个体化PEEP联合定期肺复张对行腹腔镜结直肠癌根治术老年患者术后肺不张的影响

江洪洋 樊世文 刘铁龙 谢丽萍

摘要：目的 評估肺超声下驱动压（DP）引导的个体化呼气末正压通气（PEEP）联合定期肺复张对Trendelenburg体位下行腹腔镜结直肠癌根治术的老年患者术后肺不张的影响。方法 纳入年龄65～85岁、美国麻醉医师协会分级Ⅰ—Ⅲ级，拟行腹腔镜下结直肠癌根治术的患者62例并分为试验组和对照组（各31例）。2组均在气腹开始后进行第1次肺复张，随后立即以最低DP滴定个体化PEEP，气腹结束后进行第2次肺复张。试验组自气腹开始每30 min额外进行一次肺复张，对照组则不干预。以麻醉诱导前（T0）、气腹后30 min（T1）、气腹后90 min（T2）、手术结束时（T3）、进入麻醉复苏室（PACU）45 min后（T4）为观察记录时间点。记录T0、T3和T4时肺超声评分（LUS）；T1—T3时肺动态顺应性（Cdyn）；T0—T4时间点氧合指数（OI）、平均动脉压（MAP）、心率（HR）；记录肺复张期间低血压、PACU中低氧饱和事件以及术后7 d内肺部并发症（POPC）发生率。结果 与对照组相比，试验组在T3和T4时LUS下降（P＜0.05），T2、T3时OI和Cdyn升高（P＜0.05）。试验组在PACU中低氧饱和事件发生率较对照组下降（P＜0.05）。2组患者肺复张期间低血压发生率和术后7 d内POPC发生率差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 个体化PEEP联合定期肺复张可有效减少老年患者腹腔镜结直肠癌根治术后即刻和PACU中的肺不张。

关键词：肺不张；腹腔镜；老年人；个体化呼气末正压；驱动压

中图分类号：R563.4文献标志码：ADOI：10.11958/20230235

Effect of individualized PEEP combined with regular lung recruitment maneuvers on atelectasis after laparoscopic radical resection of colorectal cancer in elderly patients

Abstract： Objective To evaluate the effect of driving pressure （DP）-guided individualized positive end-expiratory pressure （PEEP） combined with regular lung recruitment maneuvers （RMs） on atelectasis in elderly patients undergoing laparoscopic surgery in the Trendelenburg position using lung ultrasound. Methods A total of 62 patients aged 65-85 years old and classified by ASA status Ⅰ-Ⅲ undergoing laparoscopic radical resection of colorectal cancer were included and randomly divided into the experimental group （n=31） and the control group （n=31）. Both groups received one RM after the beginning of pneumoperitoneum， followed immediately by titration of individualized PEEP with the lowest DP， and both groups received another RM after the end of pneumoperitoneum. The experimental group received additional RM every 30 min from the beginning of pneumoperitoneum， while the control group received no intervention. Recording time points for observation were： before induction of anesthesia （T0）， 30 min after pneumoperitoneum （T1）， 90 min after pneumoperitoneum （T2）， at the end of surgery （T3） and 45 min after entering the postanesthesia care unit （PACU， T4）. Lung ultrasound score （LUS） was recorded at T0， T3 and T4. Dynamic lung compliance （Cdyn） was recorded at T1-T3. Oxygenation index （OI）， mean arterial pressure （MAP） and heart rate （HR） were recorded at T0-T4. Hypotension during RM， hypoxic saturation events in PACU and the incidence of pulmonary complications （POPC） within the first 7 days after surgery were recorded. Results Compared with the control group， LUSs at T3 and T4 were significantly decreased in the experimental group （P < 0.05）， and OI and Cdyn at T2 and T3 were significantly increased （P < 0.05）. In addition， the incidence of hypoxia saturation events in PACU was lower in the experimental group than that in the control group （P < 0.05）. There were no significant differences in the incidence of hypotension during lung recruitment and the incidence of POPC within 7 days after surgery between the two groups. Conclusion The individualized PEEP combined with regular RMs can effectively reduce the atelectasis observed by lung ultrasound immediately after laparoscopic radical resection of colorectal cancer and in PACU in elderly patients.

Key words： pulmonary atelectasis; laparoscopes; aged; individualized positive end-expiratory pressure; driving pressure

全麻、机械通气和外科手术易导致胸膜压增加、肺泡压降低及肺泡表面活性物质受损，这3种因素相互关联，可使气道和肺泡发生连续或间歇性闭合，引起围术期肺组织萎陷和肺不张［1］。相比开腹手术，腹腔镜手术中的CO2气腹会进一步导致膈肌抬高，并促进肺重力依赖区肺不张的形成，且患者在头低足高位下仍持续加重［2］。肺不张的病理生理学效应包括功能残气量下降、肺顺应性下降、气体交换障碍以及抑制缺氧性肺血管收缩并且引起局部的炎症反应，最终导致低氧血症和肺损伤，增加术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications，POPC）发生率［1-3］。研究认为即使是轻微的POPC也可能导致患者康复延迟、住院时间延长，以及医疗费用、再入院率和病死率的增加［4］。肺保护性通气策略旨在减少肺不张并降低POPC，相关共识推荐的主要措施包括使用小潮气量（tidal volume，VT）、个体化呼气末正压通气（positive end-expiratory pressure，PEEP）和合理实施肺复张等［5-6］。研究表明，在腹部手术中使用以驱动压（DP）引导的个体化PEEP可以减少肺不张、改善肺顺应性、增加术中氧合，减少肺损伤和POPC的发生率［7］。然而，在老年患者中联合应用定期肺复张能否进一步增加个体化PEEP的临床获益尚不明确。此外，目前肺复张在实施频率、使用时机、最高压力和操作类型等方面仍未达成共识［6］。肺超声因其简便、无创、无辐射、可动态成像等优点已被成功应用于识别和诊断围术期肺不张［8］。本研究拟使用肺超声评估老年患者腹腔镜结直肠癌根治术中应用以DP引导的个体化PEEP联合定期肺复张对术后肺不张的影响，为术中肺保护性通气方案的制定提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2021年10月—2022年10月拟在头低足高位下行腹腔镜结直肠癌根治术的患者66例。纳入标准：性别不限，年龄65～85岁，体质量指数（BMI）18～30 kg/m2；美国麻醉医师协会分级（American Society of Anesthesiologists，ASA）为Ⅰ—Ⅲ级；加泰罗尼亚外科呼吸风险评分（assess respiratory risk in surgical patients in Catalonia，ARISCAT）为26～44分或＞44分，即POPC的发生风险为中危或高危。排除标准：有中度及以上阻塞性或限制性通气功能障碍；有肺部感染或胸腔积液；有胸部手术史及气胸、胸廓畸形、肺大疱；过去2周内有机械通气（包括持续气道正压通气）史；有慢性心肌缺血或严重的心血管系统疾病；颅内高压；神经肌肉系统疾病；严重肝、肾功能障碍；术前血红蛋白（Hb）≤90 g/L。退出标准：气腹时间＜1.5 h；术中转开腹手术；术中出现严重的皮下气肿而干扰肺部超声检查、气胸以及失血量≥400 mL。按其治疗方案不同，分為对照组（个体化PEEP组）和试验组（个体化PEEP联合定期肺复张组），每组33例。其中对照组2例患者分别因术中出现皮下气肿和术中转开腹手术而退出，试验组中2例患者分别因气腹时间＜1.5 h和术中转开腹手术而退出。2组患者年龄、性别、BMI、吸烟史（无/戒烟＞1个月/戒烟≤1个月）差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。本研究已通过我院伦理委员会批准（批准号：KJX-2021-062-02）。

1.2 麻醉与机械通气方案 2组患者进入手术室后，常规监测心电图、无创动脉血压及脉搏血氧饱和度（SpO2），进行桡动脉穿刺置管监测有创动脉血压，均无术前用药。麻醉诱导前使用密闭面罩预吸氧5 min，吸入气中氧浓度分数（FiO2）为0.8。麻醉诱导：咪达唑仑0.05 mg/kg、依托咪酯0.3 mg/kg、舒芬太尼0.4 μg/kg和顺式阿曲库铵0.2 mg/kg。顺利气管插管后，使用Fabius Plus XL麻醉机（德国Dr?ger医疗设备有限公司）进行机械通气。呼吸机初始参数：容量控制模式（VCV），VT 6 mL/ kg，PEEP 5 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa），FiO2 0.5，吸呼比（I∶E）1∶2，吸气暂停时间百分比30%，通气频率12次/min。麻醉维持：静脉泵注丙泊酚、瑞芬太尼、顺阿曲库铵，维持术中脑电双频指数在40～60。当建立CO2气腹（气腹压统一为12 mmHg）并转为头低足高位30°～40°后进行1次肺复张，随后进行个体化PEEP滴定。肺复张使用PEEP递增法［6］：压力控制模式（PCV）下，通气频率10次/min，I∶E=1∶1，吸气驱动压恒定在20 cmH2O，PEEP从5 cmH2O开始，以5 cmH2O的间隔逐步增加，每次维持5个呼吸周期，直至气道峰压（Ppeak）到达35 cmH2O。个体化PEEP滴定［9］：VCV模式，PEEP以1 cmH2O的间隔从12 cmH2O逐步降低至5 cmH2O，每个PEEP水平维持10个呼吸周期，记录最后一个呼吸周期时最小DP（DP=气道平台压-PEEP）对应的PEEP，并保持此PEEP水平至手术结束。气腹结束后2组再进行1次肺复张。方法同前。不同干预措施在于：试验组自气腹开始每30 min额外进行1次肺复张，而对照组则不干预。肺复张期间，如果发生低血压［平均动脉压（MAP）＜基线20%］则停止操作，1 min内血压无法恢复则给予麻黄碱或去氧肾上腺素升压。术毕且自主呼吸恢复时给予新斯的明和阿托品逆转肌松残余效应。成功拔管后将患者转运到麻醉复苏室（PACU），使用吸氧面罩吸氧（氧气流量2～4 L/min、FiO2为0.8）15 min，如果患者在PACU中出现低氧饱和事件（SpO2＜94%）［8］则额外补充氧气。

1.3 肺超声检查及评分 使用EUB-5500超声机（日本日立有限公司）进行肺超声检查。患者胸部被腋前线、腋后线和双乳头上1 cm连线分为12个肺区。每个肺区的肺超声评分（lung ultrasound score，LUS）为0～3分，全肺LUS为0～36分；分数越大，表明肺不张越严重［8］。

1.4 观察指标 记录时间点：麻醉诱导前（T0）、气腹后30 min（T1）、气腹后90 min（T2）、手术结束时（T3）、进入PACU 45 min后（T4）。在T0、T3和T4进行肺部超声检查并记录LUS；记录T1—T3时的肺动态顺应性（Cdyn），Cdyn=VT/（Ppeak-PEEP）；在T0—T4时进行血气分析并记录氧合指数（OI），OI=PaO2/FiO2；记录T0—T4时MAP、HR；记录肺复张期间低血压发生率（MAP＜基线20%）、术中血管活性药（去氧肾上腺素或麻黄碱）总体使用率及PACU中低氧饱和事件发生率；记录术后7 d 内POPC的发生率。

1.5 统计学方法 利用PASS 15.0软件计算样本量，根据预试验，手术结束时，对照组7例患者的LUS为（9.29±2.06）分，试验组7例患者的LUS为（7.86±1.86）分，设双侧α为0.05，把握度为80%，失访率为20%，经过计算后共需招募78例患者，其中符合纳入标准的患者共66例。采用SPSS 26.0软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料用[[x] ±s

]表示，2组间比较采用独立样本t检验，不同时点的比较采用重复测量的方差分析。非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，2组间比较采用Mann?Whitney U检验。计数资料以例或例（%）表示，2组间比较用χ2检验或Fisher's精确检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患者术前一般资料比较 2组高血压、糖尿病、FEV1/FVC、Hb、ASA分级、ARISCAT评分差异均无统计学意义（P＞0.05），见表2。

2.2 2组患者术中一般资料比较 2组PEEP、气腹时间、手术时间、苏醒时间、手术类型、输液量、估计失血量、尿量差异均无统计学意义（P＞0.05），见表3。

2.3 2组不同时间点LUS比较 T0时，2组LUS差异无统计学意义（P＞0.05），T3和T4时，试验组LUS低于对照组（P＜0.01），见表4。2组T0时均无肺不张出现，T3和T4时均出现肺不张，但对照组更严重，见图1。

2.4 2组患者术中Cdyn比较 2组不同干预方式和时间因素间存在交互作用，其中T1时2组Cdyn差异无统计学意义（P＞0.05）；T2和T3时，试验组Cdyn水平高于对照组（P＜0.05），见表5。

2.5 2组患者OI比较 2组不同干预方式和时间因素间存在交互作用，T0、T1和T4时，2组OI差异均无统计学意义（P＞0.05）；T2和T3时，试验组OI高于对照组（P＜0.05），见表6。

2.6 2组患者MAP和HR比较 2组不同干预方式和时间不存在交互作用。2组围手术期MAP和HR差异均无统计学意义（P＞0.05），见表7。

2.7 术中和PACU中并发症及血管活性药使用情况比较 2组肺复张期间低血压发生率、术中血管活性药总体使用率差异均无统计学意义（P＞0.05）。在PACU中，试验组低氧饱和事件的发生率低于对照组（P＜0.05），见表8。

2.8 2组患者术后7 d内POPC发生率比较 2组咳嗽并咳痰、低氧血症、肺炎、肺不张、胸腔积液等POPC发生率差异均无统计学意义（P＞0.05），无患者发生气胸、支气管痉挛、肺水肿和急性呼吸窘迫综合征，见表9。

3 讨论

肺复张是指将高气道压力转化为高的跨肺压使得塌陷肺泡重新打开，个体化PEEP的应用可避免低PEEP所致的肺不张或高PEEP所致的肺过度扩张，同时维持肺复张后的肺泡开放［6-7］。?stberg等［10］发现，在接受非腹部手术且肺部健康的患者中，7或9 cmH2O的PEEP足以减少肺不张，而无需应用肺复张。Mini等［9］发现，在接受开放腹部手术的成年患者中，仅单独应用由最低DP引导的个体化PEEP即可有效减少手术结束时的肺不张，还可避免联合应用肺复张时引起的肺过度扩张和血流动力学紊乱。然而，腹腔镜手术更易导致肺通气恶化，由于气腹和头低足高位叠加作用的影响，通气中心会向肺非重力依赖区转移，导致肺重力依赖区出现更多的通气不良区域，即使10 cmH2O的PEEP也不足以抵消腹内压升高期间出现的肺不张［11］。这提示对腹腔镜手术患者实施肺复张可能是必要的。本研究结果显示，T3时点，2组患者均出现了不同程度的肺不张，但试验组LUS更低，表明肺不张的程度更轻。研究表明，单次肺复张作用有限，单次肺复张后20～40 min内原有肺不张区域会重新出现［12］。本研究中试验组进行的定期肺复张可能持续维持了肺泡的开放状态，不至于在手术结束时肺泡塌陷过快，从而得以持续减少肺不张。本研究结果还显示，试验组在T4时点的LUS仍低于对照组，表明定期肺复张可减少肺不张的益处可以保持到进入PACU后45 min。Généreux等［13］研究则显示，与PEEP为0且不进行肺复张相比，在妇科肿瘤成年患者开腹手术中应用7 cmH2O的PEEP联合30 min一次的定期肺复张只减少了手术结束时的肺不张，但拔管15 min后这種优势并不存在，与本研究结论有差别，推测可能与本研究选择了较长时间的腹腔镜手术以及患者年龄较大有关。研究发现，气腹和Trendelenburg体位的应用会导致严重的肺通气损失，并且持续时间越长，肺通气损失越严重［14］。此外，高龄患者由于受到呼吸系统老化的影响，术后膈肌功能的抑制程度较年轻患者更严重，这可能也增加了术后肺不张的严重程度［15］。因此，笔者认为对腹腔镜手术老年患者应用最低DP引导的个体化PEEP时，气腹开始和结束后进行的2次肺复张可能不够，而额外应用30 min一次的定期肺复张可作为降低PACU中肺不张的有效补充手段。

Cdyn是常用的呼吸力學监测指标之一，其受到肺组织弹性和气道阻力双重影响，并且能够实时监测术中肺泡变化情况，塌陷肺泡越多，Cdyn越低，呼吸机相关肺损伤越严重［1］。本研究结果显示，2组在T2时点的Cdyn均低于T3时点，并且试验组在T2和T3时点的Cdyn更高，表明气腹和头低足高位的应用会减少术中含气肺泡数量，而定期肺复张可减轻这一不良效应。Jo等［16］发现，与不进行肺复张相比，在CO2气腹开始前后分别应用1次肺复张并未改善腹腔镜下结直肠癌根治术老年患者的术中氧合。而本研究中试验组在T2和T3时的OI较对照组更高，推测可能机制是定期肺复张减轻了肺不张的程度，更多肺泡持续地开放避免了肺泡复张与去复张形成的剪切力，延长了气体交换时间，使气体在气道和肺泡间分布的均一性增加，减少了肺内分流，从而增加了术中氧合功能［17］。Wei等［18］研究发现，无论PEEP应用与否，30 min一次的定期肺复张均可改善肥胖患者腹腔镜手术中及术后早期氧合功能，缩短拔管时间。然而在本研究中，2组在T4时点OI差异无统计学意义，可能是由于对照组在PACU中低氧饱和事件发生率更高，更多患者额外补充氧气所导致。

肺复张过程中还会发生气压伤、血流动力学紊乱和气胸等［17］。目前，肺复张的操作类型主要包括手控法、PEEP或小潮气量递增法等。PEEP递增法肺复张可通过逐步增加PEEP来避免气道压瞬时增加所导致的容积伤，并且对血流动力学影响小，更有利于改善肺顺应性［19］。本研究采用了PEEP递增法肺复张，考虑到受试者为老年患者，将最高压力限制在35 cmH2O，结果显示2组围手术期MAP和HR、肺复张期间低血压发生率、整个术中血管活性药物的使用率差异均无统计学意义，并且术中无患者发生气胸，表明定期应用PEEP递增法肺复张不会进一步损害血流动力学，有一定的安全性。另有研究显示，在一些针对接受腹腔镜手术的肥胖成人和小儿患者的研究中，即使高达40 cmH2O压力的肺复张也被认为是安全的［20-21］。在心脏手术患者中，通过肺复张完全打开塌陷的肺泡后，心输出量一般比肺复张前更好，其可能的机制是肺复张逆转了肺不张引起的缺氧性肺血管收缩，从而降低了肺血管阻力［22］。值得注意的是，30～40 cmH2O的压力可能不足以完全使肺泡复张，特别是在肥胖患者中可能需要40 cmH2O以上的压力［17］。一项Meta分析显示，定期肺复张的应用可降低腹部手术患者的POPC［23］。但在本研究中，2组术后7 d内的POPC发生率差异均无统计学意义，可能是因为本研究中个体化PEEP的应用削弱了定期肺复张在减少POPC方面的作用。此外，本研究的样本量是基于手术结束时的LUS计算的，这可能不足以检测POPC的差异。因此，定期肺复张能否减少POPC还需扩大样本量进一步研究。

综上所述，在接受腹腔镜下结直肠癌根治术的老年患者机械通气过程中，以DP引导的个体化PEEP联合定期肺复张能有效减少术后即刻和PACU中的肺不张、增加术中OI并改善Cdyn，减少PACU中低氧饱和事件的发生率，同时不会影响术中血流动力指标，但定期肺复张的应用并未降低POPC。然而，本研究并未排除肺复张的频率、最高压力和操作类型不同对结果的影响，有待后续深入分析。

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