窒息氧合技術(shù)在胸腔鏡肺段切除術(shù)中的應(yīng)用

柴 旋，王忠慧，汪亞宏，劉光順，呂振超，邵世豪

（云南省腫瘤醫(yī)院/昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院麻醉手術(shù)科，云南 昆明 650118）

隨著低劑量計算機斷層掃描（lower dose helical computed tomography，LDCT）廣泛應(yīng)用于肺癌的篩查，早期肺癌的檢出率明顯提高。而對于相對早期的肺癌，外科治療提供了良好的結(jié)果。肺段切除作為精準外科手術(shù)的代表術(shù)式，可在最大限度切除病灶的同時盡可能保留健康肺組織。段間平面的辨認是肺段切除術(shù)的關(guān)鍵之一，也是困難環(huán)節(jié)。良好的段間平面呈現(xiàn)可以為精確肺段段間裁剪提供指引[1]。改良膨脹-萎陷法由于其簡單易行且安全有效等獨特優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于臨床[2]。但由于該方法段間平面顯示慢，不僅延長了外科醫(yī)生等待時間，增加了單肺通氣時間，還增加了患者圍術(shù)期通氣血流比值失調(diào)風(fēng)險及其所導(dǎo)致的系列并發(fā)癥[3]。因此，縮短段間平面顯示時間對于優(yōu)化胸腔鏡肺段切除術(shù)具有重要臨床意義。本研究旨在觀察不同流量窒息氧合技術(shù)對段間平面顯示速率、術(shù)中氧代謝指標及HIF-1α 的影響，為縮短理想段間平面出現(xiàn)時間提供新的方法，同時為該技術(shù)合理安全應(yīng)用于臨床提供證據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究為前瞻性隨機雙盲對照研究，已取得昆明醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院倫理委員會批準（倫理審查編號：KYLX2022014），每位患者在隨機分組前簽署書面知情同意書。選擇2021 年12 月至2022 年12 月?lián)衿跀M行胸腔鏡肺段切除術(shù)患者75 例。其中男性25 例，女性50 例，ASA I～II級；NYHA 評分I 級；年齡22～65 歲，BMI 16.89～27.05 kg/m2。采用隨機數(shù)字表法按1∶1∶1 比例隨機分成3 組：單肺機械通氣組（C 組）、經(jīng)雙腔氣管導(dǎo)管通氣側(cè)給氧3 L/min 行窒息氧合組（T1組）、經(jīng)雙腔氣管導(dǎo)管通氣側(cè)給氧7 L/min 行窒息氧合組（T2組）。

1.2 納入及排除標準

納入標準：（1）ASAI～II 級；（2）符合美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)（NCCN）指南肺段手術(shù)適應(yīng)癥[4]；（3）年齡18～65 歲；（4）術(shù)前肺功能及動脈血氣正常的患者。

排除標準：（1）術(shù)中段間平面顯示不清晰的患者；（2）術(shù)前中重度貧血（Hb <90 g/L）；（3）術(shù)中因失血量多予輸血治療者；（4）術(shù)前甲狀腺功能異常的患者；（5）單肺通氣期間SpO2<90%；（6）段間平面未顯示而SpO2<95%；（7）患者拒絕或不愿意納入研究。

1.3 研究方法

1.3.1 麻醉方法所有患者禁飲4 h、禁食8 h，入室后行心電監(jiān)測，局麻下行右側(cè)頸內(nèi)靜脈穿刺置管術(shù)、健側(cè)橈動脈穿刺置管術(shù)并連接FloTrac/Vigileo 系統(tǒng)HR、MAP、SPO2、CO、CI、SV 等指標監(jiān)測。為避免信息偏倚，連接FloTrac/Vigileo后，將儀器屏幕遮擋，由麻醉護士定時記錄上述監(jiān)測指標。3 組患者均使用相同麻醉藥物及方法，麻醉誘導(dǎo)后行健側(cè)雙腔支氣管插管，插管及改變體位后均使用小兒纖維支氣管鏡定位。麻醉后機械通氣參數(shù)設(shè)置：FiO2=1.0，采用容量控制模式，雙肺通氣時潮氣量為6～8 mL/kg、吸呼比為1∶1.5；單肺通氣時潮氣量為4～6 mL/kg，呼吸頻率則依據(jù)PETCO2進行調(diào)整。3 組患者術(shù)中均采用目標導(dǎo)向性液體治療作為液體管理策略，即以FloTrac/Vigileo 系統(tǒng)監(jiān)測為基礎(chǔ)，以目標SVV 值8%～10%，CI >2.5 L/（min·m2）為導(dǎo)向進行液體管理，術(shù)中維持血壓波動于±20%內(nèi)。

1.3.2 窒息氧合技術(shù)方法介紹C 組：外科醫(yī)生分離切斷靶段支氣管、動脈和靶段內(nèi)靜脈后，充分吸痰隨即予恢復(fù)雙肺通氣，純氧膨肺，手動控制氣道壓維持在（15～20）cmH2O 至術(shù)側(cè)肺完全膨脹，隨后繼續(xù)予夾閉患側(cè)氣管支行健側(cè)單肺機械通氣，見圖1。

圖1 術(shù)中單肺機械通氣組（C 組）示意圖Fig.1 Schematic diagram of the single lung mechanical ventilation group（group C）during operation

T1組：分離切斷靶支氣管至術(shù)側(cè)肺完全膨脹的操作同C 組，隨后夾閉患側(cè)氣管支，藍色套囊充氣（1～2）mL，將麻醉機呼吸模式轉(zhuǎn)至手控模式，限壓閥（APL 閥）完全打開，將通氣導(dǎo)管（吸引管與吸痰管連接并封閉負壓口形成）一側(cè)連接麻醉機供氧端口，另一側(cè)置入健側(cè)支氣管導(dǎo)管內(nèi)，小兒纖支鏡定位通氣導(dǎo)管尖端位于隆突上2 cm 后，將新鮮氣體流量調(diào)至3 L/min 予氣管導(dǎo)管內(nèi)持續(xù)給氧（見圖2）。若窒息氧合時間 >20 min 段間平面仍未清晰顯示，則予復(fù)查動脈血氣分析，若PaCO2≥70 mmHg 或pH≤7.15，予恢復(fù)單肺機械通氣，若PaCO2<70 mmHg，則繼續(xù)予氣管內(nèi)持續(xù)供氧直至達觀察終點。

圖2 術(shù)中窒息氧合組（T1、T2 組）示意圖Fig.2 Schematic diagram of intraoperative asphyxia oxygenation group（T1 and T2 groups）

T2組：基本操作同T1組，僅把新鮮氣體流量調(diào)整為7 L/min。

觀察終點：（1）SpO2降至95%；（2）PaO2≤80 mmHg；（3）pH≤7.15；（4）動脈血氣分析PaCO2≥70 mmHg；（5）中心靜脈血氧飽和度ScvO2≤70%；（6）血流動力學(xué)不穩(wěn)定或嚴重心律失常；（7）窒息氧合時間達20 min；（8）段間平面出現(xiàn)。

1.3.3 段間平面顯示判定方法為了評估邊界清晰度的分布，筆者將邊界清晰度分為4 個等級：1 級：保留段塌陷不良，一半以上的邊界不清晰；2 級：保留段部分塌陷；3 級：保留段塌陷，一半以上的邊界幾乎清晰；4 級：保留段塌陷，與靶段形成清晰邊界。見圖3。

圖3 術(shù)中段間平面顯示4 級示例圖Fig.3 An example diagram showing the level 4 in the plane between the middle operations

由2 名外科醫(yī)生（術(shù)者和第一助手）對分組不知情，自行獨立評估，邊界清晰度為3 或4 級被認為是令人滿意和理想的。當確定為1 或2 級，且段間平面不會隨著時間的延長而改變時，外科醫(yī)生將靶段肺葉沿著段間靜脈分離開（視為改良膨脹萎餡法段間平面顯示不清晰，予以排除入組）。理想段間平面出現(xiàn)時間計時方法：段間平面清晰顯示所需時間計時起點為靶段結(jié)構(gòu)離斷后所在肺葉完全肺復(fù)張，終點為靶段與緊鄰的正常肺組織之間形成明顯的交界面，并且隨著時間推移不再移位。

1.3.4 觀察指標（1）麻醉誘導(dǎo)前（T0）、雙肺通氣15 min（T1）、單肺通氣15 min（T2）、純氧雙肺復(fù)張后（T3）、段間平面顯示即刻（T4）、氣管拔管后15 min（T5）各時間點患者的SpO2、HR、MAP、CO、CI、SV、pH、Hb、PO2/FiO2、PaCO2、Lac、O2Hb、hHb、ScvO2、CvO2并用反向Fick 公式計算DO2、VO2及O2ER；（2）分別于術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后24 h 抽靜脈血3 mL，用ELISA 法檢測HIF-1α 水平（欣博盛生物科技有限公司）；（3）理想段間平面出現(xiàn)時間、單肺通氣時間、手術(shù)時間、術(shù)中輸液量、尿量、失血量；（4）術(shù)后蘇醒時間、拔管時間、術(shù)后住院天數(shù)及術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS Statistics27.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料服從正態(tài)分布，以均數(shù)±標準差（）表示，不同時間點組間及組內(nèi)比較采用重復(fù)測量方差分析，計數(shù)資料以頻數(shù)或百分率（%）表示，采用χ2檢驗，P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 術(shù)前一般資料比較

3 組患者在例數(shù)、年齡、性別構(gòu)成比、體重、身高、體重指數(shù)、吸煙史比率、結(jié)節(jié)大小及位置方面，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），具有可比性，見表1。

表1 3 組患者臨床資料的比較[（ ）/ n（%），n=75]Tab.1 Comparison of clinical data among the three groups[（ ）/ n（%），n=75]

表1 3 組患者臨床資料的比較[（ ）/ n（%），n=75]Tab.1 Comparison of clinical data among the three groups[（ ）/ n（%），n=75]

2.2 術(shù)中一般資料比較

3 組患者單肺通氣時間、手術(shù)時間、失血量、尿量及輸液量，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表2。

表2 術(shù)中一般資料的比較[（），n=75]Tab.2 Comparison of intraoperative general data [（），n=75]

表2 術(shù)中一般資料的比較[（），n=75]Tab.2 Comparison of intraoperative general data [（），n=75]

2.3 術(shù)中理想段間平面顯示時間比較

3 組患者段間平面顯示時間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），進一步行LSD-t 檢驗兩兩比較示，C 組與T1組，C 組與T2組差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），T1組與T2組，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見圖4。

圖4 3 組患者段間平面顯示時間散點圖（min）Fig.4 Among three groups of patients section plane shows time scatter plot（min）

2.4 3 組患者不同時間點氧代謝率指標比較

2.4.1 氧供量（DO2）3 組患者不同時間點DO2隨時間的發(fā)展而變化，時間與組別之間不存在交互效應(yīng)。3 組患者術(shù)中各時間DO2分別低于同組術(shù)前水平，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表3。

表3 圍術(shù)期不同時間點DO2（mL/min/m2）的比較[（），n=75]Tab.3 Comparison of DO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75

表3 圍術(shù)期不同時間點DO2（mL/min/m2）的比較[（），n=75]Tab.3 Comparison of DO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75

與T0比較，#P <0.05。

2.4.2 氧耗量（VO2）3 組患者不同時間點VO2隨時間的發(fā)展而變化，時間與組別之間存在交互效應(yīng)。3 組患者術(shù)中各時間VO2分別低于同組術(shù)前水平，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。與T0時刻比較，3 組患者其余各時間點VO2均較T0 時刻降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。T0、T1、T2、T3、T5時刻，3 組患者VO2差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。在T4時刻，3 組患者VO2差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），進一步行多重比較發(fā)現(xiàn)T1、T2組VO2均低于C 組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），T1組與T2組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表4。

表4 圍術(shù)期不同時間點VO2（ml/min/m2）的比較[（），n=75]Tab.4 Comparison of VO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75]

表4 圍術(shù)期不同時間點VO2（ml/min/m2）的比較[（），n=75]Tab.4 Comparison of VO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75]

與C組比較，*P <0.05；與T0比較，#P <0.05。

2.4.3 氧攝取率（O2ER）3 組患者不同時間點O2ER 隨時間的發(fā)展而變化，時間與組別之間存在交互效應(yīng)。3 組患者術(shù)中各時間O2ER 分別低于同組術(shù)前水平，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。T0、T1、T2、T3、T5時刻，3 組患者O2ER 差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。在T4時刻，3 組患者O2ER 差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），進一步行多重比較發(fā)現(xiàn)T1、T2組O2ER 均低于C 組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），T1組T2組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表5、圖5。

表5 圍術(shù)期不同時間點O2ER（%）的比較[（），n=75]Tab.5 Comparison of O2ER（%）at different time points in perioperative period [（），n=75]

表5 圍術(shù)期不同時間點O2ER（%）的比較[（），n=75]Tab.5 Comparison of O2ER（%）at different time points in perioperative period [（），n=75]

與C組比較，*P <0.05；與T0比較，#P <0.05。

圖5 3 組患者不同時間點氧代謝率變化趨勢Fig.5 Variation trend of oxygen metabolic rate of patients in three groups at different time points

2.5 乳酸（Lac）

3 組患者不同時間點Lac 值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），Lac 不隨時間的發(fā)展而變化，且時間與組別之間不存在交互效應(yīng)（P>0.05），見表6。

表6 圍術(shù)期不同時間點Lac（mmol/L）的比較[（），n=75]Tab.6 Comparison of Lac（mmol/L）at different time points in perioperative period [（），n=75]

表6 圍術(shù)期不同時間點Lac（mmol/L）的比較[（），n=75]Tab.6 Comparison of Lac（mmol/L）at different time points in perioperative period [（），n=75]

2.6 3 組患者不同時間點血流動力學(xué)指標比較

3 組患者T0、T1、T2、T3、T4、T5時刻血流動力學(xué)指標心率（HR）、平均動脈壓（MAP）、每搏量變異度（SVV）、心輸出量（CO）、每搏量（SV）、心臟指數(shù)（CI）組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），各血流動力學(xué)指標不隨時間的發(fā)展而變化（P>0.05），且時間與組別之間不存在交互效應(yīng)（P>0.05）。

2.7 血清低氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）水平

3 組患者術(shù)后即刻及術(shù)后24 h 血清HIF-1α水平均高于術(shù)前，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。術(shù)后24 h 血清HIF-1α 水平較術(shù)后即刻稍降低，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表7。

表7 3 組患者術(shù)前、術(shù)后即刻及術(shù)后24h 血清HIF-1α 水平比較[（），n=75]Tab.7 Comparison of serum hypoxia inducible factor 1α levels before，immediately after and 24h after surgery among the three groups [（），n=75]

表7 3 組患者術(shù)前、術(shù)后即刻及術(shù)后24h 血清HIF-1α 水平比較[（），n=75]Tab.7 Comparison of serum hypoxia inducible factor 1α levels before，immediately after and 24h after surgery among the three groups [（），n=75]

與術(shù)前比較，*P <0.05。

2.8 術(shù)后指標比較

3 組患者在蘇醒時間、拔管時間、術(shù)后住院時間天數(shù)、術(shù)后病理診斷及術(shù)后3 月內(nèi)心腦血管并發(fā)癥比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表8。

表8 術(shù)后一般資料分析[（）/n（%），n=75]Tab.8 Analysis of postoperative general data[（）/n（%），n=75]

表8 術(shù)后一般資料分析[（）/n（%），n=75]Tab.8 Analysis of postoperative general data[（）/n（%），n=75]

3 討論

改良膨脹萎餡法是目前臨床最常用于識別段間平面的方法，但存在等待期長、干擾手術(shù)視野等缺點[5]。許多研究中提出了優(yōu)化措施，如靶肺段萎餡法[6]、肺循環(huán)單向阻斷法[7]、聯(lián)合應(yīng)用一氧化氮[8]或借助三維成像技術(shù)[9?10]、腔鏡超聲[11]等設(shè)備。但這些方法安全性及有效性尚不明確，可能增加患者費用且需額外設(shè)備，不具備較好的普適性。一項回顧性研究表明，影響段間平面因素主要包括年齡、術(shù)前肺功能、靶段肺容積與肺總?cè)莘e、術(shù)中動脈血氧分壓。進一步研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)中PaO2低的患者段間平面顯示速率更快[12]。因此，本研究以PaO2影響段間平面顯示速率為切入點，將窒息氧合技術(shù)應(yīng)用于胸腔鏡肺段切除術(shù)中。目前經(jīng)氣管內(nèi)給氧行窒息氧合的最佳流量尚不明確。既往動物研究中表明，1 L/（kg·min）為經(jīng)氣管內(nèi)給氧的標準化流量[13]。但若將此流量標準應(yīng)用于臨床，會導(dǎo)致較高的流速，極大地增加了氣壓傷風(fēng)險及呼吸道并發(fā)癥。Jung DM 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)氣管導(dǎo)管非通氣側(cè)持續(xù)給氧5 L/min可有效改善單肺通氣期間氧合。結(jié)合生理情況下，成人分鐘通氣量約為5 L/min，故以此流量為標準，2 L/min 為梯度，分別設(shè)置低流量組（3 L/min）與高流量組（7 L/min）作為實驗組，與傳統(tǒng)機械通氣模式對比，在探索優(yōu)化手術(shù)方式措施的同時深入驗證該技術(shù)的安全性及有效性，并為窒息氧合技術(shù)的臨床應(yīng)用中氧流量設(shè)定標準提供參考。

窒息時CO2向肺泡內(nèi)排出量為10 mL/min，而O2的消耗量為250 mL/min，肺泡內(nèi)因此產(chǎn)生一個負壓差（-240 mL/min），負壓使口咽部的氣體移向肺泡，這就是窒息氧合現(xiàn)象。窒息氧合技術(shù)就是利用窒息氧合原理，使用高流量導(dǎo)管給氧使其在氣道內(nèi)形成氣流，配合負壓的作用把更多的氧被動地帶到肺泡中[15]。既往研究發(fā)現(xiàn)窒息氧合技術(shù)在急診飽胃、肥胖、困難氣道、兒童、產(chǎn)婦等患者麻醉誘導(dǎo)中應(yīng)用獲益明顯[16?18]。本實驗研究發(fā)現(xiàn)，兩種流量窒息氧合均能在段間平面等待期間維持較好的氧合，且2 組段間平面顯示時間無明顯差異，均較單肺機械通氣組縮短，具備較好的有效性。3 組患者術(shù)中各時間點生命體征、HIF-1α 水平及術(shù)后住院天數(shù)及并發(fā)癥發(fā)生率均無明顯差別。在T4時刻，與7 L/min 氧流量相比，3 L/min 組術(shù)中PaCO2升高、且pH 較7 L/min 降低，該差異在恢復(fù)機械通氣后短時間內(nèi)消除，表明窒息氧合技術(shù)具備較好的安全性。但低流量窒息氧合可能會影響二氧化碳的清除，增加高碳酸血癥和呼吸性酸中毒風(fēng)險。

肺萎陷主要包括2 個階段。第一階段是由于肺本身的彈性回縮力，肺內(nèi)氣體通過氣道排出體外，在單肺通氣胸膜打開后立即發(fā)生。隨著小氣道關(guān)閉，這一過程通常在60 s 內(nèi)結(jié)束。第二階段通過持續(xù)的肺循環(huán)實現(xiàn)氣體交換[19]。本研究中發(fā)現(xiàn)，窒息氧合組理想段間平面顯示時間較單肺通氣組明顯縮短。分析可能通過影響氧運輸、氧消耗及氧攝取過程，從而作用于肺萎陷第二階段，影響肺內(nèi)氣體交換以加快段間平面顯示速率。與對照組相比，窒息氧合組PaO2降低。O2Hb 迅速解離為Hb 與O2，使PaO2維持在正常水平內(nèi)，完成組織供氧。同時，解離形成的Hb 再次參與到氧攝入過程中，將肺泡內(nèi)氧氣攜帶至血液以O(shè)2Hb 存在。而肺泡中氧濃度則迅速降低，肺泡-動脈血氧分壓差（PA-aO2）隨之降低或保持不變，一定程度上也增加了肺換氣功能。研究中窒息氧合組O2Hb 及PA-aO2較對照組降低，而hHb 較對照組升高也印證了上述觀點。此外，研究中發(fā)現(xiàn)，與機械通氣組相比，窒息氧合組在氧供量不變的基礎(chǔ)上，降低了機體氧耗量。窒息氧合過程中，肺組織處于“靜息狀態(tài)”[20]。在減少肺膨脹、過度拉伸、變形和潛在組織損傷的同時，減少能量耗散，降低呼吸做功，并將氣壓創(chuàng)傷的風(fēng)險降至最低。在滿足機體氧供的同時，將術(shù)中氧合維持在偏低水平，還可預(yù)防高氧性肺損傷，減少活性氧的產(chǎn)生，降低氧化應(yīng)激反應(yīng)及其對細胞內(nèi)蛋白質(zhì)、細胞膜造成的損傷[21]。在生物性因素和能量損傷因素中發(fā)揮保護性作用，降低急性肺損傷風(fēng)險。因此，窒息氧合技術(shù)的合理應(yīng)用可使圍術(shù)期肺損傷最小化。目前臨床常用ScvO2間接反應(yīng)機體氧輸送情況。早期發(fā)現(xiàn)潛在組織缺氧，可用于指導(dǎo)圍術(shù)期液體治療監(jiān)測和評估機體氧供需平衡、組織氧合的變化情況[22]。本研究中發(fā)現(xiàn)，窒息氧合組ScvO2升高，推測可能與呼吸暫停期間氧耗量減少，O2ER 降低相關(guān)。研究中窒息氧合組乳酸水平未見明顯升高，也印證了機體處于氧供需平衡狀態(tài)。

綜上所述，在胸腔鏡肺段切除術(shù)中，窒息氧合技術(shù)可保證術(shù)中充足的氧供量，對機體氧供需平衡及細胞內(nèi)氧環(huán)境無明顯影響，在細胞、組織及器官水平均具有較好的安全性。此外，可有效加快段間平面顯示速率，為外科醫(yī)生精準切除肺段提供必要條件。