围手术期个体化通气策略的研究进展

王竞谊,边琦蕃,陈晓庆,冯 越,张蓝天,陈 鹏

(吉林大学中日联谊医院 麻醉科,吉林 长春130033)

机械通气是围手术期保证患者获得有效通气的重要方式。若机械通气参数设置不当可导致呼吸机相关肺损伤,增加围术期肺部并发症的风险。一项大型多中心研究显示常规机械通气术后早期肺部并发症的概率为33%[1]。术后肺部并发症可以延长住院时间,增加早期死亡率,增加医疗负担。已有证据表明,肺保护性通气策略可有效减轻肺损伤,减少术后肺部并发症的发生[2]。由于个体差异性的存在,近年来关于肺保护性通气的研究趋于个体化。围术期个体化通气已成为近年来研究和讨论的热点。本文旨在对这些研究进行综述,以期为临床患者改善通气效果、器官保护和预防肺部并发症提供参考。

1 常规肺保护性通气策略

1.1 潮气量

全身麻醉机械通气期间,麻醉医师通常会给予一定的潮气量以保证患者获得充足的通气。相较于以往应用较高水平的潮气量,研究表明术中应用较低水平(6～8 ml/kg)的潮气量可以为患者带来更多益处[3-4]。SERPA等[5]的一项meta分析表明术后肺部并发症与术中潮气量升高呈剂量-反应关系。然而在一项包含1236例接受大手术的患者的研究中,相比常规通气,术中使用小潮气量通气的患者术后前7 d肺部并发症的发生并没有减少[6]。然而一项回顾性分析结果显示当术中驱动压力高于一定水平时(15～19 cmH2O),应用6～8 ml/kg的潮气量可能也是过度的[7],这表明了在肺保护性通气策略中,忽略其他要素而单独应用低潮气量存在局限性。

1.2 吸入氧浓度

目前推荐围术期使用较低的氧浓度进行通气。2019年国际专家小组共识建议插管后,在监测血氧饱和度≥94%时尽量使用≤40%的吸入氧浓度[8]。一项临床试验中发现相比于使用较高的吸入氧浓度,术中以40%的吸入氧浓度通气可降低胃肠手术老年患者术后肺不张的发生率并且不会影响其术后生存[9]。SARACOGLU等[10]应用氧储备指数(ORI)监测,在儿科患者吸入诱导过程中安全降低吸入氧分数使患者受益。因此,对于可能出现术后肺部并发症的高危患者,应考虑在插管后应用较低的吸入氧浓度通气。

1.3 肺复张

肺复张是指在一定范围内,应用高于常规水平的气道压力扩张肺部,使萎陷的肺泡扩张,可以促进健康肺充分膨胀,以减少肺不张的发生,改善全麻手术患者的氧合功能。尽管一些临床试验已经证实了肺复张的益处[11-12],证据表明肺复张策略可以对某些如肥胖、术后肺部并发症高危人群等带来益处,但仍缺乏证据来支持肺复张操作在全身麻醉患者中常规应用的效果评价,然而其有效性仍需进一步明确。在低血容量、合并肺气肿的患者中,应用肺复张可能会带来血流动力学不稳定或肺损伤的风险。因此应根据患者的自身情况来权衡风险和收益,以选择是否应用肺复张策略[13-15]。

1.4 呼气末正压

呼气末正压(positive end-expiratory pressure,PEEP)是在呼气末期给予一定的正压,在通气期间扩张肺泡,避免肺泡早期闭合,进而减少功能残气量的下降,以达到改善通气、减少肺不张的作用。COSTA等[2]在接受心脏手术的患者中应用13cmH2O的PEEP比8cmH2O的PEEP的患者术后肺部并发症的程度轻。近年来的一些证据表明,应用较高水平的PEEP可能会给患者带来改善呼吸力学、减少术中低氧血症的发生等益处,然而当PEEP水平过高时,也会导致肺的气压伤和血流动力学变化[16]。适度的PEEP有助于保持肺的开放,但过低或过高的PEEP可能导致潮气量与PEEP在两肺中的不均匀分配,降低肺顺应性,导致肺的不对称性损伤[17]。因此近年来关于PEEP的研究重点也已经从是否应用转向为如何进行合理的个体化应用。

2 个体化通气策略

目前研究已证实低潮气量在肺保护性通气应用中的积极意义,但PEEP与肺复张策略应用的有效性仍存在争议[18-19]。由于不同个体胸腔、肺部解剖结构、体型、肺顺应性、循环稳定性以及在全身麻醉期间如体位、术式等的影响,PEEP与肺复张策略应个体化进行。例如肥胖患者的脂肪组织会增加胸壁作用于肺的压力,导致呼吸系统顺应性降低,若联合头低足高的Trendelenburg体位和使用腹腔镜进行手术,会进一步导致腹内压升高,继而会加剧负面影响。THARP等[20]的研究证实了这一观点,并得出呼气末正压可能需要通过体质指数和手术条件个体化的结论。关于肺保护性通气的研究趋势也逐步向个体化发展,近年的研究都体现了个体化通气在围手术期应用中的重要性。根据国际专家小组的一项共识,肺保护性通气提倡初始时应用5cmH2O的PEEP,后给予个体化设置[8]。目前临床上常规指导个体化PEEP的方式主要是以驱动压、肺顺应性、压力-容量曲线指导,此类方法操作简单,但是单独应用不结合肺复张操作可能导致PEEP分布不均,在合并严重肺气肿、慢性阻塞性肺疾病、血流动力学不稳定的患者中需要权衡风险与收益。同时有诸如肺超声、电阻抗成像技术(EIT)等新兴方式的应用,此类方法安全有效,可以直观地反应肺组织内通气情况,然而需要操作者具有一定的相关技术能力,且由于目前尚未普及,还需要更多的研究以验证其有效性及实用性。

2.1 驱动压指导的个体化通气

驱动压可以看做是气道平台压与PEEP的差值(pPlat-PEEP),也可以看做潮气量与呼吸系统顺应性的比值(Vt/CRS)[21-22]。一项meta分析[21]结果显示驱动压是唯一一项与术后并发症增加直接相关的机械通气参数。研究表明驱动压是指导个体化通气的有效指标。PARK等[23]通过递增PEEP达到充分的肺复张策略,后通过PEEP递减法,在手术过程中选择以最低驱动压力对应的PEEP维持通气,证实了以驱动压指导的个体化通气策略可以改善呼吸力学和气体交换。XU等[24]研究发现通过驱动压滴定PEEP可以降低老年腹腔镜患者术后肺部并发症的发生,证明了驱动压对于指导个体化通气的有效性。

2.2 肺顺应性指导的个体化通气

肺顺应性指导的个体化通气分为递减法与递增法。FERNANDEZ-BUSTAMANTE等[25]对接受腹部手术的患者进行以肺顺应性指导的递减法个体化PEEP滴定,即递增PEEP进行肺复张后进行PEEP递减,并将PEEP设置在最大肺顺应性(Crs)对应的水平。其实验结果表明肺顺应性指导的个体化PEEP滴定操作简单,适合术中PEEP滴定。YOON等[26]、王珺等[27]应用PEEP递减法同样得到了个体化通气可以减少术后肺部并发症的结论。谢阳等[28]在俯卧位脊柱手术中应用了递增法对PEEP进行滴定,表明应用个体化PEEP能有效降低手术后肺部并发症的发生。现有证据表明肺顺应性指导的个体化通气可以为患者带来益处,但是从个体化滴定的结果来看,需要的PEEP水平偏高。这说明临床工作中应该考虑应用个体化PEEP或应用较常规水平高的PEEP。

2.3 跨肺压指导的个体化通气

气道压力不能可靠地反映肺所承受的实际压力负荷,因为在有血流通过时,气道压力是肺、胸壁运动所需的压力和克服阻力所需的压力的总和[29]。而跨肺压是不受胸壁和腹部影响而传递到肺部的压力,包括通过气道转运空气的压力(气道开口-肺泡压力)和克服肺组织弹性回缩的压力(肺泡-胸膜压力),通常计算为气道压力和胸膜压力之差,其可用来评估作用在肺上的实际压力。在全身麻醉机械通气期间,通常将带有球囊的食管导管经口或鼻插入到食道内,并连接压力传感器,通过测量食道压力来估计胸膜压力。已有研究结果表明相较于常规设置,利用跨肺压指导的PEEP滴定可以改善呼吸力学[25,30]。

驱动压和肺顺应性指导的呼气末正压滴定简单易行、经济适用,随着临床试验的不断发展,未来在对呼气末正压滴定方法标准化后,结合其他的肺保护性通气要素可广泛应用于临床,使不同类型的患者受益。经食道超声指导的呼气末正压设定,需要更高的操作要求,且由于经济因素等尚未普及于临床,获得更便携、易操作的设备以辅助肺保护性通气策略的实施是未来临床研究和应用的发展方向。

3 可视化技术指导的个体化通气

3.1 肺部超声

肺部超声是一种安全无创、无辐射的床旁影像学技术,目前被越来越多地应用于围手术期肺部通气的评估与肺部疾患的诊断。PARK等[31]通过肺超声对接受腹腔镜妇科手术的患者实施个体化肺复张,实验组在超声引导下进行肺复张操作,将最大气道压力限制在40 cmH2O,手动充气直到肺部超声下未发现塌陷区域。结果表明超声引导下的肺复张操作可以改善围手术期的肺通气。GAO等[14]发现在小于3个月的婴儿中应用超声引导的肺复张策略可以有效预防围手术期肺不张。近年来,通过肺部超声指导个体化PEEP也体现了其重要价值。在接受腹腔镜减重手术的肥胖患者中使用肺超声个体化设置PEEP可以改善氧合降低术后肺不张和缺氧的发生率,且不会引起血流动力学的不稳定[32]。目前的研究中可以看出,通过超声引导下的个体化PEEP可以直观的体现肺部扩张情况,避免通气分布不均或通气不足导致肺不张。然而应用超声引导的个体化PEEP,需要操作者具有一定的影像学知识储备,同时目前其在不同年龄段及术式中的应用效果尚不明确,还有待多中心、大样本实验的进一步的研究。

3.2 EIT指导的个体化通气

EIT是一种无创成像技术,可以在床旁应用,能在呼吸过程中实时监测与肺组织对应的电阻抗改变,并能提供需要观察的肺部区域图像。应用EIT可以监测肺通气和灌注的区域分布,并指导个体化PEEP。WANG等[13]应用EIT技术对行胃切除术的患者进行PEEP递增法滴定,当空气在肺内分布最均匀时对应的PEEP即被确定为最佳PEEP。应用EIT指导的个体化PEEP结合肺复张可以改善术中氧合和肺顺应性。PEREIRA等[33]将40例腹部手术患者随机分为EIT指导的个体化PEEP组和固定的4cmH2O的常规组,得出了以EIT指导的个体化PEEP可以降低驱动压改善氧合和呼吸系统顺应性且不影响血流动力学的结论。然而目前EIT技术并没有被广泛应用,其临床效果还需要进一步明确以进行推广。

4 小结

在全身麻醉机械通气期间,由于手术方式、体位、麻醉干预、患者自身等因素,适合于每个患者的最佳通气方式不同。传统的肺保护性通气策略容易造成肺的过度膨胀或充气不足。由于个体化差异的存在,近年来关于肺保护性通气策略的研究逐渐倾向于个体化,概括为应用较低的潮气量和吸入氧浓度的同时,在麻醉诱导后进行肺复张并选择合适条件下滴定个体化呼气末正压。已有大量证据表明其能提高肺顺应性,改善氧合,减少肺不张,减少术后肺部并发症的发生。肺保护通气策略也从单一要素的应用逐渐发展为多要素的结合。可视化技术在肺保护性通气中的应用,为肺保护通气策略的选择及其效果评价带来了进一步的发展。然而目前现有的每一种方法都存在一定的局限性,仍需要根据患者的生理特点及临床条件进行综合考量来选择。如今,关于肺保护性通气的个体化应用仍在探索阶段,仍需要大量的临床实验来验证其对不同类型患者各方面的影响。探索简单便捷、经济适用、安全高效的围术期肺保护性通气实施方法,仍是临床医师们需要努力的方向。