圍術期肺保護性通氣策略對食管癌腔鏡術后患者肺功能、炎性反應及肺部并發癥的影響研究

董巖，賈依娜爾，楊立新，權榮喜

近年來食管癌發病率較高，手術是改善患者預后的最佳方式［1］。隨著微創技術發展，采用胸腔鏡治療的食管癌患者越來越多，其安全性及淋巴結清掃徹底性均優于常規手術，但由于胸腔鏡視野暴露較小、操作范圍較窄等因素，術后易出現肺部并發癥，尤其是急性肺損傷、肺部感染、急性呼吸窘迫綜合征和呼吸衰竭［2］。雖然臨床上已采取一定措施（如術前進行呼吸功能訓練、改善手術方式、限制術中輸液量、提高圍術期護理水平等）預防食管癌術后肺部并發癥發生，但效果仍不是很好［3］。研究發現，食管癌術中高潮氣量通氣會增加術后肺部并發癥的發生風險，降低潮氣量及增加呼氣末正壓通氣（positive end expiratory pressure，PEEP）可以降低術后肺部并發癥發生和死亡風險［4-5］，基于此，肺保護性通氣策略成為近年來不斷被探索的一種新型圍術期肺保護措施。本研究旨在探究圍術期肺保護性通氣策略對食管癌腔鏡術后患者肺功能、炎性反應及肺部并發癥的影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準 納入標準：（1）經病理檢查證實腫瘤浸潤范圍超過黏膜層者；（2）國際抗癌聯盟（Union for International Cancer Control， UICC）分期Ⅰ～Ⅲb期者；（3）動態及靜態肺功能正常者；（4）經心電圖、超聲心動圖等評估心功能分級Ⅰ～Ⅱ級者；（5）進食狀況尚可或可進半流食者；（6）年齡50～78歲；（7）既往無胸部重大手術史。排除標準：（1）伴有遠處轉移或其他腫瘤者；（2）既往有嚴重心律失常、冠心病等心臟病史者；（3）伴有肺部感染、肺不張、肺氣腫、肺源性心臟病、胸膜炎等嚴重并發癥者；（4）術前接受過放化療者；（5）合并嚴重肝臟、腎臟、造血系統等疾病者；（6）營養狀況嚴重不良且進食困難者；（7）外科手術操作不當改為開胸手術者。

1.2 一般資料 選取2015年1月—2017年6月于新疆醫科大學第三臨床醫學院（附屬腫瘤醫院）行腔鏡手術的食管癌患者160例，均符合《食管癌規范化診治指南》［6］中的食管癌診斷標準，即腫瘤位于食管-胃交界線上下5 cm范圍內并侵犯食管下段或食管-胃交界處。采用隨機數字表法將所有患者分為對照組和試驗組，每組80例。兩組患者年齡、性別、體質指數（BMI）、UICC分期比較，差異無統計學意義（P＞0.05，見表1），具有可比性。本研究經新疆醫科大學第三臨床醫學院（附屬腫瘤醫院）醫學倫理委員會審核批準，所有患者或家屬簽署知情同意書。

1.3 方法 所有患者行術前準備，包括實驗室檢查（血常規、胸片、血氣分析等）、評估心肺功能、呼吸道準備（戒煙、清潔口腔、霧化吸入濕潤氣道、霧化支氣管擴張劑、排除呼吸道分泌物）、呼吸功能訓練（深呼吸運動、登樓梯訓練、有效咳痰訓練）及營養支持（高蛋白、高脂肪、充足維生素，必要時給予靜脈營養支持）；進入手術室后、麻醉前行常規生命體征檢查（血壓、心率、呼吸），麻醉后采用美國泰科國際有限公司生產的125-28型雙腔氣管導管行支氣管插管，連接麻醉劑機械通氣（德國draeger公司，Fabius2000型），術中參數設定均為壓力控制模式。對照組患者圍術期實施常規通氣方案：潮氣量（tidalvolume，VT）9 ml/kg，通氣頻率12次/min，吸呼比1∶2，吸入氧濃度100%；試驗組患者圍術期實施肺保護性通氣方案：VT 6 ml/kg+PEEP 5 cm H2O（1 cm H2O=0.988 kPa）+平 臺 壓（platform pressure，Pplat）＜30 cm H2O，通氣頻率15次/min，吸呼比1∶1。兩組患者術中單肺通氣轉換至雙肺通氣時，先行手法通氣并適當延長吸氣時間使萎縮肺泡重新膨脹，此外，在手術完畢停止人工氣胸前，試驗組患者再次行手法通氣使吸氣時間延長至10～15 s，肺復張1次。

1.4 觀察指標

1.4.1 炎性因子 分別于術前（T0）、氣管插管后（T1）、手術完畢時（T2）及術后24 h（T3）抽取兩組患者靜脈血5 ml，3 000 r/min離心15 min（離心半徑10 cm），分離血清并置于-70 ℃冰箱冷凍待用，采用酶聯免疫吸附試驗（ELASA）檢測白介素6（interleukin-6，IL-6）、白介素8（interleukin-8，IL-8）、腫瘤壞死因子α（tumornecrosisfactor-α，TNF-α），所用儀器為美國Molecular Devices公司生產的SpectraMax iD5多功能酶標儀，試劑盒購自北京中檢安泰診斷科技有限公司。

1.4.2 呼吸功能指標 分別于T3、術后48 h（T4）、術后3 d（T5）抽取兩組患者動脈血，檢測氧合指數、肺泡-動脈血氧分壓差及呼氣末二氧化碳分壓。

1.4.3 術后肺部并發癥 兩組患者于術后第1天開始隨訪30 d，觀察其肺部并發癥發生情況，包括肺部感染、肺不張、急性呼吸窘迫綜合征、乳糜胸、胸腔積液及肺栓塞等。

1.5 統計學方法 采用SPSS 23.0統計軟件進行數據處理，計量資料以（±s）表示，采用兩獨立樣本t檢驗，重復測量資料比較采用重復測量方差分析；計數資料比較采用χ2檢驗；等級資料分析采用秩和檢驗；繪制兩組患者術后30 d內肺部并發癥發生情況的K-M曲線，并進行log-rank檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

表1 兩組患者一般資料的比較Table 1 Comparison of general information between the two groups

表2 兩組患者T0、T1、T2、T3時炎性因子比較（±s，μg/L）Table 2 Comparison of inflammatory cytokines between the two groups at T0，T1，T2 and T3

表2 兩組患者T0、T1、T2、T3時炎性因子比較（±s，μg/L）Table 2 Comparison of inflammatory cytokines between the two groups at T0，T1，T2 and T3

注：IL-6=白介素6，IL-8=白介素8，TNF-α=腫瘤壞死因子α；與T0比較，aP＜0.05；與對照組比較，bP＜0.05

TNF-α T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3對照組 80 0.09±0.03 0.16±0.05a 0.86±0.07a 0.76±0.06a 5.33±1.24 11.51±1.53a 69.79±2.02a 61.34±2.37a 4.97±0.58 10.19±0.10a 23.43±1.23a 20.36±1.13a試驗組 80 0.08±0.01 0.11±0.04ab 0.69±0.04ab 0.61±0.05ab 5.57±1.24 7.76±1.12ab 54.51±11.37ab48.01±12.01ab 4.87±0.62 7.47±0.21ab 18.75±1.08ab 15.23±1.65ab F值 F時間=22.562，F組間=12.143，F交互=4.221 F時間=24.785，F組間=14.683，F交互=3.223 F時間=18.951，F組間=15.324，F交互=5.336 P值 P時間＜0.01，P組間＜0.01，P交互＜0.01 P時間＜0.01，P組間＜0.01，P交互＜0.01 P時間＜0.01，P組間＜0.01，P交互＜0.01組別 例數 IL-6IL-8

2 結果

2.1 炎性因子 時間與方法在IL-6、IL-8、TNF-α上存在交互作用（P＜0.05），時間、方法在IL-6、IL-8、TNF-α上主效應顯著（P＜0.05）。兩組患者T1、T2、T3時IL-6、IL-8、TNF-α高于T0時，差異有統計學意義（P＜0.05）；試驗組患者 T1、T2、T3時 IL-6、IL-8、TNF-α低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05，見表2）。

2.2 呼吸功能指標 時間與方法在氧合指數、肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓上存在交互作用（P＜0.05），時間、方法在氧合指數、肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓上主效應顯著（P＜0.05）。兩組患者T4、T5時氧合指數高于T3時，肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓低于T3時，差異有統計學意義（P＜0.05）；試驗組患者T4、T5時氧合指數高于對照組，肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05，見表3）。

2.3 兩組患者術后30 d內肺部并發癥發生情況 試驗組患者術后30 d內累積肺部并發癥發生率為25.0%，低于對照組的47.5%，差異有統計學意義（χ2=8.202，P=0.004，見圖1）。

圖1 兩組患者術后30 d內肺部并發癥發生情況的K-M曲線Figure 1 K-M curve for incidence of postoperative pulmonary complications in the two groups within 30 days after surgery

表3 兩組患者T3、T4、T5時呼吸功能指標比較（±s，mm Hg）Table 3 Comparison of respiratory function indicators between the two groups at T3，T4 and T5

表3 兩組患者T3、T4、T5時呼吸功能指標比較（±s，mm Hg）Table 3 Comparison of respiratory function indicators between the two groups at T3，T4 and T5

注：與T3比較，aP＜0.05；與對照組比較，bP＜0.05；1 mm Hg=0.133 kPa

組別 例數 氧合指數 肺泡-動脈血氧分壓差 呼氣末二氧化碳分壓T3 T4 T5 T3 T4 T5 T3 T4 T5對照組 80 276.2±27.1 367.2±28.7a 436.8±29.9a 167.6±44.4 126.4±22.4a 85.8±13.3a 55.7±8.2 48.1±7.2a 41.5±6.2a試驗組 80 279.3±29.3 448.2±37.6ab 498.5±37.5ab 184.7±43.7 92.6±21.6ab 45.8±13.7ab 54.9±7.7 43.5±6.6ab 36.7±7.0ab F值 F時間=17.234，F組間=9.442，F交互=4.237 F時間=21.453，F組間=16.332，F交互=5.764 F時間=16.342，F組間=8.561，F交互=4.758 P值 P時間＜0.01，P組間＜0.01，P交互＜0.01 P時間＜0.01，P組間＜0.01，P交互＜0.01 P時間＜0.01，P組間＜0.01，P交互＜0.01

3 討論

胸外科手術在全身麻醉過程中通常使用高潮氣量VT（9 ml/kg）通氣方式，高潮氣量通氣能充分膨脹肺組織，進而避免潮氣量過小引起的低氧血癥、二氧化碳潴留和肺不張；但長期高潮氣量通氣會導致肺過度膨脹，增加肺泡氣壓性損傷，進而加重肺損傷［7］，因此肺部并發癥是術后的主要并發癥［8］。研究表明，采取限制性潮氣量通氣并增加PEEP可有效緩解急性呼吸窘迫綜合征病情，降低患者病死率［9］；此外，該通氣模式還可有效降低胸外科患者術后肺部并發癥發生率，改善患者預后［10］。

IL-6、IL-8、TNF-α是反映機體炎性反應的常用指標。本研究結果顯示，時間與方法在IL-6、IL-8、TNF-α上存在交互作用，時間、方法在IL-6、IL-8、TNF-α上主效應顯著，兩組患者T1、T2、T3時IL-6、IL-8、TNF-α 高于 T0時，試驗組患者 T1、T2、T3時IL-6、IL-8、TNF-α低于對照組，提示食管癌腔鏡術后患者炎性因子水平高于術前，而采用肺保護性通氣策略能有效降低患者炎性因子水平；分析其作用機制可能為手術使食管癌患者體內產生應激性炎性反應，且傳統肺通氣方式中潮氣量過高導致肺過度膨脹，釋放大量炎性因子，加重炎性反應，從而誘發通氣相關性肺損傷（ventilation-induced lung injury，VILI）［11］，進一步導致食管癌患者急性呼吸窘迫綜合征、呼吸衰竭等嚴重肺部并發癥［12］；而肺保護性通氣策略通過降低通氣量而緩解患者肺過度膨脹，減少炎性因子釋放，改善肺功能，減輕其他臟器功能損傷，進而改善食管癌患者預后［13-14］。

食管癌患者因手術對肺部造成損傷，故術后肺功能出現不同程度下降。本研究結果顯示，時間與方法在氧合指數、肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓上存在交互作用，時間、方法在氧合指數、肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓上主效應顯著，兩組患者T4、T5時氧合指數高于T3時，肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓低于T3時；試驗組患者T4、T5時氧合指數高于對照組，肺泡-動脈血氧分壓差、呼氣末二氧化碳分壓低于對照組；提示較常規通氣方法，肺保護性通氣策略能有效改善食管癌腔鏡術后患者呼吸功能，可能作用機制如下：在胸外科手術中，常規通氣方法通氣參數為固定值，不能根據患者肺部情況進行調整，尤其是單肺通氣時未重新設定通氣量易導致肺過度通氣［15］；而肺保護性通氣策略通過降低潮氣量而降低肺泡拉伸產生的剪切力，有效防止肺過度膨脹，減少肺泡氣壓性損傷，PEEP可有效防止低潮氣量導致的肺泡塌陷和肺不張，從而恢復食管癌腹腔鏡術后患者肺功能［16-18］。本研究結果顯示，試驗組患者術后30 d內肺部并發癥發生率低于對照組，提示肺保護性通氣策略可通過改善食管癌腔鏡術后患者肺功能而有效減少肺部并發癥的發生，進而改善患者預后，與PATERNOT等［19］研究結果相似。

綜上所述，圍術期肺保護性通氣策略能有效改善食管癌腔鏡術后患者肺功能，減輕炎性反應并減少肺部并發癥的發生；但本研究樣本量有限，結果結論仍有待后續擴大樣本量、聯合多中心進一步證實。

作者貢獻：董巖進行試驗設計與實施、資料收集整理、撰寫論文并對文章負責；賈依娜爾、楊立新進行試驗實施、評估、資料收集；權榮喜進行質量控制及審校。

本文無利益沖突。