肺保護(hù)性通氣策略預(yù)防肺萎陷的應(yīng)用進(jìn)展

郭豐曉 張如意 趙文香

在接受全身麻醉的患者中，大約90%的患者會(huì)出現(xiàn)肺萎陷[1]，可在手術(shù)期間和手術(shù)后引起不同程度的氣體交換和呼吸力學(xué)障礙。肺萎陷可持續(xù)數(shù)天，不僅損害呼吸功能，還會(huì)延長(zhǎng)患者住院時(shí)間。肺保護(hù)性通氣策略（lung protective ventilation strategy，LPVS）是指在維持機(jī)體充分氧合的前提下，防止肺泡過(guò)度擴(kuò)張和萎陷、保護(hù)和改善肺功能、減少肺部并發(fā)癥，特別適用于術(shù)后肺部并發(fā)癥（postoperative pulmonary complications，PPCs）高危人群[2]。近年來(lái)，LPVS 在預(yù)防肺萎陷方面的相關(guān)研究較少，本文就LPVS 在預(yù)防肺萎陷的研究進(jìn)展綜述如下。

1 肺萎陷相關(guān)影響因素

全身麻醉、機(jī)械通氣和手術(shù)干預(yù)均會(huì)導(dǎo)致肺萎陷，主要是影響了胸膜腔壓力、肺泡壓力、肺泡表面活性物質(zhì)三者之間的平衡。胸膜腔壓力升高、肺泡壓力降低和表面活性物質(zhì)損傷，可持續(xù)或間歇性的引起肺泡萎陷[3]。

1.1 胸膜腔壓力 全身麻醉期間膈肌張力的降低或喪失會(huì)影響胸膜腔壓力的改變。不僅減少了膈肌的優(yōu)先依賴性移位，還促進(jìn)了腹壓向胸腔的傳遞，導(dǎo)致膈膜向頭側(cè)移動(dòng)，增加了胸膜腔壓力，導(dǎo)致肺部受壓和肺萎陷[4]。氣腹、肥胖、腹腔室綜合征、腹膜炎等因素，會(huì)進(jìn)一步增加胸膜腔壓力。尤其是背尾肺暴露于較高的胸膜壓力下，增加了肺萎陷的易感性。肺內(nèi)重力梯度、不同體位下肺部與胸腔的匹配及肺葉的部分獨(dú)立位移，都影響著胸腔壓力的改變[5]。

1.2 肺泡壓力 氣道收縮、阻塞及分泌物滯留會(huì)導(dǎo)致氣道阻力增加，引起遠(yuǎn)端肺泡壓力下降，導(dǎo)致阻塞性肺萎陷。麻醉藥物（如異氟醚、氯胺酮、硫噴妥鈉等）呈劑量依賴性地?fù)p害呼吸道上皮細(xì)胞的纖毛運(yùn)動(dòng)，可能會(huì)促進(jìn)氣道阻塞，而七氟醚、芬太尼或丙泊酚的損害似乎較弱[6]。與喉罩氣道相比，帶套囊的氣管導(dǎo)管對(duì)黏液纖毛清除功能的影響似乎更大[7]。肺泡氣體流出量大于流入量導(dǎo)致肺泡萎陷，主要由局部肺泡通氣-灌注比率低和吸入高比例氧氣決定[8-9]。

1.3 表面活性物質(zhì) 在全身麻醉期間，炎癥反應(yīng)、機(jī)械通氣、高濃度氧氣、麻醉藥物和肺水腫等因素會(huì)損害肺泡表面活性物質(zhì)并促進(jìn)肺泡萎陷的發(fā)生。炎癥性肺損傷導(dǎo)致表面活性劑磷脂的產(chǎn)生減少。據(jù)報(bào)道，在通氣不良區(qū)域，在機(jī)械通氣數(shù)小時(shí)內(nèi)發(fā)生的肺內(nèi)中性粒細(xì)胞炎癥會(huì)導(dǎo)致表面活性物質(zhì)功能障礙[10]。在機(jī)械通氣過(guò)程中肺泡過(guò)度伸展、伸展不足會(huì)損害Ⅱ型肺泡細(xì)胞的表面活性物質(zhì)的產(chǎn)生[11]。短期暴露于高氧環(huán)境會(huì)對(duì)肺泡表面活性物質(zhì)的功能產(chǎn)生不利影響，增加其破裂的敏感性[12]。吸入性麻醉藥物可能以時(shí)間和劑量依賴性模式損害表面活性物質(zhì)的合成，但是其停藥后可迅速逆轉(zhuǎn)[13]。肺水腫可改變肺泡表面活性物質(zhì)的活性并增加表面張力，這可能是由于表面活性物質(zhì)流失到水腫液中。尤其是滲透性肺水腫，肺泡表面活性物質(zhì)的功能可能被屏障破壞后肺泡中的蛋白質(zhì)滅活，并促進(jìn)其轉(zhuǎn)化為非表面活性形式[14]。

2 LPVS預(yù)防肺萎陷的應(yīng)用

2.1 潮氣量及允許性高碳酸血癥 過(guò)去認(rèn)為采用10～15 mL/kg 的潮氣量（tidal volume，VT）通氣，可以預(yù)防或減少肺萎陷，減少通氣-血流比例失調(diào)，避免發(fā)生低氧血癥[15]。Brower 等[16]在小VT 通氣治療急性肺損傷和急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）與傳統(tǒng)潮氣量的比較中發(fā)現(xiàn)，低VT 通氣可以降低ARDS 患者的死亡率。Futier 等[17]在研究中提出，全身麻醉期間采用小VT（6～8 mL/kg）通氣，會(huì)影響呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性以降低氣道壓力并減少炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和釋放。當(dāng)然，單一使用小VT 通氣，會(huì)引起肺容量不足，增加肺泡萎陷的發(fā)生。一項(xiàng)隨機(jī)試驗(yàn)的薈萃分析表明，只有在使用呼吸末正壓時(shí)，使用小VT 才能縮短住院時(shí)間[18]。因此，小VT 通氣的肺保護(hù)作用應(yīng)聯(lián)合適當(dāng)水平的呼氣末正壓。當(dāng)然，長(zhǎng)時(shí)間低VT 通氣也可能會(huì)引起高碳酸血癥。目前認(rèn)為一定范圍的高碳酸血癥，即允許性高碳酸血癥（permissive hypercapnia，PHC），可起到肺保護(hù)的作用。但PHC 應(yīng)維持一定限度，否則容易導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境紊亂。肺保護(hù)性通氣指南中指出，應(yīng)控制PaCO2上升速度＜10 mmHg/h、PaCO2＜65 mmHg、pH 值＞7.20[2]。

2.2 個(gè)體化適度呼氣末正壓 呼氣末正壓（positive end expiratory pressure，PEEP）通過(guò)在呼氣末穩(wěn)定肺泡來(lái)防止或減少其萎陷。較高PEEP 的機(jī)械通氣可有效減少肺萎陷，從而減少通氣-灌注不匹配并減少供應(yīng)高比例氧氣的需求[19]。但高PEEP 除了過(guò)度擴(kuò)張導(dǎo)致容積傷，也會(huì)增加胸內(nèi)壓，導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定。過(guò)多的PEEP 還會(huì)壓迫肺泡內(nèi)血管并增加肺血管阻力，可能導(dǎo)致右心室（RV）功能障礙，左心室前負(fù)荷降低，導(dǎo)致心輸出量下降。然而，PEEP 不足的廣泛肺萎陷也會(huì)導(dǎo)致高肺血管阻力和RV 功能障礙[20]，因此，如何滴定適度的PEEP 成為重中之重。此外，對(duì)于初始PEEP 設(shè)置沒(méi)有明確的循證指南，重點(diǎn)是在PEEP 的潛在風(fēng)險(xiǎn)和益處之間取得平衡，承認(rèn)“最佳PEEP”是一個(gè)不可能的目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)“更好的PEEP”為目標(biāo)。同樣，由于個(gè)體差異（如超重、腹脹或處于特倫德倫伯臥位的患者）導(dǎo)致PEEP 需求存在顯著差異，個(gè)體化適度PEEP 可能優(yōu)于固定的PEEP 水平。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，與應(yīng)用固定PEEP 相比，應(yīng)用個(gè)體化適度PEEP可提高氧合和呼吸順應(yīng)性，減少死腔的比例，最大限度地減少肺萎陷，優(yōu)化通氣分布，并通過(guò)降低驅(qū)動(dòng)壓來(lái)改善肺損傷[21]。過(guò)去，主要根據(jù)最佳氧合、壓力-體積曲線、肺順應(yīng)性、跨肺壓測(cè)定、電阻抗斷層掃描、超聲等進(jìn)行PEEP 設(shè)定[2]。

有研究發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)壓（ΔP）在PEEP 設(shè)置中起著重要的作用[22]。但大多數(shù)ΔP 的研究都是在危重患者中進(jìn)行的，與患有ARDS 的危重患者相比，手術(shù)患者通常具有健康的肺組織，因此肺順應(yīng)性較好。在ARDS 患者中，建議保持ΔP＜15～20 cmH2O[23]。手術(shù)患者可接受的或目標(biāo)ΔP 目前是不確定的。一項(xiàng)薈萃分析的結(jié)果表明，手術(shù)患者的ΔP 很少超過(guò)20 cmH2O，如果達(dá)到此壓力限制，則應(yīng)尋找ΔP 升高的原因，如選擇性插管右肺或左肺，并且ΔP 的上升與PPCs 的發(fā)展密切相關(guān)[24]。此外，ΔP 的有用性主要與其估計(jì)肺應(yīng)力和應(yīng)變的能力有關(guān)，但胸壁順應(yīng)性的變化可能會(huì)限制使用ΔP 作為避免PPCs的安全限制的有用性[25]。在一些常見的臨床情況下，胸壁順應(yīng)性導(dǎo)致ΔP 和跨肺壓（氣腹、腹內(nèi)高壓、肥胖、特倫德倫伯臥位）之間存在嚴(yán)重差異。即使在“安全”的ΔP 水平，肺不均勻性也會(huì)導(dǎo)致局部過(guò)度膨脹。因此，特別是在高危患者中，ΔP 監(jiān)測(cè)不足以確保保護(hù)性機(jī)械通氣。最后，關(guān)于如何根據(jù)ΔP 設(shè)置PEEP，仍然沒(méi)有達(dá)成一致意見。專家意見建議盡量減少ΔP 和平臺(tái)壓力。因此，當(dāng)不同的PEEP 水平與可實(shí)現(xiàn)的“最佳ΔP”相關(guān)時(shí)，應(yīng)設(shè)置最低的水平[26]。

Tusman 等[27]最近描述了一種基于容積二氧化碳圖（volumetric capnography，Vcap）連續(xù)測(cè)量呼氣末有效肺容量的方法，用于指導(dǎo)腹腔鏡手術(shù)中PEEP 的調(diào)整，避免二氧化碳?xì)飧购腕w位對(duì)肺容量和呼吸力學(xué)的影響導(dǎo)致術(shù)中發(fā)生肺萎陷概率的增加。研究表明，Vcap 能夠檢測(cè)到肺的閉合壓力，并區(qū)分萎陷、開放和過(guò)度膨脹的狀況，有助于個(gè)性化每位患者所需的PEEP 水平。

鑒于PEEP 滴定中涉及因素的復(fù)雜性，以及對(duì)該參數(shù)的各種影響，目前研究表明，采用單一的PEEP 策略效果并不理想。相關(guān)專家共識(shí)仍然是，動(dòng)態(tài)調(diào)整PEEP 以確保低平臺(tái)壓，并與整體LPVS保持一致，比PEEP 本身的水平更重要。最后，設(shè)置“最佳PEEP”應(yīng)在不損害血流動(dòng)力學(xué)的情況下改善動(dòng)脈氧合。即使有研究表明增加的PEEP 水平對(duì)心輸出量有輕微和短暫的影響，仍建議對(duì)高危患者進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)。

2.3 肺復(fù)張 肺復(fù)張（recruitment maneuvers，RM）是指在短時(shí)間內(nèi)增加氣道壓力，擴(kuò)大萎陷的肺泡，從而改善氣體交換并提高肺順應(yīng)性[28]。從生理的角度來(lái)看，與保持肺泡打開相比，打開萎陷的肺泡需要更多的壓力[29]。RM 有不同類型的操作，包括在氣道壓力30 cmH2O 下持續(xù)充氣30 s，或在3 次呼吸內(nèi)瞬時(shí)增加VT 和PEEP，以使正常體重的患者達(dá)到30 至35 cmH2O 的平臺(tái)壓或肥胖患者達(dá)到40 至50 cmH2O 平臺(tái)壓[30]。RM 可有效減少肺萎陷并改善術(shù)中呼吸力學(xué)和氧合。然而，當(dāng)在機(jī)械通氣過(guò)程中使用高濃度氧氣時(shí)，或者當(dāng)RM 與PEEP 管理無(wú)關(guān)時(shí)，這種影響可能是暫時(shí)的。例如，RM 操作僅在肥胖患者或氣腹期間與PEEP 增加相關(guān)時(shí)導(dǎo)致生理和影像學(xué)改善[31]。值得注意的是，在機(jī)械通氣期間針對(duì)RM 的研究并未考慮肺的復(fù)張性，這可能會(huì)根據(jù)患者存在的合并癥和手術(shù)位置而顯著不同[32]。此外，RM 通常在血流動(dòng)力學(xué)方面具有良好的耐受性。最近的一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在接受術(shù)中RM 的患者中，肺上皮損傷的標(biāo)志物（晚期糖基化終產(chǎn)物受體）水平較高[33-34]。因此，需要進(jìn)一步的研究來(lái)闡明哪些患者應(yīng)該接受術(shù)中RM 及如何接受。RM也存在一定的弊端，其代價(jià)是增加鎮(zhèn)靜需求、降低心臟前負(fù)荷、增加肺泡擴(kuò)張導(dǎo)致氣壓傷，并可能通過(guò)促進(jìn)通風(fēng)不良區(qū)域的灌注而惡化氧合。因此，目前建議將RM 策略的使用限制在個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)-收益評(píng)估的基礎(chǔ)上，使用呼吸機(jī)而不是手動(dòng)進(jìn)行RM 操作，以最低壓力、在最短的有效時(shí)間和持續(xù)的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)下進(jìn)行[35]。

2.4 吸入氧濃度 在麻醉誘導(dǎo)期間常規(guī)給予高濃度氧氣，避免呼吸道管理困難而發(fā)生的潛在的長(zhǎng)時(shí)間呼吸暫停，以防止發(fā)生低氧血癥，特別是在氣道困難的患者或危重患者中[36]。然而，圍手術(shù)期使用高吸入氧分?jǐn)?shù)（fraction of inspiration O2，F(xiàn)iO2）的安全性一直存在爭(zhēng)議。一項(xiàng)薈萃分析表明，麻醉期間高FiO2與術(shù)后氧參數(shù)受損和肺萎陷嚴(yán)重程度增加有關(guān)[37]。Staehr-rye 等[38]通過(guò)回顧性研究分析了73 922 例接受非心胸手術(shù)的患者，提及肺萎陷的數(shù)量取決于氧氣濃度和高濃度吸氧的持續(xù)時(shí)間。而在一項(xiàng)隨機(jī)臨床試驗(yàn)中，術(shù)中FiO2≥0.8 與FiO2≥0.3 對(duì)大多數(shù)非肥胖患者腹部手術(shù)后的術(shù)后肺萎陷沒(méi)有顯著影響[39]。因此，術(shù)中FiO2應(yīng)滿足正常所需含氧量而非達(dá)到高氧條件。高FiO2應(yīng)特別針對(duì)低氧血癥的治療或預(yù)防（如插管前和拔管前），并且對(duì)于肺萎陷高?；颊咝g(shù)中應(yīng)避免使用1.0 的FiO2。

3 小結(jié)

肺萎陷是圍術(shù)手期最常見的肺部并發(fā)癥之一，低氧血癥和呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性降低是肺萎陷的典型表現(xiàn)。術(shù)中采用肺保護(hù)性通氣策略旨在最大限度地增加手術(shù)期間患者肺泡的復(fù)張，減少了不良?xì)怏w交換和呼吸力學(xué)功能障礙。但是，在臨床麻醉管理中，需綜合考慮患者和手術(shù)相關(guān)的肺萎陷的危險(xiǎn)因素，針對(duì)不同患者人群和不同的手術(shù)方式，制訂個(gè)體化肺保護(hù)性通氣策略，力爭(zhēng)發(fā)揮最佳保護(hù)效應(yīng)。