颈椎外伤术后肺部并发症的研究进展

周佳宏 综述 李 民 审校

(北京大学第三医院麻醉科，北京 100191)

创伤是引起颈椎外伤最常见的原因，有2%～5%钝性外伤患者和5%中重度颅脑损伤患者合并颈椎外伤，颈椎外伤常合并颈椎脊髓的严重损伤，可导致永久性残疾，对社会和经济产生巨大影响[1，2]。全球创伤性脊髓损伤发病率为每百万居民236～1298例[3]，在这些患者中约有70%可能性会发生截瘫，有50%可能性会出现运动和感觉的完全损伤。

颈椎手术的安全性很高，但对患者预后产生重要影响的肺部并发症需要引起注意[4]。术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications，PPCs)很常见，临床上PPCs的定义不同，发生率略有差异，2%～40%[5～7]。PPCs是指术后影响患者呼吸系统且不利于患者预后的临床病理状态[8]，主要包括呼吸衰竭、低氧血症、肺部感染、肺不张、胸腔积液、气胸、肺炎以及支气管痉挛等[6]。目前，关于PPCs发生的具体机制还不明确，围术期的一些治疗以及预防措施存在很多争议。本文对近年来PPCs的发生机制以及预防措施进行文献总结，以期提高颈椎外伤患者的生存率及预后，提高患者的生活质量。

1 颈椎外伤患者PPCs的发生机制

由于颈椎外伤以及颈椎手术的特殊性，PPCs的发生与其他手术相比既有共同点又有其独特的原因。下面将从颈椎外伤患者的特殊性、手术因素、麻醉因素等几个方面来论述颈椎外伤患者PPCs的发生机制。

1.1 颈椎外伤患者的特殊性

颈椎脊髓损伤，尤其是高位脊髓损伤患者的呼吸以及咳嗽力量明显减弱，呼吸道分泌物不易咳出，容易造成肺不张、肺部感染等。因此，对于颈椎外伤患者，PPCs的发生有其独特的机制。

膈神经受颈神经支配，由颈神经C3、C4和C5组成。颈椎脊髓外伤的患者由于支配膈肌和呼吸辅助肌的神经受损，容易引起呼吸肌无力和疲劳等呼吸系统功能障碍，进而导致肺活量下降、呼吸储备量下降、呼吸功能减退、咳嗽能力和分泌物清除的能力受损、自主神经功能障碍引起分泌物增多、支气管痉挛和肺水肿等，极易发生肺不张和肺部感染，进而增加PPCs的发生率[2,3,9,10]。

Liebscher等[11]研究显示肺炎和肺不张是颈椎外伤患者最常见的PPCs，受伤后前4周肺炎的发生率很高，且较高平面的损伤(C4及以上)与较低平面的损伤(C5～8)相比肺炎发生率更高(39.5% vs. 25.9%)。颈椎外伤患者由于膈肌受损，经常需要长时间机械通气来维持足够的气体交换，C1～4损伤的患者呼吸机依赖的时间最长，长时间的呼吸机依赖会导致呼吸机相关肺炎，发生率与机械通气时间成正比，并与死亡率增加相关，也与治疗费用增加有关[11,12]。因此，了解颈椎外伤患者PPCs发生机制对于提高患者的生活质量以及改善预后有重要意义。

1.2 手术因素

颈椎外伤患者伤情严重，甚至危及生命，绝大部分患者需要进行手术治疗。手术时间延长(手术时间>5 h)、暴露超过3个椎体水平(包括C2、C3或C4)、出血量超过300 ml、颈椎前后联合手术等都可能增加PPCs的发生率[13，14]。手术过程中，食管损伤、颈神经麻痹、喉返神经麻痹、喉上神经麻痹、臂丛神经损伤、感染等手术并发症也会导致化学性肺炎、肺不张、支气管痉挛、呼吸困难等PPCs[15，16]。

Chaw等[17]研究显示，手术的直接创伤、神经牵拉所引起的神经性瘫痪和术后水肿会导致术后吞咽困难，增加误吸的风险，与没有吞咽困难的患者(16.7%，P<0.001)相比，吞咽困难者肺炎发生率(56%)更高，并且住院时间更长[(47.9±20.8)d vs.(38.7±17.0)d，P=0.087]。Lins等[18]研究表明，牵引或手术等早期复位措施(<24 h)，与晚期减压(>24 h)相比神经功能改善率更高。因此，对于颈椎外伤患者，尽早进行手术，缩短手术时间，避免神经损伤等对于减少PPCs的发生非常重要。

1.3 麻醉因素

全身麻醉对呼吸系统有重要影响。研究[19～21]表明全身麻醉诱导后呼吸系统会立即发生变化，麻醉对呼吸系统的影响可能需要6周才能恢复到术前状态；术中使用中效非去极化神经肌肉阻滞药与PPCs发生相关：在接受神经肌肉阻滞药的患者中，>75%的患者呼吸驱动功能和肌肉功能发生改变，导致肺容量减少，引起肺不张的发生；未使用肌松拮抗剂的患者可能存在肌松残余，术后发生肺炎的可能性是接受新斯的明逆转病例的2.26倍。McLean等[22]研究显示，与术中使用低剂量神经肌肉阻滞剂相比，高剂量神经肌肉阻滞剂PPCs的发生风险增加(OR=1.28，95%CI1.04～1.57)。同时，肌松的残余作用可能损害患者的呼吸功能，影响上呼吸道通畅，减弱气道保护性反射和咳嗽吞咽能力，从而成为发生PPCs的重要危险因素。

Uhlig等[23]研究显示，与全静脉麻醉相比，使用含有挥发性麻醉药的全身麻醉可显著改善预后，包括降低死亡率(OR=1.31，95%CI：0.83～2.05，P=0.242)，降低PPCs(OR=0.67，95%CI：0.42～1.05，P=0.081)以及其他并发症的发生率(OR=0.70，95%CI：0.46～1.05，P=0.092)。Hedenstierna等[24]研究表明，大多数麻醉药会导致肌肉张力下降，从而引起静息肺容积下降，降低的肺容积促进气道闭合和气道闭塞后的气体吸收，进而导致肺不张。同时，气道和肺泡塌陷可能触发肺部炎症反应。因此，选择合适的麻醉方式以及合适的麻醉药物对于PPCs的预防具有重要作用。

1.4 其他因素

年龄、慢性肺部疾病、吸烟状况与PPCs有显著相关性：年龄是PPCs重要的风险预测因素；慢性肺部疾病如慢性阻塞性肺疾病也是PPCs最常见的危险因素；高龄患者肺部病理生理的改变本身就是PPCs的独立危险因素，特别是年龄≥65岁的患者发生PPCs的概率增加1倍[25,26]。Xia等[27]研究显示，吸烟也是PPCs发生的危险因素(OR=1.57，P=0.011)。尽管降低PPCs所需的戒烟持续时间尚未完全确定，但术前戒烟可以降低PPCs的短期发生率和长期死亡率。

2 颈椎外伤患者PPCs的预防措施

2.1 寻找合适的气管切开时机

许多颈椎外伤患者需要实施持续气管插管和机械通气，颈椎外伤患者中21%～77%的患者需要气管切开，并且大部分患者在术后1周内进行气管切开[9，28～30]。气管切开在需要长期机械通气的患者中具有许多优势，例如：提高患者对机械通气的耐受性，缩短机械通气时间，降低呼吸机相关肺炎的发生率，有利于肺部管理，减少重症监护病房住院时间，降低死亡率等，从而对患者的预后产生积极影响。Hyde等[31]研究显示，早期气管切开(第5天进行气管切开)显著降低PPCs发生率，与晚期气管切开(第5天后进行气管切开)患者相比，早期气管切开患者呼吸机使用时间明显缩短[(16.7±11.4) d vs.(21.9±12.9) d，P<0.0001]，且呼吸机相关肺炎发生率显著降低(34% vs. 64.2%，P=0.0019)。Siempos等[32]meta分析显示，与晚期或不进行气管切开相比，早期进行气管切开与较低的肺炎发生率有关(OR=0.60,95%CI：0.41～0.90,P=0.01)。因此，需要长期进行机械通气的患者，寻找合适的气管切开时机对于减少PPCs的发生率以及改善患者预后有积极的影响。

2.2 超声在预防PPCs中的应用

膈肌作为重要的呼吸肌，是恢复自主呼吸的重要决定因素。当膈肌受损后，肺总量和肺活量会减少，严重影响患者的呼吸功能。因此，膈肌功能的监测在预防和减少PPCs方面具有重要作用。超声由于无创、无辐射、可在床边开展、便于疾病的动态观察、成本低、方便携带等优点[33]，在颈椎外伤患者中具有重要的应用价值。颈椎外伤患者对超声引导下膈肌运动的成像耐受性良好，且可以随时评估颈椎外伤患者的呼吸功能[34]。

长时间机械通气会引起膈肌萎缩，膈肌功能障碍会导致机械通气患者脱机失败。Zhu等[34]报道机械通气开始后48 h内膈肌开始萎缩变薄，膈肌厚度随时间显著下降，每天下降约6%。膈肌增厚率最近已被证明可以预测是否能成功拔管，膈肌增厚率为阈值的30%对成功拔管具有最好的敏感性和特异性，对于颈椎外伤患者可以直接用超声在床旁评估其厚度[35]。Francis等[36]通过超声跟踪膈肌厚度，结果显示膈肌萎缩与机械通气的模式有关。在接受辅助控制通气的患者中，膈肌厚度平均每天下降4.7%，接受压力支持通气的患者平均每天膈肌厚度增加1.5%。因此，颈椎外伤患者通过日常超声监测膈肌功能以及厚度可以协助医生调整通气模式，帮助患者尽早脱机拔管，减少PPCs的发生。

2.3 术后快速康复(enhanced recovery after surgery，ERAS)

1997年Kehlet等[37]在丹麦首次提出ERAS的概念后，ERAS的理念在临床上得到了广泛应用。ERAS是为大手术开发的围手术期护理途径，旨在优化围手术期管理，改善患者的预后，减少并发症，缩短住院时间，降低成本[6]。ERAS过程中，除外科医生、麻醉医生、康复治疗师和护理人员外，还需要患者及其家属的积极参与，希望就围手术期管理达成共识：包括术前准备(例如对患者进行宣教，让患者更了解自己的病情，进而参与到整个术前准备过程中；戒烟，术前肺功能评估，气道雾化治疗，让患者适当运动增加肺活量；术前合理使用抗生素进行抗感染治疗；避免术前2 h内口服碳水化合物等都有利于降低PPCs发生率)，术中管理(例如选择合适的麻醉方式，选择对患者呼吸、循环影响较小的药物，避免术中血压、心率的剧烈波动，小潮气量、呼气末正压、肺复张等肺保护通气策略的应用；优化手术方式，缩短手术时间，减少手术创伤等)以及术后治疗(例如尽早吸入气雾剂加湿气道，鼓励患者自主咳嗽咳痰，早期通过消化管喂食，避免长期禁食，有效的术后镇痛促进膈肌早期运动，尽早下床活动等)[38，39]。在脊柱手术中，ERAS可以减少并发症(4.5% vs.13.3%)、降低术后阿片类药物用量[(678.9±954.2) mg vs.(793.7±727.6) mg，P=0.507]，并改善患者预后和促进各项功能恢复[40，41]。关于预防PPCs，ERAS理念提倡手术后应尽早开始吸入气雾剂来加湿气道以及合理使用止痛药，有效的术后镇痛措施可以促进膈肌早期运动、促进咳嗽和排痰、减少肺功能损害以及肺部感染，降低PPCs的发生率[42，43]。

2.4 其他

PPCs的一些其他预防方法包括[8，20，44]：肺保护性通气策略，即使用较低的潮气量，应用较高的PEEP来恢复塌陷的肺，减少呼吸机引起的肺损伤，避免过度的机械压力引起肺泡上皮损伤并激活炎症途径，导致肺水肿；及时抽吸分泌物、加强呼吸肌锻炼、纠正营养不良的状态、合理使用抗生素等也是预防PPCs的高效方法。

3 展望

综上所述，由于PPCs对颈椎外伤患者的重要影响，必须引起我们的重视。颈椎外伤患者又由于其特殊性，为PPCs的预防与治疗提出新的挑战。寻找合适的气管切开时机、超声的应用、ERAS理念的应用、合理使用呼吸机、及时抽吸分泌物等都为颈椎外伤患者PPCs的预防及处理提供思路，希望未来可以在颈椎外伤PPCs方面取得突破性进展，改善患者预后，提高患者生活质量。