机械通气期间通气频率对妇科开腹手术全麻患者术后肺部并发症的影响

付玉杰 苗杨 张加强

全身麻醉下开腹手术会影响患者肺功能[1]。全麻诱导后，呼吸系统立即发生变化:呼吸驱动和肌肉功能改变，肺容量减少[2]。机械通气可导致肺损伤[3-4]。长时间应用机械通气可增加肺炎和肺不张的发病率[5-6]。早期对于患者肺部影响的机械通气因素研究主要集中于“静态”特征，如潮气量[7]、呼气末正压[8]、平台压与驱动压[9]等。而机械通气的“动态”因素，如呼吸频率也愈来愈受到临床重视。

机械通气期间的高通气频率是减少低潮气量通气中的高碳酸血症所必需的，但也会导致呼吸生理的紊乱[10]。通气频率的增加会改变吸气/呼气比率、降低呼气时间、提高吸气流量及内在呼气末正压与胸内压力。并可能导致动态肺过度膨胀。以上所有因素都会增加肺应变与肺压力[11]。此外，高通气频率会增加死腔通气并导致肺损伤。在大鼠肺泡上皮细胞中，频率是细胞损伤的主要决定因素[12]。在兔肺实验中，高通气频率下，出现了更多的水肿与血管周围出血[13]。而低通气频率则改善了由呼吸机导致的肺损伤、肺炎症[14-16]。

手术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications,PPCs)是指患者在手术后发生的临床异常改变，包括急性呼吸窘迫综合征、肺部感染、胸腔积液、支气管痉挛、肺不张、呼吸衰竭等疾病[17]。全麻期间由于机械性损伤及肺复张/肺萎陷可导致患者术后发生严重的PPCs。特别是呼吸衰竭是患者手术后死亡的重要原因[18]。目前研究对于手术中预设好的高通气频率对患者PPCs的影响，少见临床报道。本次研究目的是确定机械通气期间通气频率对妇科全麻手术患者术后PPCs发病风险的影响。

资料与方法

一、研究对象

资料概况： 2016年4月-2019年11月在郑州市妇幼保健院行妇科开腹手术的全身麻醉患者2192人。排除不符合标准的73人，实际纳入研究2119人。本次调查患者年龄18～73岁，平均(44.82±12.54)岁。2099人(99.06%)是汉族，20人(0.94%)是少数民族。715人(33.74%)是恶性肿瘤，1404人(66.26%)是良性肿瘤或其他良性病变。715名癌症患者的疾病类型：子宫颈癌239人(33.43%)；子宫体癌223人(31.19%)；卵巢癌症172人(24.06%)；外阴及输卵管癌22人(3.08%)；腹膜癌59人(8.25%)。715名癌症患者的病理类型：鳞癌261人(36.50%)；内膜样腺癌241人(33.71%)；浆液性腺癌108人(15.10%)；粘液性腺癌43人(6.01%)；肉瘤24人(3.36%)；其他类型38人(5.31%)。

手术方式： 全子宫切除术1209人(57.06%)；部分子宫切除术439人(20.72%);子宫扩大切除术128人(6.04%)；子宫内膜癌手术122人(5.76%)；卵巢癌根治手术或保留生育功能的根治手术96人(4.53%)；单纯外阴切除术或外阴扩大切除术89人(4.20%)；其他手术如双侧附件切除、大网膜部分切除等36人(1.70%)。

纳入标准： ①年龄≥18岁；②病历资料完整；③美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists，ASA)分级≤4级；④开腹手术。

排除标准： ①需行家庭氧疗患者；② 严重药物过敏史或药物滥用史；③术前30d内入住过ICU；④术前30d内接受过≥1次手术；⑤既往肺部手术史；⑥血流动力学不稳定；⑦全身性感染；⑧术前肺部并发症；⑨其他疾病终末期或急性期或严重器官病变如尿毒症、肝功能衰竭、心力衰竭等；⑩宫腔镜或腹腔镜手术中转开腹。

二、研究方法

应用回顾性研究方法。收集患者病历资料并进行分析。病历采集资料包括患者社会人口学资料、既往病史、手术相关资料、麻醉相关资料、术后药物应用资料、术后并发症资料等。因为本次研究是对患者病历资料的归纳、分析，所以不涉及医学伦理问题。

目前国内外参献中对于机械通气中通气频率的分组划分并无统一标准。本研究是根据机械通气期间通气频率在患者中的分布状况将患者分为4组，以保证每组人数大致均等：组1：8～9.85次/min；组2：10～10.85次/min；组3：11～12.35次/min；组4：12.5～43.25次/min。对比分析4组患者的基线资料及术后PPCs状况。按照全部患者术后是否发生PPCs，将患者分为未发生PPCs组和发生PPCs组，应用Logistic回归分析患者术后发生PPCs的影响因素。

三、 统计分析

使用SPSS22.0进行研究资料分析。观测资料中的正态计量数据，以MEAN±SD描述。多组间的比较为单因素方差分析(统计量为F)+两两比较HSD-q检验(统计量HSD-q)。偏态资料以中位数M(P25，P75)描述， 多组间的比较为Kruskal-Wallis秩和检验(统计量为Hc)。 计数资料以例数及率描述，多组间比较为卡方检验或者确切概率法+P值修正法(统计量为χ2)。 此外， 影响因素的综合分析为多因素非条件Logistic回归，采用逐步后退法进行变量的选择和剔除。统计推断的检验水准α=0.05。

结 果

一、患者基线资料

表1详细列示了患者各项基线资料。经统计比较：多数指标的4组间差异均无统计学意义，但机械通气时间、通气频率、吸烟、饮酒、高风险手术、气道峰压、潮气量、每公斤潮气量、分钟通气量、呼吸末二氧化碳、保护性通气率、新斯的明剂量、手术时间及通气装置中气管插管、喉罩通气、气管插管或喉罩拔除时间、麻醉后恢复室停留时间、以及住院时间、术后ICU入住率等19个指标整体差异有显著性意义(P<0.05)(见表1)。

表1 患者基线资料 n(%)，MEAN±SD，M(P25，P75)

二、患者术后PPCs状况

患者手术后7d内共发生PPCs 571例，PPCs发病率26.95%。其中，PPCs总发病率最低的是组1患者；PPCs总发病率最高的是组3患者。患者术后发生最多的PPCs疾病是肺部感染，其发病率为11.14%(见表2)。

表2 患者术后PPCs状况[n(%)]

三、患者术后发生PPCs的影响因素

建立非条件Logistic回归模型，以患者术后是否发生PPCs情况作为因变量，赋值否=0，是=1。参考(注)前述表1表2分析结果，将研究因素中的部分指标，如患者的社会人口学因素、既往病史、手术因素、麻醉因素等作为自变量纳入回归。其中，将组1、组2合并为通气频率低组，组3、组4合并为通气频率高组。各变量赋值(见表3)。回归过程采用逐步后退法，以进行自变量的选择和剔除，设定α剔除=0.10，α入选=0.05。

表3 患者术后发生PPCs的Logistic回归分析

结果发现：年龄大、BMI 高、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmoriary disease,COPD)、糖尿病、冠心病、ASA分级高、吸烟、手术时间长、术后镇痛、机械通气期间通气频率高是患者手术后发生PPCs的危险因素。

注: 前述表1表2分析，对以应变量为PPCs的Logistic回归而言，并非是针对性的单因素分析，故而参考之。

讨 论

国外报道全麻下开腹手术后患者PPCs的发病率为27.3%[19]，本次研究结果妇科开腹手术的PPCs发病率为26.95%，与国外报道接近。

全麻患者术后发生呼吸系统并发症原因通常和呼吸道梗阻有关[20]。本次研究发现，年龄、BMI>28、COPD、冠心病、糖尿病、吸烟、手术时间长、术后镇痛、ASA分级高是患者术后发生PPCs的危险因素，与既往研究结论相同[21-25]。

呼吸频率是机械通气期间设定和监控的关键变量之一[10]。本次研究发现，高通气频率和妇科全麻开腹手术患者术后PPCs显著相关。目前研究对于呼吸频率对于机体肺损伤的影响存在争议。Retamal[26]等人对急性呼吸窘迫综合征仔猪的观察发现，在应用保护性肺通气策略时改变呼吸频率不会加重肺损伤。更高的通气频率可以维持微小的通气量，以避免高碳酸血症的发生。但是有证据表明，容许术中高碳酸血症的存在可能具有肺保护作用[27-28]；此外，高碳酸血症可以改善麻醉患者的上气道通畅性[29]。从病理生理学上来说，呼吸频率较高会缩短呼气与吸气时间，从而导致较高的流速和压力来维持预测的潮气量，增加每次呼吸的累积损伤，提高了肺损伤的可能性。高峰值吸气流量恶化氧合[30]。限制吸气流速可以防止肺损伤的进展[31]。

通过对患者基线资料的调查发现，相对于组1患者，组2、组3 患者的麻醉恢复室停留时间、住院时间和术后ICU入住率均较高，提示术中高通气频率可能会恶化患者临床结局。导致这一状况的原因可能和高通气频率对患者肺功能的影响有关。临床公认呼吸急促是患者恶化的临床迹象之一，且如果在入院时出现该迹象，是入住ICU的预测因素[32]。2014年对全球50个国家的459个ICU的严重呼吸窘迫综合征患者的前瞻性、队列研究发现，通气频率的增加和患者的较高死亡率相关[33]。

综上所述，机械通气期间通气频率高，不仅会增加患者术后PPCs的发病率，还可能会恶化患者的临床结局。