小兒圍術期肺不張影響因素及預防措施的應用研究進展

王升華，李思源，江來

上海交通大學醫(yī)學院附屬新華醫(yī)院麻醉與重癥醫(yī)學科，上海 200092

肺不張是小兒圍術期常見的肺部并發(fā)癥之一，臨床表現(xiàn)與肺不張范圍和嚴重程度相關，從無明顯癥狀到胸悶、氣短、氣急，甚至會發(fā)生嚴重的低氧血癥。如不及時處理，還可能引起嚴重的肺部并發(fā)癥，如肺部感染、胸腔積液、呼吸衰竭等。小兒圍術期肺不張發(fā)生的影響因素為麻醉藥物和麻醉方式等麻醉相關因素、患兒自身基礎狀況、手術方式、手術體位等，預防措施通?？梢酝ㄟ^改善術中通氣策略、提供良好鎮(zhèn)痛、促進患兒呼吸功能早期恢復等方式實現(xiàn)?，F(xiàn)就小兒圍術期肺不張的影響因素及預防措施的應用研究進展情況綜述如下。

1 小兒圍術期肺不張的影響因素

1.1 麻醉因素

1.1.1 麻醉用藥 在手術麻醉中，藥物的使用往往是影響患兒圍術期發(fā)生肺不張的潛在因素。肌松藥是全身麻醉中的常用藥物，其可致患兒膈肌和其他呼吸肌松弛，膈肌向頭側移位，同時引起胸腔橫截面面積減少、功能殘氣量降低，從而促進了腹部對肺的壓縮作用，造成肺不張[1］。有研究[2］表明，術后肌松藥的殘留會導致患者用力肺活量的降低，是引起小兒術后肺不張的重要因素之一。

芬太尼類化合物是阿片類藥物的代表，具有良好的鎮(zhèn)痛活性，但其應用后發(fā)生延遲性（復發(fā)性）呼吸抑制作用。芬太尼可能通過多種機制抑制呼吸和神經元的作用位點，其可通過降低外周化學感受器對二氧化碳的敏感性、降低呼吸中樞的敏感性而產生呼吸抑制作用[3-4］，從而引起肺不張。此外，芬太尼還可以引起胸壁肌肉強直從而影響患兒通氣功能，此種情況可見于新生兒麻醉中大劑量注射芬太尼時[5］。

廣泛應用于小兒麻醉中的艾司氯胺酮，在亞麻醉劑量下可通過增加化學感受器對CO2的敏感性從而刺激呼吸。靜脈麻醉藥物丙泊酚也常用于小兒麻醉中，其不僅可以降低小兒氣道反應性，同時還可以減少氣道相關并發(fā)癥和小兒術后躁動的發(fā)生率[7］。吸入性麻醉藥七氟烷對氣管插管引起的氣道痙攣具有舒張作用，可以降低氣道阻力[8］從而減少肺不張的發(fā)生。

1.1.2 麻醉方式 區(qū)域神經阻滯麻醉往往會在保留患兒的自主呼吸下經行手術治療，因此肺不張的發(fā)生率比全身麻醉低[9］。作為區(qū)域麻醉的方式之一，周圍神經阻滯由于成功率和安全性較高，被越來越多地應用于患兒。但經斜角肌間隙的臂叢神經阻滯極易發(fā)生膈神經麻痹，這可能會導致呼吸功能不全，從而引起肺不張，特別是行雙側臂叢神經阻滯時發(fā)生率更高。因此，為了減少肺不張的發(fā)生，對于需要行臂叢神經神經阻滯的患兒，應在超聲引導下進行穿刺操作，提高精準性和安全性。

1.2 患兒自身因素 相較于非肥胖患兒，肥胖患兒腹部和胸部脂肪組織增多，使膈肌向頭側移位，同時還導致患兒胸廓和肺順應性降低，以及功能殘氣量減少，增加了患兒圍術期肺不張的風險。在拔管后和術后24 h 內，病態(tài)肥胖患者發(fā)生肺不張的可能性和肺不張的面積均高于正常體質量患者。由于針對肥胖患兒的通氣策略尚未統(tǒng)一，有學者指出可以采取成人的相關策略，即給予小潮氣量、呼氣末正壓通氣（PEEP）同時配合肺復張手法[10］。研究[11］發(fā)現(xiàn)，為避免肥胖患者術后肺不張，術中機械通氣時所需的PEEP水平遠高于臨床常規(guī)使用的數(shù)值，因此最好對其進行個體化PEEP設置。

患兒自身的氣道情況也是影響圍術期發(fā)生肺不張的因素之一。以上呼吸道阻塞為代表的阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征（OSAS）是一種常見的睡眠障礙。呼吸道張力的改變，氣道內平滑肌反應性變差都是OSAS 所致病理生理改變的功能性因素。腺扁桃體和腺樣體切除術是治療兒童OSAS 的主要手術方法，其手術期間及術后都存在潛在的呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥，而有OSAS 病史的患兒對阿片類藥物的中樞呼吸抑制作用尤為敏感，因此更需要注意其引起的圍術期患兒肺不張的發(fā)生。

以下呼吸道阻塞為代表的小兒哮喘的病理生理學表現(xiàn)為氣道高反應性并引起支氣管平滑肌的痙攣收縮，氣道黏膜炎性水腫和氣道內粘性分泌物堵塞加重通氣障礙，導致氣道重塑進而影響肺功能，降低其肺順應性。同時由于患兒存在氣道高反應性，當氣管插管和拔管時更易發(fā)生支氣管痙攣，從而增加肺不張等相關肺部并發(fā)癥的風險。

此外，圍術期合并有上呼吸道感染的患兒，在擇期或急診手術中接受全身麻醉的情況很常見，其常表現(xiàn)有不同程度的限制性通氣功能障礙。以往大部分學者認為術前有上呼吸道感染癥狀的兒童在麻醉期間發(fā)生嚴重的肺不張的可能性更大，而LEE等[12］認為，合并有輕微上呼吸道感染癥狀的患兒行擇期手術，并不會增加術后肺不張的發(fā)生率，但上呼吸道感染的存在和嚴重程度卻與患兒圍術期不良呼吸事件相關。

1.3 手術因素

1.3.1 術中體位 俯臥位常見于小兒脊柱、顱腦外科手術中。當患兒處于俯臥位時，胸腔內壓力梯度下降，跨肺壓增大，改善了由于仰臥位時引起的通氣血流比例不協(xié)調，利于萎陷的肺泡重新復張。此外，俯臥位下患兒的肺門位置較低，肺泡和小支氣管內的痰液借助重力作用更容易排向大氣道，有一定的體位引流作用。因此，俯臥位通氣可以改善患兒的氧合，促進肺復張，減少患兒圍術期肺不張的發(fā)生。研究[13］發(fā)現(xiàn)，由于嬰幼兒呈軟骨性胸腔，呼吸系統(tǒng)發(fā)育尚不完全，俯臥位時容易發(fā)生肺不張，從而引起氧合降低所以在俯臥位行全身麻醉手術的嬰兒和三歲以下患兒，最好對其定期肺復張以減少肺不張的發(fā)生率。

側臥位患兒術后胸部CT 提示肺不張幾乎只發(fā)生于下側肺[1］，其原因是當患兒側臥時，縱膈在重力影響下作用于下肺，使其通氣減少；相反，由于側臥后氣體質量新分布，促進了上肺的肺泡重新復張，使上肺通氣增加。

目前，小兒外科手術趨于微創(chuàng)化，腹腔鏡手術越來越普及，但腹腔鏡手術時CO2氣腹和頭低腳高位的特殊體位都會對患兒呼吸、循環(huán)產生影響。當患兒處于頭低腳高位時，腹部臟器移位使胸腔壓力增加，同時膈肌向頭側位移使胸廓和肺順應性降低，進而造成肺不張合并不同程度的通氣功能障礙。對于小兒而言，特別是合并有心肺功能基礎疾病的患兒，頭低腳高位會致其呼吸功能進一步下降，甚至發(fā)生低氧血癥和呼吸功能衰竭[14］。

1.3.2 特殊手術類型 隨著外科操作的精細化，腹腔鏡在小兒外科中的應用趨于廣泛。術中行二氧化碳人工氣腹時，高腹腔壓力致膈肌上移，壓迫肺組織導致肺順應性降低、氣道阻力增加，從而引起肺不張。這種區(qū)域性肺不張的范圍可從輕微的通氣喪失到完全的肺不張。此外，氣腹引起的高二氧化碳血癥降低了腹部順應性，進而影響胸廓順應性，引起胸腔壓力變化。新生兒、嬰幼兒普遍存在低功能殘氣量、高耗氧量，更容易在腹腔鏡手術中發(fā)生肺不張和低氧血癥。研究[15］認為，在大多數(shù)心肺功能正常的患兒中，高碳酸血癥引起的肺不張可以通過肺手法復張和術中給予適當PEEP 成功預防，且這種通氣策略的血液動力學耐受性良好。

與非心臟手術相比，心臟手術后的患者更容易出現(xiàn)肺不張和通氣/血流失調，從而造成肺損傷，其機制可能與體外循環(huán)、缺血再灌注損傷的炎癥作用有關[16］。體外循環(huán)引起的肺部炎癥和缺血再灌注損傷表現(xiàn)為肺泡毛細管內膜損傷、表面活性物質受損[1］，同時手術應激反應也會引起明顯炎癥反應，這些可能都是引起肺不張的危險因素。研究[17］顯示，心臟手術后俯臥位下對患者行手法肺復張，可以改善肺部氧合和背側肺部的通氣量，從而改善肺不張。

在胸外科手術中，常會采用單肺通氣的策略，而單肺通氣與肺不張等肺部并發(fā)癥發(fā)生相關。單肺通氣時，非通氣側肺萎陷，但仍有血流，這將不可避免地造成通氣血流比例失調。同時，開胸手術會引發(fā)比較嚴重的全身炎癥反應，多種炎性介質釋放導致肺損傷。此外，胸科手術時患者常處于側臥位，體位的改變還會引起壓縮性肺不張。

2 小兒圍術期肺不張預防措施的應用

2.1 術中預防措施的應用

2.1.1 PEEP PEEP 是一種可以減少肺損傷的肺保護性通氣策略，可以在呼氣末提供一定的壓力防止遠端小氣道和肺泡塌陷，使通氣更加均勻。因此在小兒全身麻醉呼吸機支持通氣時，適當?shù)慕o予PEEP 可以從根本上逆轉或防止肺不張的發(fā)生。小兒全身麻醉時，不同PEEP 水平的肺順應性差異很大。早期關于小兒圍術期肺不張的研究[18］認為，PEEP 的運用可以減少患兒術中因通氣不足所至肺不張的發(fā)生。而后研究[19］發(fā)現(xiàn)，5 cmH2O 的PEEP 并不足以完全消除全麻所致的嬰幼兒肺不張，在超聲引導下對嬰幼兒行手法肺復張，可以顯著降低其肺不張的發(fā)生率。因此，為預防圍術期患兒肺不張的發(fā)生，優(yōu)化肺保護通氣策略，需要個性化設置PEEP數(shù)值并進行手法肺復張。

2.1.2 吸入氧濃度 全身麻醉氣管插管期間對患兒吸入氧濃度的設置是尤為重要的。當氧濃度設置過低時，患兒可能會發(fā)生低氧血癥；如果設置氧濃度過高，則有可能產生組織損傷，特別是新生兒呼吸機支持通氣，其視網(wǎng)膜和肺對高氧濃度很敏感，不易耐受，容易造成氧化損傷。高吸入氧濃度（＞80%）會降低肺泡中的氮氣含量，并增加肺泡毛細血管膜上的氧濃度梯度，導致氧氣的快速吸收和肺泡塌陷，這種現(xiàn)象被稱為“吸收性肺不張”。在小兒麻醉誘導過程中，較低的氧濃度不僅不會引起患兒缺氧，還可以減少誘導后肺不張的發(fā)生。在腹部手術中，機械通氣時氧濃度過高對患者術后恢復沒有任何臨床優(yōu)勢；相反，在麻醉過程中相對較低的吸入氧濃度不僅不會引起患兒缺氧，還能減少了術后肺不張的發(fā)生[20］。即便是肺功能正常的患兒，高吸入氧濃度也會使其肺泡通氣在術后出現(xiàn)區(qū)域差異性，患兒術后第1 天的肺泡通氣仍持續(xù)存在不均勻性；因此研究[21］認為，對肺功能正常的患兒使用中等吸入氧濃度（約35%），可能是最佳的肺保護性通氣方案。

2.1.3 潮氣量 采用低潮氣量的保護性肺通氣策略已被廣泛用于急性呼吸窘迫綜合征患者，而對于無嚴重肺損傷的患者，其術中最佳潮氣量通氣策略并無定論。研究[22］認為，術中低潮氣量伴適度的高PEEP 可以降低患者肺不張的發(fā)生率，對6 歲患兒設置5 mL/kg的低潮氣量并聯(lián)合10 cm H2O PEEP 不但可以減少其肺不張的發(fā)生，還可以防止肺過度膨脹并可將其驅動壓力降至最低。另一項Meta 分析[23］表明，當?shù)统睔饬柯?lián)合肺復張和PEEP 應用時，肺不張和急性肺損傷的發(fā)生率均會降低。還有研究[24］指出，對于理想體重的患兒，術中機械通氣時設置6～7 mL/kg 的潮氣量，加以使用PEEP 及必要手法肺復張策略，可以逆轉患兒圍術期的肺不張的發(fā)生。

2.1.4 肺復張手法 肺復張手法是指在機械通氣過程中間斷地給予高于常規(guī)平均氣道壓的壓力并維持一定時間，其作用一方面可使更多的萎陷肺泡復張，另一方面還可以防止小潮氣量通氣所帶來的繼發(fā)性肺不張。對小兒行手法復張時，為了完全打開已塌陷的肺組織，需要運用30 cm H2O 的壓力，同時保持15 s，可以改善手術麻醉引起的患兒功能殘氣量的減少和肺氧合障礙；對患兒麻醉誘導及手術結束后分別行超聲引導下行肺復張，可以減少患兒術中和麻醉蘇醒室中肺不張的發(fā)生，且比傳統(tǒng)肺復張方法更有效[25］。

2.2 術后預防措施的應用 完善的鎮(zhèn)痛措施是術后預防肺不張的關鍵一步。除全身應用阿片類鎮(zhèn)痛藥物外，術后硬膜外鎮(zhèn)痛也可以預防肺不張，其機制可能是通過增強呼氣肌力量促進患者咳嗽，加強鎮(zhèn)痛使患者有效深呼吸，同時還可以通過避免全身應用阿片類藥物產生的呼吸抑制從而預防肺不張[1］。對于行微創(chuàng)漏斗胸矯正手術的漏斗胸患兒，還可以通過超聲引導下的椎旁神經阻滯減輕疼痛刺激從而減少肺不張的發(fā)生[26］。無創(chuàng)正壓通氣（NIPPV）也是預防肺不張的措施之一，其為經鼻或面罩持續(xù)氣道正壓通氣或雙水平氣道正壓通氣，拔管后行NIPPV可預防肺不張，補償術后功能殘氣量的減少，并可由此預防或治療術后呼吸衰竭[27］，機制可能是通過肺復張改善肺通氣，并減少潛在的呼吸功。經鼻高流量氧療是一種近年來備受關注的氧療方式，可以促進氣道分泌物的清除，降低患者上氣道阻力，減少呼吸做功，并且可以產生一定的呼氣末壓力從而改善通氣功能。有研究[28］指出，嬰幼兒術后預防性使用流速為2 L/（kg·min）的高流量鼻導管氧療可以減少其肺不張的發(fā)生。

綜上所述，麻醉藥物和麻醉方式等麻醉相關因素、患兒自身基礎狀況、手術方式、手術體位等因素均可能對小兒圍術期肺不張產生影響，其預防措施通?？梢酝ㄟ^改善術中通氣策略、提供良好鎮(zhèn)痛、促進患兒呼吸功能早期恢復等方式實現(xiàn)。在小兒圍術期管理中，肺不張的預防和治療仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。盡管已有多種方法和技術用于診斷肺不張，但實時性、便捷性和侵入性的平衡仍是當前實踐中的難題。隨著醫(yī)學技術的發(fā)展，肺超聲、電阻抗成像等非侵入性實時檢查技術顯示出在監(jiān)測肺不張方面的巨大潛力，為早期診斷和干預提供了新的思路，然而這些技術的普及和應用還需進一步的研究和驗證，以確保其準確性和效果。此外，圍術期肺保護性通氣策略地不斷優(yōu)化也是未來研究的重點，以進一步探究小兒圍術期肺不張發(fā)生的預防措施，從而為臨床醫(yī)生小兒圍術期管理提供參考。