肺复张策略的临床应用及研究进展

李丽霞，赵磊，王天龙，肖玮，徐娜，安奕，王萍，李中嘉

(1.首都医科大学宣武医院麻醉科，北京 100053； 2.东部战区总医院麻醉科，南京 210002)

全身麻醉会损害氧合，即使是对肺功能正常的健康患者[1]。对行气管插管全身麻醉的患者进行 CT扫描发现，所有患者均会出现肺不张，而肺不张会刺激肺泡巨噬细胞产生白细胞介素-1或肿瘤坏死因子，导致肺泡表面活性物质功能降低，最终产生直接或间接的肺部损伤[2-3]。肺复张操作是保护性肺通气模式的核心，它是指在机械通气过程中，间断性给予高于常规气道压的压力，并维持一段时间的操作手法；一方面，肺复张操作可以使萎陷的肺泡复张，另一方面可以预防小潮气量通气带来的继发性肺不张，从而预防患者术后肺部并发症的发生[4-5]。目前，保护性肺通气模式已成为全身麻醉手术中常规应用的一种通气模式，而肺复张策略的临床应用还存在一定争议。近年来，各种可视化设备在临床广泛应用，增加了肺复张策略临床效果的评价指标，为个体化肺复张策略的制订提供了一定的条件，更多的研究倾向于分析个体化肺复张策略的应用。现就肺复张策略的临床应用及研究进展予以综述。

1 肺复张操作的类型

肺复张操作作为保护性肺通气策略的重要组成部分，由于确切的开放肺泡的效果，其经常被运用于行机械通气全身麻醉的手术患者中，但具体实施方法并不统一。近年常用的肺复张操作方法包括手法肺复张、呼气末正压(positive end-expiratory pressure，PEEP)递增法、压力控制性肺复张，各种类型肺复张方法均证实能使萎陷的肺泡复张，产生一定的临床效果，但是各种肺复张操作各有利弊。

手法肺复张，即通过打开麻醉机可调限压阀，挤压储气囊的方法来进行肺复张，这种操作简单易行；在肺保护性通气策略中，反复多次应用肺复张操作时多采取该方法，但是这种操作有一定的弊端，当操作结束后将通气模式换为机械通气时，压力即刻下降，导致肺泡再次萎陷，且该方法易导致血流动力学不稳定，因此近年来有关其他两种肺复张操作的应用逐渐增多[6-7]。PEEP递增法[8-11]即在压力控制机械通气中，通过逐渐增加PEEP使气道压力升高至合适水平，并维持一段时间的方法，其可通过肺顺应性监测及可视化监测确定最适复张压力及最适PEEP，既能满足复张萎陷肺泡的要求又不会导致肺泡过度膨胀而促使炎症因子的释放，同时还可以避免传统肺复张带来的循环剧烈波动的副作用，但是应用该法进行肺复张时可能需要应用较高水平的PEEP，且操作步骤相对繁琐，耗时较长。压力控制性肺复张即采取压力控制机械通气，逐渐提高压力控制水平及PEEP水平直至达到适当的气道压力，维持适当时间的复张方法，该方法应用时产生的循环波动较手法肺复张小，且无须使用过高水平PEEP，同时可达到良好的复张效果，因此临床应用广泛[12]。

2 肺复张操作的压力及维持时间

对于肺功能正常的患者，肺复张压力达到40 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)维持7～8 s即可使萎陷的肺泡复张[3]。该肺复张标准在临床应用最广泛，且维持时间一般要超过7～8 s，甚至长达20～30 s[13]。临床工作中，对于出现术中血氧饱和度降低的患者，气道压力上升至30 cmH2O的肺复张操作可迅速恢复血氧饱和度数值，提高氧分压，效果显著。然而，Ladha等[14]的一项研究提出了不同观点，该研究证实术中肺保护性通气策略对减少术后肺部并发症发生有一定作用，但是既往研究中所证实的气道压安全范围(26～30 cmH2O)并不适用于无急性肺损伤的患者，对于肺功能正常的患者，即使平台压<30 cmH2O，也可能造成肺损伤；同时，他们还指出16 cmH2O的气道压力是与术后肺部并发症发生相关的最低气道压力。肺复张操作最初运用于重症监护病房需进行长期呼吸机治疗的患者，如急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者，该类患者由于肺水肿及肺泡内细胞碎片的堆积导致肺泡闭合，从而使萎陷的肺泡对低压力肺复张反应性降低。研究证实，应用30～40 cmH2O的压力可使ARDS患者肺泡复张，改善肺换气功能，提高患者预后；但对于肺功能正常的患者，肺泡萎陷仅由全身麻醉导致而不存在肺组织病理生理上的改变，气道压力过高可能会导致患者肺泡过度膨胀而增加炎症因子的释放，造成肺损伤[15]。因此研究认为，高水平的PEEP及气道压力仅限于ARDS患者使用[15]。但是，30 cmH2O以上压力的肺复张是临床公认的能有效打开萎陷肺泡的合适压力水平，因为在肺复张操作的实际应用中，即使是对于肺功能正常的患者，也会存在加重肺泡萎陷的因素，如手术时长、患者体位、手术方式等。因此，低压力水平的肺复张操作的有效性还需进一步研究证实，然而应用过高水平的PEEP会使患者驱动压长时间处于较高水平，不利于患者的预后。

3 肺复张操作在不同类型患者及手术中的应用

对于肺功能正常的患者，低压力短时间的肺复张策略可能会在复张肺泡的同时减轻肺泡损伤，但是临床工作中进行全身麻醉的患者可能存在导致肺不张加重的其他因素，包括患者自身因素(如肥胖)、手术因素(如应用腹腔镜)以及患者采取特殊体位(如头低位及俯卧位)。因此，在实际工作中对于不同类型的患者宜采取个体化的肺复张策略。

3.1肥胖患者 肥胖患者由于胸廓脂肪堆积等因素，导致胸廓及肺顺应性下降，功能残气量降低，术中更易发生肺不张及低氧血症，而肺复张操作是全身麻醉术中提高肥胖患者氧合及改善呼吸动力学的重要策略[16]。Futier等[17]探索了肺复张联合PEEP及单纯PEEP对肥胖患者呼吸动力学的影响，他们利用持续气道正压的方法进行肺复张，使气道压力达40 cmH2O维持40 s。结果表明，肺复张操作联合应用PEEP可以增加呼气末容积，改善呼吸动力学，提高氧合，而单独应用PEEP无上述变化。Aretha等[18]在全身麻醉剖宫产手术中采取逐步增加PEEP的方法，使气道压逐渐上升至45 cmH2O，观察肺复张操作对患者的影响，结果表明，该方法可以提高患者的肺顺应性，增强术后氧合，且未发生严重不良后果。Wei等[8]采取PEEP递增法在肥胖患者中进行肺复张，逐渐增加PEEP值直至气道压力上升至40 cmH2O，维持10次呼吸后再逐步降低PEEP水平，观察患者氧合改善情况。结果表明，该方法可增加肥胖患者氧合指数，提高患者动脉血氧分压，能够促进早期拔管，同时对血流动力学影响较小。对于肥胖患者，由于自身因素，其呼吸动力学在全身麻醉过程中更易受到损害，因此合适的肺复张操作对改善患者氧合发挥重要作用；对于体质指数>30 kg/m2的患者，气道压力需达到40 cmH2O以上甚至50 cmH2O，至少维持10次呼吸才能达到改善肥胖患者呼吸动力学的效果[6]。

3.2老年患者 随着年龄的增加，老年患者肺生理发生相应改变，如气道阻力增加、残气量减少，同时可能并存一些肺部基础疾病导致呼吸系统易损性增加，术后咳嗽排痰能力降低，进一步增加呼吸系统并发症的发生，而包含肺复张操作在内的肺保护性通气模式能够较好地改善老年患者肺功能，提高术中氧合[19-21]。研究表明，肺保护性通气策略可明显改善中老年患者术后早期的肺氧合功能，降低术后肺部感染评分和术后肺部并发症的发生率，尤其是机械通气时间>6 h的患者[22]。尽管对老年患者肺复张压力达30 cmH2O被证实安全可靠且广泛应用于临床，但是老年患者进行肺复张操作时仍应注意以下几个问题：①肺复张操作高气道压可能会导致肺泡破裂，对于合并肺气肿、肺大泡等肺部疾病的患者应避免进行该操作；②肺复张操作会导致静脉回心血量减少，心排血量降低，血流动力学波动，因此心功能不良及难以控制血流动力学平稳的患者应谨慎做出进行肺复张操作的决定[23]。老年患者术前各个系统合并症较多，如高血压、冠心病等，且各器官功能逐渐退化，代偿能力减弱，麻醉管理难度大，因此在进行肺复张操作时，要重点关注患者心、脑功能的变化，避免不良结局的发生。

3.3小儿患者 小儿肺功能的特点为低功能残气量，高气道闭合容积，氧耗大，对缺氧耐受能力低以及自身调节能力尚不全面等，导致其更易发生肺泡萎陷及低氧血症。对小儿患者进行肺复张时应注意，由于其肺容积小，能耐受过度气道高压的能力低，肺组织受到机械性损伤的可能性更高，因此建议在小儿进行肺复张时，可采取可视化设备(如床旁肺部超声)实时监测复张效果，避免产生因过度扩张带来的损伤。对于合并急性ARDS的小儿患者，与应用传统通气模式相比，应用小潮气量联合肺复张操作的保护性肺通气策略可显著改善患儿血气指标及呼吸功能，降低患儿死亡率[24-25]。Acosta等[26]采用床旁肺部超声监测在气腹建立后进行肺复张操作及未进行肺复张操作两组患儿的肺通气面积，判断全身麻醉下患儿肺不张的程度并指导进行肺复张操作，同时评估肺复张操作的效果。结果显示气腹建立前，两组患儿的肺通气面积相同，肺不张面积无明显差别；气腹建立后，进行肺复张操作的患儿肺通气面积显著增大，肺泡萎陷率明显降低，证明小儿腹腔镜手术应用肺复张操作可以避免肺泡萎陷的发生。虽然肺复张操作已被证实对小儿患者有益，但目前缺乏小儿患者全身麻醉下肺保护性通气策略的随机对照研究，因此在小儿患者进行肺复张操作时，建议在可视化设备的支持下进行，避免加重肺损伤。

3.4腹腔镜手术患者 腹腔镜现已广泛应用于外科手术，尤其是普通外科手术及妇科手术，与传统手术方式相比，腹腔镜手术极大地减少了手术损伤，但是气腹的建立以及头低脚高位会对呼吸及循环系统产生一定影响，膈肌上抬导致功能残气量降低、肺顺应性下降，小气道过早闭合加重全身麻醉导致的肺不张；此外，二氧化碳吸收入血，若通气量不足导致高碳酸血症又会通过神经体液反射导致心血管系统功能改变，这些因素均会导致术中呼吸功能受损，从而增加术后呼吸系统并发症的发生，不利于患者术后早期恢复[27]。在应用腹腔镜的手术中进行有效的肺复张操作必不可少。李锐等[28]采用肺电阻抗成像法评价肺复张对腹腔镜胆囊切除术后早期肺通气的影响，分别在气腹建立后5 min及气腹结束时进行肺复张操作，通过动态监测肺通气过程中局部电阻抗变化，评价肺复张操作对改善局部肺通气的效果，结果表明肺复张操作可改善腹腔镜胆囊切除术患者早期局部肺通气的下降。王洁茹和路志红[29]对腹腔镜下行妇科手术的患者进行了拔管前肺复张操作，观察患者在麻醉恢复室发生肺复张并发症的概率，该研究采用手法肺复张，通过挤压呼吸球囊使气道压力达到30 cmH2O，维持20 s，重复3次，结果表明拔管前进行肺复张操作可降低麻醉恢复室内低氧血症发生率。但上述研究均存在一定的局限性，仅观察了短时间内肺复张操作所产生的效果，而肺复张操作产生的肺泡复张效果的维持，可能需要运用合适水平PEEP，且对于手术时间较长的患者，推荐每30分钟进行一次肺复张操作。Wei等[8]对在腹腔镜减重手术中每30分钟应用肺复张操作与未应用肺复张操作进行了比较，结果表明，规律进行肺复张操作可显著提高患者术中氧合指数，有利于术后早期氧合恢复，促进早期拔管。

4 肺复张操作的效果评价

无论采取何种肺复张策略，最终目的均为使萎陷的肺泡复张，达到一定的临床预防或治疗效果。目前，临床效果评价常采用的指标包括血氧饱和度的变化，动脉血气中氧分压的改善程度、氧合情况、术后低氧血症发生情况以及术后肺部并发症发生率。此外，还可以通过各种监测指标及可视化设备来更直观地反映肺复张操作的效果。

4.1压力-容积曲线(pressure-volume curve，P-V曲线) P-V曲线是反映吸气与呼气时肺容量与体积之间的关系，用压力控制机械通气时可以通过P-V曲线的吸气支或呼气支的拐点来确定肺复张的合适压力以及最佳PEEP，但该方法仍存在争议，因为利用吸气支拐点确定PEEP可能导致肺泡开放不全，而利用呼气支拐点确定PEEP又可能导致肺泡过度膨胀造成损伤及炎症因子的释放[30]。因此，该方法在临床应用时需与其他可视化设备相结合来做出更合理的判断。研究表明，在评价肺复张效果方面，CT与P-V曲线存在良好的相关性[31]。但是由于CT操作场地等的限制，两者的结合利用可能更多见于临床研究，临床实际应用并不常见。

4.2肺部超声 CT是观察临床肺复张效果的金标准，通过CT值的计算可以精确地测定肺内不同组织气体的容积，从而判断是否存在肺不张及评估肺复张的效果[32]。但是CT扫描也存在一定弊端，如花费时间、场地受限等，因此近年来新兴的床旁肺部超声可能是一个更优的选择。床旁超声利用5～7 Hz的频率透过肋间隙在双肺12个分区进行探查，通过A、B线变化来判断肺组织异常情况，床旁肺部超声与CT检查在诊断肺不张及评价肺复张效果方面有较高的一致性[33]。肺部超声对儿童麻醉致肺不张的诊断具有较高的敏感性和特异性，且可以动态监测肺复张过程，避免肺泡过度膨胀的发生[34]。床旁肺部超声监测的出现弥补了CT场地要求等限制，但是肺部超声监测对技术水平要求较高，需要受过培训的专业技术人员进行操作，才能避免观察的主观性及增加监测结果的准确性，这在一定程度上也限制了其使用。

4.3肺电阻抗成像技术(electrical impedance tomography，EIT) 近年来，新兴的EIT更多地应用于评价肺复张效果，该设备操作简单，仅通过环绕胸部的电极带，连续动态监测肺通气过程中电阻抗的变化，即可反映肺组织局部通气分布情况，评价肺泡萎陷程度和肺复张效果，判断是否存在过度膨胀的情况[35-36]。此外，EIT对于指导个体化PEEP的设定有很大帮助，可通过持续监测肺部通气情况确定最适PEEP，确保肺复张操作开放肺泡且通过最适PEEP维持复张效果，改善肺通气情况。Liu等[11]观察比较了常规应用5 cmH2O的PEEP及EIT滴定下的最佳PEEP对老年患者胸腔镜手术肺功能的影响，结果表明，在单肺通气期间，EIT指导下的最佳PEEP设定，可以显著提高氧合及肺通气功能。同样，在腹部手术中采用EIT评价肺复张效果，术后CT显示个体化PEEP可以显著减少肺泡萎陷，同时改善术中氧合，降低驱动压，减少术后并发症发生[36]。可见，新式监测设备在临床中的应用为个体化麻醉管理提供了保障与依据，个体化PEEP的应用也成为近年研究的热点。

5 小 结

肺复张操作为保护性肺通气策略的重要组成部分广泛应用于进行全身麻醉的患者，尤其对于一些特殊类型患者，如过度肥胖、既往并存肺部疾病、特殊体位及术中应用腹腔镜进行手术的患者。对于肺复张操作类型，保护性肺通气策略国际专家共识指出，应尽量避免使用手法膨肺，仅在两种情况下可以使用手法膨肺：①术中呼吸回路与麻醉机断连重新连接后；②脉搏氧饱和度降低至95%以下，除上述两种情况外，术中避免使用手法膨肺，临床应用中更推荐选用PEEP递增法或压力控制性通气法进行肺复张操作[6]。在今后的研究中，可以采用可视化设备结合临床指标来评价肺复张效果，在提高肺复张安全性及增强肺复张效果的同时为个体化肺复张策略提供依据。