超声监测气管内全麻患者人工气腹下膈肌移动度和肺不张

刘彬彬 余革 温晓晖 林岚 汤庆

广州医科大学附属第二医院1麻醉科，3超声科（广州510260）；广州医科大学附属第一医院2麻醉科，4超声科（广州510120）

腹腔镜手术已成为普外科和妇科的主流术式，由于麻醉技术的发展和支撑，各种长时间的人工气腹的术式被广泛应用［1］。在这种麻醉机械通气时，人工气腹对膈肌功能的影响导致气体交换异常和呼吸性酸中毒潜在的风险增加，有时甚至非常严重［2-3］。

虽有学者分别用超声监测在人工气腹下膈肌位移和肺泡影像学的变化［4-5］，但同部位在全麻气腹下同时点监测膈肌（横膈）移动度和肺泡萎陷（肺不张）状态的研究未有报道。本研究假设：当全麻患者人工气腹时，膈肌移动度受限会造成肺低垂部位的肺泡萎陷（肺不张）增加。

本研究通过超声技术经胸壁在同一测量点、同时点监测膈肌移动度和肺泡萎陷（肺不张）状态，探讨两者的关联性，目的是为解决全身麻醉人工气腹手术患者机械通气和气体交换的相关问题提出超声影像学的依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 随机选择2018年6-12月在我院择期行气管插管全麻下腹腔镜胆囊切除术的患者37 例，ASA 分级Ⅰ～Ⅱ级，患者一般情况如表1所示。纳入研究者无胸部手术史，无肺部疾病病史，无膈肌功能异常的疾病病史。本研究经医院伦理委员会批准及患者知情同意。

表1 患者一般情况和麻醉手术时间Tab.1 General conditions of patients and anesthesia operation tim（n=37） ±s

表1 患者一般情况和麻醉手术时间Tab.1 General conditions of patients and anesthesia operation tim（n=37） ±s

项目 年龄（岁）49.5±10.1性别（男/女）17/20身高（cm）164.4±8.8体质量（kg）64±12体质量指数（kg/m2）23.5±2.5手术时长（min）69.8±19.7麻醉时长（min）103.5±24

1.2 麻醉方案 入手术室后，先建立静脉通道。用迈瑞BeneViewT5 监护仪监测血压、心率、脉搏血氧饱和度。诱导前输注乳酸林格注射液8 mL/kg，术中补充生理需要量以及体液丢失量。麻醉诱导用丙泊酚2 mg/kg、舒芬太尼0.4 μg/kg、罗库溴铵0.9 mg/kg 分次静脉缓慢诱导注射，充分给氧去氮行普通喉镜下气管插管术。接德尔格Fabius plus麻醉机行间歇正压机械通气（IPPV），通气参数设置：潮气量8 mL/kg、FiO20.4、呼吸频率12 次/min、PEEP 0 cmH2O、吸：呼= 1∶2。麻醉维持用丙泊酚2～5 mg/（kg·h）、瑞芬太尼0.1 μg/（kg·min），静脉恒速注射，每隔30 min 单次追加罗库溴铵首剂量的1/5 剂量，麻醉期间未应用吸入麻醉药，术后未使用肌松拮抗药。

1.3 各监测时点 麻醉前自主呼吸时（T0）、麻醉后机械通气时5 min（T1）、人工气腹稳定后5 min（T2）、机械通气时人工气腹结束后5 min（T3）、气管导管拔除后15 min（T4），分别监测和记录ECG、NIBP、SPO2、PetCO2；TV、MV、RR、PEEP、Ppeak；记录膈肌点的M 型超声膈肌移动度，B 型超声上BLUE点、下BLUE点和膈肌点的肺超声影像学资料。

1.4 肺、膈肌超声测量方法 患者入室自主呼吸时采用BLUE 方案［6］手法定位并且标记上BLUE 点记为A 点、下BLUE 点记为B 点、膈肌点即腋中线与膈肌水平线的交点记为C 点。用已调试好的SonoscopeS20 超声诊断仪低频（3～5 Hz）凸阵探头置于已标记好的A、B、C 三点监测膈肌和肺的超声影像学变化（图1）。

图1 膈肌活动度和肺超声体表测定的示意图Fig.1 Schematic diagram of diaphragmatic activity and lung ultrasound surfacemeasurements

1.4.1 膈肌超声测量方法 超声探头垂直放置于膈肌点皮肤上，探头长轴与肋骨平行轻微调整方向，B 超界面可显示肝叶回声影像（图中2A 点）、一条透亮的膈肌线在右肝叶的左缘紧贴肝叶回声（图2中D 点）。部分右侧肺基底部在右肝叶回声的上方（图2中B 点）。在膈肌点处探头稍向下方向扫图时可充分显示右肝右叶和膈肌的超声影像，此时切换成M-型模式，膈肌测量点（膈肌）可在取样线上显示（图3）。测量取样线上吸气末（图3中E 点）机械通气至呼气末时（图3中F 点）膈肌移动的距离记为膈肌活动度。

图2 膈肌点超声影像Fig.2 Ultrasound image of the diaphragmatic point

1.4.2 肺超声测量方法 根据BLUE 方案手法定位后，当超声探头（3～5 Hz）在C 点稍向上倾斜时可充分显示右肺基底部的超声影像（图4），后再把B 型超声探头放置于A 点和B 点的肋间隙并显示超声影像。采用LUS 评分标准在A、B、C 三点行超声监测肺部影像变化并进行评分。LUS评分标准［7］见表2。

图3 膈肌移动度测定图Fig.3 Diaphragm mobility measurement

图4 人工气腹时肺超声影像Fig.4 Pulmonary ultrasound image of artificial pneumoperitoneum

表2 LUS 评分标准Tab.2 LUS scoring standards

1.4.3 肺部超声征象 肺部超声有12 个主要征象：胸膜线、A 线、肺滑动、四方征、正弦征、碎片征、组织样变征、火箭征、肺滑动消失、肺点、动态支气管充气征和肺搏动征，其中有胸膜线、A 线、肺滑动、四方征、正弦征、碎片征、组织样变征、火箭征、肺滑动消失和肺点应用于BLUE 方案中，姚尚龙和管向东主审翻译的《重症肺超声》专著中有详细论述［7-10］。

1.5 统计学方法 采用SPSS 21.0 统计学软件，计量资料以均数± 标准差表示，计量资料进行重复测量定量资料的方差分析，先对观察资料进行球形检验（Mauchly′s test of sphericity），时间主效应的P＜0.05，可以认为各个时间点的总体均数不全相同，则采用Bonferroni 法对各个时间点进行两两比较，P＜0.05 为差异有统计学意义，可认为两时间点总体均数不相同。

2 结果

2.1 基本生命体征和机械通气指标 T1、T2、T3时点之间气道压力差异有统计学意义（P＜0.05），T2时点气道压力显著高于T1 和T3 时点（P＜0.01）。T1、T2、T3 时点之间呼末二氧化碳差异有统计学意义（P＜0.05），T2 时点呼末二氧化碳显著高于T1 和T3 时点（P＜0.05）。T2 与T1 时点之间比较，潮气量、分钟通气量和气道峰压差异都有统计学意义（P＜0.05）；T1、T2、T3 时点呼吸频率、呼气末正压和脉搏氧饱和度之间差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 生命体征，机械通气指标以及气腹压力Tab.3 vital signs，respiratory parameters and pneumoperitoneum pressure ±s

表3 生命体征，机械通气指标以及气腹压力Tab.3 vital signs，respiratory parameters and pneumoperitoneum pressure ±s

注：与T0 比较，aP＜0.05；与T1 比较，bP＜0.05；与T2 比较，cP＜0.05；与T3 比较，dP＜0.05；T0，麻醉前自主呼吸时；T1，麻醉后机械通气时5 min；T2，人工气腹稳定后5 min；T3，机械通气时人工气腹结束后5 min；T4，气管导管拔除后15 min

心率（次/min）平均动脉压（mmHg）脉搏氧饱和度（%）呼末二氧化碳（mmHg）机械通气指标潮气量（mL）分钟通气量（L/min）呼吸频率（次/min）PEEP（cmH2O）气道峰压（cmH2O）气腹压力（cmH2O）T0 73.76±7.99 95.35±9.65 99.76±0.49 T1 71.49±7.95 83.54±7.78a 99.86±0.42 30.49±2.61 T2 70.41±9.97 92.76±10.32b 99.89±0.39 34.67±2.88b T3 65.78±8.20ab 87.32±10.22a 99.86±0.42 32.29±3.35bc T4 70.59±6.11d 92.62±8.47bd 99.62±1.10 511.37±79.9 6.13±0.97 12.00±0.00 0 17.14 ±2.96 497.78±86.91b 5.89±1.05b 12.00±0.00 0 22.94±3.35b 12.00±0.00 505.46±79.72 6.07±1.16 12.00±0.00 0 18.05±3.00bc

2.2 膈肌移动度 T0、T2、T4 时点膈肌移动度分别为（12.07 ± 2.70）mm、（4.52 ± 0.81）mm、（10.17± 1.99）mm。T1～T4 时点膈肌移动度测量值与T0时点比较都下降（P＜0.01）；膈肌移动度在T2 时点最小，与其他各时点比较差异有统计学意义（P＜0.01）；膈肌移动度在T4 与T0 时点比较差异有统计学意义（P＜0.01）。见图5及表4。

图5 膈肌移动度Fig.5 Muscle mobility

2.3 LUS 评分 T0、T2、T4 时点LUS 评分分别为（0.05 ± 0.23）、（2.19 ± 0.57）、（0.81 ± 0.40）。T1～T4 时点LUS 评分与T0 时点比较显著性增高（P＜0.01）；LUS 评分在T2 时点最大，与其他各时点比较差异有统计学意义（P＜0.01）；T4 时点LUS 评分与T0 时点比较差异仍然有统计学意义（P＜0.01）。见图6及表4。

图6 LUS 评分Fig.6 LUS score

3 讨论

本研究结果显示，尽管随机选择年龄＜60 岁并没有肺部病史的患者入组研究，全麻下人工气腹对膈肌功能的抑制是显著的，直接导致肺低垂部明显肺泡萎陷（肺不张），这种效果到麻醉后气管导管拔除，自主呼吸恢复后仍然不能恢复到麻醉前水平，超声影像学结果提示差异有统计学意义。

表4 各时点膈肌移动度和LUS 评分Tab.4 Diaphragm mobility and LUS scores at various time points ±s

表4 各时点膈肌移动度和LUS 评分Tab.4 Diaphragm mobility and LUS scores at various time points ±s

注：与T0 比较，aP＜0.05；与T1 比较，bP＜0.05；与T2 比较，cP＜0.05；与T3 比较，dP＜0.05。膈肌抑制程度（%）：各时点与T0 比较下降的百分百比。T0，麻醉前自主呼吸时；T1，麻醉后机械通气时5 min；T2，人工气腹稳定后5 min；T3，机械通气时人工气腹结束后5 min；T4，气管导管拔除后15 min

膈肌移动度（mm）膈肌抑制程度（%）LUS 评分（分）T0 12.07±2.70-0.05±0.23 T1 8.07±1.52a 33.14 0.78±0.53a T2 4.52±0.81ab 62.55 2.19±0.57ab T3 7.59±1.87abc 37.12 1.57±0.65abc T4 10.17±1.99acd 15.74 0.81±0.40acd

本研究对膈肌超声监测发现在麻醉前自主呼吸时（T0）膈肌移动度为（12.07 ± 2.70）mm，在T1时点机械通气下膈肌移动度比T0时点下降33.1%，主要是由于全麻醉诱导后肌肉松弛药使膈肌不能主动收缩，这时的膈肌活动度主要受机械通气潮气量的影响。T2 时点人工气腹条件下膈肌移动度比T0 时点下降62.8%，由于人工气腹压力作用，膈肌上移，移动度明显受限。直接影响肺功能残气量下降，是造成肺泡萎陷（肺不张）的重要因素。

在T3 时点清除人工气腹压力后膈肌移动度比T0 时点减少37.2%，膈肌下移引起的。T4 时点比T3 时点膈肌移动度增加25.4%，主要是由于术毕患者自主呼吸恢复，膈肌以及其他呼吸肌群恢复收缩功能。但是T4 时点膈肌移动度为（10.2 ±1.99）mm，相比于T0 时点下降15.7%（P＜0.01），显示患者恢复自主呼吸返回病房之前膈肌收缩功能尚未恢复至术前清醒状态，提示术后存在肺泡交换异常的潜在风险。PALKAR 等［11］采用M 超测量14 例胆囊切除术后发现平静呼吸和深呼吸时患者膈肌移动度较术前明显下降。

在对肺超声监测时显示T0 时点上下BLUE 点和膈肌点三个声窗可清楚地看到A 线以及肺滑动，未显示B 线，是正常的肺超声影像，LUS 评分总分为0.05 ± 0.23。T1 时点时膈肌点声窗显示A 线消失，B 线清楚可见但未见融合，T1 时点LUS 评分总分为0.78±0.53，提示全麻诱导后会立即出现下肺基底部肺泡萎陷。ROTHEN 等［12］报道通过CT断层扫描发现全麻诱导后20%～25%的患者肺基底部区域的肺泡会立即出现萎陷，有80%～90%的的患者会出现肺不张。T2 时点膈肌点声窗可显示大量的B 线形成火箭征并且可见多条B 线融合，A 线消失。主要是人工气腹后，膈肌上移增加，肺不张形成所导致。T2 时点的LUS 评分为2.19 ± 0.57 ，是各时点的最高分，提示此时肺泡萎陷（肺不张）最严重。与膈肌的活动度最大抑制相一致。尽管调整增加潮气量，但仍不能有效改善这种肺泡萎陷（肺不张）的状态。

T3 时点人工气腹清除后，在膈肌点超声影像相比于T2 时点B 线明显减少，下肺肺不张情况明显改善，LUS 评分总分为1.57±0.65。T4 时点患者恢复自主呼吸，膈肌点声窗B 线清楚可见，A 线消失，LUS 评分总分为0.81±0.40。LUS 评分T4 时点与T0 时点相比仍然有明显下降（P＜0.05），术后患者清醒状态返回病房前肺泡萎陷未恢复至术前状态，说明麻醉医师在气管拔管后应使用肺泡复张方法恢复肺泡萎陷状态。术后返回病房应密切监护患者呼吸功能的变化。

上述研究结果表明BLUE 方案监测肺萎陷（肺不张）是有效可行的，在本研究条件下，膈肌点的监测是最重要的参数之一，本研究提出在膈肌点可以同时测定膈肌移动度和监测下肺的肺不张的超声影像学改变的新观点。并认为在全身麻醉和人工气腹下行短时间（≤2 h）手术麻醉所出现的肺泡萎陷（肺不张）是可恢复的，但需注意在麻醉复苏期仍有呼吸功能异常的风险。如果患者是高龄、肥胖、呼吸暂停综合征、肺部炎症和其他肺部疾病等因素，将会引起围麻醉期更严重的低氧血症、通气血流比例异常、呼吸性/代谢性酸中毒等病理生理改变。

超声对膈肌和肺的监测在麻醉学科是一个全新的研究热点。膈肌是最重要的呼吸肌，横膈胸腔和腹腔，它是影响肺通气和气体交换的重要器官。鉴于此，笔者将进一步研究双侧膈肌点的膈肌移动度和双侧肺泡的通气和萎陷的关系；通过更多监测点对膈肌中心腱与膈肌不同附着点变化的监测；患者血气数据与膈肌和肺泡萎陷（肺不张）相关超声影像变化特点，从而更全面评价膈肌功能变化与肺不张的关系。

综上所述，采用超声可以同步监测膈肌移动度和肺泡萎陷（肺不张），并且是有效可行的，显示了全麻气腹胆囊切除术会引起较严重的肺泡萎陷（肺不张），主要的原因是人工气腹后膈肌移动度明显受限所致；并监测到这种肺下部的肺泡萎陷（肺不张）是可恢复的，但在麻醉复苏期仍然不能恢复到麻醉前水平。