肺保護性通氣降低高原地區全麻患者肺損傷的臨床分析

張 錚， 格桑羅布， 邊巴旺堆， 陳 琦

1. 上海和睦家醫院麻醉科，上海 200335 2. 西藏自治區日喀則市人民醫院麻醉科，日喀則 857000 3. 上海交通大學醫學院附屬新華醫院麻醉與重癥醫學科，上海 200092

據統計，全世界每年的全麻手術量超過3億次，機械通氣誘發的急性肺損傷是患者全麻術后肺部并發癥(postoperative pulmonary complications, PPCs)高發的重要原因。全麻手術有2%～19%的患者發生PPCs[1]，PPCs直接影響外科手術患者預后，是導致患者ICU住院時間和總住院時間延長的重要原因[2]。術中肺保護性通氣策略(lung protective ventilation strategy, LPVS)最早應用于ICU危重患者，以改善急性肺損傷和急性呼吸窘迫綜合征患者的預后。目前研究[3-4]認為，術中使用小潮氣量(VT 6 mL/kg)、呼氣末正壓通氣輔之以規律的肺復張，可改善肺順應性及氧合功能，降低圍術期肺損傷程度及PPCs的發生率。高原地區患者因長期處于缺氧環境，肺血管和組織結構均發生適應性的改變[5]，目前對高原地區患者肺保護通氣策略的研究較少。本研究將保護性肺通氣策略用于高原患者機械通氣，觀察肺保護通氣策略是否適用于高原地區患者，降低高原患者機械通氣誘發的肺損傷。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取120例患者納入本隨機、前瞻、雙盲的臨床對照研究。納入標準：年齡21～49歲；體質指數(BMI)18～24 kg/m2；美國麻醉師協會(American Society of Anesthesiologists, ASA)分級Ⅰ或Ⅱ級的擇期上腹部手術患者，術前FEV1/FVC>83%，心功能Ⅰ或Ⅱ級，預計手術時間2～3 h。排除標準：患有嚴重心血管疾病、心肺功能異常、哮喘、精神疾病、聽力障礙者；軀干嚴重畸形，如脊柱側彎、胸廓畸形及胸腔內疾病(如縱隔腫瘤、胸部腫瘤等)；圍術期大出血(出血量>800 mL)、術后再次行急診手術、手術時間小于2 h或大于4 h；急性上呼吸道感染、慢性阻塞性肺疾病急性發作期；術前2周內接受過機械通氣治療；嚴重的神經肌肉性疾病；術后需轉入ICU以及正在參加其他臨床干預試驗；患者及家屬拒絕。本研究獲本院倫理委員會批準(2020RKZRMYYLL003)，患者及家屬簽署知情同意書。

1.2 隨機分組 采用隨機數字法，將患者隨機分為2 組，即對照組(CV組) 和保護性通氣組(PV組)，每組60例。CV 組為潮氣量10 mL/kg，術中的吸入氧濃度60%，術中無PEEP和肺復張，通氣頻率12 次/ min，吸呼比1∶2；PV 組為潮氣量6 mL/kg，術中的吸入氧濃度60%，通氣頻率12 次/min，吸呼比1∶2，PEEP 6 cmH2O，每30 min進行一次肺復張。肺復張采用持續肺充氣法(sustained insufflation, SI)，在3～5 s內將平均氣道壓升高到30～40 cmH2O，持續15～30 s后，再恢復到實施SI之前的壓力水平。

1.3 麻醉方法 入手術室后連續監測SpO2、心電圖(ECG)、麻醉深度(BIS)、肌松監測等生命體征指標，橈動脈穿刺置管監測并采血樣行血氣分析。麻醉誘導：靜脈注射咪達唑0.04 mg/kg，芬太尼2 μg/kg，丙泊酚1～2 mg/kg，順式阿曲庫銨0.2 mg/kg，待患者BIS值<45，TOF T4/T1<25%時行氣管插管，連接麻醉呼吸機行容量控制機械通氣。麻醉維持:靜脈泵注丙泊酚每小時3～6 mg/kg，順式阿曲庫銨每分鐘2～3 μg/kg，每分鐘瑞芬太尼0.05～0.2 μg/kg，術中維持BIS 指數在40～50。術畢患者拔管入麻醉后監護室(PACU)。

1.4 觀察指標

1.4.1 一般情況 術前記錄患者的年齡、性別及BMI。詢問心血管病史、吸煙史，記錄患者手術中的輸液量、失血量、尿量、機械通氣時間以及術后住院時間。

1.4.2 術中相關肺功能指標 分別于麻醉誘導插管后5 min(T1)、機械通氣后1 h(T2) 、術畢拔管前(T3)記錄氣道峰壓(Ppeak)，計算肺順應性[Cdyn=VT/(Ppeak-Peep)]、計算肺氧合指數(OI=PaO2/FiO2)、肺泡-動脈血氧分壓差(A-aDO2)、氧合指數(PaO2/FiO2)，記錄患者的平均動脈壓(MAP)、心率(HR)、SpO2。

1.4.3 血氣分析 分別于麻醉誘導插管后5 min (T1)、機械通氣后1 h(T2) 、術畢拔管前(T3)抽取患者橈動脈血行血氣分析，記錄氧分壓(PaO2)、二氧化碳分壓(PaCO2)，計算肺血分流率Qs/Qt。

2 結 果

2.1 治療前的一般情況比較 2組患者性別、年齡、BMI、ASA分級、高血壓、心臟病及吸煙史差異均無統計學意義，見表1。2組手術機械通氣時間、輸液量、失血量及尿量差異均無統計學意義，PV組術后住院天數明顯少于CV組。

2.2 不同時點生命體征、呼吸力學和肺氧合功能指標的比較 與CV組比較，PV組T2、T3時Cdyn、OI明顯升高(P<0.05)，A-aDO2明顯降低(P<0.05)，2組的MAP、HR、SpO2變化無統計學意義，見表2。

2.3 動脈血氣分析的比較 2組各個時點PaO2和PaCO2差異無統計學意義；PV組T3的Qs/Qt值明顯低于CV組，見表3。

表1 2組患者的一般資料比較

*P<0.05與CV組相比

表2 2組患者不同時點生命體征、呼吸力學和肺氧合功能指標的比較

*P<0.05與CV組相比. 1 mmHg=0.133kPa

表3 2組患者不同時點動脈血氣分析的比較

*P<0.05與CV組相比. 1 mmHg=0.133 kPa

3 討 論

全麻機械通氣誘發的急性肺損傷是全麻患者術后肺部并發癥(PPCs)高發的重要原因，術后PPCs是導致患者ICU住院時間和總住院時間延長的重要原因[2]。其發生機制和影響因素有很多，包括肺順應性、潮氣量、平臺壓、PEEP等[6-7]，目前臨床上缺乏針對性的預防措施。

高原地區一般指海拔3 000m以上的地區，有特有的地理條件和自然環境，空氣稀薄、大氣壓低、氧分壓低，空氣中的氧含量為20.93%，海平面的大氣壓為101.3 kPa(159 mmHg)。高原上的空氣含氧百分率和平原不同，單位容積內氣體的分子數，低于平原。隨著海拔的升高，不僅大氣壓降低，空氣中的氧分壓也降低，肺泡氧分壓也降低，因此彌散入肺毛細血管內的氧含量減少，故動脈血氧飽和度將隨著高度的升高而降低。高原地區患者因長期處于缺氧環境，肺血管和組織結構均發生適應性改變。組織學表現為高原環境可致肺血管豐富，血管壁增厚，肺泡隔厚度增大，導致機體肺順應性的下降及氣道阻力增高[5,8]。高原患者較平原患者肺活量和肺泡容積均顯著降低，因此機械通氣時高原地區患者肺損傷的風險顯著高于平原患者。

本研究結果表明，對于本身已存在肺順應性下降的高原地區手術患者，術中采用肺保護性通氣策略，持續給予肺泡呼氣末正壓，能在一定程度上增加Cdyn，避免肺泡萎陷，重新擴張萎陷的肺泡，提高肺泡攝氧能力，使得氧合指數明顯增加，A-aDO2明顯減低。對患者術中以及術后的肺功能都有改善。

傳統觀念認為，術中應予以大潮氣量(VT =10～15 mL/kg)機械通氣，通過充分膨脹肺組織，避免潮氣量過小所致的術中及術后肺不張、低氧血癥、二氧化碳潴留等相關并發癥[9]。Setzer等[10]通過動物實驗證明，大潮氣量機械通氣時，實驗鼠更易發生嚴重肺損傷。臨床研究[11]表明，小潮氣量肺保護性機械通氣有益于老年患者的術后肺功能恢復。目前手術中的機械通氣常使用LPVS，LPVS可限制機械通氣時的潮氣量和氣道壓，從而減輕肺泡過度膨脹。臨床研究[12-15]表明，小潮氣量通氣策略在一定程度上可降低患者PPCs的發生率。其機制可能是通過減少肺泡過度膨脹產生的氣道壓、肺泡周期性開放或關閉產生的剪切力，降低肺泡表面活性物質喪失，繼而減輕肺組織損傷，從而改善患者預后[14,16-17]。研究[18]表明，6 mL/kg潮氣量與10 mL/kg的潮氣量相比，術中小潮氣量通氣不增加全麻患者肺不張的發生率，術后肺不張發生率更低。小潮氣量通氣的同時應復合較高水平的PEEP來改善肺順應性，能最大程度降低機械通氣相關肺損傷的風險，從而改善肺功能[19-20]。全麻誘導期應用PEEP，可有效防止肺不張形成[21]。在減輕患者機械通氣相關肺損傷及改善預后方面可能更重要。

本研究各個時點的血氣分析結果顯示，2組PaO2和PaCO2差異無統計學意義；PV組T3的Qs/Qt值明顯低于CV組。Qs/Qt值的公式為Qs/Qt= (CcO2-CaO2) /(CcO2-CvO2)，不受血紅蛋白含量、氧氣消耗量和血紅蛋白飽和度等因素的影響。是反映肺內分流情況的重要指標，常用于氧合功能的評估，正常值為5%左右，當>10%時提示患者的肺內分流異常增加[22]，2組Qs/Qt隨著手術進行而上升，PV組拔管前Qs/Qt值明顯低于CV組，提示肺保護性通氣能提高患者肺的氧合功能。

綜上所述，肺保護性通氣能降低高原患者圍術期機械通氣相關肺損傷的風險，從而改善高原手術患者的預后。