機械通氣期間通氣頻率對婦科開腹手術全麻患者術后肺部并發癥的影響

付玉杰 苗楊 張加強

全身麻醉下開腹手術會影響患者肺功能[1]。全麻誘導后，呼吸系統立即發生變化:呼吸驅動和肌肉功能改變，肺容量減少[2]。機械通氣可導致肺損傷[3-4]。長時間應用機械通氣可增加肺炎和肺不張的發病率[5-6]。早期對于患者肺部影響的機械通氣因素研究主要集中于“靜態”特征，如潮氣量[7]、呼氣末正壓[8]、平臺壓與驅動壓[9]等。而機械通氣的“動態”因素，如呼吸頻率也愈來愈受到臨床重視。

機械通氣期間的高通氣頻率是減少低潮氣量通氣中的高碳酸血癥所必需的，但也會導致呼吸生理的紊亂[10]。通氣頻率的增加會改變吸氣/呼氣比率、降低呼氣時間、提高吸氣流量及內在呼氣末正壓與胸內壓力。并可能導致動態肺過度膨脹。以上所有因素都會增加肺應變與肺壓力[11]。此外，高通氣頻率會增加死腔通氣并導致肺損傷。在大鼠肺泡上皮細胞中，頻率是細胞損傷的主要決定因素[12]。在兔肺實驗中，高通氣頻率下，出現了更多的水腫與血管周圍出血[13]。而低通氣頻率則改善了由呼吸機導致的肺損傷、肺炎癥[14-16]。

手術后肺部并發癥(postoperative pulmonary complications,PPCs)是指患者在手術后發生的臨床異常改變，包括急性呼吸窘迫綜合征、肺部感染、胸腔積液、支氣管痙攣、肺不張、呼吸衰竭等疾病[17]。全麻期間由于機械性損傷及肺復張/肺萎陷可導致患者術后發生嚴重的PPCs。特別是呼吸衰竭是患者手術后死亡的重要原因[18]。目前研究對于手術中預設好的高通氣頻率對患者PPCs的影響，少見臨床報道。本次研究目的是確定機械通氣期間通氣頻率對婦科全麻手術患者術后PPCs發病風險的影響。

資料與方法

一、研究對象

資料概況： 2016年4月-2019年11月在鄭州市婦幼保健院行婦科開腹手術的全身麻醉患者2192人。排除不符合標準的73人，實際納入研究2119人。本次調查患者年齡18～73歲，平均(44.82±12.54)歲。2099人(99.06%)是漢族，20人(0.94%)是少數民族。715人(33.74%)是惡性腫瘤，1404人(66.26%)是良性腫瘤或其他良性病變。715名癌癥患者的疾病類型：子宮頸癌239人(33.43%)；子宮體癌223人(31.19%)；卵巢癌癥172人(24.06%)；外陰及輸卵管癌22人(3.08%)；腹膜癌59人(8.25%)。715名癌癥患者的病理類型：鱗癌261人(36.50%)；內膜樣腺癌241人(33.71%)；漿液性腺癌108人(15.10%)；粘液性腺癌43人(6.01%)；肉瘤24人(3.36%)；其他類型38人(5.31%)。

手術方式： 全子宮切除術1209人(57.06%)；部分子宮切除術439人(20.72%);子宮擴大切除術128人(6.04%)；子宮內膜癌手術122人(5.76%)；卵巢癌根治手術或保留生育功能的根治手術96人(4.53%)；單純外陰切除術或外陰擴大切除術89人(4.20%)；其他手術如雙側附件切除、大網膜部分切除等36人(1.70%)。

納入標準： ①年齡≥18歲；②病歷資料完整；③美國麻醉醫師協會(American Society of Anesthesiologists，ASA)分級≤4級；④開腹手術。

排除標準： ①需行家庭氧療患者；② 嚴重藥物過敏史或藥物濫用史；③術前30d內入住過ICU；④術前30d內接受過≥1次手術；⑤既往肺部手術史；⑥血流動力學不穩定；⑦全身性感染；⑧術前肺部并發癥；⑨其他疾病終末期或急性期或嚴重器官病變如尿毒癥、肝功能衰竭、心力衰竭等；⑩宮腔鏡或腹腔鏡手術中轉開腹。

二、研究方法

應用回顧性研究方法。收集患者病歷資料并進行分析。病歷采集資料包括患者社會人口學資料、既往病史、手術相關資料、麻醉相關資料、術后藥物應用資料、術后并發癥資料等。因為本次研究是對患者病歷資料的歸納、分析，所以不涉及醫學倫理問題。

目前國內外參獻中對于機械通氣中通氣頻率的分組劃分并無統一標準。本研究是根據機械通氣期間通氣頻率在患者中的分布狀況將患者分為4組，以保證每組人數大致均等：組1：8～9.85次/min；組2：10～10.85次/min；組3：11～12.35次/min；組4：12.5～43.25次/min。對比分析4組患者的基線資料及術后PPCs狀況。按照全部患者術后是否發生PPCs，將患者分為未發生PPCs組和發生PPCs組，應用Logistic回歸分析患者術后發生PPCs的影響因素。

三、 統計分析

使用SPSS22.0進行研究資料分析。觀測資料中的正態計量數據，以MEAN±SD描述。多組間的比較為單因素方差分析(統計量為F)+兩兩比較HSD-q檢驗(統計量HSD-q)。偏態資料以中位數M(P25，P75)描述， 多組間的比較為Kruskal-Wallis秩和檢驗(統計量為Hc)。 計數資料以例數及率描述，多組間比較為卡方檢驗或者確切概率法+P值修正法(統計量為χ2)。 此外， 影響因素的綜合分析為多因素非條件Logistic回歸，采用逐步后退法進行變量的選擇和剔除。統計推斷的檢驗水準α=0.05。

結 果

一、患者基線資料

表1詳細列示了患者各項基線資料。經統計比較：多數指標的4組間差異均無統計學意義，但機械通氣時間、通氣頻率、吸煙、飲酒、高風險手術、氣道峰壓、潮氣量、每公斤潮氣量、分鐘通氣量、呼吸末二氧化碳、保護性通氣率、新斯的明劑量、手術時間及通氣裝置中氣管插管、喉罩通氣、氣管插管或喉罩拔除時間、麻醉后恢復室停留時間、以及住院時間、術后ICU入住率等19個指標整體差異有顯著性意義(P<0.05)(見表1)。

表1 患者基線資料 n(%)，MEAN±SD，M(P25，P75)

二、患者術后PPCs狀況

患者手術后7d內共發生PPCs 571例，PPCs發病率26.95%。其中，PPCs總發病率最低的是組1患者；PPCs總發病率最高的是組3患者。患者術后發生最多的PPCs疾病是肺部感染，其發病率為11.14%(見表2)。

表2 患者術后PPCs狀況[n(%)]

三、患者術后發生PPCs的影響因素

建立非條件Logistic回歸模型，以患者術后是否發生PPCs情況作為因變量，賦值否=0，是=1。參考(注)前述表1表2分析結果，將研究因素中的部分指標，如患者的社會人口學因素、既往病史、手術因素、麻醉因素等作為自變量納入回歸。其中，將組1、組2合并為通氣頻率低組，組3、組4合并為通氣頻率高組。各變量賦值(見表3)。回歸過程采用逐步后退法，以進行自變量的選擇和剔除，設定α剔除=0.10，α入選=0.05。

表3 患者術后發生PPCs的Logistic回歸分析

結果發現：年齡大、BMI 高、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmoriary disease,COPD)、糖尿病、冠心病、ASA分級高、吸煙、手術時間長、術后鎮痛、機械通氣期間通氣頻率高是患者手術后發生PPCs的危險因素。

注: 前述表1表2分析，對以應變量為PPCs的Logistic回歸而言，并非是針對性的單因素分析，故而參考之。

討 論

國外報道全麻下開腹手術后患者PPCs的發病率為27.3%[19]，本次研究結果婦科開腹手術的PPCs發病率為26.95%，與國外報道接近。

全麻患者術后發生呼吸系統并發癥原因通常和呼吸道梗阻有關[20]。本次研究發現，年齡、BMI>28、COPD、冠心病、糖尿病、吸煙、手術時間長、術后鎮痛、ASA分級高是患者術后發生PPCs的危險因素，與既往研究結論相同[21-25]。

呼吸頻率是機械通氣期間設定和監控的關鍵變量之一[10]。本次研究發現，高通氣頻率和婦科全麻開腹手術患者術后PPCs顯著相關。目前研究對于呼吸頻率對于機體肺損傷的影響存在爭議。Retamal[26]等人對急性呼吸窘迫綜合征仔豬的觀察發現，在應用保護性肺通氣策略時改變呼吸頻率不會加重肺損傷。更高的通氣頻率可以維持微小的通氣量，以避免高碳酸血癥的發生。但是有證據表明，容許術中高碳酸血癥的存在可能具有肺保護作用[27-28]；此外，高碳酸血癥可以改善麻醉患者的上氣道通暢性[29]。從病理生理學上來說，呼吸頻率較高會縮短呼氣與吸氣時間，從而導致較高的流速和壓力來維持預測的潮氣量，增加每次呼吸的累積損傷，提高了肺損傷的可能性。高峰值吸氣流量惡化氧合[30]。限制吸氣流速可以防止肺損傷的進展[31]。

通過對患者基線資料的調查發現，相對于組1患者，組2、組3 患者的麻醉恢復室停留時間、住院時間和術后ICU入住率均較高，提示術中高通氣頻率可能會惡化患者臨床結局。導致這一狀況的原因可能和高通氣頻率對患者肺功能的影響有關。臨床公認呼吸急促是患者惡化的臨床跡象之一，且如果在入院時出現該跡象，是入住ICU的預測因素[32]。2014年對全球50個國家的459個ICU的嚴重呼吸窘迫綜合征患者的前瞻性、隊列研究發現，通氣頻率的增加和患者的較高死亡率相關[33]。

綜上所述，機械通氣期間通氣頻率高，不僅會增加患者術后PPCs的發病率，還可能會惡化患者的臨床結局。