胸外科手術患者急性肺損傷的發生及預防進展

李受南

[摘要] 胸外科手術患者急性肺損傷的發生受到多種因素的影響，筆者就胸外科發生急性肺損傷的原因及機械通氣、輸血相關性肺損傷等危險因素做一綜述，以期為急性肺損傷的預防及治療提供可參考依據。

[關鍵詞] 肺損傷；胸外科；手術；預防

[中圖分類號] R563.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2014）33-0152-03

[Abstract] Thoracic surgery patients with acute lung injury occurs is affected by many factors， the author of thoracic surgery causes and occurrence of mechanical ventilation in acute lung injury， risk factors such as transfusion-related acute lung injury do a review for a period of acute lung injury prevention and treatment provide reference.

[Key words] Lung injury； Thoracic surgery； Operatation； Prevention

急性肺損傷（acute lung injury，ALI）是指心源性以外的各種致病因素導致的急性、進行性、缺氧性呼吸衰竭[1]，重癥ALI稱為急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS），胸外科手術患者的手術安全性及術后的恢復情況均會受到ALI的影響，ALI死亡率較高，嚴重影響其生活質量，并對危重患者的生活造成嚴重威脅[2]。而手術創傷是一個重要的誘因，近年來，隨著醫學的不斷進步及胸外科的不斷發展，各種重大復雜的胸科手術越來越多[3]，在住院手術死亡患者中胸外科的肺切除術患者所占比例居于中等水平，預計肺葉切除術死亡率及全肺切除術死亡率分別在2%、6%以下，雖然隨著我國逐漸步入老齡化社會，胸外科就診患者中老年人比例逐年升高，大部分患者均伴發基礎性疾病，但平均住院時間卻呈現減少趨勢，而并發癥發生幾率也明顯降低。目前，肺部感染、敗血癥及ALI等肺的并發癥已經取代了心臟意外成為目前胸外科手術的主要死亡原因。筆者對機械通氣、輸血相關性肺損傷等ALI的危險因素做一綜述，并對預防措施做一初步探討，現報道如下。

1胸外科發生急性肺損傷的原因

ALI的病理生理改變與ARDS性質相同，ARDS被定義為嚴重的ALI或者其最終嚴重階段[3]。以下為胸外科手術患者發生ALI的原因：①手術損傷。胸腔手術的大小、手術的復雜程度及是否有淋巴管損傷等并發癥與ALI/ARDS的發生率有密切關系，肺損傷的原因包括手術過程中部分機械性操作，如牽拉、擠壓肺組織等，都與肺挫傷類似[4]。有研究發現，發生ALI的幾率隨著肺組織切除比例的升高而升高，全肺切除發生ALI的可能性更大。②麻醉藥物的影響。ALI的發生會受到胸外科手術中麻醉及鎮痛等藥物使用的影響，但目前具體機制尚不明確，有研究發現，ALI患者的病情會隨著麻醉藥物的使用而加重，部分藥物對ALI也具有保護作用，如靜脈麻醉藥物、局麻藥物等。③單肺通氣。單肺通氣在肺切除手術中經常應用，單肺通氣可能會導致肺泡通氣血流比例失調、氣壓傷、充氣過度等促進肺組織不同程度的損傷，導致ALI發生或者是使ALI病情加重[5]。④缺血再灌注損傷。肺是機體由支氣管動脈和肺動脈雙重血供的唯一器官，且氧供可從肺泡中獨立獲得，因此，以前的研究中認為肺組織的耐缺血能力非常強。但是近年來研究發現，肺組織的血氣屏障系統非常脆弱，對缺血-再灌注損傷敏感性較強。體外循環、肺移植、休克及其心肺復蘇等多種臨床情況均可導致肺缺血再灌注損傷，對患者的遠期生存率有嚴重影響。與全肺血供比較，支氣管動脈在正常生理情況下對肺的血液供應比例約為1%～3%，由于為患者實施肺手術時進行了單肺通氣，或者是將肺動脈或肺循環阻斷，支氣管動脈成為唯一的為手術側肺組織提供血供的動脈，導致肺組織缺血、缺氧，因此開放胸部手術中阻斷的肺循環發生缺血-再灌注損傷的幾率非常大[6]。⑤輸血。輸血相關性急性肺損傷（transfusing-related acute lung injury，TRALI）是與輸血相關的一種嚴重的不良反應，死亡率約為6%～12%，是一種常見的輸血反應致死的原因，僅次于ABO血型不合和肝炎[7，8]，是指在輸血過程中或輸血后不超出6 h內以急性非心源性肺水腫和低氧血癥為主要表現的臨床綜合征，以呼吸困難、寒顫、發熱、低血壓等癥狀為主要臨床表現[9]。與其他原因導致的ARDS相比較，輸血相關性急性肺損傷的病理、生理等具有相似性。其中輸入全血為TRALI發生的最常見的原因。⑥液體超載。多項研究證實，PPE及ALI的發生原因多為胸科手術中過多輸液導致。但也有學者認為ALI的原發因素并非液體超載，但是肺泡通透性在ALI發生過程中增高，如果將液體的攝入量在此時增加會使病情加重，相應增加患者的患病時間。

2機械通氣的影響

機械通氣是治療呼吸衰竭、挽救患者生命的一項重要方法，如果對患者脫離呼吸機的時機不能準確把握則容易導致通氣機所致肺損傷、循環抑制等多種嚴重并發癥[10]。叢聞超[11]收集30例ALI/ARDS患者給予機械通氣治療，臨床治療總有效率為83.5%，使肺泡水腫的形成顯著減輕，延緩了肺泡水腫的進一步惡化，提高了肺的有效動態順應性，使肺水腫有效改善，結果提示目前機械通氣仍然是ALI/ARDS的主要治療手段，使機體的氧輸送得到了保證。傅萬海等[12]將24只健康新生豬制備急性肺損傷模型后，分成四組，分別觀察采用不通氣、常頻機械通氣、高頻振蕩通氣及部分液體通氣對急性肺損傷新生豬肺泡Ⅱ型上皮細胞的影響，對四組新生豬肺組織ACEⅡ數量、熒光面積、熒光密度進行比較。結果表明，采用部分液體通氣的新生豬ACEⅡ計數明顯高于其他兩種機械通氣方式，采用部分液體通氣、高頻振蕩通氣的新生豬ACEⅡ熒光密度高于采用常頻機械通氣者。研究結果表明，各種機械方式對ACEⅡ均有不同的影響，其中對ACEⅡ損傷最嚴重的機械通氣方式為常頻機械通氣，而損傷最輕的為部分液體通氣方式。endprint

2.1傳統潮氣量通氣及小潮氣量通氣比較

傳統潮氣量通氣為（5～12）mL/kg PBW，可使正常肺組織出現不以炎癥為主的實質性損傷[13]。低潮氣量通氣是與傳統潮氣量通氣相對而言，潮氣量為（6～8）mL/kg PBW，研究發現低潮氣量機械通氣可使高潮氣量通氣導致的肺損傷得到有效避免。李爽等[14]收集急性呼吸衰竭患兒80例并根據不同的潮氣量分為傳統潮氣量通氣組和小潮氣量通氣組，觀察兩組患兒的治療效果，認為機械通氣過程中患兒肺部病變情況可以通過肺動態順應性（Cdyn）、氣道阻力（Rrs）、呼吸功（Wobv）、氣道閉合壓（P0.1）等呼吸力學指標幫助判斷，以便于對呼吸機參數進行及時調整，對撤機的時機進行判斷，小潮氣量通氣與傳統潮氣量通氣比較在使急性低氧性呼吸衰竭（acute hypoxic respiratory failure，AHRF）患兒病死率降低方面無顯著優越性，但小潮氣量通氣在氣壓傷方面與傳統潮氣量通氣比較優越性明顯，安全性更高。

2.2呼吸機相關性肺損傷，氣道壓力和通氣模式

呼吸機所致肺損傷是指機械通氣誘發或引起的急性肺損傷，會加重患者原有的肺部病情[15]。研究表明，機械應力的強度和時間決定了致傷性通氣造成的肺損傷嚴重程度。基礎研究中多采用大潮氣量、高氣道壓力的致傷模式制備呼吸機所致肺損傷動物模型[16]。張群英等[17]探討家兔呼吸機肺損傷模型的復制方法，分析VT10mL/kg、T20mL/kg、VT40mL/kg對54只家兔的影響，分別將其作為常規潮氣量組、中潮氣量組及大潮氣量組，并根據不同的通氣時間將各組家兔二次分組，結果表明常規潮氣量組的PaO2/FiO2在各時間點無明顯變化，肉眼及光鏡下觀察肺組織無明顯變化，而中潮氣量組及大潮氣量組則隨著通氣時間的延長，PaO2/FiO2不斷下降，隨著通氣時間的延長，中潮氣量組有一定程度的肺損傷出現，大潮氣量組肺損傷則越來越嚴重，因此認為復制呼吸機所致肺損傷家兔模型的最理想的條件為VT40mL/kg通氣4 h。安莉等[18]也得出相同的結論。

2.3允許性高碳酸血癥、呼氣末正壓

將肺損傷減低到最低限度為肺保護性通氣的目標，目前主要通過避免肺過度擴張及其相關的壓力升高。急性肺損傷有較高的發病率及病死率，其存活率在實施機械通氣后顯著升高；但由于傳統的通氣強調將血氣維持在正常范圍，因此，當大潮氣量機械通氣時，會造成肺損傷[19]。近年來，為減少常規人工通氣的弊病，臨床主張小潮氣量的方法，但二氧化碳在機體通氣不足的狀態下會發生潴留，形成高碳酸血癥，在不會對患者生命活動造成影響的程度內被稱之為允許性高碳酸血癥，在一定范圍內允許性高碳酸血癥不會對人體形成較大影響[20]。但在肺動脈高壓、心律失常及高顱壓的患者中要避免發生高碳酸血癥。小潮氣量通氣必須通過使通氣頻率增加來維持分鐘通氣量，這在一定程度上增加了肺泡反復萎陷-擴張次數，使呼吸機相關性肺損傷的發生幾率明顯增加，呼氣末正壓對肺泡擴張起到了維持作用，使萎陷性損傷明顯減少。劉敏肖等[21]分別采用單肺通氣、單肺通氣與4 cmH2O的呼氣末正壓通氣、單肺通氣與8 cmH2O的呼氣末正壓通氣，結果表明，在不同的時間點單肺通氣模式下各種呼氣末正壓通氣的MAP、HR、SpO2比較差異均無統計學意義（P>0.05），B、C兩組炎性因子水平均低于A組，差異有統計學意義（P<0.05），但B、C組炎性因子水平相近，差異無統計學意義（P>0.05），因此，結果提示單肺通氣模式下不同水平呼氣末正壓對肺損傷的程度不同，而對肺損傷最小的為單肺通氣與4 cmH2O的呼氣末正壓通氣。劉洋等[22]認為低潮氣量單肺通氣復合呼氣末正壓通氣可使患者的單肺通氣氧合得到顯著改善，氣道壓明顯下降、炎癥反應減少，降低免疫抑制引起的肺損傷發生幾率。

2.4肺不張和肺泡擴張

對重癥監護室的患者來講，肺不張是一項較為常見的并發癥，臨床上以低氧血癥為主要表現，應以緊急建立人工氣道，使肺不張原因得到解除的同時給予機械通氣行呼吸輔助，以使氧合得到顯著改善的方法對存在有嚴重低氧血癥的肺不張患者進行治療[23]。孫玉娥等[24]對擇期全麻下行腹腔鏡膽囊手術的32例肥胖患者進行分析，在麻醉誘導期開始便加用呼氣末正壓通氣，肺不張發生率明顯低于術中加用呼氣末正壓通氣的患者（P<0.05）。認為麻醉誘導早期開始使用PEEP可以明顯降低肥胖患者腹腔鏡膽囊切除術后肺不張的發生率。也有報道表明，單肺通氣前給予5 mL/kg的潮氣量并且單肺通氣期間給予呼氣末正壓通氣（5 cmH2O）的患者與高潮氣量的患者比較其肺內氣體分布更均勻。上述結果提示，在單肺通氣前使潮氣量減小具有非常重要的臨床意義，此外，在單肺通氣期間復合呼氣末正壓通氣可使肺泡的機械應力降低，該作用是通過使肺泡的萎陷顯著減少來實現的[25]。

3輸血相關性肺損傷

目前輸血相關性急性肺損傷的發病機制還不明確，抗原-抗體反應學說及生物活性物質的“二次打擊”學說得到大家的認同。抗原-抗體反應學說的首次提出者為Popovsky[26]，臨床TRALI患者中約有65%～90%的供體者白細胞抗體陽性，其中HLA-Ⅰ、HLA-Ⅱ、中性粒細胞抗體為主要的抗體。抗原-抗體反應學說主要是供者血液中的白細胞抗體導致抗原-抗體反應使肺中的補體被激活，導致肺部有效應細胞-中性粒細胞（PMN）流入，激活PMNs并使細胞毒成分被釋放，內皮受損，增加了毛細血管通透性，導致肺組織損傷[27]。

雖然抗原-抗體學說在基礎研究中得到了證實，但是TRALI患者中約有15%或超過15%的體內無抗體，且在抗體陽性患者中只有一小部分發生TRALI；其次，并不是所有供體中抗體和受體中抗原結合的患者均發生TRALI，發生者只占一小部分；再次，TRALI患者中不一定具有供體的同源性抗原。“二次打擊”學說中嚴重感染、膿毒癥、創傷、手術等第一次打擊激活內皮細胞，使細胞因子和粘連素得到釋放，中性粒細胞受到細胞因子的吸引而在內皮組織黏附，第二次打擊氧自由基和蛋白酶由中性粒細胞釋放后導致內皮細胞損傷后發生TRALI[28]。張亮達等[29]收集1例由于外傷致左小腿出血伴活動受限12 h入院的患者，行左脛腓骨開放性骨折切開復位內固定術治療，并于術程后半段輸注紅細胞懸液、新鮮冰凍血漿，送入監護室約15 min后出現TRALI癥狀，該患者發病情況符合“二次打擊”學說，具有第一次打擊：大創傷及近期手術，第二次打擊：術后輸注含白細胞抗體、細胞因子的血制品等。因此，血庫應采用洗滌紅細胞及去白紅細胞等預防措施以預防TRALI的發生。endprint

4結語

綜上所述，ALI對患者的生活質量造成嚴重影響，治療應將保護性通氣作為肺通氣目標，以使肺損傷幾率降低。其中低潮氣量通氣、常規的PEEP、低FIO2等均屬于保護性肺通氣的內容。此外，盡可能不使用血液制品為ALI及ARDS預防的另一項主要內容，有利于圍手術期ALI發生幾率降低。總之，多種因素對胸外科手術患者急性肺損傷的發生發展過程有重要影響，這些因素之間構成的網絡體系錯綜復雜，應深入研究ALI的發病機制，以達到預防ALI發生的目的，此外，有利于臨床制定ALI治療方案，提高疾病的治療效果。

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（收稿日期：2014-08-12）endprint