反比通气对单肺通气婴幼儿肺功能的影响

罗辉 彭玲莉 廖泽娟 赵颖 沈杰 李海洋 胡祖荣 刘晶

广东省妇幼保健院（广州 510010）

单肺通气（OLV）导致的肺损伤一直是临床关注的重点，虽然临床试验已经证实OLV在婴幼儿甚至新生儿的可行性和安全性［1-2］，但针对婴幼儿使用OLV时所导致的肺损伤却少有研究。反比通气（IRV）是一种调节吸呼比，使吸气时间＞呼气时间（I＞E）的通气模式，它可以减少生理无效腔量［3］，降低气道峰压，改善有效通气，促进气体交换，增加氧合［4］。因此，此次研究基于前期研究的基础上，进一步研究肺保护策略，探讨IRV在婴幼儿OLV中对肺功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料本研究经广东省妇幼保健院医学伦理协会批准并与患者签署知情同意书。选择广东省妇幼保健院2017年9月至2018年5月行择期胸腔镜手术婴幼儿64例，采用随机数字法，分成常规通气组（C组，n=32）和反比通气组（I组，n=32）。入选标准：年龄60～365 d，体质量5.4～11.2 kg，ASA分级Ⅱ级，无其他基础疾病，无呼吸道感染。排除标准：术中出血量超过血容量20%；OLV时间＜1 h或手术时间超过3 h；因需要转开胸的手术；OLV时SpO2无法维持在90%以上或术中出现难以维持气道峰压低于30 cmH2O。

1.2 麻醉方案所有患儿术前均静脉注射长托宁0.01～ 0.02 mg/kg，入室后常规监测HR、BP、ECG、SpO2。静脉诱导采用咪唑安定0.1～0.2 mg/kg，舒芬太尼0.3～ 0.5 μg/kg，丙泊酚2～ 4 mg/kg，顺阿曲库铵0.1～0.2 mg/kg。根据胸部CT测量健侧主支气管直径选择导管型号，插管成功后，行动脉穿刺置管，连接有创动脉测压，最后在纤支镜引导下行健侧肺OLV。改变体位后，通过听诊和纤支镜检查再次确认导管位置。术中维持以1.5%～3%七氟醚，并间断给予顺阿曲库铵0.1 mg/kg，舒芬太尼0.1 μg/kg。手术完成后，更换气管导管行主气管双肺通气（TLV），随后再将患儿送至麻醉复苏室行麻醉复苏。

1.3 通气模式所有患儿均采用压力控制通气，TLV期间，吸入氧浓度（FiO2）100%，2 L/min。建立OLV后，调整FiO2为50%，RR为30～50 bpm，I组患儿调整I∶E为1.5∶1，C组不变。术中调节吸氧浓度、呼吸频率和气道压力，以维持SpO2＞90%，PETCO250～70 mmHg。无法维持SpO2＞90%，或者气道压力过高（＞30 cmH2O）则剔除出实验。

1.4 观察指标记录患儿TLV 10 min（T1）、OLV 30 min（T2）、OLV 60 min（T3）、恢复 TLV 30 min（T4）一般生命体征、体温和尿量，同时进行动脉血气分析。于术前、术后行患侧支气管肺泡灌洗，以1 mL/kg温生理盐水注于支气管内，停留3 s后，负压吸引至无菌硅化收集器中，回收率要求＞30%。采用美国R&D Systems生产-Quantikine系列ELI⁃SA试剂盒检测IL⁃6、IL⁃8的表达水平。利用公式计算氧合指数（OI）和肺顺应性（Cydn），OI=PaO2/FiO2，Cdyn=TV/（Ppeak⁃PEEP）。

1.5 统计学方法采用SPSS 22.0统计软件，计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用t检验，组内比较采用重复测量资料的方差分析；计数资料比较采用卡方检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

C组中1例因SpO2无法维持90%以上，1例术中中转开胸；I组中两例OLV时间少于1 h，合计4例剔除出本研究。其余60例均顺利完成手术，拔出气管导管送PICU观察，均无严重肺部并发症。

2.1 临床一般情况两组患儿一般情况比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组患儿一般情况比较Tab.1 General conditions between groups（n=32）±s

表1 两组患儿一般情况比较Tab.1 General conditions between groups（n=32）±s

注：与C组比较，P＞0.05

组别年龄（d）体质量（kg）OLV左肺/右肺（例）失血量（mL/kg）尿量［mL/（kg·h）］体温（℃）OLV（min）拔管时间（min）术后肺部并发症（例）C组204.2±69.3 8.1±1.9 16/14 1.1±0.5 2.1±0.6 36.4±0.3 57.6±11.2 30.1±5.2 2 I组204.1±70.5 8.0±2.1 15/15 1.3±0.7 1.7±0.8 36.7±0.7 55.5±10.8 28.4±4.6 1

2.2 血流动力学指标与T1相比，T2～T3HR升高，MAP降低，而T4HR、MAP都升高（P＜0.05），组间比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组患儿各时间点血流动力学指标Tab.2 Hemodynamics of two group at different points（n=30）±s

表2 两组患儿各时间点血流动力学指标Tab.2 Hemodynamics of two group at different points（n=30）±s

注：与C组比较，P ＞0.05；与T1比较，△P＜0.05

组别C组I组C组I组指标HR（bpm）HR（bpm）MAP（mmHg）MAP（mmHg）T1T2T3T4 134.4±13.9 129.9±15.6 70.6±10.1 73.2±11.5 148.2±12.1△149.2±13.5△58.6± 7.5△60.2± 9.1△142.2±15.1△139.6±12.8△52.1±4.2△56.8±6.1△155.5±15.2△154.6±14.1△80.1± 7.3△82.9± 8.4△

2.3 动脉血气分析和呼吸参数指标与T1相比，两组患儿 T2～ T4时 Ppeak、Pmean、Pplat均明显升高（P＜ 0.05），PaO2、IO、Cdyn明显下降（P＜0.05）。与C组比较，I组T2～ T3Pmean、PaO2、IO、Cdyn升高（P＜0.05），Ppeak、Pplat则降低（P＜0.05），而T1、T2和T4两组PaCO2，pH值差异无统计学意义（P＞0.05），但T3I组比C组PaCO2升高，pH值下降（P＜0.05），Lac两组差异无统计学意义（P＞0.05），见表3。

2.4 灌洗液指标两组患儿术后IL⁃6和IL⁃8表达水平较术前均升高（P＜0.05）；与C组比较，I组术前IL⁃6和IL⁃8表达水平差异无统计学意义（P＞0.05），术后明显降低（P＜ 0.05），见表4。

表3 两组患儿各时间点动脉血气分析和呼吸参数指标Tab.3 Arterial blood analysis and ventilatory parameters of two group at different points（n=30） ±s

表3 两组患儿各时间点动脉血气分析和呼吸参数指标Tab.3 Arterial blood analysis and ventilatory parameters of two group at different points（n=30） ±s

注：与C组比较，#P＜0.05；与T1比较，△P＜0.05

T2 T1 T3 T4组别C组I组C组I组C组I组C组I组C组I组C组I组C组I组C组I组C组I组C组I组C组I组指标Pmean（cmH2O）Pmean（cmH2O）Ppeak（cmH2O）Ppeak（cmH2O）Pplat（cmH2O）Pplat（cmH2O）TV（mL/kg）TV（mL/kg）RR（bpm）RR（bpm）PaO2（mmHg）PaO2（mmHg）PaCO2（mmHg）PaCO2（mmHg）pH pH Lac（mmol/L）Lac（mmol/L）OI（mmHg）OI（mmHg）Cdyn（mL/mmH2O）Cdyn（mL/mmH2O）9.2±1.2 9.1±1.5 11.7±2.1 12.1±1.8 10.3±1.8 11.1±1.5 7.4±1.2 7.2±1.5 24.2±1.3 24.1±1.3 421.9±80.2 425.5±79.6 36.6±1.3 36.8±1.3 7.4±0.2 7.4±0.2 0.71±0.12 0.70±0.11 421.9±80.2 425.5±79.6 157.2±50.1 154.3±49.1 20.3±3.6△16.5±2.7#△24.6±3.5△20.3±2.0#△22.5±3.1△19.5±1.8#△5.3±2.0△5.3±1.8△26.3±2.0 26.5±1.6 102.5±28.9△160.3±32.1#△47.6±3.1△49.2±2.6△7.27±0.2△7.25±0.3△0.68±0.13 0.65±0.12 102.5±28.9△160.3±32.1#△101.3±35.6△127.1±39.1#△19.8±2.7△15.3±2.1#△22.5±2.2△19.4±1.7#△21.7±2.0△18.2±1.6#△6.0±1.5△6.1±1.4△26.6±1.7 26.1±1.5 127.2±36.7△201.1±42.2#△49.1±4.1△55.7±3.9#△7.25±0.3△7.20±0.2#△0.69±0.17 0.68±0.16 127.2±36.7△201.1±42.2#△80.3±24.1△96.3±29.2#△10.4± 2.6△10.8± 3.1△13.9± 3.1△14.3± 2.5△12.7± 2.6△12.4± 2.1△7.0± 1.9△7.0± 1.4△23.4±1.2 24.1±1.1 286.9± 45.3△295.3± 41.6△37.2±2.1 38.8±1.8 7.36±0.1 7.35±0.1 0.72±0.15 0.69±0.16 358.2± 56.3△364.2± 60.1△128.3± 46.3△130.1± 47.3△

表4 两组患儿术前术后IL⁃6、IL⁃8表达水平的比较Tab.4 Concentration of IL⁃6，IL⁃8 and RAGE in BALF between groups（n=30） ±s

表4 两组患儿术前术后IL⁃6、IL⁃8表达水平的比较Tab.4 Concentration of IL⁃6，IL⁃8 and RAGE in BALF between groups（n=30） ±s

注：与C组术前比较，△P＜0.05；与I组术前比较，▲P＜0.05；与C组术后比较，#P＜0.05

组别C组（术前）C组（术后）I组（术前）I组（术后）IL⁃6 9.12±4.08 83.7± 34.2△10.01±4.27 59.6±26.8#▲IL⁃8 123.6±51.6 501.2±75.8△117.5±48.9 325.5±68.1#▲

3 讨论

较传统开胸手术而言，胸腔镜开口小、出血少、视野广和术后恢复快，更容易为人们所接受［5］。但是婴幼儿有独特的呼吸生理特性，呼吸系统支撑力弱，血管丰富，含血量多，肺泡发育不完善，Ⅱ型细胞分泌少，肺部张力大，顺应性差，生理死腔量大，侧卧位后导致通气/血流比值进一步失调［6-7］，因此在临床实践中，婴幼儿行单肺通气很容易发生低氧血症。过去的经验通常以增加TV和RR来纠正，但是这种做法增加了气道峰压，从而有可能对婴幼儿肺部造成进一步损伤［8-9］。反比通气是调整吸呼比为1∶1、1.5∶1，甚至2∶1的通气模式，它延长吸气时间，缩短呼气时间，经常用于ICU治疗ARDS患者［10-11］。考虑婴幼儿常用吸呼比为1∶1.5，相比成人需要足够的吸气时间，因此此次研究中调整吸呼比为1.5∶1。理论上，应用于婴幼儿单肺通气手术中既能够满足氧合需要，又降低气道压力，实现肺保护作用。

研究结果发现，反比通气降低了气道峰压、平台压，而平均气道压上升，氧合和肺顺应性改善。其原因可能是：（1）反比通气延长了吸气时间，降低了吸气流速，气体以较低的速度进入气道，因此降低了吸气峰压和平台压［4］；（2）呼气时间较短，气体滞留肺内，产生内源性PEEP，从而增加了平均气道压［12］；（3）平均气道压升高，使一部分萎陷的肺泡在持续的压力下复张，从而增加了功能残气量，因此肺不张面积减少，而气体交换面积增大，氧合提高了［3］。

在研究中，两组患儿气胸期间PaCO2升高，pH值也下降。OLV 60 min后I组对比C组PaCO2明显升高，pH值也明显下降。气胸解除后，恢复TLV 30 min无明显差异，而Lac术前、术中和术后，两组之间都无明显差异。由此推断：（1）反比通气对比常规通气模式，对CO2排除是安全的，这可能与复张的肺泡为CO2的弥散提供了足够的面积有关［13］；（2）但超过60 min后，PaCO2升高，pH值下降明显。因此长时间使用应注意可能会有酸血症的风险。

此外，研究结果还发现I组Ppeak、Pplat对比C组明显降低，而高气道峰压和高平台压是肺损伤的主要因素［14］。因此判断，反比通气组肺损伤应该比传统通气组减轻。为了证实这一结论，我们从术前、术后患侧肺收集到的肺泡灌洗液中检测IL⁃6、IL⁃8的表达水平，IL⁃6、IL⁃8是反映早期急性肺损伤的炎性因子［15］，结果发现，I组IL⁃6、IL⁃8对比C组表达水平降低。

综上所述，婴幼儿OLV时因为胸部支撑力弱，因此相对成人肺不张发生率更高，肺不张是婴幼儿发生单肺通气低氧血症的主要原因［16］，反比通气模式的优势在于，增加平均气道压，减少肺不张减轻通气血流比值失调而出现的低氧血症，同时降低气道峰压和平台压从而达到肺保护作用，因此可以作为婴幼儿胸腔镜单肺通气手术的一种选择。

最后，因为缺乏小儿双腔气管导管，所有患儿采用的是单腔钢丝加强管，是通过影像学CT下测量健侧主支气管直径来确定导管型号，单肺通气效果通过肉眼目测患侧肺萎缩，这个需要今后在临床实践中进一步改进。