胸外科手术患者急性肺损伤的发生及预防进展

李受南

[摘要] 胸外科手术患者急性肺损伤的发生受到多种因素的影响，笔者就胸外科发生急性肺损伤的原因及机械通气、输血相关性肺损伤等危险因素做一综述，以期为急性肺损伤的预防及治疗提供可参考依据。

[关键词] 肺损伤；胸外科；手术；预防

[中图分类号] R563.8 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2014）33-0152-03

[Abstract] Thoracic surgery patients with acute lung injury occurs is affected by many factors， the author of thoracic surgery causes and occurrence of mechanical ventilation in acute lung injury， risk factors such as transfusion-related acute lung injury do a review for a period of acute lung injury prevention and treatment provide reference.

[Key words] Lung injury； Thoracic surgery； Operatation； Prevention

急性肺损伤（acute lung injury，ALI）是指心源性以外的各种致病因素导致的急性、进行性、缺氧性呼吸衰竭[1]，重症ALI称为急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS），胸外科手术患者的手术安全性及术后的恢复情况均会受到ALI的影响，ALI死亡率较高，严重影响其生活质量，并对危重患者的生活造成严重威胁[2]。而手术创伤是一个重要的诱因，近年来，随着医学的不断进步及胸外科的不断发展，各种重大复杂的胸科手术越来越多[3]，在住院手术死亡患者中胸外科的肺切除术患者所占比例居于中等水平，预计肺叶切除术死亡率及全肺切除术死亡率分别在2%、6%以下，虽然随着我国逐渐步入老龄化社会，胸外科就诊患者中老年人比例逐年升高，大部分患者均伴发基础性疾病，但平均住院时间却呈现减少趋势，而并发症发生几率也明显降低。目前，肺部感染、败血症及ALI等肺的并发症已经取代了心脏意外成为目前胸外科手术的主要死亡原因。笔者对机械通气、输血相关性肺损伤等ALI的危险因素做一综述，并对预防措施做一初步探讨，现报道如下。

1胸外科发生急性肺损伤的原因

ALI的病理生理改变与ARDS性质相同，ARDS被定义为严重的ALI或者其最终严重阶段[3]。以下为胸外科手术患者发生ALI的原因：①手术损伤。胸腔手术的大小、手术的复杂程度及是否有淋巴管损伤等并发症与ALI/ARDS的发生率有密切关系，肺损伤的原因包括手术过程中部分机械性操作，如牵拉、挤压肺组织等，都与肺挫伤类似[4]。有研究发现，发生ALI的几率随着肺组织切除比例的升高而升高，全肺切除发生ALI的可能性更大。②麻醉药物的影响。ALI的发生会受到胸外科手术中麻醉及镇痛等药物使用的影响，但目前具体机制尚不明确，有研究发现，ALI患者的病情会随着麻醉药物的使用而加重，部分药物对ALI也具有保护作用，如静脉麻醉药物、局麻药物等。③单肺通气。单肺通气在肺切除手术中经常应用，单肺通气可能会导致肺泡通气血流比例失调、气压伤、充气过度等促进肺组织不同程度的损伤，导致ALI发生或者是使ALI病情加重[5]。④缺血再灌注损伤。肺是机体由支气管动脉和肺动脉双重血供的唯一器官，且氧供可从肺泡中独立获得，因此，以前的研究中认为肺组织的耐缺血能力非常强。但是近年来研究发现，肺组织的血气屏障系统非常脆弱，对缺血-再灌注损伤敏感性较强。体外循环、肺移植、休克及其心肺复苏等多种临床情况均可导致肺缺血再灌注损伤，对患者的远期生存率有严重影响。与全肺血供比较，支气管动脉在正常生理情况下对肺的血液供应比例约为1%～3%，由于为患者实施肺手术时进行了单肺通气，或者是将肺动脉或肺循环阻断，支气管动脉成为唯一的为手术侧肺组织提供血供的动脉，导致肺组织缺血、缺氧，因此开放胸部手术中阻断的肺循环发生缺血-再灌注损伤的几率非常大[6]。⑤输血。输血相关性急性肺损伤（transfusing-related acute lung injury，TRALI）是与输血相关的一种严重的不良反应，死亡率约为6%～12%，是一种常见的输血反应致死的原因，仅次于ABO血型不合和肝炎[7，8]，是指在输血过程中或输血后不超出6 h内以急性非心源性肺水肿和低氧血症为主要表现的临床综合征，以呼吸困难、寒颤、发热、低血压等症状为主要临床表现[9]。与其他原因导致的ARDS相比较，输血相关性急性肺损伤的病理、生理等具有相似性。其中输入全血为TRALI发生的最常见的原因。⑥液体超载。多项研究证实，PPE及ALI的发生原因多为胸科手术中过多输液导致。但也有学者认为ALI的原发因素并非液体超载，但是肺泡通透性在ALI发生过程中增高，如果将液体的摄入量在此时增加会使病情加重，相应增加患者的患病时间。

2机械通气的影响

机械通气是治疗呼吸衰竭、挽救患者生命的一项重要方法，如果对患者脱离呼吸机的时机不能准确把握则容易导致通气机所致肺损伤、循环抑制等多种严重并发症[10]。丛闻超[11]收集30例ALI/ARDS患者给予机械通气治疗，临床治疗总有效率为83.5%，使肺泡水肿的形成显著减轻，延缓了肺泡水肿的进一步恶化，提高了肺的有效动态顺应性，使肺水肿有效改善，结果提示目前机械通气仍然是ALI/ARDS的主要治疗手段，使机体的氧输送得到了保证。傅万海等[12]将24只健康新生猪制备急性肺损伤模型后，分成四组，分别观察采用不通气、常频机械通气、高频振荡通气及部分液体通气对急性肺损伤新生猪肺泡Ⅱ型上皮细胞的影响，对四组新生猪肺组织ACEⅡ数量、荧光面积、荧光密度进行比较。结果表明，采用部分液体通气的新生猪ACEⅡ计数明显高于其他两种机械通气方式，采用部分液体通气、高频振荡通气的新生猪ACEⅡ荧光密度高于采用常频机械通气者。研究结果表明，各种机械方式对ACEⅡ均有不同的影响，其中对ACEⅡ损伤最严重的机械通气方式为常频机械通气，而损伤最轻的为部分液体通气方式。endprint

2.1传统潮气量通气及小潮气量通气比较

传统潮气量通气为（5～12）mL/kg PBW，可使正常肺组织出现不以炎症为主的实质性损伤[13]。低潮气量通气是与传统潮气量通气相对而言，潮气量为（6～8）mL/kg PBW，研究发现低潮气量机械通气可使高潮气量通气导致的肺损伤得到有效避免。李爽等[14]收集急性呼吸衰竭患儿80例并根据不同的潮气量分为传统潮气量通气组和小潮气量通气组，观察两组患儿的治疗效果，认为机械通气过程中患儿肺部病变情况可以通过肺动态顺应性（Cdyn）、气道阻力（Rrs）、呼吸功（Wobv）、气道闭合压（P0.1）等呼吸力学指标帮助判断，以便于对呼吸机参数进行及时调整，对撤机的时机进行判断，小潮气量通气与传统潮气量通气比较在使急性低氧性呼吸衰竭（acute hypoxic respiratory failure，AHRF）患儿病死率降低方面无显著优越性，但小潮气量通气在气压伤方面与传统潮气量通气比较优越性明显，安全性更高。

2.2呼吸机相关性肺损伤，气道压力和通气模式

呼吸机所致肺损伤是指机械通气诱发或引起的急性肺损伤，会加重患者原有的肺部病情[15]。研究表明，机械应力的强度和时间决定了致伤性通气造成的肺损伤严重程度。基础研究中多采用大潮气量、高气道压力的致伤模式制备呼吸机所致肺损伤动物模型[16]。张群英等[17]探讨家兔呼吸机肺损伤模型的复制方法，分析VT10mL/kg、T20mL/kg、VT40mL/kg对54只家兔的影响，分别将其作为常规潮气量组、中潮气量组及大潮气量组，并根据不同的通气时间将各组家兔二次分组，结果表明常规潮气量组的PaO2/FiO2在各时间点无明显变化，肉眼及光镜下观察肺组织无明显变化，而中潮气量组及大潮气量组则随着通气时间的延长，PaO2/FiO2不断下降，随着通气时间的延长，中潮气量组有一定程度的肺损伤出现，大潮气量组肺损伤则越来越严重，因此认为复制呼吸机所致肺损伤家兔模型的最理想的条件为VT40mL/kg通气4 h。安莉等[18]也得出相同的结论。

2.3允许性高碳酸血症、呼气末正压

将肺损伤减低到最低限度为肺保护性通气的目标，目前主要通过避免肺过度扩张及其相关的压力升高。急性肺损伤有较高的发病率及病死率，其存活率在实施机械通气后显著升高；但由于传统的通气强调将血气维持在正常范围，因此，当大潮气量机械通气时，会造成肺损伤[19]。近年来，为减少常规人工通气的弊病，临床主张小潮气量的方法，但二氧化碳在机体通气不足的状态下会发生潴留，形成高碳酸血症，在不会对患者生命活动造成影响的程度内被称之为允许性高碳酸血症，在一定范围内允许性高碳酸血症不会对人体形成较大影响[20]。但在肺动脉高压、心律失常及高颅压的患者中要避免发生高碳酸血症。小潮气量通气必须通过使通气频率增加来维持分钟通气量，这在一定程度上增加了肺泡反复萎陷-扩张次数，使呼吸机相关性肺损伤的发生几率明显增加，呼气末正压对肺泡扩张起到了维持作用，使萎陷性损伤明显减少。刘敏肖等[21]分别采用单肺通气、单肺通气与4 cmH2O的呼气末正压通气、单肺通气与8 cmH2O的呼气末正压通气，结果表明，在不同的时间点单肺通气模式下各种呼气末正压通气的MAP、HR、SpO2比较差异均无统计学意义（P>0.05），B、C两组炎性因子水平均低于A组，差异有统计学意义（P<0.05），但B、C组炎性因子水平相近，差异无统计学意义（P>0.05），因此，结果提示单肺通气模式下不同水平呼气末正压对肺损伤的程度不同，而对肺损伤最小的为单肺通气与4 cmH2O的呼气末正压通气。刘洋等[22]认为低潮气量单肺通气复合呼气末正压通气可使患者的单肺通气氧合得到显著改善，气道压明显下降、炎症反应减少，降低免疫抑制引起的肺损伤发生几率。

2.4肺不张和肺泡扩张

对重症监护室的患者来讲，肺不张是一项较为常见的并发症，临床上以低氧血症为主要表现，应以紧急建立人工气道，使肺不张原因得到解除的同时给予机械通气行呼吸辅助，以使氧合得到显著改善的方法对存在有严重低氧血症的肺不张患者进行治疗[23]。孙玉娥等[24]对择期全麻下行腹腔镜胆囊手术的32例肥胖患者进行分析，在麻醉诱导期开始便加用呼气末正压通气，肺不张发生率明显低于术中加用呼气末正压通气的患者（P<0.05）。认为麻醉诱导早期开始使用PEEP可以明显降低肥胖患者腹腔镜胆囊切除术后肺不张的发生率。也有报道表明，单肺通气前给予5 mL/kg的潮气量并且单肺通气期间给予呼气末正压通气（5 cmH2O）的患者与高潮气量的患者比较其肺内气体分布更均匀。上述结果提示，在单肺通气前使潮气量减小具有非常重要的临床意义，此外，在单肺通气期间复合呼气末正压通气可使肺泡的机械应力降低，该作用是通过使肺泡的萎陷显著减少来实现的[25]。

3输血相关性肺损伤

目前输血相关性急性肺损伤的发病机制还不明确，抗原-抗体反应学说及生物活性物质的“二次打击”学说得到大家的认同。抗原-抗体反应学说的首次提出者为Popovsky[26]，临床TRALI患者中约有65%～90%的供体者白细胞抗体阳性，其中HLA-Ⅰ、HLA-Ⅱ、中性粒细胞抗体为主要的抗体。抗原-抗体反应学说主要是供者血液中的白细胞抗体导致抗原-抗体反应使肺中的补体被激活，导致肺部有效应细胞-中性粒细胞（PMN）流入，激活PMNs并使细胞毒成分被释放，内皮受损，增加了毛细血管通透性，导致肺组织损伤[27]。

虽然抗原-抗体学说在基础研究中得到了证实，但是TRALI患者中约有15%或超过15%的体内无抗体，且在抗体阳性患者中只有一小部分发生TRALI；其次，并不是所有供体中抗体和受体中抗原结合的患者均发生TRALI，发生者只占一小部分；再次，TRALI患者中不一定具有供体的同源性抗原。“二次打击”学说中严重感染、脓毒症、创伤、手术等第一次打击激活内皮细胞，使细胞因子和粘连素得到释放，中性粒细胞受到细胞因子的吸引而在内皮组织黏附，第二次打击氧自由基和蛋白酶由中性粒细胞释放后导致内皮细胞损伤后发生TRALI[28]。张亮达等[29]收集1例由于外伤致左小腿出血伴活动受限12 h入院的患者，行左胫腓骨开放性骨折切开复位内固定术治疗，并于术程后半段输注红细胞悬液、新鲜冰冻血浆，送入监护室约15 min后出现TRALI症状，该患者发病情况符合“二次打击”学说，具有第一次打击：大创伤及近期手术，第二次打击：术后输注含白细胞抗体、细胞因子的血制品等。因此，血库应采用洗涤红细胞及去白红细胞等预防措施以预防TRALI的发生。endprint

4结语

综上所述，ALI对患者的生活质量造成严重影响，治疗应将保护性通气作为肺通气目标，以使肺损伤几率降低。其中低潮气量通气、常规的PEEP、低FIO2等均属于保护性肺通气的内容。此外，尽可能不使用血液制品为ALI及ARDS预防的另一项主要内容，有利于围手术期ALI发生几率降低。总之，多种因素对胸外科手术患者急性肺损伤的发生发展过程有重要影响，这些因素之间构成的网络体系错综复杂，应深入研究ALI的发病机制，以达到预防ALI发生的目的，此外，有利于临床制定ALI治疗方案，提高疾病的治疗效果。

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（收稿日期：2014-08-12）endprint