反比通氣對單肺通氣嬰幼兒肺功能的影響

羅輝 彭玲莉 廖澤娟 趙穎 沈杰 李海洋 胡祖榮 劉晶

廣東省婦幼保健院（廣州 510010）

單肺通氣（OLV）導致的肺損傷一直是臨床關注的重點，雖然臨床試驗已經證實OLV在嬰幼兒甚至新生兒的可行性和安全性［1-2］，但針對嬰幼兒使用OLV時所導致的肺損傷卻少有研究。反比通氣（IRV）是一種調節吸呼比，使吸氣時間＞呼氣時間（I＞E）的通氣模式，它可以減少生理無效腔量［3］，降低氣道峰壓，改善有效通氣，促進氣體交換，增加氧合［4］。因此，此次研究基于前期研究的基礎上，進一步研究肺保護策略，探討IRV在嬰幼兒OLV中對肺功能的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料本研究經廣東省婦幼保健院醫學倫理協會批準并與患者簽署知情同意書。選擇廣東省婦幼保健院2017年9月至2018年5月行擇期胸腔鏡手術嬰幼兒64例，采用隨機數字法，分成常規通氣組（C組，n=32）和反比通氣組（I組，n=32）。入選標準：年齡60～365 d，體質量5.4～11.2 kg，ASA分級Ⅱ級，無其他基礎疾病，無呼吸道感染。排除標準：術中出血量超過血容量20%；OLV時間＜1 h或手術時間超過3 h；因需要轉開胸的手術；OLV時SpO2無法維持在90%以上或術中出現難以維持氣道峰壓低于30 cmH2O。

1.2 麻醉方案所有患兒術前均靜脈注射長托寧0.01～ 0.02 mg/kg，入室后常規監測HR、BP、ECG、SpO2。靜脈誘導采用咪唑安定0.1～0.2 mg/kg，舒芬太尼0.3～ 0.5 μg/kg，丙泊酚2～ 4 mg/kg，順阿曲庫銨0.1～0.2 mg/kg。根據胸部CT測量健側主支氣管直徑選擇導管型號，插管成功后，行動脈穿刺置管，連接有創動脈測壓，最后在纖支鏡引導下行健側肺OLV。改變體位后，通過聽診和纖支鏡檢查再次確認導管位置。術中維持以1.5%～3%七氟醚，并間斷給予順阿曲庫銨0.1 mg/kg，舒芬太尼0.1 μg/kg。手術完成后，更換氣管導管行主氣管雙肺通氣（TLV），隨后再將患兒送至麻醉復蘇室行麻醉復蘇。

1.3 通氣模式所有患兒均采用壓力控制通氣，TLV期間，吸入氧濃度（FiO2）100%，2 L/min。建立OLV后，調整FiO2為50%，RR為30～50 bpm，I組患兒調整I∶E為1.5∶1，C組不變。術中調節吸氧濃度、呼吸頻率和氣道壓力，以維持SpO2＞90%，PETCO250～70 mmHg。無法維持SpO2＞90%，或者氣道壓力過高（＞30 cmH2O）則剔除出實驗。

1.4 觀察指標記錄患兒TLV 10 min（T1）、OLV 30 min（T2）、OLV 60 min（T3）、恢復 TLV 30 min（T4）一般生命體征、體溫和尿量，同時進行動脈血氣分析。于術前、術后行患側支氣管肺泡灌洗，以1 mL/kg溫生理鹽水注于支氣管內，停留3 s后，負壓吸引至無菌硅化收集器中，回收率要求＞30%。采用美國R&D Systems生產-Quantikine系列ELI?SA試劑盒檢測IL?6、IL?8的表達水平。利用公式計算氧合指數（OI）和肺順應性（Cydn），OI=PaO2/FiO2，Cdyn=TV/（Ppeak?PEEP）。

1.5 統計學方法采用SPSS 22.0統計軟件，計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用t檢驗，組內比較采用重復測量資料的方差分析；計數資料比較采用卡方檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

C組中1例因SpO2無法維持90%以上，1例術中中轉開胸；I組中兩例OLV時間少于1 h，合計4例剔除出本研究。其余60例均順利完成手術，拔出氣管導管送PICU觀察，均無嚴重肺部并發癥。

2.1 臨床一般情況兩組患兒一般情況比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組患兒一般情況比較Tab.1 General conditions between groups（n=32）±s

表1 兩組患兒一般情況比較Tab.1 General conditions between groups（n=32）±s

注：與C組比較，P＞0.05

組別年齡（d）體質量（kg）OLV左肺/右肺（例）失血量（mL/kg）尿量［mL/（kg·h）］體溫（℃）OLV（min）拔管時間（min）術后肺部并發癥（例）C組204.2±69.3 8.1±1.9 16/14 1.1±0.5 2.1±0.6 36.4±0.3 57.6±11.2 30.1±5.2 2 I組204.1±70.5 8.0±2.1 15/15 1.3±0.7 1.7±0.8 36.7±0.7 55.5±10.8 28.4±4.6 1

2.2 血流動力學指標與T1相比，T2～T3HR升高，MAP降低，而T4HR、MAP都升高（P＜0.05），組間比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組患兒各時間點血流動力學指標Tab.2 Hemodynamics of two group at different points（n=30）±s

表2 兩組患兒各時間點血流動力學指標Tab.2 Hemodynamics of two group at different points（n=30）±s

注：與C組比較，P ＞0.05；與T1比較，△P＜0.05

組別C組I組C組I組指標HR（bpm）HR（bpm）MAP（mmHg）MAP（mmHg）T1T2T3T4 134.4±13.9 129.9±15.6 70.6±10.1 73.2±11.5 148.2±12.1△149.2±13.5△58.6± 7.5△60.2± 9.1△142.2±15.1△139.6±12.8△52.1±4.2△56.8±6.1△155.5±15.2△154.6±14.1△80.1± 7.3△82.9± 8.4△

2.3 動脈血氣分析和呼吸參數指標與T1相比，兩組患兒 T2～ T4時 Ppeak、Pmean、Pplat均明顯升高（P＜ 0.05），PaO2、IO、Cdyn明顯下降（P＜0.05）。與C組比較，I組T2～ T3Pmean、PaO2、IO、Cdyn升高（P＜0.05），Ppeak、Pplat則降低（P＜0.05），而T1、T2和T4兩組PaCO2，pH值差異無統計學意義（P＞0.05），但T3I組比C組PaCO2升高，pH值下降（P＜0.05），Lac兩組差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

2.4 灌洗液指標兩組患兒術后IL?6和IL?8表達水平較術前均升高（P＜0.05）；與C組比較，I組術前IL?6和IL?8表達水平差異無統計學意義（P＞0.05），術后明顯降低（P＜ 0.05），見表4。

表3 兩組患兒各時間點動脈血氣分析和呼吸參數指標Tab.3 Arterial blood analysis and ventilatory parameters of two group at different points（n=30） ±s

表3 兩組患兒各時間點動脈血氣分析和呼吸參數指標Tab.3 Arterial blood analysis and ventilatory parameters of two group at different points（n=30） ±s

注：與C組比較，#P＜0.05；與T1比較，△P＜0.05

T2 T1 T3 T4組別C組I組C組I組C組I組C組I組C組I組C組I組C組I組C組I組C組I組C組I組C組I組指標Pmean（cmH2O）Pmean（cmH2O）Ppeak（cmH2O）Ppeak（cmH2O）Pplat（cmH2O）Pplat（cmH2O）TV（mL/kg）TV（mL/kg）RR（bpm）RR（bpm）PaO2（mmHg）PaO2（mmHg）PaCO2（mmHg）PaCO2（mmHg）pH pH Lac（mmol/L）Lac（mmol/L）OI（mmHg）OI（mmHg）Cdyn（mL/mmH2O）Cdyn（mL/mmH2O）9.2±1.2 9.1±1.5 11.7±2.1 12.1±1.8 10.3±1.8 11.1±1.5 7.4±1.2 7.2±1.5 24.2±1.3 24.1±1.3 421.9±80.2 425.5±79.6 36.6±1.3 36.8±1.3 7.4±0.2 7.4±0.2 0.71±0.12 0.70±0.11 421.9±80.2 425.5±79.6 157.2±50.1 154.3±49.1 20.3±3.6△16.5±2.7#△24.6±3.5△20.3±2.0#△22.5±3.1△19.5±1.8#△5.3±2.0△5.3±1.8△26.3±2.0 26.5±1.6 102.5±28.9△160.3±32.1#△47.6±3.1△49.2±2.6△7.27±0.2△7.25±0.3△0.68±0.13 0.65±0.12 102.5±28.9△160.3±32.1#△101.3±35.6△127.1±39.1#△19.8±2.7△15.3±2.1#△22.5±2.2△19.4±1.7#△21.7±2.0△18.2±1.6#△6.0±1.5△6.1±1.4△26.6±1.7 26.1±1.5 127.2±36.7△201.1±42.2#△49.1±4.1△55.7±3.9#△7.25±0.3△7.20±0.2#△0.69±0.17 0.68±0.16 127.2±36.7△201.1±42.2#△80.3±24.1△96.3±29.2#△10.4± 2.6△10.8± 3.1△13.9± 3.1△14.3± 2.5△12.7± 2.6△12.4± 2.1△7.0± 1.9△7.0± 1.4△23.4±1.2 24.1±1.1 286.9± 45.3△295.3± 41.6△37.2±2.1 38.8±1.8 7.36±0.1 7.35±0.1 0.72±0.15 0.69±0.16 358.2± 56.3△364.2± 60.1△128.3± 46.3△130.1± 47.3△

表4 兩組患兒術前術后IL?6、IL?8表達水平的比較Tab.4 Concentration of IL?6，IL?8 and RAGE in BALF between groups（n=30） ±s

表4 兩組患兒術前術后IL?6、IL?8表達水平的比較Tab.4 Concentration of IL?6，IL?8 and RAGE in BALF between groups（n=30） ±s

注：與C組術前比較，△P＜0.05；與I組術前比較，▲P＜0.05；與C組術后比較，#P＜0.05

組別C組（術前）C組（術后）I組（術前）I組（術后）IL?6 9.12±4.08 83.7± 34.2△10.01±4.27 59.6±26.8#▲IL?8 123.6±51.6 501.2±75.8△117.5±48.9 325.5±68.1#▲

3 討論

較傳統開胸手術而言，胸腔鏡開口小、出血少、視野廣和術后恢復快，更容易為人們所接受［5］。但是嬰幼兒有獨特的呼吸生理特性，呼吸系統支撐力弱，血管豐富，含血量多，肺泡發育不完善，Ⅱ型細胞分泌少，肺部張力大，順應性差，生理死腔量大，側臥位后導致通氣/血流比值進一步失調［6-7］，因此在臨床實踐中，嬰幼兒行單肺通氣很容易發生低氧血癥。過去的經驗通常以增加TV和RR來糾正，但是這種做法增加了氣道峰壓，從而有可能對嬰幼兒肺部造成進一步損傷［8-9］。反比通氣是調整吸呼比為1∶1、1.5∶1，甚至2∶1的通氣模式，它延長吸氣時間，縮短呼氣時間，經常用于ICU治療ARDS患者［10-11］。考慮嬰幼兒常用吸呼比為1∶1.5，相比成人需要足夠的吸氣時間，因此此次研究中調整吸呼比為1.5∶1。理論上，應用于嬰幼兒單肺通氣手術中既能夠滿足氧合需要，又降低氣道壓力，實現肺保護作用。

研究結果發現，反比通氣降低了氣道峰壓、平臺壓，而平均氣道壓上升，氧合和肺順應性改善。其原因可能是：（1）反比通氣延長了吸氣時間，降低了吸氣流速，氣體以較低的速度進入氣道，因此降低了吸氣峰壓和平臺壓［4］；（2）呼氣時間較短，氣體滯留肺內，產生內源性PEEP，從而增加了平均氣道壓［12］；（3）平均氣道壓升高，使一部分萎陷的肺泡在持續的壓力下復張，從而增加了功能殘氣量，因此肺不張面積減少，而氣體交換面積增大，氧合提高了［3］。

在研究中，兩組患兒氣胸期間PaCO2升高，pH值也下降。OLV 60 min后I組對比C組PaCO2明顯升高，pH值也明顯下降。氣胸解除后，恢復TLV 30 min無明顯差異，而Lac術前、術中和術后，兩組之間都無明顯差異。由此推斷：（1）反比通氣對比常規通氣模式，對CO2排除是安全的，這可能與復張的肺泡為CO2的彌散提供了足夠的面積有關［13］；（2）但超過60 min后，PaCO2升高，pH值下降明顯。因此長時間使用應注意可能會有酸血癥的風險。

此外，研究結果還發現I組Ppeak、Pplat對比C組明顯降低，而高氣道峰壓和高平臺壓是肺損傷的主要因素［14］。因此判斷，反比通氣組肺損傷應該比傳統通氣組減輕。為了證實這一結論，我們從術前、術后患側肺收集到的肺泡灌洗液中檢測IL?6、IL?8的表達水平，IL?6、IL?8是反映早期急性肺損傷的炎性因子［15］，結果發現，I組IL?6、IL?8對比C組表達水平降低。

綜上所述，嬰幼兒OLV時因為胸部支撐力弱，因此相對成人肺不張發生率更高，肺不張是嬰幼兒發生單肺通氣低氧血癥的主要原因［16］，反比通氣模式的優勢在于，增加平均氣道壓，減少肺不張減輕通氣血流比值失調而出現的低氧血癥，同時降低氣道峰壓和平臺壓從而達到肺保護作用，因此可以作為嬰幼兒胸腔鏡單肺通氣手術的一種選擇。

最后，因為缺乏小兒雙腔氣管導管，所有患兒采用的是單腔鋼絲加強管，是通過影像學CT下測量健側主支氣管直徑來確定導管型號，單肺通氣效果通過肉眼目測患側肺萎縮，這個需要今后在臨床實踐中進一步改進。