善機(jī)體氧合，且不增加炎癥因子的釋放[14～16]。但目前對(duì)于PEEP設(shè)定的目標(biāo)值仍無(wú)定論。部分學(xué)者[17，18]推薦使用中等水平(5～8 cm H2O)的PEEP，認(rèn)為其在一定程度上有預(yù)防肺不張的作用。Savino 等[19]對(duì)41例胸科手術(shù)OLV的研究顯示，將PEEP從0 cm H2O增加到5 cm H2O和10 cm H2O，肺內(nèi)分流量分別減少5%和11%，氧合指數(shù)在PEEP 10 cm H2O時(shí)顯著增加。

1.3 ARMs

ARMs是指間隔一定時(shí)間使用安全范圍內(nèi)的較高氣道壓擴(kuò)張肺部，并維持一定的時(shí)間，目的是將塌陷的肺泡重新開(kāi)放，同時(shí)聯(lián)合適當(dāng)?shù)腜EEP，盡可能保持氣道的開(kāi)放狀態(tài)。ARMs可以提高肺順應(yīng)性，改善機(jī)體氧合，并對(duì)患者循環(huán)影響短暫[20]。現(xiàn)階段ARMs尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),主要應(yīng)用的包含壓力控制法、PEEP遞增法及控制性肺膨脹等[21]。與傳統(tǒng)MV或單獨(dú)LPVS相比，LPVS中加入ARMs會(huì)降低血清及健側(cè)肺中的炎癥因子[22]。Miura 等[23]對(duì)42例肺腫瘤切除術(shù)且OLV至少需要1 h進(jìn)行研究，對(duì)ARMs有反應(yīng)的50%的患者中，通氣側(cè)肺的呼氣末容積增加20%甚至更多，對(duì)ARMs有反應(yīng)的患者中近70%增加的肺容積維持近1 h。一項(xiàng)前瞻性多中心研究納入690例OLV的胸科手術(shù)，觀察術(shù)后7 d PPCs，對(duì)所有患者行肺開(kāi)放方法，結(jié)果顯示在OLV期間接受開(kāi)放肺策略可以降低術(shù)后PPCs發(fā)生率，僅為11%[24]。但Beitler等[25]認(rèn)為ARMs是對(duì)肺組織施加高壓,該操作會(huì)導(dǎo)致呼吸機(jī)關(guān)聯(lián)的肺損傷，可能損害循環(huán)穩(wěn)定性。ARMs可以激活嚴(yán)重的氧化應(yīng)激反應(yīng)且膨肺后導(dǎo)致的缺血再灌注等病理生理改變，可導(dǎo)致多種細(xì)胞因子釋放而觸發(fā)全身炎性反應(yīng)[26，27]。2019年發(fā)布的加速肺部手術(shù)后快速康復(fù)的圍手術(shù)期管理策略推薦使用PEEP滴定來(lái)代替ARMs[28]。關(guān)于ARMs是否應(yīng)該應(yīng)用到OLPVS的患者中，可能需要更多的研究來(lái)探究。

2 個(gè)體化LPVS

2.1 個(gè)體化PEEP

PEEP設(shè)置不當(dāng)反而可能會(huì)增加肺血管阻力，并將血流轉(zhuǎn)移到非通氣側(cè)肺，從而引起OLV期間的氧合障礙[29]。近年來(lái)，個(gè)體化PEEP受到越來(lái)越多的關(guān)注。個(gè)體化PEEP是依據(jù)患者胸腔形狀、尺寸、肺本身體積大小、胸膜腔壓力及腹內(nèi)壓等具體參數(shù)來(lái)設(shè)定目標(biāo)PEEP。采用個(gè)體化PEEP可以減少肺內(nèi)分流、降低肺驅(qū)動(dòng)壓、改善氧合以及減少肺部的炎癥。PEEP滴定法是個(gè)體化PEEP的策略之一。該策略是依據(jù)患者肺順應(yīng)性來(lái)滴定最佳PEEP，以降低驅(qū)動(dòng)壓。Xu等[30]在75例胸科手術(shù)OLV的隨機(jī)對(duì)照研究中，依據(jù)肺順應(yīng)性進(jìn)行最佳PEPP滴定，分為無(wú)PEPP組及PEEP遞增組，共5組，每組15例，與無(wú)PEEP組相比，PEEP滴定組患者氣道平臺(tái)壓更低，驅(qū)動(dòng)壓更低,動(dòng)態(tài)順應(yīng)性更高，建議根據(jù)動(dòng)態(tài)順應(yīng)性滴定的個(gè)體化PEEP策略可以改善呼吸力學(xué)，并推薦胸科手術(shù)OLV患者進(jìn)行個(gè)體化PEEP設(shè)置。

2.2 VT與PEEP組合

目前，多數(shù)研究對(duì)LPVS的單一因素進(jìn)行研究，可能不能完全詮釋該策略的保護(hù)作用，所以對(duì)多因素協(xié)同起來(lái)的研究日益增多。一項(xiàng)納入1019例OLV的回顧性研究顯示，如果沒(méi)有足夠的PEEP(>4.2 cm H2O)，單純小VT(預(yù)測(cè)體重<8 ml/kg VT)并不能預(yù)防 PPCs的發(fā)生[31]。16項(xiàng)研究共1054例的meta分析顯示小VT(預(yù)測(cè)體重6～8 ml/kg VT)聯(lián)合PEEP(≥5 cm H2O)及間歇性肺復(fù)張策略可以減少PPCs的發(fā)生[32]。一項(xiàng)包含346例OLV的多中心雙盲對(duì)照研究顯示，使用小VT(理想體重5 ml/kg VT)聯(lián)合中等水平PEEP(5～8 cm H2O)的患者術(shù)后PPCs發(fā)生率更低[33]。目前，研究者們?cè)噲D找到一種固定的VT和PEEP組合以降低PPCs。Colquhoun等[34]回顧5個(gè)手術(shù)中心3232例胸外科手術(shù)OLV，多數(shù)LPVS集中在小VT(≤5 ml/kg，理想體重)聯(lián)合中等PEEP(≥5 cm H2O)，但這種方案并未顯著降低PPCs。所以目前無(wú)法確定與PPCs降低相關(guān)的PEEP和VT的最佳組合。Colquhoun等[34]提出LPVS和常規(guī)通氣之間的主要區(qū)別可能是使用開(kāi)放肺策略，認(rèn)為L(zhǎng)PVS不單純是降低VT，而是通過(guò)肺開(kāi)放策略最大限度的減少肺容量損失、肺不張及肺外傷的風(fēng)險(xiǎn)。盡管該研究尚未得到明確的結(jié)論，但也為后續(xù)精準(zhǔn)化的OLPVS指明了新的研究方向。

2.3 驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)的通氣

驅(qū)動(dòng)壓是一種開(kāi)放肺泡的壓力，是VT與呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性的比值，在無(wú)自主呼吸的MV患者中可簡(jiǎn)化為平臺(tái)壓與PEEP的差值[35]。因此，最低驅(qū)動(dòng)壓指導(dǎo)下的通氣模式是根據(jù)患者有效通氣肺容量進(jìn)行通氣，可避免肺過(guò)度擴(kuò)張或通氣不足。目前，對(duì)LPVS的解讀已由側(cè)重小VT到降低驅(qū)動(dòng)壓。離體動(dòng)物研究[36]顯示MV中驅(qū)動(dòng)壓力10 cm H2O在肺組織學(xué)水平引起的損傷較低。驅(qū)動(dòng)壓是PPCs的唯一強(qiáng)相關(guān)因素，其壓力的變化會(huì)增加PPCs的發(fā)生[37]。一項(xiàng)包含292例胸科OLV的雙盲隨機(jī)對(duì)照研究顯示，驅(qū)動(dòng)壓力引導(dǎo)下MV組PPCs發(fā)生率明顯低于傳統(tǒng)LPVS組[6.9%(10/145)vs.15.0%(10/145)，P=0.028，OR= 0.42， 95%CI：0.19 ～0.92][38]。17項(xiàng)包含2250例LPVS隨機(jī)對(duì)照研究的meta分析顯示，驅(qū)動(dòng)壓與PPCs的發(fā)生相關(guān)(OR=1.16,95%CI：1.13～1.19，P<0.0001)，小VT通氣時(shí)，因PEEP水平升高導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)壓升高與更多的PPCs相關(guān)(OR=3.11，95%CI：1.39～6.96，P=0.006)[37]。另一項(xiàng)回顧性研究的結(jié)果卻相反，該研究使用修正驅(qū)動(dòng)壓(Pmax-PEEP)，多元回歸分析顯示氣道壓力每增加5 cm H2O，修正驅(qū)動(dòng)壓并沒(méi)有使PPCs發(fā)生率顯著增加(OR=0.93，95%CI：0.84～1.04，P=0.145)，認(rèn)為驅(qū)動(dòng)壓與術(shù)后PPCs無(wú)關(guān)，此結(jié)論可能與修正驅(qū)動(dòng)壓不能很好地代替驅(qū)動(dòng)壓有關(guān)[34]。

目前，尚有研究試圖尋找PEEP和驅(qū)動(dòng)壓之間的相關(guān)性。根據(jù)驅(qū)動(dòng)壓滴定PEEP可獲得呼吸系統(tǒng)和肺的最佳順應(yīng)性，可以減少術(shù)后PPCs[39]。一項(xiàng)胸科手術(shù)OLV期間驅(qū)動(dòng)壓力引導(dǎo)下尋找最佳PEEP的研究顯示，最佳PEEP中位數(shù)為3 cm H2O，多數(shù)胸科手術(shù)中建議使用PEEP 5～6 cm H2O，原因?yàn)樾乜剖中g(shù)患者OLV期間本身存在2～6 cm H2O的內(nèi)源性PEEP，盡管PEEP較低，但在驅(qū)動(dòng)壓力組中仍能提供足夠的通氣，所以建議在OLV期間使用可以降低驅(qū)動(dòng)壓的個(gè)體化PEEP，同時(shí)推薦胸外科手術(shù)應(yīng)在最低驅(qū)動(dòng)壓力和最高呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性下進(jìn)行MV[38]。但需要引起警惕的是，即使滴定得到最佳PEEP和最低驅(qū)動(dòng)壓，在 OLV 期間也必須注意合理使用PEEP。

OLPVS研究結(jié)果的相互矛盾需要更多精準(zhǔn)化的指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)。電阻抗斷層掃描(electrical impedance tomography，EIT)、肺部超聲等為L(zhǎng)PVS提供可以量化評(píng)估的指標(biāo)，也為精準(zhǔn)化胸外科麻醉提供新的證據(jù)。

3 小結(jié)

PPCs是影響患者術(shù)后快速康復(fù)、增加留院時(shí)間、加重醫(yī)療機(jī)構(gòu)和患者自身負(fù)擔(dān)及導(dǎo)致術(shù)后死亡率升高的重要原因。隨著ERAS的廣泛推廣，胸科手術(shù)OLPVS的應(yīng)用逐漸受到重視。隨著各項(xiàng)研究的開(kāi)展，LPVS中單一因素的重要性也在發(fā)生演變，目前眾多的研究更傾向于將多個(gè)變量協(xié)同來(lái)研究，不再過(guò)多強(qiáng)調(diào)某一單一因素。目前，對(duì)保護(hù)概念的理解已經(jīng)從針對(duì)低VT發(fā)展到個(gè)體化滴定PEEP、降低驅(qū)動(dòng)壓力、開(kāi)放肺等。臨床上也在試圖通過(guò)一種特定組合方式來(lái)提出更加精準(zhǔn)化的實(shí)踐指導(dǎo)。對(duì)于胸科手術(shù)來(lái)說(shuō)，如何通過(guò)合適的VT、最佳PEEP、最低驅(qū)動(dòng)壓以及是否該使用ARMs來(lái)盡可能優(yōu)化呼吸力學(xué)參數(shù)，最大程度減少PPCs的發(fā)生，仍需要臨床上根據(jù)患者基本情況分級(jí)、分組進(jìn)行多中心大樣本的研究，以期達(dá)到個(gè)體化精準(zhǔn)的OLPVS實(shí)踐指導(dǎo)。