壓力控制與肺保護性容量控制通氣在俯臥位腰椎手術中的應用比較

唐婷 張慶

俯臥位是全麻手術中的常見體位之一，為脊柱后路、顱后窩、經皮腎鏡碎石等手術提供了良好的手術視野[1]。腰椎后路手術中，俯臥位通常需在患者胸壁兩側正下方墊以條型體位墊，以減少俯臥時對腹壁的壓迫，但胸壁活動度因此受限，表現為呼吸系統順應性下降和氣道壓力增加[2]。在肺實質上施壓過大會導致肺氣壓傷或容積傷，引起機械通氣相關的肺損傷（Ventilation related lung injury，VILI）及術后肺部并發癥（Postoperative pulmonary complications，PPCs）的發生[3]。有研究表明，PPCs的發生會導致計劃外的機械通氣，延長住院時間，增加術后短期或長期的死亡率[4]。

2000年ARDS-Network 的一項多中心試驗表明，以低潮氣量（Tidal volume，VT）、適當呼氣末正壓（Positive end expiratory pressure，PEEP）和（或）肺復張（Recruitment maneuvers，RMs）為主要內容的肺保護通氣策略（Lung protective mechanical strategies，LPMS）明顯降低了急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）患者的死亡率[5]。LPMS 在手術患者中的應用明顯減少了PPCs的發生，并縮短了住院時間，減少了醫療資源的浪費[6]。壓力控制通氣（Pressure controlled ventilation,PCV）是一種常用的通氣模式，有研究表明PCV 用于俯臥位機械通氣時能產生較低的氣道壓力，并能改善肺順應性[7]。

近年驅動壓（Driving pressure，ΔP）被發現與患者的生存率相關。2015年，Amato 等[8]研究了ΔP與ARDS 患者機械通氣后存活率的相關性，發現與VT和PEEP 相比，ΔP 與患者生存率具有更強的相關性，即患者機械通氣時產生的ΔP 越低，生存率越高。本研究通過比較PCV 與肺保護性容量控制通氣（Volume controlled ventilation，VCV）在俯臥位腰椎手術中的應用，比較兩者在氣道壓力、ΔP、改善氧合及PPCs 發生等方面的異同，探討PCV 是否也具有一定的肺保護作用，從而為俯臥位腰椎手術機械通氣方案提供另一種參考。

1 材料與方法

1.1 一般資料選取2019年9月～2020年8月在我院擇期行腰椎后路手術的患者40 例（主要包括腰椎間盤突出及腰椎骨折兩類患者）。納入標準：年齡30～75 歲，體質指數（BMI）為18～30kg/m2，ASA分級Ⅰ～Ⅲ級；無其他系統性疾?。恍g前檢查心肺及肝腎功能正常；手術時間2～6h。排除標準：①手術時間小于2h 者；②兩周內有上呼吸道感染、咽痛或肺部炎癥以及機械通氣治療史者；③不能保證完成本研究者。若發生意外（如術中出血超過1 000ml、低氧血癥等）則退出本研究。本研究采用隨機數字表法將40 例患者分配至壓力組（P 組）及肺保護組（L 組），每組20 例。兩組患者一般資料及術后肺部并發癥發生風險（Assess respiratory risk in surgical patients in catalonia，ARISCAT）[4]評估比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。本研究符合《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關要求，已通過醫院倫理委員會批準，術前已獲得患者及家屬知情同意。

1.2 研究方法

1.2.1 麻醉方法 患者進入手術室后開放上肢靜脈通路，予乳酸鈉林格注射液。術中使用羥乙基淀粉以彌補丟失的血容量，晶體液與膠體液比為2∶1，補液速度為4～6ml·kg-1·h-1。術中常規 監測ECG、SpO2、NBP、HR、BIS。局麻下行橈動脈穿刺置管，監測MAP。麻醉誘導：靜注咪達唑侖0.03～0.05mg/kg，舒芬太尼0.04～0.06μg/kg，丙泊酚1.0～1.5mg/kg，順式阿曲庫銨0.15～0.2mg/kg。氣管插管后連接Dr?ger Primus 多功能麻醉機（德國Dr?ger 醫療器械有限公司）。麻醉維持：丙泊酚4～8mg·kg-1·h-1+瑞芬太尼0.1～0.3μg·kg-1·h-1靜脈泵注，七氟烷1.0%～2.0%持續吸入，維持BIS 40～60，MAP 及HR 維持在基礎值±20%。術畢拔除氣管插管，轉入恢復室。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2.2 通氣設置 兩組患者在氣管插管后先采用傳統的容量控制通氣模式，VT為8ml/kg，呼吸頻率（RR）12 次/min，吸入氧濃度百分比（FiO2）100%，PEEP 為0，吸呼比（I∶E）為1∶2。VT根據預估體質量（Predicted body weight，PBW）計算，男性=50.0+0.91×（身高-152.4），女性=45.5+0.91×（身高-152.4）。L 組通氣設置：VT=6～8ml/kg（PBW），f=12～16 次/min，PEEP=5cm H2O，FiO2= 60%（與空氣混合），I∶E=1∶2，每間隔30min 行肺復張（RMs）1 次。P 組：設置PINS（最高不超過40cmH2O）使VT=6～8ml/kg（PBW），f=12～16次/min，PEEP=0，FiO2=60%（與空氣混合），I∶E=1∶2。兩組患者的呼氣末二氧化碳（PETCO2）均維持在35～45mmHg。RMs 實施：PINS 峰值設為40cmH2O，VT=8ml/kg（PBW），f=6～8 次/min，PEEP=5cmH2O，I∶E=2∶1；潮氣量以4ml/kg 逐步增加至平臺壓（Pplat）為30～35cmH2O，在該水平上連續呼吸3 次后恢復至之前的通氣設置[9]。

1.3 觀察指標監測時間：T0 麻醉誘導前（入室后），T1 改俯臥位后30min，T2 改俯臥位后1h，T3改俯臥位后1.5h，T4 改俯臥位后2h，T5 拔管后30min。通過麻醉機記錄T1～T4 時間點的氣道峰壓（Ppeak）、Pplat，并計算ΔP 與動態肺順應性（Cdyn），ΔP=Pplat-PEEP[8]，Cdyn=VT/Pplat。抽取T0、T1、T4、T5 時間點的動脈血行血氣分析（血氣分析儀每天校準1 次），記錄pH、PaCO2、PaO2，由PaO2/FiO2計算氧合指數（Oxygenation index，OI）。記錄T0～T5 時間點的生命體征及圍術期相關指標，包括：手術時間，尿量，出血量，晶、膠體量，輸血量，住院時間；記錄術后隨訪7 天內PPCs 的發生情況。PPCs 為發生以下 6種新狀況中的3 種及以上：咳嗽、咳痰增加、呼吸困難、胸痛、體溫超過38℃、HR＞100 次/min[10]。

1.4 統計學方法采用SPSS 18.0 軟件進行統計學分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗，兩組以上比較采用單因素方差分析；計數資料采用卡方檢驗，檢驗水準α=0.05。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組在T1～T4 時間點呼吸力學、血氣分析及OI比較P 組T1～T4 時間點的Ppeak 和Pplat 均小于L 組（P＜0.05），兩組ΔP、Cdyn 比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。T4 時間點P 組的PaCO2高于L 組（P＜0.05），差異有統計學意義（P＜0.05）。隨著時間推移，至T5 時間點，P 組和L 組內的pH 和PaCO2分別有降低和升高趨勢，且兩組PaO2和OI 在T1、T4 時間點分別高于T0 時間點，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

2.2 兩組患者圍術期相關指標和PPCs 發生情況兩組圍術期相關指標差異無統計學意義（P＞0.05），見表4。術后隨訪兩組均無PPCs 的發生，但L 組有2 例發熱，2 例咳嗽；P 組有3 例發熱，1 例咳嗽，差異無統計學意義（P＞0.05）。

表2 兩組在T1～T4 時間點呼吸力學指標比較（±s）

表2 兩組在T1～T4 時間點呼吸力學指標比較（±s）

注：與L 組比較，*P＜0.05

指標T1 T2 T3 T4 L 組 P 組 L 組 P 組 L 組 P 組 L 組 P 組Ppeak（cmH2O） 18.6±2.6 13.1±2.7* 18.5±2.7 13.7±2.6* 18.9±2.9 13.5±2.7* 19.1±2.4 13.1±2.6*Pplat（cmH2O） 17.3±2.1 12.6±2.6* 17.6±2.1 13.2±2.7* 17.9±2.7 13.1±2.7* 17.6±2.1 13.0±2.7*ΔP（cmH2O） 12.3±2.1 12.6±2.6 12.6±2.1 13.2±2.7 12.9±2.7 13.1±2.7 12.6±2.1 13.0±2.7 Cdyn（ml/cmH2O） 33.7±5.4 34.6±6.3 33.1±5.7 32.6±5.5 33.3±5.3 32.3±5.4 32.8±4.8 32.2±4.8

表3 兩組不同時間點血氣分析及OI 比較（±s）

表3 兩組不同時間點血氣分析及OI 比較（±s）

注：與L 組比較，*P＜0.05；與同組T0 比較，aP＜0.05

指標 T0 T1 T4 T5 L 組 P 組 L 組 P 組 L 組 P 組 L 組 P 組pH 7.42±0.03 7.41±0.03 7.36±0.04a 7.35±0.04a 7.34±0.05a 7.32±0.04a 7.34±0.04a 7.33±0.03a PaCO2（mmHg） 38.8±3.7 40.8±2.5 47.1±4.5a 49.0±3.1a 49.1±3.9a 53.7±3.7*a 46.3±5.0a 48.1±4.1a PaO2（mmHg） 93.9±6.6 94.7±7.4 275.1±25.6a 274.1±25.7a 289.0±26.0a 287.9±25.3a 98.0±8.8 97.8±7.2 OI（mmHg） 442.4±37.8 444.7±44.7 458.4±42.6 456.9±40.9 481.6±43.4a 480.4±41.6a 459.9±53.7 461.8±52.6

表4 兩組圍術期的相關指標比較（±s）

表4 兩組圍術期的相關指標比較（±s）

組別 手術時間（min） 晶體（ml） 膠體（ml） 失血量（ml） 輸血量（ml） 尿量（ml） 住院時間（d）L 組 193.2±55.0 1227.3±261.1 659.1±231.1 381.8±231.6 175.0±220.2 545.5±294.5 18.8±3.3 P 組 204.1±49.3 1250.0±263.5 650.0±241.5 385.0±228.6 170.0±205.8 535.0±292.5 18.1±4.8

3 討論

PCV 是一種時間啟動、壓力控制、時間切換的通氣模式，通氣過程中能產生較低的Ppeak 和Pplat[11]。王偉偉等[1]的Meta 分析表明，PCV 的減速氣流有利于氣體在肺內均勻分布，降低氣道壓力（包括Ppeak和Pplat），增加Cdyn，從而降低了圍術期氣道并發癥發生的風險。此外，Tan 等[12]的研究發現，與VCV相比，PCV 不僅減少了氣道峰壓，還減少了白介素6（IL-6）和腫瘤壞死因子α（TNF-α）的釋放，從而可能減輕氣道損傷。Mathis 等[13]一項觀察性隊列研究指出，ΔP 與非心臟手術后PPCs 的發生相關，且當術中ΔP 小于16cmH2O 時，PPCs 的發生率降低。

本研究結果顯示，與應用LPMS 的VCV 相比，PCV 顯著降低了氣道壓力，這與上述研究結果類似。不同的是Cdyn 在兩組間和組內各時間點的比較差異均無統計學意義（P＞0.05），Cdyn 較術前沒有改善也沒有惡化。另外，兩組的ΔP 差異無統計學意義（P＞0.05），且 T1～T4 時間點的ΔP 均小于16cmH2O，由此推測P 組可能與L 組一樣，PPCs 的發生幾率均較低。

關于PCV 是否可以改善氧合，目前研究尚未得出統一結論。Jiang 等[14]研究指出，對于肺功能正常的患者，PCV 相較于VCV 的優勢不明顯；但接受單肺通氣、腹腔鏡手術或肥胖的患者或可能從PCV的使用中受益。Cadi 等[15]比較了PCV 與VCV 在肥胖患者手術中的應用，結果顯示PCV 組OI 明顯高于VCV 組。Zhu 等[16]關于PCV 在單肺通氣中的應用則得出了不一致的結論，即PCV 組改善氧合的表現與VCV 組相同。Douville 等[17]的一項回顧性研究表明，非心臟手術患者術后高OI 與PPCs 發生和死亡風險降低有關。我們的研究結果得出四個時間點兩組的OI 均正常，且組間差異無統計學意義（P＞0.05）；但T4 時兩組OI 均高于T0 時，差異有統計學意義（P＜0.05）。推測本研究中P 組可能有著與L 組相同的改善氧合的作用，并由此減少了PPCs的發生。P 組T4 時間點的PaCO2顯著高于L 組，考慮可能與在PCV 模式下，VT由設定的PINS 和氣道阻力（RAW）及呼吸系統順應性（CRS）共同決定[11]，不能保持恒定，從而導致通氣量不足而引起的CO2蓄積有關。對此，Bagchi 等[18]認為，PCV 模式下VT和ΔP 的變化程度高于VCV，更易導致PPCs 的發生。本研究中發現相較于VCV 組，因手術操作等因素影響患者的RAW 和CRS，PCV 組需要經常調整呼吸頻率或PINS 來保持PETCO2在正常范圍，這可能是PCV 的缺點之一。在拔除氣管插管后，兩組患者的通氣量恢復正常，組間PaCO2差異無統計學意義（P＞0.05）。此外，兩組內均有PaCO2升高和pH 降低的趨勢，考慮與兩組低VT的設定導致的通氣量下降有關。而在拔管10min 后，雖然患者分鐘通氣量已恢復正常，但PaCO2仍未恢復正常，考慮系測量血氣時間過短、CO2未充分排出所致。所有患者在返回病房后均無低氧血癥、頭暈、頭痛等CO2蓄積表現，表明本試驗設置的VT仍在安全范圍內。目前，關于低VT導致的允許性高碳酸血癥的影響仍有待進一步研究。

本研究也存在一定的局限性。由于條件的限制，觀察指標缺乏血清炎性因子、術后胸部CT 診斷報告等特異性指標，不能更為有效地比較兩組的肺保護作用。雖兩組患者隨訪均無PPCs 發生，也可能與本試驗PPCs 的診斷依據不全面有關，從而遺漏了實際上已經發生PPCs 的患者。

綜上所述，相較于肺保護性容量控制通氣，壓力控制通氣在俯臥位腰椎手術中的應用能產生更低的Ppeak 和Pplat，且ΔP、Cdyn、OI 的差異無統計學意義，術后隨訪兩組均無PPCs 發生。因此，PCV 可在該類手術中安全地應用，并且可能具有一定的肺保護作用。但手術中需注意PCV 模式下VT易改變的問題。為得出更為有效的證據，以上結論仍需進一步的研究證明。