病态肥胖症患者围手术期气道管理
2011-02-11龚亚红虞雪融黄宇光
龚亚红,虞雪融,黄宇光
中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院麻醉科,北京100730
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病态肥胖症患者围手术期气道管理
龚亚红,虞雪融,黄宇光
中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院麻醉科,北京100730
病态肥胖患者头颈部和胸腹部脂肪组织异常堆积可导致上气道梗阻和呼吸功能受损,且患者往往存在阻塞性睡眠呼吸暂停、低通气综合征,慢性阻塞性肺疾病或哮喘等合并症,因此围手术期出现困难气道、术中通气不足、术后呼吸抑制等呼吸系统并发症的风险明显升高,给围手术期气道管理带来巨大挑战。麻醉医生深刻理解肥胖患者呼吸系统的病理生理特点,掌握合适的处理原则,对于提高重度肥胖患者围手术期麻醉管理的安全性和有效性,改善患者的临床预后至关重要。
病态肥胖;麻醉;围手术期;气道管理
随着人类饮食习惯和生活方式的改变,全球肥胖发生率日益增加。在美国,超重和肥胖人群甚至已经占到总人口的65%[1],成为第2位(仅次于吸烟)可以预防的致死原因[2]。近20年来,中国人群超重和肥胖的发生率也呈急剧增长态势,从1991年到2002年,超重的发生率增长了40%,而肥胖的发生率则增加了1倍[3]。肥胖患者常存在多种系统的慢性合并症,如:心血管系统、神经系统、内分泌系统等,尤其是呼吸系统的合并症,可明显提高围手术期并发症的发生率和死亡率[4],为围手术期的麻醉管理带来巨大挑战。因此,深刻理解肥胖患者呼吸系统合并症及其病理生理改变,掌握合适的处理方法,对于提高围手术期麻醉管理的安全性和有效性,改善患者的临床预后至关重要。
肥胖的诊断标准
目前使用最广泛的肥胖诊断指标是体重指数(body mass index, BMI),根据世界卫生组织的诊断标准:(1)BMI 介于25~29.9 kg/m2间为超重;(2)BMI介于30~34.9 kg/m2间为肥胖;(3)BMI介于35~49.9 kg/m2间为病态肥胖;(4)BMI≥50 kg/m2为超级病态肥胖。基于亚洲人和白人的人种区别,我国对肥胖诊断标准做了修正:BMI介于24~27.9 kg/m2间为超重;BMI≥28 kg/m2为肥胖[5]。
肥胖相关并发症的发生风险不但与患者的肥胖程度有关,而且与患者腹部脂肪堆积程度有关。腰围是预测内脏脂肪堆积程度的有力指标[6],因此,男性腰围>90 cm,女性>80 cm(国内标准)也是预测肥胖相关并发症的重要指标[7]。
肥胖与呼吸系统
肥胖本身可以导致患者的通气功能受损,其原因如下:(1)胸部及腹部脂肪组织的堆积对胸廓和膈肌产生机械压迫,导致患者呼吸系统顺应性下降。Damia等[8]研究显示,肥胖患者的肺顺应性和胸廓顺应性随着BMI的增长呈指数下降,严重肥胖患者肺和胸廓总顺应性可降至正常体重患者的30%。(2)病态肥胖患者的功能残气量(functional residual capacity,FRC)下降,肺内分流明显增加。Seet等[9]研究发现,麻醉状态下,非肥胖患者的FRC仅下降约20%,而肥胖患者的FRC可下降50%;非肥胖患者的肺内分流约占2%~5%,而肥胖患者则高达10%~25%。
此外,肥胖患者头颈部脂肪堆积、口咽部软组织增生和肌肉松弛等因素可导致其上气道,尤其是咽腔部位狭窄,患者发生阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea,OSA)、低通气综合征及困难气道的风险明显高于非肥胖患者。
OSA由于咽腔狭窄或塌陷导致患者反复发生睡眠时呼吸暂停或低通气的一种临床综合征,患者表现为睡眠低通气或呼吸暂停,血氧饱和度降低,打鼾,日间困倦嗜睡,实验室检查示低氧血症、高二氧化碳血症。多导睡眠呼吸监测是诊断OSA的金标准。目前国际上比较公认的OSA诊断标准为:口鼻气流停止≥10s,每小时呼吸暂停加呼吸低通气达5次以上,或每晚7h呼吸暂停加呼吸低通气达30次以上。
临床中OSA的漏诊率高达60%~70%,而OSA漏诊可导致严重的围手术期并发症[10]。OSA在肥胖患者中的发生率高达40%~75%,且随BMI的增加而升高[11]。因此对于所有病态肥胖患者,都应该筛查OSA。
低通气综合征其定义为肥胖患者(BMI>30 kg/m2)合并清醒时动脉高二氧化碳血症(PaCO2>45 mmHg,1 mmHg=0.133 kPa),且除外其他已知导致低通气的原因[12]。低通气综合征的确切机制目前还不明确,较为公认的观点是:严重OSA患者由于长期存在夜间低氧血症和高二氧化碳血症,呼吸中枢对高二氧化碳血症的敏感性逐渐降低,呼吸的驱动最终只能依赖于低氧血症,从而导致Ⅱ型呼吸衰竭,严重者甚至出现Pickwickian综合征,患者表现为肥胖、重度嗜睡、低氧血症、高二氧化碳血症、右心衰竭和红细胞增多症[13]。低通气综合征的发生率也与患者肥胖程度呈正相关:当BMI>35 kg/m2时,低通气综合征发生率约为31%;当BMI>50 kg/m2时,其发生率高达50%以上[14-15]。
困难气道肥胖患者面罩通气困难和插管困难的发生率高于非肥胖患者,有文献报道其困难插管的发生率高达13%[16]。术前OSA、颈围>43 cm和Mallampati分级>Ⅲ级是预测肥胖患者困难气道的独立敏感指标[17]。BMI虽然也和困难气道发生率存在一定相关性,但单纯BMI并不是预测困难气道的有效指标。如果患者的Mallampati分级、甲颏距、颈部活动度等其他困难气道预测指标均正常,即使BMI值很高,其发生直接喉镜插管困难的风险也较低[18]。
呼吸系统其他合并症除了肥胖相关呼吸系统并发症外,肥胖患者通常还合并慢性阻塞性肺疾病、哮喘等呼吸系统疾病,术前可通过肺功能试验、胸部CT等检查进行鉴别诊断。
气道管理注意事项
肥胖患者呼吸系统的病理生理改变可导致其呼吸储备功能随BMI的增加而下降,而氧耗量和二氧化碳的产生量却随BMI的增加而增加,因此围手术期出现低氧血症和高二氧化碳血症的风险明显升高。
术前评估术前要对肥胖患者的呼吸功能进行全面评估,包括:采集病史、体格检查、血常规(排除有无红细胞增多症)、胸部X线、卧立位血气分析、卧立位肺功能等。同时,对所有病态肥胖患者都应进行OSA筛查,包括:OSA病史采集、睡眠时心电及氧饱和度监测,有条件的单位应行多导睡眠呼吸监测以评估OSA的严重程度。
应告知患者围手术期呼吸系统相关并发症的发生风险,包括清醒插管、术后拔管延迟、呼吸机辅助呼吸,甚至气管切开的可能性。术前避免使用具有呼吸抑制作用的镇痛、镇静药物,对于存在胃食管反流和需要清醒插管的患者,需严格禁食水,必要时给予促胃动力药物和抑酸药物。
诱导插管肥胖患者麻醉诱导和插管方法的选择主要取决于患者的插管条件和通气条件。
不存在困难气道的患者可以采用常规快速循序诱导、普通喉镜插管方法。插管时可以采取以下几种措施来提高插管成功率:(1)插管前采用100%纯氧对患者进行充分的给氧去氮,直至呼气末氧浓度达到90%,从而延长去氧合时间,为插管赢取时间;(2)采取头高脚低位(25~30°)或半坐位,可以改善患者的氧合及插管条件[19];(3)插管时将患者的肩背部和头颈部垫高,使患者的外耳道和胸骨颈静脉切迹连线与地面平行,这种“倾斜式”体位和传统“嗅物位”相比,能够明显改善肥胖患者的喉镜暴露条件[20]。
存在困难插管而面罩通气无困难的患者,可以采用静脉麻醉药物+琥珀酰胆碱进行诱导,根据患者情况采用合适的困难气道设备,如插管探条、可视插管导芯或视频喉镜等进行插管,同时必须要有困难气道处理专家在场。
可能同时存在插管困难和通气困难的患者包括:术前存在重度OSA;多导睡眠监测示呼吸暂停低通气指数>40;术前需要持续气道正压通气(continous positive airway pressure,CPAP),且压力支持>12 cmH2O;术前存在严重低氧血症和高二氧化碳血症等。此类患者在麻醉诱导过程中出现面罩通气困难的风险极高,推荐保留自主呼吸,采用清醒纤维支气管镜插管方法。同时诱导前需准备好各种困难气道抢救设备,包括喉罩、喉管、环甲膜穿刺或气管切开设备。
术中管理由于麻醉药物、体位改变、气腹等因素影响,术中患者的FRC进一步降低,肺内通气/血流比例失调进一步加重,出现低氧血症和高二氧化碳血症的风险进一步升高。术中纠正低氧血症和高二氧化碳血症的方法包括:(1)给予合适的肌松;(2)提高吸入氧浓度(但避免长时间纯氧吸入,否则容易导致术后肺不张);(3)采用压力控制通气模式及小潮气量高频率通气模式,潮气量为6~8 ml/kg(按理想体重计算)[21];(4)适当加用呼气末正压(10~15 mmHg)或采用轻度头高脚低位能够明显改善氧合,排出二氧化碳[22];(5)必要时和手术医生进行沟通,在不影响手术操作的情况下尽量降低气腹压力;(6)对于重症患者,上述方法失败后可采用肺复张手法以充分膨胀肺泡改善氧合[23]。但是采用肺复张方法提高氧饱和度维持的时间较短,可能会导致明显的低血压,因此实施过程中要加强血流动力学监测,补充一定的容量或使用血管活性药物进行对症处理。
术后管理手术后24 h内肥胖患者发生气道梗阻和通气不足的风险极高[24-25],其原因除了OSA和低通气综合征等基础合并症之外,还包括:肥胖患者对镇痛、镇静药物的敏感性高于非肥胖患者;肌松、镇静药物残留的风险高于非肥胖患者。预防手术后通气不足的方法包括:(1)严格掌握拔管指征:必须等患者肌力完全恢复(肌松监测显示肌力完全恢复,自主抬头5s以上,呼吸肌有力,在自主呼吸条件下能维持动脉氧合),且神智清醒能够完成指令的情况下方可安全拔管。(2)合适的体位:床头抬高25~30°。(3)加强吸氧和监护。(4)对于存在严重OSA或低通气综合征的患者,尤其是术前就已经使用CPAP的患者,手术后需继续使用CPAP或双水平气道内正压通气等无创呼吸机辅助治疗。(5)选用合适的镇痛方式和镇痛药物,尽量减少镇痛药物对呼吸系统的抑制作用。
此外,对于术中存在插管困难或通气困难的患者,麻醉医生应在麻醉记录单中详细描述病情及处理方法,并告知外科医生。患者返回病房后建议在床头设立困难气道标记,且床旁需准备好各种急症气道处理设备,以备紧急抢救之用。
综上,肥胖患者,尤其是病态肥胖患者呼吸系统功能明显受损,患者通常合并有OSA、低通气综合征或其他呼吸系统疾病,如:慢性阻塞性肺疾病和哮喘。因此肥胖患者在围手术期容易发生气道梗阻,术中通气不足,术后呼吸抑制等严重的呼吸系统并发症,为围手术期麻醉管理带来巨大的挑战。因此,肥胖患者围手术期的气道管理应当引起麻醉医生的高度重视。术前应对患者的呼吸储备功能及各种合并症进行全面详细的评估;术中按照困难气道处理流程建立可靠的人工气道,并采用合适的呼吸管理模式;术后严格掌握拔管指征,加强呼吸监测及呼吸支持,避免医源性呼吸抑制,并准备好紧急气道抢救设备。
[1] Baskin ML, Ard J, Franklin F, et al. Prevalence of obesity in the United States[J]. Obes Rev, 2005, 6(1):5-7.
[2] Conway B, Rene A. Obesity as a disease: no lightweight matter [J]. Obes Rev, 2004, 5(3):145-151.
[3] 武阳丰,马冠生,胡永华,等. 中国居民的超重和肥胖流行现状 [J]. 中华预防医学杂志, 2005, 39(5):316-320.
[4] 周北凡. 我国成人体重指数和腰围对相关疾病危险因素异常的预测价值:适宜体重指数和腰围切点的研究 [J]. 中华流行病学杂志, 2002, 23(1):5-10.
[5] Després JP, Lemieux I, Prud’homme D. Treatment of obesity: need to focus on high risk abdominally obese patients [J]. BMJ, 2001, 322(7288):716-720.
[6] 杨文英,杨兆军,李光伟,等. 联合测量腰臀围比值(或腰围)和血压可预测代谢综合征[J]. 中华内分泌代谢杂志, 2005, 21(3):227-229.
[7] Pelosi P, Croci M, Ravagnan I, et al. The effects of body mass on lung volumes, respiratory mechanics, and gas exchange during general anesthesia[J]. Anesth Analg, 1998, 87(3):654-660.
[8] Damia G, Mascheroni D, Croci M, et al. Perioperative changes in functional residual capacity in morbidly obese patients [J]. Br J Anaesth, 1988, 60(5):574-578.
[9] Seet E, Yousaf F, Gupta S, et al. Use of manometry for laryn- geal mask airway reduces postoperative pharyngolaryngeal adverse events: a prospective, randomized trial [J]. Anesthesiology, 2010, 112(3):652-657.
[10] Kalra M, Inge T, Garcia V, et al. Obstructive sleep apnea in extremely overweight adolescents undergoing bariatric surgery [J]. Obes Res, 2005, 13(7):1175-1179.
[11] Subramanian S, Strohl KP. A management Guideline for Obesity-Hypoventilation Syndromes [J]. Sleep Breath, 1999, 3(4):131-138.
[12] Rapoport DM, Garay SM, Epstein H, et al. Hypercapnia in the obstructive sleep apnea syndrome. A reevaluation of the “Pickwickian syndrome” [J]. Chest, 1986, 89(5):627-635.
[13] Nowbar S, Burkart KM, Gonzales R, et al. Obesity-associated hypoventilation in hospitalized patients: prevalence, effects, and outcome [J]. Am J Med, 2004, 116(1):1-7.
[14] Young T, Peppard PE, Gottlieb DJ. Epidemiology of obstructive sleep apnea: a population health perspective [J]. Am J Respir Crit Care Med, 2002, 165(9):1217-1239.
[15] Buckley FP, Robinson NB, Simonowitz DA, et al. Anaesthesia in the morbidly obese. A comparison of anaesthetic and analgesic regimens for upper abdominal surgery [J]. Anaesthesia, 1983, 38(9):840-851.
[16] Brodsky JB, Lemmens HJ, Brock-Utne JG, et al. Morbid obesity and tracheal intubation [J]. Anesth Analg, 2002, 94(3):732-736.
[17] el-Ganzouri AR, McCarthy RJ, Tuman KJ, et al. Preoperative airway assessment: predictive value of a multivariate risk index [J]. Anesth Analg, 1996, 82(6):1197-1204.
[18] Dixon BJ, Dixon JB, Carden JR, et al. Preoxygenation is more effective in the 25 degrees head-up position than in the supine position in severely obese patients: a randomized controlled study [J]. Anesthesiology, 2005, 102(6):1110-1115,5A.
[19] Collins JS, Lemmens HJ, Brodsky JB, et al. Laryngoscopy and morbid obesity: a comparison of the “sniff” and “ramped” positions [J]. Obes Surg, 2004, 14(9):1171-1175.
[20] Cadi P, Guenoun T, Journois D, et al. Pressure-controlled ventilation improves oxygenation during laparoscopic obesity surgery compared with volume-controlled ventilation [J]. Br J Anaesth,2008, 100(5):709-716.
[21] Pelosi P, Ravagnan I, Giurati G, et al. Positive end-expiratory pressure improves respiratory function in obese but not in normal subjects during anesthesia and paralysis [J]. Anesthesiology, 1999, 91(5):1221-1231.
[22] Cakmakkaya OS, Kaya G, Altintas F, et al. Restoration of pulmonary compliance after laparoscopic surgery using a simple alveolar recruitment maneuver [J]. J Clin Anesth, 2009, 21(6):422-426.
[23] Gallagher SF, Haines KL, Osterlund LG, et al. Postoperative hypoxemia: common, undetected, and unsuspected after bariatric surgery [J]. J Surg Res, 2010, 159(2):622-626.
[24] Ahmad S, Nagle A, McCarthy RJ, et al. Postoperative hypoxemia in morbidly obese patients with and without obstructive sleep apnea undergoing laparoscopic bariatric surgery [J]. Anesth Analg, 2008, 107(1):138-143.
PerioperativeAirwayManagementforPatientswithMorbidObesity
GONG Ya-hong, YU Xue-rong, HUANG Yu-guang
Department of Anesthesiology, PUMC Hospital, CAMS and PUMC, Beijing 100730, China
HUANG Yu-guang Tel/Fax: 010-65295580, E-mail: pumchhyg@yahoo.com.cn
The excess fatty tissues on the head, neck, thorax, and abdomen of morbid obese patients can impede the patency of the upper airway and impair lung functions. Meanwhile, these patients often have comorbidities such as obstructive sleep apnea, hypoventilation syndrome, chronic obstructive pulmonary disease, and asthma, which may result in difficult airway, intraoperative hypoventilation, and postoperative respiratory depression. Therefore, perioperative airway management for morbid obese patients may pose a big challenge to anesthesiologists. Anesthesiologists should know well about the pathophysiological features of respiratory system and grasp rational management principles, so as to improve the safety and effectiveness of perioperative airway management and optimize the clinical prognosis.
morbid obesity; anesthesia; perioperative management; airway management
ActaAcadMedSin, 2011,33(3):224-227
黄宇光 电话/传真:010-65295580,电子邮件:pumchhyg@yahoo.com.cn
R614
A
1000-503X(2011)03-0224-04
10.3881/j.issn.1000-503X.2011.03.002
2010-11-09)