肺保護性通氣策略在單肺通氣肺葉切除術(shù)中的應用現(xiàn)狀

劉志輝 秦云植

正常人體雙肺共有5 個肺葉，肺葉切除術(shù)就是切除整個解剖肺葉。肺葉切除術(shù)是治療肺結(jié)核、支氣管擴張、肺腫瘤等各種良性和惡性肺部疾病的重要手術(shù)方式[1]。Davies 醫(yī)生于1913年進行了第1例肺葉切除術(shù)，但術(shù)后1 周患者因發(fā)生感染及術(shù)后肺部并發(fā)癥（Postoperative pulmonary complications，PPCs）而死亡。隨著外科手術(shù)技術(shù)的進步和麻醉管理理念的發(fā)展，肺葉切除術(shù)也逐漸趨于成熟和安全。目前胸腔鏡肺葉切除術(shù)（Video-assisted thoracosopic，VATS）已成為肺葉切除首選的手術(shù)方式，切口通常小于8cm。在VATS 麻醉管理中，首選的機械通氣以及肺隔離方式是單肺通氣（One-lung ventilation，OLV）[2]。在OLV 條件下，手術(shù)側(cè)肺充分塌陷，有利于暴露術(shù)野，給外科醫(yī)生操作提供便利，縮短手術(shù)時間。而健側(cè)肺通過肺隔離技術(shù)能與術(shù)側(cè)肺很好的隔開，可防止病變播散，減少或避免術(shù)側(cè)肺殘留組織、血液或膿性分泌物進入健側(cè)肺而引起支氣管阻塞、繼發(fā)感染等。但是在實施OLV 策略時，也伴隨著相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生，如低氧血癥、炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，術(shù)后肺不張等[3～5]。肺葉切除術(shù)后導致患者死亡的主要原因是PPCs，包括術(shù)后肺不張、肺炎、支氣管痙攣和呼吸衰竭等。因此OLV 也是造成肺損傷的一個重要因素。OLV 引起肺損傷的原因包括對通氣側(cè)肺設(shè)置的非生理性的潮氣量，以及機械通氣引起的氧化應激，而塌陷側(cè)肺則面臨手術(shù)操作造成的損傷風險，以及缺血-再灌注損傷和炎癥細胞因子的釋放。隨著麻醉管理理念的不斷提高，目前認為在實施OLV 策略時須具備兩個基本條件：充分的氧合以及肺保護[6]。急性肺損傷（Acute lung injury，ALI）是胸科術(shù)后常見的并發(fā)癥和死亡原因，其病理生理機制較為復雜，常由多種因素導致。而術(shù)后并發(fā)癥可能導致患者住院時間延長，甚至死亡。許多潛在的誘因可導致術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，包括術(shù)中呼吸機使用引起的ALI 等[7]。因此在進行肺葉切除術(shù)時，對肺的保護就顯得尤為重要。本研究就目前OLV 狀態(tài)下肺保護性通氣策略（Lung protective ventilation strategy，LPVS）的相關(guān)研究進行分析和總結(jié)。

1 LPVS 的定義

目前對LPVS 仍然沒有確切的定義，但是大部分學者[2，8，9]認為LPVS 的核心措施為：小潮氣量聯(lián)合呼氣末正壓（Positive end expiratory，PEEP）。在OLV 期間同樣較低的平臺壓下，與較大的潮氣量和較低的PEEP 相比，小潮氣量和適宜的PEEP 可能會降低肺損傷的風險[10]。一項隨機對照研究表明[11]，相比于容量控制（VCV）通氣模式，壓力控制容量保證（PCV-VG）通氣模式能顯著降低手術(shù)患者的氣道壓力，改善肺的順應性，減少中性粒細胞彈性蛋白酶（NE）的釋放，減輕炎癥反應和肺損傷。

2 LPVS 的實施方法

應對不同患者的體格檢查、既往史、現(xiàn)病史（特別是心肺疾病史）、實驗室檢查、影像學資料進行全面評估，同時結(jié)合麻醉醫(yī)生的業(yè)務水平以及科室的設(shè)備條件，以LPVS 的核心措施為基礎(chǔ)，制定個體化的通氣策略[12]。

2.1 小潮氣量小潮氣量是呼吸病學名詞，定義為<8ml/kg 的潮氣量，一般為6～8ml/kg。術(shù)中采取小潮氣量通氣是LPVS 的重要方法之一，具體的參數(shù)設(shè)置則應堅持個體化原則。目前還沒有關(guān)于OLV時小潮氣量的標準化定義。在OLV 狀態(tài)下，通常會設(shè)定較低的潮氣量和較大的PEEP，以最大程度地增加肺的順應性?；谶@個理念，許多麻醉醫(yī)生經(jīng)常采用較低的潮氣量（4～6ml/kg）和適當?shù)腜EEP（5～10cmH2O），但這可能致使肺得不到充分的通氣和換氣，從而發(fā)生高碳酸血癥[13]。雖然一定范圍內(nèi)的高碳酸血癥已被證實可以降低全身血管阻力，增加心輸出量和肺血管阻力，但是對于這種參數(shù)設(shè)置是否能夠改善預后，還需要更多研究證實?；诶硐氲腖PVS 對潮氣量的界定，在OLV 期間潮氣量的設(shè)置仍然值得探索。Blank 等[14]對2012～2014年接受肺葉切除術(shù)的1 019 例患者進行了一項回顧性研究，在開始OLV 后，分別有73.3%、43.3%、18.8%和7.2%的患者接受了大于5ml/kg、6ml/kg、7ml/kg和8ml/kg 理想體重的潮氣量，發(fā)現(xiàn)雖然潮氣量的大小與呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生率呈負相關(guān)，但目前的證據(jù)表明如果沒有足夠PEEP，小潮氣量并不能預防術(shù)后呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。因此，小潮氣量通氣雖然是LPVS 的核心措施之一，但僅使用這一項措施，其肺保護效果仍然有限。

此外，Colquhoun 等[15]在一項多中心回顧性觀察研究中并沒有發(fā)現(xiàn)小潮氣量與肺部并發(fā)癥之間存在獨立的關(guān)聯(lián)。Goligher 等[16]認為，機械通氣中引起的肺損傷的主要決定因素是驅(qū)動壓，小潮氣量對患者死亡率的影響會因呼吸系統(tǒng)的順應性而異。因此我們在對潮氣量進行設(shè)定時，應將驅(qū)動壓作為一個重要的參考指標。

2.2 PEEPPEEP 是在應用呼吸機時，于呼氣末期在呼吸道保持一定正壓，同時避免肺泡早期閉合，使一部分因滲出、肺不張等原因失去通氣功能的肺泡擴張，使減少的功能殘氣量（FRC）增加，并改善通氣肺的通氣血流比值（V/Q），達到提高血氧飽和度的目的。PEEP 能預防肺不張的形成，促使不張的肺復張以及改善彌散性通氣功能障礙患者的氧合[17]。在沒有合適的PEEP 的情況下，并沒有證據(jù)證明小潮氣量能改善OLV 患者的預后[18]。但是，術(shù)中PEEP 參數(shù)如果設(shè)置過高，可能造成氣壓傷，也可能減少胸腔內(nèi)的靜脈回流，從而減低心排血量，導致低血壓的發(fā)生。PEEP 是LPVS 的重要組成部分，能顯著減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，并改善圍術(shù)期氧合[19，20]。一項隨機對照研究[21]將58 例擇期行VATS 的患者隨機分為兩組，兩組均在OLV 后行肺復張。A 組先設(shè)定較高PEEP，然后進行PEEP 遞減滴定，B 組接受標準的5cmH2O PEEP，直到OLV結(jié)束。結(jié)果顯示A 組最佳PEEP 為（8.8±2.4）cm H2O，與體重指數(shù)和用力肺活量（FVC）呈正相關(guān)。最后研究結(jié)果表明，個體化PEEP 可以增加VATS患者的肺順應性，降低驅(qū)動壓，改善氧合，而對血流動力學幾乎沒有影響。雖然根據(jù)驅(qū)動壓滴定PEEP能顯著降低肺部并發(fā)癥，但當患者動脈血氧分壓升高時，PEEP 可能會增加肺血管阻力，從而使血液流到未通氣的肺，造成V/Q 比值失調(diào)。因此在OLV期間，即使PEEP 滴定至適宜值，也必須密切監(jiān)測患者血流動力學變化，并且在小潮氣量通氣時應確保充足的氣體交換[22]。

胸外科手術(shù)中經(jīng)常需要OLV 來實現(xiàn)肺隔離。這種非生理通氣會影響術(shù)中氧合，并引起呼吸力學的變化。雙腔管（DLT）通常用于胸科麻醉期間實現(xiàn)OLV。DLT 由于其內(nèi)徑狹窄和長度較長，因此可能導致內(nèi)源性呼氣末正壓（Auto-PEEP）意外增加。因此，有學者研究了DLT 的大小在OLV 期間對Auto-PEEP 的影響，最終發(fā)現(xiàn)DLT 對OLV 時Auto-PEEP雖然有一定影響，但基本可以忽略不計，因此在臨床上認為Auto-PEEP 的增加與DLT 的大小選擇幾乎無關(guān)[23]。

2.3 呼吸機通氣模式和肺復張目前關(guān)于在OLV期間選擇何種通氣模式更有利尚存在爭議。一項隨機對照研究[24]將65 例接受VATS 的患者隨機分為兩組。一組在OLV 期間設(shè)置VCV 通氣模式，而另一組設(shè)置PCV 通氣模式。兩組的PEEP 均設(shè)定為5cmH2O，其余設(shè)置全部相同。最后得出結(jié)論，在OLV 期間使用時VCV 和PCV 通氣模式在術(shù)中氧合和術(shù)后并發(fā)癥方面沒有明顯差異。然而轉(zhuǎn)化醫(yī)學會提出的“肺葉切除術(shù)患者機械通氣管理的臨床實踐指南”[25]中指出：對于VATS 患者，PCV 通氣模式優(yōu)于VCV 通氣模式。并且在開胸手術(shù)中，在OLV 期間PCV 通氣模式相比VCV 通氣模式能增加右心室功能[26]。目前大部分學者的觀點依然支持OLV 肺葉切除術(shù)中PCV 通氣模式優(yōu)于VCV 通氣模式。

多項研究[27～29]顯示，在OLV 期間，與VCV 模式相比，PCV-VG 模式可以降低吸氣壓力、氣道平均壓，提高肺的順應性以及改善氧合，并且可以減少炎癥反應和肺損傷，這種優(yōu)勢在老年患者和嬰幼兒中更加明顯[11，30～32]。近期的一項大樣本雙中心實驗[33]也再次證實接受VATS 的患者PCV 和PCV-VG 模式組的氣道峰壓比VCV 組更低，肺動態(tài)順應性更好。但患者在術(shù)后7d 內(nèi)的肺部并發(fā)癥的發(fā)生率沒有明顯區(qū)別。

OLV 期間氣體交換效果較差是由于非通氣側(cè)肺完全塌陷和通氣側(cè)肺部分肺泡沒有打開所致。肺復張可改善VATS 患者OLV 期間的V/Q 比值。肺復張后，塌陷的肺泡被充分打開，能增加至少20%肺的呼氣末容積，并改善氧分壓[34～39]。然而肺復張時胸腔內(nèi)壓力顯著增高，使腔靜脈壓力增高，血液回流減少，導致回心血量減少，從而使心排量下降。所以，我們應警惕在肺復張時可能發(fā)生短暫的血流動力學不穩(wěn)定，在患者血壓較低時，因避免實施肺復張。若患者合并肺大泡，也應謹慎實施肺復張，避免造成肺大泡破裂，引起氣胸。

2.4 其他方面OLV 期間，最佳LPVS 仍未確定，日本學者Okahara 等[40]提出，LPVS 不僅與潮氣量、PEEP 等相關(guān)，還與吸入氧濃度（FiO2）有關(guān)，其開展的一項前瞻性雙中心研究得出，OLV 期間較高的FiO2雖然可以改善低氧血癥，但同時較高濃度的氧氣吸入也會增加肺部氧化應激損傷和PPCs 的發(fā)生率。

吸呼比對肺的順應性和通氣效率也有影響。一項前瞻性隨機對照研究[41]證實，相對于1:2 的呼吸通氣比，在1:1 的呼吸通氣比狀態(tài)下，術(shù)中動脈血二氧化碳張力、氣道峰壓值、生理死腔量均有所降低，但平均氣道壓和肺動態(tài)順應性有所升高，然而兩組吸呼比在OLV 期間的動脈氧分壓無明顯差異。另一項研究[42]證明，在OLV 期間對非通氣肺應用持續(xù)氣道正壓通氣 （CPAP）可防止肺泡缺氧和血流從通氣肺流向非通氣肺并減少炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，從而有效降低OLV 期間和術(shù)后的肺損傷。但是對非通氣側(cè)肺給予CPAP 勢必會影響手術(shù)醫(yī)生的操作，因此應權(quán)衡利弊。此外，選擇性肺段通氣能改善VATS 患者圍術(shù)期的氧合情況以及肺順應性，并降低PPCs。但是受限于目前的設(shè)備和技術(shù)情況，在臨床上應用并不多。

3 新的呼吸機通氣模式的探索

在一項關(guān)于大鼠的肺損傷模型的研究中[43]，使用基于正弦氣道壓力分布（SINE）的通氣模式同常規(guī)的VCV 和PCV 通氣模式進行比較發(fā)現(xiàn)，SINE 通氣模式顯示出了更加高效的CO2排出以及血液氧合能力，明顯改善了肺的換氣功能及其順應性，并顯著降低了氣道的平臺壓以及氣道峰壓。SINE 的通氣模式在通氣過程中對于氣道壓力分布的優(yōu)化，可以減輕肺的機械性損傷，減少PPCs 的發(fā)生。這一科學依據(jù)也對以后發(fā)明新的呼吸機以及優(yōu)化通氣模式提供了理論基礎(chǔ)。今后對于專門從事微創(chuàng)肺手術(shù)的中心可能會將LPVS 貫穿到整個圍手術(shù)期，結(jié)合生理學、呼吸力學等多學科的知識將患者術(shù)后ALI 的風險降至最低。

4 小結(jié)與展望

機械通氣應在提供足夠氧合的同時，避免肺泡過度擴張和反復性肺泡塌陷以最大程度地減少醫(yī)源性肺損傷。LPVS 不僅是小潮氣量通氣的同義詞，其還涉及PEEP、較低的FiO2、肺復張操作、通氣模式的選擇和通氣壓力的優(yōu)化[44]。LPVS 應從OLV延伸到整個機械通氣期間。胸科手術(shù)患者的最佳圍手術(shù)期管理應該包括從插管到拔管再到術(shù)后即刻的肺保護，最大程度減少術(shù)后ALI 和PPCs 的發(fā)生[45]。胸科手術(shù)OLV 期間的LPVS 經(jīng)常被推薦用于減少PPCs。然而，關(guān)于在OLV 期間應用LPVS 對肺葉切除術(shù)后遠期并發(fā)癥的試驗數(shù)據(jù)有限，后續(xù)可開展相關(guān)方面的質(zhì)量較高的大樣本隨機對照研究。

隨著臨床監(jiān)測的精準和優(yōu)化，未來可以選用更好的監(jiān)測指標來反映VATS 患者重要器官功能保護和關(guān)乎臨床麻醉安全質(zhì)量控制的肺部結(jié)局。此外OLV 過程中還可能造成術(shù)中腦氧飽和度的下降，對術(shù)后認知功能障礙也會產(chǎn)生影響。合理的LPVS不僅可以減少PPCs，對再次氣管插管率，非計劃轉(zhuǎn)入ICU 率和住院時長以及術(shù)后認知功能都有重要影響。LPVS 是胸科手術(shù)中加速康復外科（Enhanced recovery after surgery，ERAS）重要的一環(huán)。但是，要真正貫徹落實胸科手術(shù)ERAS 理論，還需要多學科多團隊的密切配合。圍術(shù)期機械通氣專家共識和相關(guān)指南中仍然有許多未解決的關(guān)鍵問題，且目前缺乏OLV 期間LPVS 的簡單可操作的標準化實踐指南，需要大規(guī)模的臨床試驗來形成基于證據(jù)的OLV 期間胸科麻醉臨床實踐指南。