跨肺壓滴定個體化呼氣末正壓對行腹腔鏡結直腸癌根治術患者肺功能的影響

狄萍萍，王晉平，2

(1.山西醫科大學麻醉學院,山西 太原 030000;2.晉城市人民醫院麻醉科,山西 晉城 048000)

外科大手術中接受全身麻醉的患者,由于機械通氣易導致術后肺部并發癥(postoperative pulmonary complications,PPCs),術后呼吸系統可能需要6周才能恢復到術前狀態[1]。腹腔鏡結直腸癌手術中,由于長時間的氣腹且頭低足高位(Trendelenburg 體位),使患者膈肌上抬,因此,患者肺順應性降低且肺不張面積增加,低氧血癥的發生風險較高[2]。目前,接受全身麻醉的患者機械通氣中常用的保護性通氣策略是小潮氣量(4～8 mL ·kg-1)、肺復張以及適宜的呼氣末正壓 (positive end-expiratory pressure,PEEP)[3],但目前PEEP值的設置尚無金標準。臨床常用的PEEP值為5 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),然而由于手術體位、氣腹以及個體差異,因此某個固定的 PEEP值可能并不適用于所有患者。高PEEP可以維持肺泡開放狀態和改善肺整體順應性,但并不是對所有患者均有益,過高的PEEP可抑制循環,增加肺無效腔量,使肺順應性下降和過度膨脹,從而引起氣壓傷,而真正維持肺泡開放的是呼氣末跨肺壓[4]。跨肺壓是擴張肺泡的真正壓力,即肺泡內壓減胸腔內壓,適合于腹腔鏡手術和肥胖患者術中確定最佳PEEP[5]。因此,通過跨肺壓滴定個體化 PEEP可在有效預防肺泡塌陷的同時避免肺泡過度膨脹而造成肺損傷,具有肺保護作用。但目前關于機械通氣中跨肺壓滴定個體化PEEP在腹腔鏡結直腸癌根治術中對患者肺功能的作用尚不明確。基于此,本研究旨在探討機械通氣中跨肺壓滴定個體化PEEP對行腹腔鏡結直腸癌根治術患者肺功能的影響,以期為臨床應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇 2021 年 11月至2022年8月于晉城市人民醫院擇期行腹腔鏡結直腸癌根治術的患者為研究對象。病例納入標準:(1)年齡 50 ～ 80 歲;(2)體質量指數(body mass index,BMI)<30 kg·m-2;(3)美國麻醉醫師協會(American Society of Anesthesiologists,ASA) 分級Ⅱ～Ⅲ級;(4)手術時間≥2 h;(5)肺功能正常。排除標準:(1)術前合并明顯呼吸系統疾病,如慢性阻塞性肺疾病 (chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、肺部感染等;(2)拒絕參加臨床試驗者;(3)術前呼吸空氣條件下血氧飽和度(oxygen saturation,SpO2)<90 %或吸氧條件下SpO2<95 %;(4)術畢轉入重癥加強護理病房者;(5)有胸部手術史者。剔除標準:(1)術中出現大出血等嚴重并發癥;(2)中轉開腹;(3)術前或者術后肺部超聲圖像顯示不清晰。本研究共納入70例患者,根據機械通氣中PEEP設置的不同將患者分為對照組和觀察組,每組35例。對照組中1例因術中中轉開腹予以剔除;觀察組中1例因術后皮下氣腫,無法獲取清晰的肺部超聲圖像予以剔除,最終納入結果分析的對照組和觀察組患者各34例。對照組:男18例,女16例; 年齡53～79(65.2±8.5)歲;BMI 18.9～28.4(23.8±2.7)kg·m-2;加泰羅尼亞外科患者呼吸風險(assess respiratory risk in surgical patients in Catalonia,ARISCAT)評分[6]18～43(30.1±10.3)分;手術時間120～ 355(182.1±46.5)min;氣腹時間70～300(122.1±45.3)min;輸液量1 500～3 500(2 587.2±547.1)mL;出血量50～300(60.3±65.1) mL;尿量200～1 800(612.0±417.1)mL;去甲腎上腺素使用量200～1 400(979.5±183.6)μg。觀察組:男19例,女15例; 年齡52～80(65.8±9.1)歲;BMI 19.2～27.9(24.3±2.9) kg·m-2;ARISCAT評分18～45(31.2±9.5)分;手術時間125～ 360(189.2±48.4)min;氣腹時間70～315(130.3±50.0)min;輸液量1 500～3 650(2 638.5±546.9)mL;出血量50～300(61.7±63.1)mL;尿量200～1 700(602.9±453.4)mL;去甲腎上腺素使用量200～1 600(987.1±190.2)μg。2組患者的年齡、性別、BMI、ARISCAT評分及手術相關情況(手術時間、氣腹時間、液體出入量、去甲腎上腺素使用量)比較差異均無統計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究獲醫院醫學倫理委員會批準,患者或家屬簽署知情同意書。

1.2 麻醉方法及機械通氣方法

所有患者術前禁食8 h,禁飲4 h。患者入手術室后開放上肢靜脈,監測 SpO2、心電圖、血壓,局部麻醉下行橈動脈穿刺置管,監測有創動脈壓。自主呼吸面罩吸純氧 5 min,術前肌內注射鹽酸戊乙奎醚(成都天臺山制藥有限公司,國藥準字H20203023) 0.2 mg。麻醉前行經胸肺超聲檢查,記錄患者術前基礎肺超聲評分(lung ultrasound score,LUS)。麻醉誘導采用舒芬太尼(宜昌人福藥業有限責任公司,國藥準字H20054172) 0.25～0.30 μg ·kg-1、依托咪酯(江蘇恩華藥業股份有限公司,國藥準字H20020511) 0.20～0.30 mg·kg-1、羅庫溴銨 (浙江仙琚制藥股份有限公司,國藥準字H20123188)0.60 mg·kg-1,3 min 后氣管插管。氣管插管成功后,對照組和觀察組患者均接麻醉機行容量控制模式進行機械通氣。對照組通氣參數設置:潮氣量 (tidal volume,VT) 為 6～8 mL·kg-1,吸入氧濃度分數(fraction of inspiration,FiO2)為80%, 呼吸頻率 15次·min-1,新鮮氣流量 1 L ·min-1,呼吸比 1:2,調整控制呼氣末CO2分壓35～45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),當患者氧合指數(oxygenation index,OI)<200時,將 FiO2提升至100%,給予氣腹且調整體位后,設置固定 PEEP 5 cm H2O并維持至手術結束。觀察組患者以跨肺壓為導向進行PEEP滴定,其他通氣參數與對照組相同,在給予氣腹且調整體位后,采用階梯PEEP法[7-12]繪制呼氣末跨肺壓的P/V曲線,根據肺彈性占整個呼吸系統彈性的70%,以驅動壓[氣道平臺壓(airway plateau pressure,Pplat)-PEEP]×70%為階梯,求出能夠完全打開患者呼氣末肺泡的最佳VT值,最佳VT值在P/V曲線上對應的即為最佳PEEP,在麻醉機上設置最佳PEEP并維持至手術結束。麻醉維持采用靜吸復合麻醉。待患者完全清醒,自主呼吸良好后拔出氣管導管,轉送麻醉恢復室監護至少30 min。拔管 30 min 后再次行經胸肺超聲檢查。

1.3 觀察指標

(1)血氣指標:于術前(T0)及給予PEEP 后1 h (T5)通過橈動脈導管采集動脈血標本,使用血氣分析儀(上海雷度米特醫療設備有限公司)行血氣分析,記錄動脈血氧分壓(partial pressure of oxygen in arterial blood,PaO2)、動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of carbon dioxide in arterial blood,PaCO2),并計算OI、肺泡-動脈血氧分壓差(alveolar-artery oxygen partial pressure gradient,A-aDO2),OI=PaO2/ FiO2;A-aDO2=[ 大氣壓(690 mm Hg)-室溫下飽和水蒸氣壓(47 mm Hg)]× FiO2- (PaCO2/ 0.8)-PaO2[13]。(2)呼吸力學指標及血流動力學指標:記錄氣腹前 (T1)、氣腹后5 min (T2)、給予PEEP 后5 min (T3)、給予PEEP后 30 min (T4)、T5、拔管前5 min (T6) 時的肺動態順應性(dynamic lung compliance,Cdyn)、氣道峰壓(airway peak pressure,Ppeak)、平均氣道壓(mean airway pressure Pmean)、Pplat、心率(heart rate,HR)、平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP)。(3)肺不張程度:于T0及拔管后30 min(T7)時,采用LUS法評估2組患者的肺不張程度[14-15]。使用索諾聲X-Porte超聲儀(上海索諾聲有限公司)對患者進行肺超聲檢查,患者取平臥位,左右兩側胸部被3條垂直線(胸骨旁線、腋前線、腋后線)以及2條水平線(平行于乳頭、膈肌)分隔成12個區。每個檢查區域的評分為 0～3 分,12個檢查區域分數累積為 LUS 總分 (0～36 分),分值越高表示肺不張程度越嚴重。任何區域分值≥2定義為肺不張。(4)并發癥:根據術后7 d 內患者的臨床表現、影像學 (胸部X線片、CT) 及血氣分析結果記錄相關肺部并發癥的發生情況。

1.4 統計學處理

2 結果

2.1 2組患者不同時間點血氣分析指標比較

2組患者T5時的OI、A-aDO2均顯著高于T0時,差異有統計學意義(P<0.05)。2組患者T5時的PaCO2與T0時比較差異無統計學意義(P>0.05)。T0時,對照組與觀察組患者的PaCO2、OI、A-aDO2比較差異無統計學意義(P>0.05)。T5時,觀察組患者的OI顯著高于對照組,A-aDO2顯著低于對照組,差異有統計學意義(P<0.05)。結果見表1。

表1 2組患者不同時間點血氣分析指標比較Tab.1 Comparison of blood gas analysis indicators of patients between the two groups at different time points

2.2 2組患者不同時間點呼吸力學指標及血流動力學指標比較

T1～T6時,對照組與觀察組患者的Pplat、Ppeak、MAP、HR比較差異無統計學意義(P>0.05)。T3～T6時,觀察組患者的Pmean顯著高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05);T1、T2時,對照組與觀察組患者的Pmean比較差異無統計學意義(P>0.05)。T3～T5時,觀察組患者的Cdyn顯著高于對照組,差異有統計學意義(P<0.05);T1、T2、T6時,對照組與觀察組患者的Cdyn比較差異無統計學意義(P>0.05)。結果見表2。

表2 2組患者不同時間點呼吸力學指標及血流動力學指標比較Tab.2 Comparison of respiratory mechanics index and hemodynamic index of patients between the two groups at different time points

2.3 2 組患者不同時點 LUS 評分比較

T0時,對照組和觀察組患者的LUS 評分分別為1.8±1.1、1.7±1.2。T7時,對照組和觀察組患者的LUS 評分分別為4.7±1.7、3.2±1.1。2組患者T7時的LUS 評分均顯著高于T0時,差異有統計學意義(P<0.05)。T0時,對照組與觀察組患者的LUS 評分比較差異無統計學意義(P>0.05)。T7時,觀察組患者的LUS 評分顯著低于對照組,差異有統計學意義(P<0.05)。

2.4 2 組患者術后并發癥發生情況比較

術后7 d內,觀察組患者中出現肺不張1例、呼吸功能不全3例,并發癥發生率為 11.8 % (4 /34);對照組患者中出現肺不張2例、呼吸功能不全3例,并發癥發生率為 14.7 % (5/34)。2組患者的術后并發癥發生率比較差異無統計學意義(χ2=0.128,P>0.05)。

3 討論

較長時間的腹腔鏡手術是患者圍手術期發生肺不張和肺功能不全的重要風險因素[2]。研究表明,在腹腔鏡和開腹手術中,相較于固定的PEEP值,機械通氣時設置個體化PEEP可使患者術后肺不張的發生率降低,改善術中氧合功能,更有利于保護肺功能[16]。因此,研究機械通氣中跨肺壓滴定PEEP對腹腔鏡結直腸癌根治術患者肺功能的影響具有重要的臨床意義。

OI即PaO2與FiO2之比,是反映呼吸功能的重要指標,OI≥400 mm Hg為肺呼吸功能正常;PaCO2即物理溶解在血液中的CO2所產生的壓力,可用于衡量肺泡通氣情況;A-aDO2是評估肺換氣功能的指標,肺內通氣血流比不平衡或呼吸膜病變如肺不張等可能導致該值增加[17]。本研究結果顯示,2組患者T5時的PaCO2與T0時比較差異無統計學意義,說明在腹腔鏡結直腸癌根治術中采用跨肺壓滴定個體化PEEP并不會引起動脈血中CO2蓄積,肺泡通氣量正常。本研究結果顯示,T5時觀察組患者的OI顯著高于對照組,A-aDO2顯著低于對照組;這說明,腹腔鏡結直腸癌根治術中采用跨肺壓滴定個體化PEEP可維持肺泡處于開放狀態,肺泡氣體交換能力及通氣血流比例得到改善,對呼吸功能的保護作用優于固定的低 PEEP水平。

Pplat是氣道壓力的平均值,可反映機械通氣時肺泡承受的最大壓力,決定肺泡的擴張程度;Cdyn反映了肺的彈性阻力,Cdyn越高,越有利于肺的通氣與換氣;Ppeak為機械通氣中吸氣結束時的最高氣道壓力。Pmean反映機械通氣壓力對循環功能的影響,較高的Pmean可導致肺血管阻力增加,心輸出量減少,甚至導致體循環中血管壓力下降。MAP是一個心動周期中動脈血壓的平均值,反映心臟功能和外周大動脈阻力,MAP和HR主要用于評估患者的血流動力學變化。T1～T6時,對照組與觀察組患者的Pplat、Ppeak、MAP、HR比較差異無統計學意義,說明固定PEEP值和個體化PEEP值對患者的氣道壓力以及血流動力學的影響相差不大。T3、T4、T5時,觀察組患者的Cdyn顯著高于對照組;T1、T2、T6時,2組患者的Cdyn比較差異無統計學意義,說明給予PEEP前2組患者的Cdyn相差不大,而氣腹階段給予PEEP后個體化PEEP值比固定PEEP值更好地改善患者的Cdyn。T3～T6時,觀察組患者的Pmean顯著高于對照組;T1、T2時,2組患者的Pmean比較差異無統計學意義,說明給予較高PEEP時會增加患者的肺血管阻力,但是較高水平PEEP患者的Pmean值均<15 cm H2O,并未超過Pmean值的安全范圍。

LUS評分可量化評價圍手術期患者肺不張程度[18-20]。本研究結果顯示,T0時,對照組與觀察組患者的LUS 評分比較差異無統計學意義;T7時,觀察組患者的LUS 評分顯著低于對照組;說明腹腔鏡結直腸癌根治術中采用跨肺壓滴定個體化PEEP可改善患者的肺不張程度。此外,本研究結果顯示,術后7 d內2組患者的術后并發癥發生率比較差異無統計學意義,說明腹腔鏡結直腸癌根治術中采用跨肺壓滴定個體化PEEP并不會增加患者術后并發癥的發生。

4 結論

腹腔鏡結直腸癌根治術患者在給予氣腹和調整體位后應用跨肺壓滴定個體化 PEEP可以改善患者的 Cdyn、氧合情況及肺不張程度,具有一定的肺保護作用,且與固定PEEP值比較并未增加術后并發癥發生率。本研究尚存在不足之處:(1)樣本量較小,所得結果代表性有限;(2)本研究只觀察了無肺部基礎疾病的正常體質量患者,對于有肺部疾病或者肥胖的患者可能并不適用;(3) 對于術后相關并發癥的監測時間比較短,仍需要進一步加強隨訪以評估患者術后肺功能的恢復情況。