李麗霞,趙磊,王天龍,肖瑋,徐娜,安奕,王萍,李中嘉
(1.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院麻醉科,北京 100053; 2.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院麻醉科,南京 210002)
全身麻醉會損害氧合,即使是對肺功能正常的健康患者[1]。對行氣管插管全身麻醉的患者進行 CT掃描發(fā)現(xiàn),所有患者均會出現(xiàn)肺不張,而肺不張會刺激肺泡巨噬細胞產(chǎn)生白細胞介素-1或腫瘤壞死因子,導(dǎo)致肺泡表面活性物質(zhì)功能降低,最終產(chǎn)生直接或間接的肺部損傷[2-3]。肺復(fù)張操作是保護性肺通氣模式的核心,它是指在機械通氣過程中,間斷性給予高于常規(guī)氣道壓的壓力,并維持一段時間的操作手法;一方面,肺復(fù)張操作可以使萎陷的肺泡復(fù)張,另一方面可以預(yù)防小潮氣量通氣帶來的繼發(fā)性肺不張,從而預(yù)防患者術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生[4-5]。目前,保護性肺通氣模式已成為全身麻醉手術(shù)中常規(guī)應(yīng)用的一種通氣模式,而肺復(fù)張策略的臨床應(yīng)用還存在一定爭議。近年來,各種可視化設(shè)備在臨床廣泛應(yīng)用,增加了肺復(fù)張策略臨床效果的評價指標,為個體化肺復(fù)張策略的制訂提供了一定的條件,更多的研究傾向于分析個體化肺復(fù)張策略的應(yīng)用?,F(xiàn)就肺復(fù)張策略的臨床應(yīng)用及研究進展予以綜述。
肺復(fù)張操作作為保護性肺通氣策略的重要組成部分,由于確切的開放肺泡的效果,其經(jīng)常被運用于行機械通氣全身麻醉的手術(shù)患者中,但具體實施方法并不統(tǒng)一。近年常用的肺復(fù)張操作方法包括手法肺復(fù)張、呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP)遞增法、壓力控制性肺復(fù)張,各種類型肺復(fù)張方法均證實能使萎陷的肺泡復(fù)張,產(chǎn)生一定的臨床效果,但是各種肺復(fù)張操作各有利弊。
手法肺復(fù)張,即通過打開麻醉機可調(diào)限壓閥,擠壓儲氣囊的方法來進行肺復(fù)張,這種操作簡單易行;在肺保護性通氣策略中,反復(fù)多次應(yīng)用肺復(fù)張操作時多采取該方法,但是這種操作有一定的弊端,當操作結(jié)束后將通氣模式換為機械通氣時,壓力即刻下降,導(dǎo)致肺泡再次萎陷,且該方法易導(dǎo)致血流動力學(xué)不穩(wěn)定,因此近年來有關(guān)其他兩種肺復(fù)張操作的應(yīng)用逐漸增多[6-7]。PEEP遞增法[8-11]即在壓力控制機械通氣中,通過逐漸增加PEEP使氣道壓力升高至合適水平,并維持一段時間的方法,其可通過肺順應(yīng)性監(jiān)測及可視化監(jiān)測確定最適復(fù)張壓力及最適PEEP,既能滿足復(fù)張萎陷肺泡的要求又不會導(dǎo)致肺泡過度膨脹而促使炎癥因子的釋放,同時還可以避免傳統(tǒng)肺復(fù)張帶來的循環(huán)劇烈波動的副作用,但是應(yīng)用該法進行肺復(fù)張時可能需要應(yīng)用較高水平的PEEP,且操作步驟相對繁瑣,耗時較長。壓力控制性肺復(fù)張即采取壓力控制機械通氣,逐漸提高壓力控制水平及PEEP水平直至達到適當?shù)臍獾缐毫?,維持適當時間的復(fù)張方法,該方法應(yīng)用時產(chǎn)生的循環(huán)波動較手法肺復(fù)張小,且無須使用過高水平PEEP,同時可達到良好的復(fù)張效果,因此臨床應(yīng)用廣泛[12]。
對于肺功能正常的患者,肺復(fù)張壓力達到40 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)維持7~8 s即可使萎陷的肺泡復(fù)張[3]。該肺復(fù)張標準在臨床應(yīng)用最廣泛,且維持時間一般要超過7~8 s,甚至長達20~30 s[13]。臨床工作中,對于出現(xiàn)術(shù)中血氧飽和度降低的患者,氣道壓力上升至30 cmH2O的肺復(fù)張操作可迅速恢復(fù)血氧飽和度數(shù)值,提高氧分壓,效果顯著。然而,Ladha等[14]的一項研究提出了不同觀點,該研究證實術(shù)中肺保護性通氣策略對減少術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生有一定作用,但是既往研究中所證實的氣道壓安全范圍(26~30 cmH2O)并不適用于無急性肺損傷的患者,對于肺功能正常的患者,即使平臺壓<30 cmH2O,也可能造成肺損傷;同時,他們還指出16 cmH2O的氣道壓力是與術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生相關(guān)的最低氣道壓力。肺復(fù)張操作最初運用于重癥監(jiān)護病房需進行長期呼吸機治療的患者,如急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者,該類患者由于肺水腫及肺泡內(nèi)細胞碎片的堆積導(dǎo)致肺泡閉合,從而使萎陷的肺泡對低壓力肺復(fù)張反應(yīng)性降低。研究證實,應(yīng)用30~40 cmH2O的壓力可使ARDS患者肺泡復(fù)張,改善肺換氣功能,提高患者預(yù)后;但對于肺功能正常的患者,肺泡萎陷僅由全身麻醉導(dǎo)致而不存在肺組織病理生理上的改變,氣道壓力過高可能會導(dǎo)致患者肺泡過度膨脹而增加炎癥因子的釋放,造成肺損傷[15]。因此研究認為,高水平的PEEP及氣道壓力僅限于ARDS患者使用[15]。但是,30 cmH2O以上壓力的肺復(fù)張是臨床公認的能有效打開萎陷肺泡的合適壓力水平,因為在肺復(fù)張操作的實際應(yīng)用中,即使是對于肺功能正常的患者,也會存在加重肺泡萎陷的因素,如手術(shù)時長、患者體位、手術(shù)方式等。因此,低壓力水平的肺復(fù)張操作的有效性還需進一步研究證實,然而應(yīng)用過高水平的PEEP會使患者驅(qū)動壓長時間處于較高水平,不利于患者的預(yù)后。
對于肺功能正常的患者,低壓力短時間的肺復(fù)張策略可能會在復(fù)張肺泡的同時減輕肺泡損傷,但是臨床工作中進行全身麻醉的患者可能存在導(dǎo)致肺不張加重的其他因素,包括患者自身因素(如肥胖)、手術(shù)因素(如應(yīng)用腹腔鏡)以及患者采取特殊體位(如頭低位及俯臥位)。因此,在實際工作中對于不同類型的患者宜采取個體化的肺復(fù)張策略。
3.1肥胖患者 肥胖患者由于胸廓脂肪堆積等因素,導(dǎo)致胸廓及肺順應(yīng)性下降,功能殘氣量降低,術(shù)中更易發(fā)生肺不張及低氧血癥,而肺復(fù)張操作是全身麻醉術(shù)中提高肥胖患者氧合及改善呼吸動力學(xué)的重要策略[16]。Futier等[17]探索了肺復(fù)張聯(lián)合PEEP及單純PEEP對肥胖患者呼吸動力學(xué)的影響,他們利用持續(xù)氣道正壓的方法進行肺復(fù)張,使氣道壓力達40 cmH2O維持40 s。結(jié)果表明,肺復(fù)張操作聯(lián)合應(yīng)用PEEP可以增加呼氣末容積,改善呼吸動力學(xué),提高氧合,而單獨應(yīng)用PEEP無上述變化。Aretha等[18]在全身麻醉剖宮產(chǎn)手術(shù)中采取逐步增加PEEP的方法,使氣道壓逐漸上升至45 cmH2O,觀察肺復(fù)張操作對患者的影響,結(jié)果表明,該方法可以提高患者的肺順應(yīng)性,增強術(shù)后氧合,且未發(fā)生嚴重不良后果。Wei等[8]采取PEEP遞增法在肥胖患者中進行肺復(fù)張,逐漸增加PEEP值直至氣道壓力上升至40 cmH2O,維持10次呼吸后再逐步降低PEEP水平,觀察患者氧合改善情況。結(jié)果表明,該方法可增加肥胖患者氧合指數(shù),提高患者動脈血氧分壓,能夠促進早期拔管,同時對血流動力學(xué)影響較小。對于肥胖患者,由于自身因素,其呼吸動力學(xué)在全身麻醉過程中更易受到損害,因此合適的肺復(fù)張操作對改善患者氧合發(fā)揮重要作用;對于體質(zhì)指數(shù)>30 kg/m2的患者,氣道壓力需達到40 cmH2O以上甚至50 cmH2O,至少維持10次呼吸才能達到改善肥胖患者呼吸動力學(xué)的效果[6]。
3.2老年患者 隨著年齡的增加,老年患者肺生理發(fā)生相應(yīng)改變,如氣道阻力增加、殘氣量減少,同時可能并存一些肺部基礎(chǔ)疾病導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)易損性增加,術(shù)后咳嗽排痰能力降低,進一步增加呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生,而包含肺復(fù)張操作在內(nèi)的肺保護性通氣模式能夠較好地改善老年患者肺功能,提高術(shù)中氧合[19-21]。研究表明,肺保護性通氣策略可明顯改善中老年患者術(shù)后早期的肺氧合功能,降低術(shù)后肺部感染評分和術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生率,尤其是機械通氣時間>6 h的患者[22]。盡管對老年患者肺復(fù)張壓力達30 cmH2O被證實安全可靠且廣泛應(yīng)用于臨床,但是老年患者進行肺復(fù)張操作時仍應(yīng)注意以下幾個問題:①肺復(fù)張操作高氣道壓可能會導(dǎo)致肺泡破裂,對于合并肺氣腫、肺大泡等肺部疾病的患者應(yīng)避免進行該操作;②肺復(fù)張操作會導(dǎo)致靜脈回心血量減少,心排血量降低,血流動力學(xué)波動,因此心功能不良及難以控制血流動力學(xué)平穩(wěn)的患者應(yīng)謹慎做出進行肺復(fù)張操作的決定[23]。老年患者術(shù)前各個系統(tǒng)合并癥較多,如高血壓、冠心病等,且各器官功能逐漸退化,代償能力減弱,麻醉管理難度大,因此在進行肺復(fù)張操作時,要重點關(guān)注患者心、腦功能的變化,避免不良結(jié)局的發(fā)生。
3.3小兒患者 小兒肺功能的特點為低功能殘氣量,高氣道閉合容積,氧耗大,對缺氧耐受能力低以及自身調(diào)節(jié)能力尚不全面等,導(dǎo)致其更易發(fā)生肺泡萎陷及低氧血癥。對小兒患者進行肺復(fù)張時應(yīng)注意,由于其肺容積小,能耐受過度氣道高壓的能力低,肺組織受到機械性損傷的可能性更高,因此建議在小兒進行肺復(fù)張時,可采取可視化設(shè)備(如床旁肺部超聲)實時監(jiān)測復(fù)張效果,避免產(chǎn)生因過度擴張帶來的損傷。對于合并急性ARDS的小兒患者,與應(yīng)用傳統(tǒng)通氣模式相比,應(yīng)用小潮氣量聯(lián)合肺復(fù)張操作的保護性肺通氣策略可顯著改善患兒血氣指標及呼吸功能,降低患兒死亡率[24-25]。Acosta等[26]采用床旁肺部超聲監(jiān)測在氣腹建立后進行肺復(fù)張操作及未進行肺復(fù)張操作兩組患兒的肺通氣面積,判斷全身麻醉下患兒肺不張的程度并指導(dǎo)進行肺復(fù)張操作,同時評估肺復(fù)張操作的效果。結(jié)果顯示氣腹建立前,兩組患兒的肺通氣面積相同,肺不張面積無明顯差別;氣腹建立后,進行肺復(fù)張操作的患兒肺通氣面積顯著增大,肺泡萎陷率明顯降低,證明小兒腹腔鏡手術(shù)應(yīng)用肺復(fù)張操作可以避免肺泡萎陷的發(fā)生。雖然肺復(fù)張操作已被證實對小兒患者有益,但目前缺乏小兒患者全身麻醉下肺保護性通氣策略的隨機對照研究,因此在小兒患者進行肺復(fù)張操作時,建議在可視化設(shè)備的支持下進行,避免加重肺損傷。
3.4腹腔鏡手術(shù)患者 腹腔鏡現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于外科手術(shù),尤其是普通外科手術(shù)及婦科手術(shù),與傳統(tǒng)手術(shù)方式相比,腹腔鏡手術(shù)極大地減少了手術(shù)損傷,但是氣腹的建立以及頭低腳高位會對呼吸及循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響,膈肌上抬導(dǎo)致功能殘氣量降低、肺順應(yīng)性下降,小氣道過早閉合加重全身麻醉導(dǎo)致的肺不張;此外,二氧化碳吸收入血,若通氣量不足導(dǎo)致高碳酸血癥又會通過神經(jīng)體液反射導(dǎo)致心血管系統(tǒng)功能改變,這些因素均會導(dǎo)致術(shù)中呼吸功能受損,從而增加術(shù)后呼吸系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生,不利于患者術(shù)后早期恢復(fù)[27]。在應(yīng)用腹腔鏡的手術(shù)中進行有效的肺復(fù)張操作必不可少。李銳等[28]采用肺電阻抗成像法評價肺復(fù)張對腹腔鏡膽囊切除術(shù)后早期肺通氣的影響,分別在氣腹建立后5 min及氣腹結(jié)束時進行肺復(fù)張操作,通過動態(tài)監(jiān)測肺通氣過程中局部電阻抗變化,評價肺復(fù)張操作對改善局部肺通氣的效果,結(jié)果表明肺復(fù)張操作可改善腹腔鏡膽囊切除術(shù)患者早期局部肺通氣的下降。王潔茹和路志紅[29]對腹腔鏡下行婦科手術(shù)的患者進行了拔管前肺復(fù)張操作,觀察患者在麻醉恢復(fù)室發(fā)生肺復(fù)張并發(fā)癥的概率,該研究采用手法肺復(fù)張,通過擠壓呼吸球囊使氣道壓力達到30 cmH2O,維持20 s,重復(fù)3次,結(jié)果表明拔管前進行肺復(fù)張操作可降低麻醉恢復(fù)室內(nèi)低氧血癥發(fā)生率。但上述研究均存在一定的局限性,僅觀察了短時間內(nèi)肺復(fù)張操作所產(chǎn)生的效果,而肺復(fù)張操作產(chǎn)生的肺泡復(fù)張效果的維持,可能需要運用合適水平PEEP,且對于手術(shù)時間較長的患者,推薦每30分鐘進行一次肺復(fù)張操作。Wei等[8]對在腹腔鏡減重手術(shù)中每30分鐘應(yīng)用肺復(fù)張操作與未應(yīng)用肺復(fù)張操作進行了比較,結(jié)果表明,規(guī)律進行肺復(fù)張操作可顯著提高患者術(shù)中氧合指數(shù),有利于術(shù)后早期氧合恢復(fù),促進早期拔管。
無論采取何種肺復(fù)張策略,最終目的均為使萎陷的肺泡復(fù)張,達到一定的臨床預(yù)防或治療效果。目前,臨床效果評價常采用的指標包括血氧飽和度的變化,動脈血氣中氧分壓的改善程度、氧合情況、術(shù)后低氧血癥發(fā)生情況以及術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生率。此外,還可以通過各種監(jiān)測指標及可視化設(shè)備來更直觀地反映肺復(fù)張操作的效果。
4.1壓力-容積曲線(pressure-volume curve,P-V曲線) P-V曲線是反映吸氣與呼氣時肺容量與體積之間的關(guān)系,用壓力控制機械通氣時可以通過P-V曲線的吸氣支或呼氣支的拐點來確定肺復(fù)張的合適壓力以及最佳PEEP,但該方法仍存在爭議,因為利用吸氣支拐點確定PEEP可能導(dǎo)致肺泡開放不全,而利用呼氣支拐點確定PEEP又可能導(dǎo)致肺泡過度膨脹造成損傷及炎癥因子的釋放[30]。因此,該方法在臨床應(yīng)用時需與其他可視化設(shè)備相結(jié)合來做出更合理的判斷。研究表明,在評價肺復(fù)張效果方面,CT與P-V曲線存在良好的相關(guān)性[31]。但是由于CT操作場地等的限制,兩者的結(jié)合利用可能更多見于臨床研究,臨床實際應(yīng)用并不常見。
4.2肺部超聲 CT是觀察臨床肺復(fù)張效果的金標準,通過CT值的計算可以精確地測定肺內(nèi)不同組織氣體的容積,從而判斷是否存在肺不張及評估肺復(fù)張的效果[32]。但是CT掃描也存在一定弊端,如花費時間、場地受限等,因此近年來新興的床旁肺部超聲可能是一個更優(yōu)的選擇。床旁超聲利用5~7 Hz的頻率透過肋間隙在雙肺12個分區(qū)進行探查,通過A、B線變化來判斷肺組織異常情況,床旁肺部超聲與CT檢查在診斷肺不張及評價肺復(fù)張效果方面有較高的一致性[33]。肺部超聲對兒童麻醉致肺不張的診斷具有較高的敏感性和特異性,且可以動態(tài)監(jiān)測肺復(fù)張過程,避免肺泡過度膨脹的發(fā)生[34]。床旁肺部超聲監(jiān)測的出現(xiàn)彌補了CT場地要求等限制,但是肺部超聲監(jiān)測對技術(shù)水平要求較高,需要受過培訓(xùn)的專業(yè)技術(shù)人員進行操作,才能避免觀察的主觀性及增加監(jiān)測結(jié)果的準確性,這在一定程度上也限制了其使用。
4.3肺電阻抗成像技術(shù)(electrical impedance tomography,EIT) 近年來,新興的EIT更多地應(yīng)用于評價肺復(fù)張效果,該設(shè)備操作簡單,僅通過環(huán)繞胸部的電極帶,連續(xù)動態(tài)監(jiān)測肺通氣過程中電阻抗的變化,即可反映肺組織局部通氣分布情況,評價肺泡萎陷程度和肺復(fù)張效果,判斷是否存在過度膨脹的情況[35-36]。此外,EIT對于指導(dǎo)個體化PEEP的設(shè)定有很大幫助,可通過持續(xù)監(jiān)測肺部通氣情況確定最適PEEP,確保肺復(fù)張操作開放肺泡且通過最適PEEP維持復(fù)張效果,改善肺通氣情況。Liu等[11]觀察比較了常規(guī)應(yīng)用5 cmH2O的PEEP及EIT滴定下的最佳PEEP對老年患者胸腔鏡手術(shù)肺功能的影響,結(jié)果表明,在單肺通氣期間,EIT指導(dǎo)下的最佳PEEP設(shè)定,可以顯著提高氧合及肺通氣功能。同樣,在腹部手術(shù)中采用EIT評價肺復(fù)張效果,術(shù)后CT顯示個體化PEEP可以顯著減少肺泡萎陷,同時改善術(shù)中氧合,降低驅(qū)動壓,減少術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生[36]??梢?,新式監(jiān)測設(shè)備在臨床中的應(yīng)用為個體化麻醉管理提供了保障與依據(jù),個體化PEEP的應(yīng)用也成為近年研究的熱點。
肺復(fù)張操作為保護性肺通氣策略的重要組成部分廣泛應(yīng)用于進行全身麻醉的患者,尤其對于一些特殊類型患者,如過度肥胖、既往并存肺部疾病、特殊體位及術(shù)中應(yīng)用腹腔鏡進行手術(shù)的患者。對于肺復(fù)張操作類型,保護性肺通氣策略國際專家共識指出,應(yīng)盡量避免使用手法膨肺,僅在兩種情況下可以使用手法膨肺:①術(shù)中呼吸回路與麻醉機斷連重新連接后;②脈搏氧飽和度降低至95%以下,除上述兩種情況外,術(shù)中避免使用手法膨肺,臨床應(yīng)用中更推薦選用PEEP遞增法或壓力控制性通氣法進行肺復(fù)張操作[6]。在今后的研究中,可以采用可視化設(shè)備結(jié)合臨床指標來評價肺復(fù)張效果,在提高肺復(fù)張安全性及增強肺復(fù)張效果的同時為個體化肺復(fù)張策略提供依據(jù)。