长居高海拔地区患者返回平原后行非心胸手术术后肺部并发症的调查*

朱 婵,完玛龙主,虞 夏,尚凯茜,吴 江

(1.西藏自治区人民政府驻成都办事处医院麻醉科,成都 610041;2.成飞医院麻醉科,成都 610000)

据人口学统计调查显示,每年逾1亿人永久居住或移居高原后再返回平原生活,其中大部分居于我国。适应海拔是生物体的一种复杂能力,主要涉及心血管和呼吸系统,需要增加身体组织的氧气供应[1]。心血管系统的交感神经调节,首先表现为心输出量、收缩压和静息心率的变化。同时呼吸在补偿高原低压缺氧方面起着重要作用[2]。其主要生理改变为缺氧性肺血管收缩、肺通气动力及通气阻力增加、低氧通气反应、肺泡气氧分压降低、动脉氧分压降低、肺换气功能下降、充血性右心衰竭、右心房增大等。由高原返回平原后,机体将进行系列生理调整。这一过程被称为高原脱习服或高原脱适应(deacclimatization to high altitude,DAHA)。术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications,PPCs) 是手术患者术后主要并发症之一,也是导致患者术后住院时间延长、死亡率增加的主要原因[3]。PPCs是术后影响患者康复的主要因素[4-5]。

国际公认的肺保护性通气策略,包括小潮气量(6～8 mL/kg)、适当的呼气末正压通气(6～8 cmH2O)及肺复张手法,被认为是改善全身麻醉术后肺部结局的有效措施。相比传统的通气模式,可减少呼吸机相关肺损伤发生、改善肺功能、降低PPCs发病率和死亡率[6-9]。在肺保护通气策略(lung-protective ventilation strategies,LPVS) 国际专家共识中,专家们一致认为年龄超过50岁、BMI>40 kg/m2、合并呼吸暂停综合征、术前贫血、术前低氧血症、急诊或紧急手术、通气时间超过2 h是PPCs的主要危险因素[10],而关于PPCs是否与环境因素相关,目前尚无报道。因此,为探索长期暴露于高海拔人群返回平原后行非心胸手术PPCs的发生率及疾病的分布规律,笔者设计了一项前瞻性、队列研究,评估环境因素对PPCs的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021年1-11月于西藏自治区人民政府驻成都办事处医院拟行非心胸手术治疗的患者233例,年龄≥18岁、美国麻醉医师协会(ASA)分级Ⅰ～Ⅲ级,BMI<30 kg/m2,按是否长居(>6个月)高海拔地区(海平面高度>3 000 m)分为观察组(L组,n=113) 和对照组(C组,n=120),两组均在平原地区行非心胸手术,其中观察组返回平原时间为31～61个月,平均为56.51个月。在病例记录表中填写受试患者基础数据,所有患者的基本信息均录入受试患者筛选表。排除标准:任何原因不能配合研究或研究者认为不宜纳入本试验者;术前3个月内有急性肺损伤或急性呼吸窘迫综合征病史;合并心功能不全、既往脑梗死、严重肝脏疾病(如肝衰竭)或慢性肾衰竭(肾小球滤过率小于30 mL/min)者;孕期、哺乳期女性;已参与其他临床试验者。本研究经西藏自治区人民政府驻成都办事处医院伦理委员会审批通过(伦理批号:2020年科研第72号),患者均签署知情同意书。

1.2 麻醉方式

麻醉诱导时采用头高位或倾斜位以减轻仰卧位导致的膈肌上抬压迫肺部区域。诱导过程中采用无创正压通气或持续正压通气作为辅助通气手段进一步减轻因麻醉诱导引起的功能残气量下降,并延长呼吸暂停非缺氧的持续时间。麻醉维持根据患者情况可采用静脉、静吸复合或吸入麻醉药(七氟烷)为主的麻醉方式。术中通气参数设置采用LPVS,即根据预测体重设置6～8 mL/kg小潮气量、6～8 cmH2O的呼气末正压 (positive end-expiratory pressure,PEEP)、气管插管后即刻、每小时、气管拔管前进行的呼吸机控制肺复张从潮气量6～8 mL/kg和吸呼比为1∶2开始,然后每3～6次呼吸递增4 mL/kg的潮气量,直至Pplat达到30～40 cmH2O,在此水平上再进行3～6次呼吸;吸呼比为1∶2;调整呼吸频率至呼气末二氧化碳(end-expiratory carbon dioxide,EtCO2)维持在35～45 mmHg;吸入氧浓度(FiO2)为50%;调节麻醉深度维持脑电双频谱指数40～60。术后患者送入恢复室,术后24 h再以普通鼻氧管吸入2～3 L/min的氧气。

1.3 观察指标

记录两组入手术室时 (T1) 、气管插管后5 min (T2)、手术开始后30 min(T3)、手术结束前5 min(T4)、出恢复室时(T5)的脉搏血氧饱和度 (SpO2)和动脉血气分析值。比较两组患者各时间点的 SpO2、动脉血氧分压(PaO2)、动脉血二氧化碳分压(PaCO2)。通过记录两组术后7 d、术后30 d肺部症状体征及实验室、影像学检查,采用国际公认的墨尔本肺部并发症评判法(Melbourne Group Scale Version 2,MGSV-2)[4,11]评估两组术后肺部并发症发生情况,以及记录术后恶心呕吐、术后30 d内死亡、术后30 d内再次手术、术后住院总费用及住院时间。

1.4 统计学处理

2 结 果

2.1 一般资料比较

两组患者性别、年龄、吸烟史、BMI、其他系统疾病、美国麻醉医师协会(ASA)分级、术前ARISCAT评分[12]、麻醉时间、手术时间及术中入量等差异无统计学意义(P>0.05)。L组术前患呼吸系统疾病患者数明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 两组患者术前资料及手术资料比较

2.2 两组患者SpO2和血气分析结果比较

T2、T3、T4时间点,L组的PaO2明显低于C组(P<0.05),两组间SpO2和PaCO2差异无统计学意义(P>0.05)。L组的SpO2、PaO2在T1、T5时间点均低于C组,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 两组患者SpO2和血气分析结果比较

2.3 两组患者术后情况比较

与C组相比,L组术后7 d肺部并发症发生率、住院总费用和住院时间明显增加，差异有统计学意义(P<0.05)。两组30 d内均无死亡病例,术后30 d肺部并发症、术后恶心呕吐及术后30 d内再次手术的发生率差异均无统计学意义(P>0.05),见表3。

表3 两组患者术后肺部并发症等情况比较

3 讨 论

久居海拔高度3 000 m以上的移居者或世居者由于高原特殊的地理环境,易患高原慢性病,包括高原衰退症、高原红细胞增多症、高原心脏病和慢性高山病或蒙赫病[13]。导致高原慢性病的主要致病因素为高原低压缺氧环境。长期处于缺氧环境下,直接影响机体肺泡的气体交换和血液携氧功能[14-15],而机体通过代偿性保护机制即缺氧性肺血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction,HPV)维持通气和血流比相适应。但HPV保护机制使得肺循环阻力增加,导致肺动脉高压,肺局部灌注不均匀,右心后负荷增加。BERGER等[16]发现常氧下肺动脉收缩压平均为(22±3)mmHg,而吸入氧浓度为12%的氧气4 h后,肺动脉收缩压为(33±3)mmHg。而慢性缺氧又可导致肺血管重塑,肺血管重塑和肺血管收缩是低氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary hypertension,HPH)形成的两个重要的病理过程[17],而这类人群返回平原后,呼吸系统的病理改变将不可逆,故其SpO2及PaO2都低于平原人群,而术前PaO2与PPCs的发生呈负相关[18],从而诱发肺部感染、呼吸衰竭、胸腔积液、慢性阻塞性肺气肿和肺源性心脏病等,严重影响患者的生活质量和寿命[19]。

高原环境也可导致呼吸系统不可逆的生理改变。研究表明,在高于2 295 m的中高海拔地区生活人群呼吸、生理功能将发生一系列改变,主要表现为呼吸峰值流速、最大通气量、每分钟通气量、潮气量和功能残气量增加,用力肺活量减低[20-21],最终导致不可逆的胸廓直径增加。LPVS国际专家共识认为机械通气时小潮气量联合PEEP可以改善氧合,提高呼气末肺容量,增加功能残气量,防止肺泡萎陷[10]。故本研究采用国际公认的围术期肺保护性通气策略,即设置6～8 mL/kg小潮气量、6～8 cmH2O的呼气末正压等。但由于长居高海拔地区人群的潮气量和功能残气量增加,这类人群返回平原后再实施这种通气策略可能很难提高呼气末肺容量和增加功能残气量,故对此类人群实施肺保护性通气策略的最佳潮气量和最佳呼气末正压还需要进一步探索。以往研究也发现,采用同步间歇指令性通气联合高PEEP(呼吸机初始PEEP为5～7 cmH2O)通气治疗高原肺水肿重症患儿,与采取低PEEP(<5 cmH2O)通气模式相比,可更好地提高治疗疗效[22]。故本研究对此类人群术中采用的国际公认的围术期肺保护性通气策略必然导致呼气末肺容量不足、肺泡萎陷等现象,引起术中及术后部分肺组织(尤其是重力依赖区域)出现肺不张、肺部感染等肺部并发症。

PPCs目前没有标准定义,通常包括肺部感染、呼吸衰竭、胸腔积液、肺不张、气胸、支气管痉挛、吸入性肺炎等[3]。而术后肺部感染以肺炎常见,常并发胸腔积液、呼吸衰竭等。肺炎是指肺部终末支气管和肺实质的炎性改变,全身麻醉机械通气患者常由于术中及术后肺不张引起一系列肺部并发症。

综上所述,长居高海拔地区人群发生不可逆的呼吸系统生理病理改变,将增加呼吸系统疾病的发生率[21],哥伦比亚的一项对5 539人的研究也发现,慢性阻塞性肺疾病发病率与海拔呈正相关[23],而术前存在呼吸系统疾病又是PPCs发生的主要危险因素之一[10]。因此,笔者推测长期暴露于高海拔环境会增加PPCs发生率,也是PPCs发生的环境因素之一。

本研究也存在以下不足之处:(1)以3 000 m海拔高度作为高海拔人群的纳入标准。研究表明,3 000 m海拔高度人群比2 800 m海拔高度人群在肺部的病理生理方面不会有明显改变,从而PPCs发生率应该接近。因此,不确定所讨论的海拔高度是否足以引起明显的PPCs发生。(2)本研究虽使用了多因素校正,但仍存在混杂因素影响。(3)本研究为单中心研究,样本量小,结果可能出现偏差。故还需要多中心、更大样本量的临床证据进行验证。