保护性肺通气策略在全身麻醉下俯卧位脊柱外科手术中的应用

2019-01-15肖鹏姚立群官永庆

安徽医药 2019年1期

肖鹏，姚立群，官永庆

机械通气是临床上最常用的脏器替代治疗方法，也是全身麻醉手术中病人呼吸支持的主要手段。呼吸机相关性肺损伤(ventilator-induced lung injury，VILI)，是机械通气过程中常见的严重并发症。如何预防机械通气相关的肺损伤，对于改善病人的临床预后，降低治疗成本具有重要意义[1-2]。保护性肺通气策略包括使用小潮气量联合呼气末正压通气，并允许机体出现一定程度的高碳酸血症。已经证实，保护性肺通气策略可以显著改善急性呼吸窘迫综合征(ARDS)病人的预后，降低病人死亡率[3]。近年来的研究发现，保护性肺通气策略对于实施全身麻醉的手术病人可能具有保护作用，但其实施策略仍然存在争议[4-5]。本研究就保护性肺通气策略在俯卧位脊柱外科手术中的应用进行了探讨，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1纳入标准选择2015年6月至2016年6月期间拟在海南省中医院行全身麻醉下俯卧位脊柱外科手术的病人60例，应用随机数字表法将病人随机纳入常规通气组或保护性肺通气组。纳入研究的病人均为美国麻醉医师协会(ASA)Ⅰ～Ⅱ级，既往无心肺肝肾等重要脏器功能障碍，未使用免疫抑制剂，近期未接受机械通气治疗或行全身麻醉下手术。本研究为单中心前瞻性随机对照试验，研究设计通过海南省中医院伦理委员会审批，所有病人或其近亲属均签署知情同意书。

1.2研究方法所有病人均行标准化的全身麻醉方案，麻醉诱导给予咪达唑仑2 mg(江苏恩华药业股份有限公司，批号20140730)，丙泊酚2mg/kg(英国阿斯利康公司，批号LW216)，舒芬太尼20 ug(宜昌人福药业有限责任公司，批号1151210)，罗库溴铵1mg/kg(荷兰欧加农公司，批号610041)。气管插管后，采用全凭静脉麻醉维持，静脉泵注丙泊酚4～10 mg·kg-1·h-1，瑞芬太尼0.2～0.5 ug·kg-1·min-1(宜昌人福药业有限责任公司，批号6151103)，术中按需要间断推注罗库溴铵30 mg。手术开始前病人调整为俯卧位，机械通气均采用容量控制模式，常规通气组参数初始设置为：潮气量10 mL/kg，呼吸频率8～12次/分，PEEP=0；保护性肺通气组参数初始设置为：潮气量6 mL/kg，呼吸频率12～18次/分，PEEP=5 cmH2O；每30分钟给予手法肺复张1次，压力设置为30 cmH2O，持续时间15 s。两组吸呼比均为1∶2，气道压力控制在32 cmH2O以内，吸氧浓度为60%。常规行呼气末CO2浓度监测，通过调整呼吸频率控制其波动在25～40 mmHg。病人常规行桡动脉穿刺置管，术中每间隔1 h进行血气分析。本研究中的分组对外科医生，病人，标本及数据处理相关人员设盲。详细记录麻醉时间，手术时间，失血量，补液量，输血，尿量，气道压力，呼吸末CO2，术后肺部并发症，切口感染，住院时间等。潮气量计算均使用理想体质量，其计算公式为：男性50±0.91(身高-152.4)，女性45.5±0.91(身高-152.4)[6]。

分别于麻醉诱导前，手术结束前，术后6 h和术后24 h采集病人外周血，离心后收集上清，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血浆中的IL-6，TNF-α，IL-8和IL-1β的浓度。ElISA试剂盒购自美国ebioscience公司，所有操作步骤严格按照说明书实施。

2 结果

2.1一般资料本研究共纳入60例病人，其中男性32例，女性28例，年龄范围(53.6±8.2)岁。两组病人之间的性别、年龄、手术时间、麻醉时间、失血量、补液量、输血量、尿量等均差异无统计学意义(见表1)。

表1 病人一般资料及术中数据的比较

2.2病人主要通气参数和氧合指标的比较如表2所示，保护性肺通气组潮气量显著低于常规通气组[(410±68) mL比(620±74) mL，P<0.001]，而呼吸频率显著高于常规通气组[(9.0±1.2)次/分比(14.2±2.5)次/分，P<0.001]。保护性肺通气组呼气末CO2显著高于常规通气组[(35±3.6) mmHg比(29.0±4.2) mmHg，P<0.001]，两组之间的气道峰压差异无统计学意义[(25.0±3.2) cmH2O比(23.0±4.5) cmH2O，P=0.052]。

表2 脊柱外科手术病人术中主要通气参数和氧合指标的比较/±s

血气分析结果显示，保护性肺通气组动脉血CO2分压高于常规通气组[(39.0±5.4) mmHg比(34.0±5.6) mmHg，P<0.001]，而pH值低于常规通气组[(7.36±0.04)比(7.43±0.05)，P<0.001]，两组之间氧分压差异无统计学意义[(192.0±24.6) mmHg比(185.0±31.5) mmHg，P=0.34)]。

2.3两组病人血浆细胞因子水平的比较与基础值比较，病人手术结束前，术后6 h，术后24 h时的各种细胞因子浓度均明显升高。与常规通气组相比，保护性肺通气组各时间点的细胞因子水平差异无统计学意义 (均P>0.05)，见图1。

注：CV为常规通气组；PV为保护性肺通气组图1 两组病人外周血炎症因子表达水平的比较:a为IL-1β;b为IL-6;c为IL-α;d为IL-8

2.4其他结局指标保护性肺通气组行手法肺复张时，有3例病人出现血压下降(平均动脉压低于60 mmHg)，停止操作后血压恢复至正常水平。两组病人住院期间均未发生严重的心血管不良事件。

两组均未发现机械通气相关的肺损伤；保护性肺通气组发生肺部感染1例，切口感染2例；常规通气组肺部感染和切口感染均为1例；两组病人的住院时间差异无统计学意义[16.5±5.3)d比(15.4±6.6)d，P=0.48]。

3 讨论

机械通气相关性肺损伤的机制尚未完全明确。普遍认为，机械通气可以导致肺组织结构性损伤，肺泡过度扩张，终末肺单位反复开放和关闭产生剪切力，从而诱发严重的炎性反应。机械通气中使用过大的潮气量，引起气道压升高是造成肺损伤的主要因素。此外，机械通气时，肺泡在气压的作用下张开，而在呼气相，肺泡再次闭陷，这种周期性的肺泡反复张开与闭陷，可以产生造成肺损伤的剪切力，剪切力的大小与气道内的压力具有一定的相关性。机械通气和手术刺激均可以促进炎性细胞的活化，肺内产生的炎性介质进一步募集中性粒细胞和单核细胞等。肺内活化的炎性反应使屏障功能破坏，血管通透性增加，引起肺水肿[7-8]。

保护性肺通气策略主要应用于急性肺损伤的支持治疗，其可以显著降低机体炎性反应，改善肺组织氧合，降低病人的死亡风险。保护性肺通气主要的策略是维持较小的潮气量和气道压，同时给予一定水平的呼气末正压(PEEP)，在改善肺顺应性和氧合功能的同时，允许机体出现一定程度的高碳酸血症。本研究中通过纳入60例全身麻醉下行俯卧位脊柱外科手术的病人，比较常规通气和保护性肺通气对术中通气氧合指标以及炎性因子表达的影响，结果发现保护性肺通气组动脉血CO2水平明显升高，但动脉血氧分压和气道峰压差异无统计学意义，手术后血浆中的炎性因子表达水平显著升高，但两组之间差异并无统计学意义。上述结果提示，尽管常规通气组潮气量显著高于保护性肺通气组，但是气道压力并未显著升高，常规通气并不会增加潜在的气道损伤。同时，联合使用PEEP和肺复张手法并不能显著改善脊柱外科手术病人的氧合水平。白细胞介素(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF-α)、IL-8和IL-1β是评价全身炎性反应状态的常用指标，其表达水平与外科手术的时间和创伤的大小具有相关性[9-11]。此外，IL-6升高是提示机械通气相关性肺损伤的可靠指标[12]。本研究发现保护性肺通气策不能下调机体的炎性反应。值得注意的是，保护性肺通气策略在临床麻醉中的应用尚处于探索阶段，其研究结果之间尚不统一。Futier等[13]在2012年开展了一项大规模的多中心临床试验(IMPROVE研究)，共纳入400例高风险的腹部手术病人，其中200例病人接受保护性肺通气策略(VT=6～8 mL/kg，PEEP=6～8 cmH2O，予肺复张/30 min 1次)，对照组接受常规通气方案(VT=10～12 mL/kg，PEEP=0 cmH2O，无肺复张)。通过意向性分析发现，在术后7 d内保护性肺通气组的呼吸衰竭发生率为5%，显著低于常规通气组大发生率(17%)。Michelet等[11]对52例食管癌病人行单肺通气进行研究，发现应用保护性通气方案(VT=5 mL/kg，PEEP=5 cm H2O)较传统通气策略(VT=9 mL/kg，PEEP=0 cm H2O)能提高动脉血氧饱和度，使病人更早的安全拔管。手术及单肺通气可以引起血浆炎性因子IL-1，IL-6，IL-8和TNF-α的水平显著升高，而保护性肺通气方法可以显著降低炎性因子的表达。最新的一项大规模临床试验(PROVHILO研究)共纳入30个研究中心的900例病人，该研究则指出高PEEP和肺复张策略对腹部开放性手术的病人并无保护作用，合理的肺通气策略应当使用较低的PEEP(2～3 cm H2O)但不主张使用肺复张手法[14]。综上，在不同的临床研究中，保护性肺通气策略的作用不尽相同，这也提示手术方式、通气策略和病人的基础状态均可能对研究的结果产生影响。

脊柱外科手术的麻醉管理相对复杂，而围手术期的肺部并发症发生率明显高于一般手术[15]。此外，俯卧位通气区别于常规通气，其可以使功能残气量增加而跨肺压分布更加均匀。在ARDS病人的研究中发现，俯卧位通气可以减少肺内分流的发生，改善非重力依赖区的通气血流比例，从而改善病人的氧合[16]。本研究发现，在俯卧位脊柱外科手术中，保护性肺通气策略并不能显著降低血浆中的炎性因子表达，两组术后肺部并发症的发生差异无统计学意义。其与腹部、胸科和心脏手术中的诸多研究结果并不相同，原因包括以下几点：(1)俯卧位通气可以更好的维持肺泡处于开放状态，改善了病人的氧合，从而掩盖了小潮气量肺通气的保护作用。(2)本研究中纳入的病人均为ASA Ⅰ～Ⅱ级，病人的一般状态较好，围手术期的肺并发症发生率较低。(3)本研究属于单中心的临床随机对照试验，纳入的样本量偏小。