肺保护性通气与控制性过度通气在腹腔镜手术中的应用研究进展

梁振英，杨雪芳，张婷婷，焦东欣，韩阳东

(吉林大学中日联谊医院 麻醉科，吉林 长春130033)

采用腹腔镜手术方式的患者术后手术创口比接受传统剖腹手术的患者创口更小，且腹腔和盆腔环境受到的刺激更小，恢复更迅速，且创口更美观。但是腹腔镜气腹的建立可导致气道压升高、肺顺应性降低、肺不张、肺容量减小、高碳酸血症、皮下气肿等，甚至影响患者苏醒及术后恢复。合适的通气策略能减轻这些不利影响。现有肺保护性通气策略和控制性通气策略两种通气方法常用于腹腔镜手术中，本文就两种通气方式的应用进行总结，为临床腹腔镜手术围术期麻醉的管理提供一定的理论基础。

1 气腹建立后患者呼吸、循环系统的改变

腹腔镜手术与传统的剖腹手术的一个显著不同点在于气腹的建立，而二氧化碳气腹的建立将对病人身体的各个系统产生一定的影响，包括呼吸、循环、泌尿、消化、中枢神经系统等，其中，针对围术期呼吸和循环系统改变的管理是术中管理的难点。

1.1 二氧化碳气腹对患者呼吸系统的作用

腹腔镜手术需要通过建立气腹来保障手术的顺利进行，气腹的建立会使机体产生一系列的变化。建立气腹要求保持一定的腹内压力，以获取手术空间。腹内压力升高会导致膈肌上抬，进而限制肺部扩张，肺的顺应性下降，气道压力也会上升，潮气量及功能残气量减小，肺泡通气量下降，生理性死腔增大，通气/血流比率不平衡，可出现肺不张[1]。Andersson[2]等人通过对腹腔镜胆囊切除术患者气腹建立前及建立后10 min的肺部CT检查报告进行对比观察发现，当二氧化碳气腹内的压力为11-13 mmHg时，它将会使肺不张的体积增大，而气腹后动脉氧合增加可能是因为肺中肺组织量增加，通气血流匹配改善所致。除了对肺通气功能和换气功能的影响以外，整个腹膜中二氧化碳跨腹膜吸收以及通气换气功能下降还可能引起二氧化碳分压(PaCO2)升高，当PaCO2升高到大于45 mmHg后，可产生二氧化碳蓄积，甚至可导致高碳酸血症甚至酸中毒[3]。

1.2 二氧化碳气腹对患者循环功能的作用

气腹建立后，腹腔内压力明显上升，静脉回流受阻，外周阻力增加，心脏功能受限，导致血流动力学改变，血压升高[4]。腹腔镜下行前列腺癌根治术的患者的心率变异性在气腹早期低频明显增高，并且平均动脉压和心率也高于开腹手术组，这说明接受腹腔镜手术的患者手术期间心脏交感神经活动增强[5]。

2 控制性过度通气在全麻下腹腔镜手术围术期麻醉管理中的运用

2.1 控制性过度通气在围术期的应用方式

腹腔镜手术中二氧化碳气腹的建立常可引起二氧化碳蓄积，超过一定的值后会引起呼吸性酸中毒和高碳酸血症。控制性过度通气法旨在以维持Pa-ETCO2数值在正常偏低的水为标准，调控围术期机械呼吸呼吸机的参数，通过增大潮气量或者增加呼吸频率来加速二氧化碳排出，来维持PaCO2在正常水平，从而避免酸血症和呼吸性酸中毒的发生。目前临床上关于控制性过度通气的具体参数量设置尚无统一标准，设置参数时常常经验性地在维持氧供的基础上，根据Pa-ETCO2的水平来调整潮气量和呼吸频率以达到过度通气的目的。但是运用大潮气量会使建立气腹所致气道压升高加剧，使通气相关性肺损伤发生增多。为了减少气压伤的发生，可以采用降低潮气量的方法来预防气道压力过高，此举还可以同时使胸腔内的压力降低，循环系统受到的通气相关影响将会更小。但有担心认为使用小潮气量会加重气腹所导致的肺不张，Determann[6]将使用不同潮气量的无急性肺损伤手术患者进行了对比，通过对两种患者术后肺部炎症及肺部损伤发展的研究，实验发现正常通气量组发生肺部损伤的可能性比小潮气量组高，小潮气量并不会增加手术患者肺不张的发生率。所以可以认为小潮气量，高呼吸频率模式更安全，更有效，但这仍然需要更多的临床试验来验证。

2.2 控制性过度通气对机体的影响

气腹建立后，二氧化碳跨膜吸收常常导致二氧化碳蓄积，甚至引起酸血症。进而减弱心肌的收缩力，交感神经的活性增加，继而引起房室传导阻滞、异位心率等心律失常和血流动力学失常等一系列并发症[7]。控制性过度通气通过灵活调节呼吸机参数，加快二氧化碳排出，减少高碳酸血症的发生，有利于维持患者围术期内环境稳定[8]。腹腔镜手术还可以引起颅内压升高，使脑组织摄氧减少，对麻醉后苏醒和恢复存在潜在不利影响。轻度过度通气，维持Pa-ETCO2 30-34 mmHg水平可以在不影响脑供氧的情况下降低颅内压，提高患者麻醉后苏醒质量和早期认知功能[9]。有研究[10]对比了在气管插管后即刻和气腹开始后两个不同的时间点进行过度通气对患者的影响，发现在气管插管后立刻行过度通气可以减少二氧化碳储留，同时还能降低气道峰压(Ppeak)，提高肺的顺应性(lung compliance，CL)，加快了术后呼吸功能恢复，缩短麻醉结束后的拔管时间，对肺功能有一定的保护作用。但该组实验没有设置常规通气组，缺乏控制性过度通气与常规通气对围术期肺功能的影响的对比实验研究。关于控制性过度通气对围术期及术后肺功能的影响的研究现仍不足，仍需进一步实验研究。

3 肺保护性通气在腹腔镜手术围术期麻醉管理中的运用

腹腔镜手术会对患者机体产生一系列负面影响，特别是呼吸和循环系统，引起术中管理困难，影响患者手术康复。保护性肺通气旨在通过调整通气策略，减少或者避免围术期肺泡过度膨胀或萎陷，使肺泡保持在适当的开放状态，进而减少机械通气相关肺损伤的发生，减少围术期所致的肺部并发症，对肺功能起一定的保护作用，减小手术病人死亡率的通气模式[11]。这种通气方式常常应用于呼吸窘迫综合征患者呼吸支持治疗。

3.1 保护性肺通气在腹腔镜手术围术期麻醉管理中的运用方法

临床手术围术期常以降低潮气量、维持一定的PEEP以及有规律的进行肺部复张3种方式来减轻围术期及术后并发症，以实现肺保护的目的。腹腔镜气腹的建立使胸腔内的压力升高，肺的顺应性降低，气道压升高，机械通气会加重这种影响，高气道压会造成肺泡过度扩张及末梢支气管反复张开和萎陷形成剪切伤，造成通气相关性肺损伤[12]。Hemmes[13]等发现相对于使用常规潮气量和大潮气量的患者来说，采用小潮气量通气的患者术后发生肺损伤、肺部感染、肺不张等肺部相关并发症的可能性降低，除此之外，在通气过程中维持一定的PEEP水平也能达到相似的效果。但降低潮气量的方式也有可能增加依赖肺区域的周期性肺泡塌陷，增加肺不张风险，联合使用PEEP可以抵消小潮气量的这种副作用。PEEP可以防止肺泡上皮损伤及肺水肿，显著减少肺间质水肿和内皮细胞改变。但是PEEP水平过高不仅不能起到肺保护的作用，反而会使肺泡过度扩张，加重气腹和机械通气对机体产生的损伤。与一昧使用高潮气量保证氧合相比，使用小潮气量联合高呼吸频率的方法，死亡率更低，此时对肺的保护作用主要归功于此时产生的自动PEEP作用[12]。规律性的肺复张可以使肺泡表面活性物质的释放增多，使维持肺泡一定的扩张状态，避免反复地开放和闭合，同时还能纠正全麻机械通气过程中出现的肺不张，使肺部的氧合功能得到改善[14]。当前肺保护性通气策略的呼吸机参数设定尚无一定标准，临床常将潮气量通常设置在6-8 ml/kg，刘文君[15]等人认为PEEP设置在压力-容量(P-V)曲线低拐点上的2 cmH2O水平时对患者的呼吸和血流动力学综合影响较小。目前围术期进行肺复张的实施方法还没有统一标准，临床发现围术期使用压力控制法(pressure control ventilation，PCV)来进行复张可以使肺的顺应性升高，同时这种复张方法对血流动力学影响较小[14]。但是最合适的的肺复张标准尚需要更多的实验研究来找到并证实。

3.2 肺保护性通气对机体的影响

腹腔镜手术围术期采用保护性肺通气方式期间，二氧化碳的吸收增加，排出速度减缓，二者综合作用常加剧二氧化碳的蓄积，使高碳酸血症及呼吸性酸中毒的发生率增加。但是为了防止使用较大的潮气量和高气道压力所致的肺部损伤，保证足够的气体交换，肺保护性通气过程中的二氧化碳蓄积是不可避免的，实验表明一定程度的酸血症是可以接受的。二氧化碳有利于血管收缩，高碳酸血症能改善全麻期间血流动力学、组织灌注和氧合[16,17]。没有颅内高压的手术病人能耐受一定水平的高碳酸血症[18]，王磊[19]等人研究了PaCO2值在正常水平、46-55 mmHg和56-65 mmHg 3个区间时，PaCO2在腹腔镜直肠癌中的应用及其对循环的影响，实验发现当PaCO2在56-65 mmHg范围内时，气道压力降低，肺顺应性增高最大，术后认知功能障碍的发生率降低。有实践证明个别患者PaCO2达到200 mmHg以上仍能很好的耐受[19]。但是应该结合患者自身情况合理把握。曲良超[20]在试验鼠中发现高碳酸血症本身对肺的缺血再-灌注损伤有一定的保护作用，进而对肺组织有一定的保护作用，但该理论尚缺乏临床试验依据。试验发现与常规通气策略相比较，肺保护性通气策略的应用可以在保证患者充足氧合的基础上一定程度地对抗腹腔镜气腹所致的气道压力升高，肺顺应性降低，对患者术中和术后的肺功能有保护作用[21]。已有研究表明肺保护性通气策略能有效保护呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)病人和和本身肺功能已经受损的患者的肺功能，减少肺部相关并发症[22]。但是有关于肺保护性通气策略用于围术期没有肺部疾病患者时其对患者术后肺功能的影响有不同的观点。Determann[6]发现使用小潮气量通气时支气管肺泡灌洗液中IL-8低于常规通气量组，因此他认为对于肺部并没有伴发有并发症的手术病人来说，相对于使用常规潮气量这种通气方法来说，机械通气期间使用减小潮气量的通气方法使患者更不容易发生肺部损伤。实验表明围术期采用保护性肺通气的患者，术后肺部相关并发症及肺部感染的发生率降低，通气超过6 h的患者，其肺氧合能力明显改善，因此他们认为在围术期使用肺保护性通气使患者肺功能得到了一定的保护[23]。而Kiss[24]的实验发现在没有肺部相关疾病史的手术患者中采用肺保护性通气对其术后肺部相关并发症无明显影响，住院时间和死亡率也没有差异。冯梅[25]等人的实验也发现腹腔镜术中行PEEP能提高氧合，但明显升高气道压，且提高氧合作用拔管后迅速消失，而术后持续气道正压通气(continuous positive airway pressure，CPAP)有效降低术后肺部并发症，加快肺部恢复。本身并没有肺部疾病的患者使用肺保护性机械通气对其术后肺功能的影响目前尚无定论，还需更多的临床实验研究。

4 结语

腹腔镜手术对于全身各个系统都有一定的负面作用，尤其是在呼吸系统和循环系统。相对于常规通气方式来说，控制性过度通气和保护性肺通气两种通气方式各有其优势。控制性过度通气能减轻或者避免气腹所导致的二氧化碳蓄积、酸血症和呼吸性酸中毒，维持患者内环境稳定。肺保护性通气能降低气道内的压力，使肺的顺应性增加，改善氧合，减少了机械通气所致的通气相关性肺损伤的发生。两种通气方式各有其优缺点，围术期中应根据患者个体情况灵活选择最合适的通气方式，尽量降低术中、术后并发症的发生。