反比通气对肺叶切除婴儿单肺通气时肺功能的影响

王昀 李永乐 方琴 韩宝义 刘晶 胡祖荣

[摘要] 目的 探討反比通气（IRV）对肺叶切除婴儿单肺通气（OLV）时肺通气和换气功能的影响。 方法 选择2017年10月～2018年10月于广东省妇幼保健院择期行胸腔镜下肺叶切除术患儿66例，采用随机数字表法分为反比通气组与常规通气组，每组33例。记录患儿双肺通气（TLV）15 min（T1）、OLV 30 min（T2）、OLV 60 min（T3）、恢复TLV 15 min（T4）的呼吸力学指标，并进行血气分析。 结果 两组患儿T2、T3时气道峰压（Ppeak）、平均气道压（Pmean）、动脉二氧化碳分压（PaCO2）、肺泡动脉氧分压差（PA-aO2）、呼吸指数（RI）、无效腔率（VD/VT）高于T1时，动态肺顺应性（Cdyn）、pH值、动脉血氧分压（PaO2）、氧合指数（OI）低于T1时，差异有统计学意义（P < 0.05）。反比通气组T2、T3时Pmean、Cdyn、PaO2、OI高于常规通气组，Ppeak、PaCO2、PA-aO2、RI低于常规通气组，差异有统计学意义（P < 0.05）。除Ppeak、pH值外，两组患儿各指标存在交互作用。两组患儿术后低氧血症比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。此外，两组患儿均未见苏醒延迟、肺不张和气胸等并发症。 结论 反比通气应用于胸腔镜下肺叶切除术的单肺通气患儿，在一定程度上能增加肺顺应性，降低Ppeak，改善肺弥散功能，促进氧合，安全可行。

[关键词] 反比通气;单肺通气;婴儿;肺功能

[中图分类号] R563.8          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-7210（2020）05（a）-0118-04

Effect of inverse ratio ventilation on pulmonary function in infants with pulmonry lobectomy during one lung ventilation

WANG Yun   LI Yongle   FANG Qin   HAN Baoyi   LIU Jing   HU Zurong

Department of Anesthesiology， Guangdong Women and Children′s Hospital， Guangdong Province， Guangzhou   511400， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of inverse ratio ventilation （IRV） on pulmonary ventilation and exchange function in infants with pulmonary lobectomy during one lung ventilation（OLV）. Methods A total of 66 infants of Guangdong Women and Children′s Hospital with thoracoscopic lobectomy were selected from October 2017 to October 2018， while they were divided into the inverse ventilation group and the conventional ventilation group by random number table method， with 33 infants in each group. The respiratory mechanics indexes of the infants′ threshold limit ventilation （TLV） 15 min （T1）， OLV 30 min （T2）， OLV 60 min （T3）， and recovery TLV 15 min （T4） were recorded， and blood gas analysis was performed. Results Peak airway pressure （Ppeak）， mean airway pressure （Pmean）， arterial carbon dioxide partial pressure （PaCO2）， pulmonary alveolar arterial oxygen partial pressure difference （PA-aO2）， respiratory index （RI）， void rate （VD/VT） at T2 and T3 were higher than those at T1， while the dynamic lung compliance （Cdyn）， pH， arterial blood oxygen partial pressure （PaO2）， oxygenation index （OI） were lower than those at T1， and the differences were statistically significant （P < 0.05）. Pmean， Cdyn， PaO2， OI in the inverse ventilation group at T2 and T3 were higher than those in the conventional ventilation group， while Ppeak， PaCO2， PA-aO2， and RI were lower than those in the conventional ventilation group， and the differences were statistically significant （P < 0.05）. In addition to Ppeak and pH， there were interaction between other indicators of the two groups. There were no statistically significant difference in postoperative hypoxemia between the two groups （P > 0.05）. In addition， there was no complications such as delayed recovery， atelectasis and pneumothorax in the two groups. Conclusion IRV applied to infants with single lung ventilation under thoracoscope lobectomy can increase lung compliance， reduce Ppeak， improve lung diffusion function， and promote oxygenation to a certain extent.

[Key words] Inverse ratio ventilation; One lung ventilation; Thoracoscope; Infants; Pulmonary function

胸腔镜手术需要单肺通气（OLV）技术，由于患儿胸廓软、健侧肺易受压膨胀不全、体型小等导致患肺灌注相对增加、侧卧位患侧膈肌机械优势弱、耗氧量高等特点[1-2]，OLV时较成人更易引起低氧血症，常规通气往往很难改善。有研究显示[3-4]，在急性呼吸窘迫综合征的治疗中，反比通气（IRV）可改善呼吸动力学和氧代谢指标。而在手术麻醉中[5]，IRV增加成人患者肺动态顺应性，有利于麻醉的通气管理和肺保护。本研究预试验显示，IRV可一定程度上改善单肺通气患儿通气，现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2017年10月～2018年10月于广东省妇幼保健院（以下简称“我院”）择期行胸腔镜下肺叶切除手术单肺通气的患儿。纳入标准：年龄40～365 d;体重3.8～15.0 kg;美国麻醉医师协会（ASA） I～Ⅱ级;OLV时间≥1 h。排除标准：术前体温≥38℃;肺部感染呼吸功能不全患儿;合并其他基础疾病;术前各项检查有异常;经处理无法维持术中脉搏血氧饱和度（SpO2） ≥90%，或难以维持气道峰压（Ppeak）≤30 cmH2O（1 cmH2O=0.98 kPa）;术中出血量>20%血容量;术中转开胸手术;OLV时间<1 h或手术时间>3 h。按随机数字表法将患儿分为常规通气组和反比通气组，每组33例。本研究经我院医学伦理协会批准，并与患儿家属签署知情同意书。

1.2 麻醉方法

入室后建立静脉通路，静注长托宁（成都力思特制药股份，生产批号：180403）0.01～0.02 mg/kg，监护生命体征。全麻诱导：咪唑安定（江苏恩华药业股份，生产批号：20180312）0.1～0.2 mg/kg;丙泊酚（西安立邦制药，生产批号：21803231）2～4 mg/kg;舒芬太尼（IDT Biologika GmbH德国，生产批号：180569）0.3～0.5 μg/kg;顺阿曲库铵（江苏恒瑞医药股份，生产批号：180409AK）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（单腔气管导管3.0～4.0），两组均插入单腔气管导管于主气管，接Drager型麻醉机。双肺通气（TLV）采用压力模式，气道压力：12～18 cmH2O;呼吸频率（RR）：23～30次/min;潮气量（VT）：8～10 mL/kg;吸呼比（I∶E）：1.0∶1.5;吸入氧浓度（FiO2）：100%;氧流量：1.5 L/min。B超引导下颈内静脉、桡动脉穿刺置管后，采用宾得EB-270P型直径为2.4 mm电子纤维支气管镜辅助将单腔气管导管插入健侧主支气管。患儿健侧卧位，OLV后调整气道压力：12～30 cmH2O;RR：25～45次/min;VT：5～7 mL/kg;FiO2：50%～100%。除反比通气组I∶E：1.5∶1.0，常规通气组I∶E：1.0∶1.5外，两组呼吸机其他参数保持一致。术中调节吸氧浓度、RR和气道压力，维持呼气末二氧化碳分压（PetCO2）为35～80 mmHg和SpO2>90%。麻醉维持：3%七氟醚（上海恒瑞医药，生产批号：18052431）吸入，间断给予舒芬太尼和顺阿曲库铵。用BIS监测仪测麻醉深度，使BIS值为40～55，用TOF监测肌松，用变温水毯等保温措施维持患儿体温正常。手术结束后退气管导管至主气管，吸痰后，转入麻醉恢复室复苏拔管。

1.3 观察指标

在TLV 15 min（T1）、OLV 30 min（T2）、OLV 60 min（T3）、恢复TLV 15 min（T4）4个时间点，分别记录患儿各呼吸参数。动态肺顺应性（Cdyx）=Vt/[Ppeak-呼气未正压通气（PEEP）];平均气道压（Pmean）=（Pmax-PEEP）×吸气时间分数（Ti/TOT）+PEEP。采集动脉血进行血气分析，记录pH值、动脉二氧化碳分压（PaCO2）、动脉血氧分压（PaO2）、血乳酸（LacA）。换气功能指标氧合指数（OI）=PaO2/FiO2;无效腔率（VD/VT）=（PaCO2-PetCO2）/PaCO2;肺泡动脉氧分压差（PA-aO2）=（PB-PH2O）FiO2-PACO2/R-PaO2;呼吸指数（RI）=PA-aO2/PaO2。同时记录手术时间、单肺通气时间、气管拔管时间和住院时间及术后并发症（如低氧血症、术后肺不张等）。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0软件对所得数据进行统计分析。符合正态分布计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用t检验或重复测量方差分析。计数资料以例数或百分比表示，采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

反比通气组术中中转开胸患儿1例，常规通气组中OLV时间>3 h患儿1例，剔除数据。其他64例患儿均顺利完成手术，拔出气管导管送儿童重症监护室观察。

2.1 两组患儿一般情况比较

两组患儿性别、年龄、体重、单肺通气时间及手术时间比较，差异无统计学意义（P > 0.05），具有可比性。见表1。

2.2 两组患儿不同时点呼吸参数比较

两组患儿T2、T3时Ppeak、Pmean顯著高于T1时，Cdyn显著低于T1时，差异有统计学意义（P < 0.05）。反比通气组T2、T3时Pmean、Cdyn显著高于常规通气组，Ppeak显著低于常规通气组，差异有统计学意义（P < 0.05）。两组患儿Pmean、Cdyx水平存在交互作用（P < 0.05）。见表2。

2.3 两组患儿不同时点动脉血气分析指标比较

与T1时比较，两组患儿T2、T3时pH值、PaO2、OI显著低于T1时，PaCO2、PA-aO2、VD/VT、RI显著高于T1时，差异有统计学意义（P < 0.05）。反比通气组T2、T3时PaO2、OI显著高于常规通气组，PaCO2、PA-aO2、RI显著低于常规通气组，差异有统计学意义（P < 0.05）。两组患儿各时间点pH值、VD/VT、Lac A比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。除pH值外，两组患儿其他指标存在交互作用（P < 0.05）。见表3。

2.4 两组患儿术后情况比较

两组患儿拔管时间和住院时间比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。常规通气组术后低氧血症（2例，6.3%）与反比通气组（1例，3.1%）比较，差异无统计学意义（P > 0.05）。两组患儿均未见苏醒延迟、肺不张和气胸等并发症。见表4。

3 讨论

OLV一直被认为是小儿胸腔镜手术的一大重点难点[6-7]。小儿健侧卧位、CO2气胸及耗氧量高等因素，术中较成人更易造成低氧血症和机械通气性肺损伤[8]。尽管国内外常采用一些保护性通气策略[9-10]，许多患儿术中仍出现难以改善的低氧血症和高气道压。IRV是指I∶E≥1的非常规通气模式，已被广泛用于临床常规通气难以解决的低氧血症治疗。研究显示[3-4]，IRV可以改善急性呼吸窘迫综合征，重症监护病房、腹腔镜手术及肥胖等特殊患者肺泡通气换气等。近年来，偶有研究针对胸腔镜手术患儿采用IRV策略，且称该策略能够有效改善患者肺功能[11]。鉴于鲜有此类报道，本研究通过對OLV患儿实施IRV策略，旨在分析此方案的通气换气效果及安全性。

本研究结果显示，反比通气组在T2、T3时Ppeak明显低于常规通气组，且Cdyn高于常规通气组，这可能是由于IRV通过延长吸气时间使肺膨胀时间延长，VT以较低的速度进入肺部，降低Ppeak[12]，而呼气时间相对缩短，使肺功能残气量增加，部分萎陷的肺泡复张，同时提高Cdyn[13]。考虑Ppeak增高会造成部分肺泡过度膨胀造成气压伤、通气较慢的肺泡则发生萎陷造成肺不张，最终引起机械通气相关性肺损伤。由此提示，IRV延长吸气时间，增加Pmean，而Ppeak维持不变，有一定肺保护意义[14]。

肺有效的气体交换，不仅要求通气/血流比例和数量上的适当，而且要求弥散功能健全。本研究结果显示，反比通气组在T2、T3时PA-aO2、RI低于同时间点对照组（P < 0.05）。考虑IRV能使部分萎陷的肺泡复张，增加弥散面积，从而促进肺换气功能加强[15]。IRV可以改善急性呼吸窘迫综合征患儿换气功能中的VD/VT[3-4]，然而本研究两组患儿VD/VT比较，差异无统计学意义（P > 0.05），这可能与缺氧性肺血管收缩机制尚未完全发挥作用有关。缺氧性肺血管收缩作为减少肺内分流和改善肺通气/血流比例的重要机制，一般在缺氧30～60 min后才出现作用[16-17]，然而本研究中手术OLV时间均在1 h左右，而观察指标T2、T3是在时间点OLV 30、60 min，再加上实验样本量有限，使以上指标两组对照差异不显著。

此外，本研究中反比通气组在T2、T3时PaO2、OI显著高于对照组（P < 0.05）。考虑PaO2、OI常作为间接反映肺换气的指标，提示IRV有利于婴儿OLV中的氧合，分析其原因可能是IRV使萎陷的肺泡开放，影响部分区域通气/血流灌注比例，改善肺弥散功能，同时通气得到改善，进而提高OI[18]。此外，亦有研究指出减轻损伤性机械通气引起的肺部炎症也可能是IRV改善氧合的重要机制之一[19-20]。

综上所述，IRV应用于胸腔镜下肺叶切除术的OLV患儿，在一定程度上能增加肺顺应性，降低Ppeak，改善肺弥散功能，促进氧合，安全可行。

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（收稿日期：2019-11-12  本文编辑：王晓晔）