单肺通气预处理对胸腔镜下肺叶切除术围术期肺功能的影响

吴敏仙 汪建胜

随着高精度光学技术和高清晰度摄像系统的发展，电视胸腔镜下肺叶切除术在胸外科临床的应用越来越普及。研究[1]表明，电视胸腔镜下肺叶切除术相对于传统开胸手术，具有术后疼痛轻、并发症少、恢复快等明显优势。尤其是随着当今人口老龄化，老年肺癌患者增多，术后肺部并发症的发生率越来越高[2]。因此，如何改进胸腔镜下的肺隔离、单肺通气(OLV)技术，减少术后肺部并发症，越来越受到关注。本研究总结40例OLV预处理实施技巧，观察围术期患者各项肺功能指标，旨在为胸科手术麻醉提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2015年6月—2017年6月在上海市曙光医院宝山分院择期行胸腔镜下肺叶切除术的肺癌患者40例，其中男26例、女14例，年龄40～65岁，美国麻醉医师协会(ASA)分级Ⅱ或Ⅲ级。入选标准：① 既往无胸部手术史或胸膜炎病史；② 术前头部MRI、骨扫描、腹部超声等检查均未发现明显远处转移；④ 术前诊断为右肺肺癌；⑤ 无手术禁忌证。排除标准：① 术中改为开胸手术；② 合并心、肝、肾功能严重异常；③ 急诊患者；④ 有酗酒和吸毒史；⑤ 围术期发生严重不良事件者(如术中出血量>600 mL、严重感染等)；⑥ 肺叶开口位置异常，纤维支气管镜下无法准确对位。本研究经上海市曙光医院宝山分院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 麻醉方法 麻醉前30 min常规肌内注射阿托品0.5 mg。入手术室后先开放上肢静脉，接Datex-Ohmeda多功能监护仪持续监测心电图、心率、脉搏血氧饱和度(SpO2)、无创袖带血压、呼吸末二氧化碳分压(petCO2)。静脉注射咪达唑仑0.05 mg/kg、丙泊酚1.5 mg/kg、顺阿曲库铵0.2 mg/kg、芬太尼4 μg/kg行麻醉诱导，3 min后行左侧双腔支气管插管，接麻醉机行机械通气，然后行桡动脉穿刺(监测有创血压)和右颈内静脉穿刺。通过测量术前胸部X线片中气管横径，并结合患者身高选择插管型号：气管内径测量值为13～<15 mm时选择35Fr，15～<17 mm时选择37Fr，17～<19 mm时选择39Fr，≥19 mm时选择41Fr[3]。

1.3 手术和OLV方法 所有患者的术前评估、术后治疗均由胸外科同一团队按照诊疗规范实施，手术主刀均由同一名资深外科医师完成。所有患者的双腔支气管插管操作、纤维支气管镜定位和手控胀肺均由同一名资深麻醉科医师完成。双腔支气管插管后，先在平卧位采用纤维支气管镜定位，使双腔支气管插管的左管蓝色套囊恰好通过隆突，此时从双腔支气管插管的侧孔可见右上肺开口。切皮前3 min启动OLV。在麻醉期间均维持吸入氧体积分数(FiO2)为1。术中如SpO2降至90%以下或气道峰压上升超过30 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，即刻采用纤维支气管镜调整导管位置，并清理通气侧分泌物。如SpO2仍未改善，应暂停手术，恢复双肺通气，待SpO2上升到98%以上再重新启动OLV。

1.4 分组 按照随机数字表法将40例患者分为OLV预处理组和直接OLV组，每组20例。OLV预处理组患者在手术消毒铺巾时，钳夹双腔支气管插管左侧(通气侧)Y型接头，使左侧双腔支气管插管气管腔与大气相通；每次右侧OLV 2 min，恢复双肺通气2 min，总实施OLV预处理5次，待预处理结束后5 min正式启动OLV。直接OLV组患者不采用OLV预处理，直接在切皮前5 min正式启动OLV。在OLV预处理和正式OLV后，患者的潮气量均降至6 mL/kg，并根据动脉血气分析结果，调整呼吸频率为14～16次/min，维持petCO2为35～45 mmHg。关胸前充分吸引呼吸道分泌物，手控通气胀肺，恢复双肺通气，待患者自主呼吸恢复、神志清楚后拔出双腔支气管插管。

1.5 观察指标 分别于麻醉诱导前(T0)、OLV肺完全萎陷后15 min(T1)、拔管后30 min(T2)、术毕24 h(T3)各时间点，记录患者的平均动脉压(MAP)和心率，进行动脉血气分析，检测肺功能指标、肺泡灌洗液中炎性细胞因子(TNF-α、IL-8)水平。动脉血气分析：抽取桡动脉血1 mL进行血气分析，记录动脉血氧分压(paO2)等。肺功能指标[4]：①氧合指数(OI)，OI=paO2/FiO2；②肺泡气-动脉血氧分压差[p(A-a)O2]，p(A-a)O2=[(大气压-pH2O)×FiO2-pACO2/R]-paO2，其中大气压为101.3 kPa(760 mmHg)，pH2O为37 ℃时饱和水蒸气压力(6.3 kPa，即47.25 mmHg)，pACO2为肺泡二氧化碳分压(pACO2≈动脉血二氧化碳分压)，R为呼吸商(R=0.8)；③计算呼吸指数(RI)，RI=p(A-a)O2/paO2。肺泡灌洗液中炎性细胞因子检测：于各时间点采集通气肺的肺泡灌洗液2 mL，置于-70 ℃保存，采用ELlSA法测定TNF-α、IL-8水平，ELISA试剂盒购自美国R&D公司。记录手术时间、OLV时间、拔管时间(术毕至拔除气管导管的时间)，术中输入晶体液和胶体液量、尿量和出血量，术中需暂停手术恢复双肺通气的患者数，术后7 d内肺不张、肺炎的发生率。

2 结 果

2.1 一般资料比较 OLV预处理组男13例、女7例，平均年龄为(51.38±9.14)岁，平均BMI为(22.13±2.37) kg/m2。直接OLV组男13例、女7例，平均年龄为(52.16±9.42)岁，平均BMI为(22.21±2.86) kg/m2。OLV预处理组和直接OLV组的手术时间分别为(123.49±21.52)、(116.65±22.84) min，OLV时间分别为(102.31±18.53)、(98.46±19.36) min，拔管时间分别为(18.39±3.25)、(17.26±4.02) min，术中胶体液输入量分别为(586.43±83.25)、(578.37±79.46) mL，术中晶体液输入量分别为(928.79±58.47)、(913.92±61.35) mL，术中出血量分别为(213.34±43.18)、(201.45±45.72) mL，尿量分别为(301.72±49.52)、(317.23±51.28) mL。两组间患者的性别构成、年龄、BMI、手术时间、OLV时间、拔管时间、术中胶体液和晶体液输入量、术中出血量和尿量的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。

2.2 动脉血气分析和肺功能指标比较 两组间T0和T3时间点的paO2、p(A-a)O2、OI、RI和SpO2的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。与同组T0时间点比较，OLV预处理组T1和T2时间点的paO2、p(A-a)O2、OI、RI均显著降低(P值均<0.05)，T1和T2时间点的SpO2的差异无统计学意义(P值均>0.05)；直接OLV组T1和T2时间点的paO2、p(A-a)O2、RI、SpO2和T1时间点的OI均显著降低(P值均<0.05)，T2时间点的OI的差异无统计学意义(P0.05)。OLV预处理组T1和T2时间点的paO2、p(A-a)O2、OI、RI和SpO2均显著高于直接OLV组同时间点(P值均<0.05)。见表1。

组别时间点paO2(mmHg)p(A-a)O2(mmHg)OIRISpO2(%)OLV预处理T0242.14±42.37301.37±38.52391.26±79.381.41±0.5599.17±0.28T1165.71±30.44①②252.17±21.19①②231.92±38.16①②1.12±0.38①②99.03±0.34②T2204.26±28.71①②271.41±25.68①②329.72±48.02①②1.27±0.66①②99.13±0.57②T3238.36±48.55291.46±31.48381.27±65.251.38±0.5898.25±0.37直接OLVT0243.29±39.62296.05±34.14387.38±77.251.39±0.4399.32±0.23T1101.45±28.79①227.13±19.95①189.21±37.17①0.83±0.26①93.24±0.57①T2127.21±29.45①238.16±26.14①271.38±39.480.91±0.75①94.16±0.39①T3237.28±51.48287.09±34.15372.17±68.241.32±0.4697.83±0.41

与同组T0时间点比较：①P<0.05；与直接OLV组同时间点比较：②P<0.05

2.3 血流动力学指标比较 两组间T0至T3时间点的MAP和心率的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。两组T1时间点的MAP和心率的均显著高于同组T0时间点(P值均<0.05)。见表2。

组别时间点MAP(mmHg)心率(次/min)OLV预处理T077.39±9.3182.18±7.36T192.15±6.93①95.36±6.91①T278.19±8.5386.89±6.51T381.43±9.3283.39±7.23直接OLVT078.78±8.4781.07±7.18T191.03±6.47①94.73±6.45①T278.16±8.6283.58±6.32T380.35±9.1582.37±6.93

与同组T0时间点比较：①P<0.05

2.4 肺泡灌洗液中炎性细胞因子水平比较 两组间T0和T1时间点肺泡灌洗液中TNF-α、IL-8水平的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。与同组T0时间点比较，两组T2和T3时间点肺泡灌洗液中TNF-α、IL-8水平均显著升高(P值均<0.05)。OLV预处理组T2和T3时间点肺泡灌洗液中TNF-α、IL-8水平均显著低于直接OLV组同时间点(P值均<0.05)。见表3。

2.5 术后肺部并发症发生率 OLV预处理组术后7 d内肺炎和肺不张的发生率均为0，直接OLV组分别为25%(5/20)和20%(4/20)。OLV预处理组术后7 d内肺炎和肺不张的发生率均显著低于直接OLV组(P值均<0.05)。两组术后7 d内均无死亡病例。

组别时间点TNF-αIL-8OLV预处理T025.18±7.1814.32±4.23T126.13±8.3715.18±5.31T231.09±6.83①②21.72±5.69①②T337.28±6.61①②28.43±6.14①②直接OLVT025.27±6.9314.49±5.11T127.81±7.5215.25±5.69T242.38±7.39①30.48±5.77①T350.68±7.03①41.23±6.74①

与同组T0时间点比较：①P<0.05；与直接OLV组同时间点比较：②P<0.05

3 讨 论

肺隔离、OVL是微创胸腔镜手术麻醉时确保手术顺利进行和患者安全必不可少的关键技术[5]。然而，由于OVL可导致双肺发生通气-灌注比例失调，加上麻醉药物等因素对缺氧性肺血管收缩(HPV)的抑制，常可导致患者出现低氧血症[6]。此外，由于肺缺氧、缺血再灌注，可导致肺组织出现一系列炎性反应和氧化应激，以及手术牵拉挤压肺组织、机械通气肺损伤等因素，容易对患者围术期肺功能造成损害，进而诱发术后急性肺损伤，不利于患者的术后恢复[7]。有研究[8]回顾性分析329例电视胸腔镜手术患者的资料，结果发现术后出现肺部并发症的比例可高达21.88%。因此，如何防治OLV期间的低氧血症，减少围术期肺损伤，是提高胸科手术麻醉管理的关键问题。

长期以来，针对OVL相关低氧血症和OVL相关肺损伤等问题，有学者先后提出了一些改善措施[9]，比如增加吸入氧体积分数、及时抽吸通气侧肺部分泌物、对非通气肺采用呼气末通气(PEEP)或压力控制通气、低流量吹氧等麻醉管理方法，虽然这些措施在改善低氧血症方面有一些效果，但此类措施是否对术后肺部并发症和肺组织炎性反应产生影响，目前的研究仍较少。有趣的是，本研究团队在胸外科手术麻醉临床实践中，经常发现一些术前肺功能正常的患者也会发生始料未及的持续性低氧血症，而对于此类患者如果在术前采取OVL预处理，则可减少低氧血症的发生。基于以上启发，本研究探讨了OVL预处理是否具有肺保护的作用。本研究发现，采用OVL预处理后，患者在胸腔镜术中低氧血症的发生率明显降低，围术期肺功能指标明显改善，术后肺部并发症也明显减少。这些结果提示，OVL预处理确实有助于改善胸腔镜手术患者围术期的肺功能，减少围术期低氧血症的发生。

此外，本研究还比较了两组通气肺肺泡灌洗液中炎性细胞因子水平，结果发现，单肺通气预处理可明显降低围术期肺组织炎性反应。可能的原因如下：单肺通气时，通气肺出现通气/血流比值失衡，肺内血流减少，以致肺组织缺氧；加之单肺通气时HPV的发生，因此在恢复双肺通气时，必然会发生肺缺血再灌注损伤[10]；而单肺通气预处理与缺血再灌注的缺血预处理类似，即通过连续短暂的缺血再灌注，可提高组织器官对随后较长时间缺血的耐受性，从而减少低氧血症的发生和减轻肺组织的炎性反应[11]。由于考虑到非通气肺通常为手术侧肺，在采集非通气肺肺泡灌洗液的过程中必然会受到手术的影响，即灌洗液中可能会混入血液或受损的肺组织，因此本研究未收集非通气肺的肺泡灌洗液。

综上所述，采用OVL预处理技术可减少胸腔镜肺叶切除术中低氧血症的发生，有助于改善围术期肺功能。然而，对于OVL预处理的具体实施方案，比如应用的时间和频率，仍有待于今后进一步研究探讨。