术后肺部并发症围手术期风险因素及防治策略

魏 娟，邓惠民，吕 欣

(1.同济大学医学院，上海 200092；2.同济大学附属上海市肺科医院麻醉科，上海 200433)

术后肺部并发症(postoperative pulmonary com-plications, PPCs)是影响外科患者围手术期康复和预后的重要因素，然而目前尚没有较统一而又明确的PPCs定义。2015年欧洲麻醉学会根据欧洲围手术期临床结果(European Perioperative Clinical Out-come, EPCO)定义，发表了围手术期医学临床疗效研究的定义和结果测量标准，其中定义PPCs作为不同并发症的复合结果，包括呼吸道感染、呼吸衰竭、胸腔积液、肺不张、气胸、支气管痉挛、吸入性肺炎；将肺炎、急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)、肺栓塞作为个体术后不良事件[1]。据统计全球每年有超过3亿外科手术[2]，鉴于不同研究报道采用的定义和标准不同，以及手术类型的不同，统计报道的PPCs发生率差别较大，约在5%～33%，PPCs延长住院时间、增加医疗费用，发生PPCs的外科患者术后30 d死亡率高达20%，90 d死亡率约24%[2-3]。

PPCs的发生可能源于患者自身、手术、麻醉相关等因素。机械通气本身作为全身麻醉中不可避免的辅助手段，亦会引起通气性肺损伤，从而介导肺炎、肺不张、肺功能恶化甚至呼吸衰竭。围手术期其他因素也会导致肺损伤，如麻醉药和镇痛药促进炎症介质和支气管收缩介质释放、气道纤毛功能改变、表面活性物质生成受损等。此外，全身麻醉和术后疼痛可通过降低吸气肌张力和减少功能残气量，影响气体交换促进肺不张的发生。最近研究强调了呼气末肺容量的减少不仅与肺不张有关，而且与气道闭合有关，当呼气末肺容量低于气道闭合容量时，外周气道塌陷并可能促进肺泡、毛细血管等损伤[4]。

麻醉医师和外科医师都应该意识到发生PPCs的风险并采取有效预防措施以降低发病率、死亡率，改善预后以及降低医疗费用。然而，目前对于PPCs的发生机制尚未完全阐明、诊断标准存在差异、风险评估方法无统一标准、预防诊疗措施尚存争议。因此，本文主要目的是对患者围手术期易发生PPCs的危险因素以及防治策略的研究现状等进行概述，让临床医生更好地了解术后肺部并发症的防治措施。

1 PPCs的危险因素

外科术后发生PPCs严重影响患者的预后，因此临床上对高危患者早期识别、提前采取预防应对措施、优化护理等就显得格外重要。很多学者建立了多种预测模型来对PPCs进行预测[2,5-7]，但大多数预测模型的建立是基于回顾性的数据分析,且多是针对某单一并发症进行预测。如果风险评分能够清晰估计围手术期并发症的发生概率，那么风险评分是非常有用的，利用这些信息可以对风险进行分层，并提前计划适当的围手术期管理措施以及指导治疗干预方案。Mazo等[8]率先通过前瞻性外部验证的PPCs风险预测评分提出7项与PPCs相关的独立危险因素：年龄、术前低脉氧饱和度、术前1个月内呼吸道感染、贫血(Hb<100 g/L)、手术部位、手术时间、急诊手术。但由于各研究之间缺乏一致性且统计评分具有复杂性，PPCs预测模型在常规临床应用中难以施行。2017年BJA期刊发表了术后肺部并发症综述[9]，详细描述了发生PPCs的风险因素，主要包括与患者相关、外科手术相关以及相关实验室检测指标等危险因素，危险因素可分为不可变因素与可变因素，见表1。在临床实践中临床医师应根据患者实际情况综合评估，制定个体化治疗方案。

表1 术后肺部并发症危险因素

术前评估旨在识别PPCs的风险，总体风险可以通过结合现有临床数据初步预测，通过调整可控因素，优化术前的健康培训宣教，并提前计划合适的围手术期干预措施等，最大限度降低患者发生PPCs的风险。

2 PPCs的防治策略

在确定PPCs的高危患者后，临床医生包括麻醉医生应采取措施将风险降到最低并预防并发症。其中某些因素在术前是不可改变的，而有些因素则可以在围手术期通过优化措施最大限度地降低风险系数。

2.1 术前评估与预防措施

重视术前评估。全面的病史和体格检查是术前评估和危险分层的最重要因素。包括对导致PPCs发生发展的所有风险因素的评估，例如对一般和总体健康状况的评估，以及对肺部症状包括咳嗽、不明原因的呼吸困难、运动耐受性和既往肺部疾病的关注史。

2.1.1 术前戒烟 吸烟是发生PPCs的独立危险因素，长期吸烟会损伤气道黏膜纤毛结构，降低黏液清除能力，相较于不吸烟患者更易造成呼吸道阻塞，因此也更易出现肺部感染，在非心脏手术患者中，吸烟与术后30 d死亡率增加40%以及主要发生率增加30%～100%有关，其中就包括术后肺炎、计划外插管[10]。为了降低PPCs发生率，建议术前戒烟至少4周以上[11]，戒烟时间越长术后发生肺部并发症的风险越低[12]。

2.1.2 术前锻炼 随着加速康复外科(enhanced recovery after surgery，ERAS)理念逐步在多学科中施行运用，减少围手术期应激反应及术后并发症成为了临床医生共同追求的目标。术前心肺功能评估是对外科手术患者最重要的一项评估，临床医生尤应重视伴有提示哮喘、慢性阻塞性肺病、阻塞性睡眠呼吸暂停、右心衰竭(提示肺心病)、肺动脉高压、神经功能障碍、神经肌肉无力和脊柱畸形等患者，此类患者心肺功能水平多降低，术后发生PPCs的风险亦增高。因此对于这些患者以及接受大手术(尤其是上腹部大手术与胸外科手术)的患者术前进行吸气肌训练，练习有效咳嗽，可以提高吸气肌的力量和耐力[13-14]。虽然有研究表明术前运动锻炼可能降低术后PPCs风险，但是证据质量较低[15]。

2.1.3 优化术前营养状况 血浆白蛋白水平是机体营养状况的重要指标，低白蛋白是围手术期30 d内并发症的重要预测因素，术前血浆白蛋白低于35 g/L的患者术后呼吸衰竭发生率显著增加[16]，术前贫血(Hb<100 g/L)患者术后发生PPCs的风险增加3倍[2]。建议术前尤其是准备接受大手术的患者，通过加强营养支持等措施，维持白蛋白>35 g/L、Hb>100 g/L。

2.1.4 术前肺部合并症 合并COPD患者，术后并发症和死亡风险均增加，术前应控制感染，保持呼吸道畅通，术前准备包括非药物治疗(戒烟、加强营养支持、康复训练)、肺部药物治疗(支气管扩张药、祛痰药、糖皮质激素、抗生素等)进行肺功能优化[17]。COPD急性发作或术前2周存在上呼吸道感染者应尽可能推迟择期手术。

哮喘患者气道处于高反应状态，哮喘控制不佳的患者术后发生支气管痉挛、低氧血症、高碳酸血症、咳痰不易、肺不张和肺部感染的风险均增加。哮喘患者FEV1降低或FVC<70%预计值、以及FEV1/FVC<65%,被认为是发生呼吸道阻塞的危险因素[18]。非急诊患者术前应至少1周对患者进行呼吸道评估,有症状者若时间允许应采取正规治疗，术前确定合适的个体化方案，即使紧急手术，术前强化支气管舒张剂治疗或激素治疗，患者亦可获益。

OSA患者多数是肥胖患者且常伴有多种合并症，缺氧耐受性差，发生围手术期并发症包括术后肺部并发症的风险较高，严重的OSA患者择期手术前可以行持续气道正压(continuos positive airway pressure，CPAP)治疗[19]。

2.1.5 充血性心力衰竭 CHF患者可以通过用药以最大限度地减轻症状与改善心功能，药物使用可以参考2016年欧洲心脏病学会发布的充血性心力衰竭治疗指南[20]。

2.2 术中防治措施

2.2.1 静脉补液 静脉补液是围手术期麻醉管理的重要部分，在过去20年内，随着外科技术的转变与进步以及ERAS理念的普及，围手术期液体管理也成了目前围手术期医学中最常讨论的问题之一。越来越多临床医生提倡围手术期采用目标导向液体治疗(goal-directed fluid therapy，GDFT)。Corcoran等[21]的一项Meta分析结果表明，与自由补液相比，限制性补液患者术后发生肺水肿与肺炎的比例均明显降低。最近的指南[22]亦推荐围手术期采用GDFT，尤其适用于高危患者和手术后血管内液体损失大的患者，术中较常采用的指标是每搏变异度(stroke volume variation，SVV)，维持SVV<13%指导补液。但是术中采用动态变量指导补液，麻醉医生既要熟悉机械通气时心肺相互作用的基本原理和这些变量的生理意义，也要辨别动态监测的准确性以及存在的混杂因素。

2.2.2 肺保护性通气策略 机械通气可导致呼吸机相关肺损伤，机制包括气压伤、容积伤、肺不张性损伤、氧性伤和生物伤[23]。肺保护性通气策略的目的是尽量减少呼吸机引起的病理生理学改变，在整个围手术期推荐采用肺保护性通气策略。众多研究试图通过评估潮气量(tidal volume，VT)、呼气末正压(positive end expiratory pressure，PEEP)和肺复张等来确定最佳的通气策略，然而研究结论尚有争议，以下是目前比较推荐的术中肺保护性通气策略。

(1)潮气量(VT)：设置VT为6～8 mL/kg(预计体质量)。VT是根据患者预计体质量(predicted body weight，PBW)而不是实际体质量设置。预计体质量男性=50+0.91×[身高(cm)-152.4]；女性=45.5+0.91×[身高(cm)-152.4]。在临床应用中，应该要注意小潮气量通气过程中可能会引起低氧血症，此时可能需要更高的吸入氧浓度。

(2)PEEP。最佳的PEEP应达到使肺顺应性最好，萎陷的肺泡膨胀，氧分压最高，肺内分流降至最低及氧输送最多，而对心排血量影响最小，但术中最佳PEEP水平仍存争议。目前推荐术中采用个体化PEEP设定，以达到最佳肺顺应性或最低驱动压[24]，同时有助于减少因过高PEEP引起的肺损伤，可以通过驱动压或电阻抗成像技术滴定最佳PEEP[25-26]。临床上实施保护性通气建议在初始阶段设置VT≤6～8 mL/kg，PEEP=5 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)，随后进行个体化调整，适当的氧合目标维持在氧饱和度SpO2>92%，平台压≤30 cmH2O。只有在低氧血症无法通过调整吸入氧浓度改善时才设置高PEEP，但同时要注意高PEEP可能引起血流动力学不稳定如低血压。

(3)降低吸入氧浓度(fraction of inspired oxygen，FiO2)。提高FiO2可预防或纠正低氧血症，尤其是在术中机械通气采用小潮气量和低PEEP或无PEEP情况下。但高FiO2可引起高氧性血管收缩，对心肌缺血患者尤其危险[27]。高氧可导致吸收性肺不张[28]，最新研究表明与较高FiO2(80%)相比，腹部手术患者术中采用低FiO2(30%)可降低严重术后肺部并发症的发生率[29]，此外术中高FiO2(>61%)还与患者术后气管再插管风险增加相关[30]。然而，术中高氧血症与临床相关结局的关系仍不明确。为此，目前专家学者认为机械通气期间最谨慎的策略是维持正常的血氧水平，一旦成功建立气道，应避免不必要的高FiO2，尽可能吸入最低浓度氧气(21%≤FiO2≤40%)来维持SpO2>94%。

(4)机械通气模式。术中机械通气模式一般为压力控制通气(pressure controlled ventilation，PCV)和容量控制通气(volume controlled ventilation，VCV)。采用VCV模式时可获得较低的平台压、较高的潮气量并减少死腔量通气，而PCV可降低吸气峰压并改善动脉血气。由于比较VCV和PCV的研究结果不一及研究方式的异质性，专家组针对通气模式不予以推荐意见。

(5)驱动压(driving pressure，ΔP)。驱动压定义为平台压和PEEP的差值，ΔP升高与PPCs密切相关，但目前驱动压的安全限值尚未确定。ΔP可用来指导滴定最佳PEEP[26]，ARDS患者建议控制ΔP<15～20 cmH2O。Neto等[31]的一项Meta分析结果认为外科手术患者少有ΔP超过20 cmH2O，如果驱动压达到极限值，麻醉医生应该首先寻找压力升高原因，常见的原因可能是气管导管插入过深、肺不张或过度膨胀，亦可能是潮气量过大。近期研究表明腹部手术中个体化设置PEEP可以降低驱动压，增加肺静态顺应性[24]。腹部手术无论是开放或腔镜术式，ΔP升高都增加PPCs风险[32]。

(6)肺复张策略(alveolar recruitment manoeuvre，ARM)。可以减小死腔、提高通气效率、改善肺顺应性和氧合。在麻醉诱导后和术中任一时间，均可实施ARM，但低血容量、严重肺气肿或慢性阻塞性肺疾病患者实施肺复张策略期间可能发生低血压。此外，目前尚缺乏高质量临床证据支持气管插管后手术患者常规实施肺复张策略。因此临床实践中应谨慎考虑肺复张的风险与获益，麻醉医生可以根据个体情况权衡利弊实施ARM，当患者SpO2持续低于94%时，应当实施肺复张。常用的肺复张方法包括手法肺复张、呼吸机驱动肺复张。手法肺复张限制压力40 cmH2O，手捏呼吸球囊，在3～5 s内将气道压升至30 cmH2O，持续30 s，缺点是有气压伤风险或未达到小气道开放压力，因此推荐选择呼吸机驱动的肺复张策略。呼吸机驱动的肺复张分为3种：肺活量、压力控制、容量控制复张，这需要呼吸机能够提供CPAP或使吸气保持7～8 s。对肺部健康的患者，持续7～8 s的吸气时间是恰当的，但应根据患者个体特征(BMI增加、头低脚高位及腹腔镜手术)决定是否增加吸气时间和吸气峰压。专家组推荐在肺复张期间应予以可允许的最低氧浓度，给予最低有效水平的吸气峰压和最低次数的吸气频率[33]。

2.3 术后防治措施

2.3.1 术后镇痛 术后的急性疼痛可使患者出现浅快呼吸，无法用力咳嗽咳痰，从而导致低氧血症、高碳酸血症、肺炎、肺不张等。有效的术后镇痛对患者术后恢复至关重要，尤其是PPCs高风险患者[34-35]。长期以来阿片类药物是术后镇痛的主要手段，但副作用明显，如恶心呕吐、尿潴留、呼吸抑制等。硬膜外镇痛可提供良好的镇痛，从而改善患者的自主呼吸功能。胸段硬膜外麻醉的节段性阻断可部分改善疼痛状况，亦可阻断膈神经的反射抑制，从而改善膈肌运动，促使潮气量和用力肺活量增加。区域阻滞技术代表椎旁阻滞与硬膜外阻滞有类似的效果，且并发症更少。筋膜平面阻滞如腹横筋膜阻滞、前锯肌阻滞、竖脊肌阻滞等均能提供良好的镇痛效果，降低术后阿片类药物的使用量，促进术后康复[36-37]。

2.3.2 术后麻醉苏醒期 避免拔管前气管导管内吸引，以免降低肺活量。其他有益策略包括避免拔管抵抗和呛咳，充分评估肌松残余作用，把握拔管指征，避免拔管后上呼吸道梗阻等。麻醉苏醒时，FiO2>0.8显著增加肺不张的形成。若临床允许，麻醉苏醒时应保持FiO2≤0.4。气管拔管后，SpO2<94%的患者可额外予以氧气。术后使用经鼻高流量氧疗(high-flow nasal cannula，HFNC)、CPAP等无创通气辅助技术作为预防或治疗PPCs的策略已得到广泛应用。有研究报道上腹部手术患者，术后阶段约30%出现低氧血症[38]，预防性的术后CPAP降低了腹部手术患者的PPCs发生率。术前需使用无创呼吸机来维持足够通气的患者，术后可考虑预防性使用无创正压通气(nasal intermittent positive pressure ventilation，NIPPV)或CPAP。

其他措施还包括加强护理避免术后感染，尽早去除鼻胃管、鼓励患者深呼吸练习、防止误吸等。

3 胸外科手术单肺通气(one lung ventilation，OLV)肺保护

随着影像学技术以及外科技术的不断发展，胸外科手术量快速增加，尤其是胸腔镜下肺部手术。本课题组单位上海市肺科医院年手术量逾1.7万例，90%以上是在微创胸腔镜下完成。PPCs是肺切除术后常见的并发症，也是导致术后其他并发症和死亡率增加的主要原因。胸科手术多需肺隔离和单肺通气，以利于手术操作，单肺通气患者由于塌陷肺的缺血再灌注和缺氧-复氧损伤，以及双侧炎症反应，可能有更高的风险[39]。肺切除手术的类型包括楔形切、段切、叶切以及全肺切除等，PPCs的发生率亦与手术类型密切相关，因此胸科手术主要面临两项挑战：氧合与肺保护。

单肺通气时，使用小VT(4～6 mL/kg)，维持气道峰压不超过35 cmH2O，气道平台压不超过25 cmH2O；PaCO2通常维持在35～45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，除了某些禁忌证如颅内高压等情况下，允许适度的高碳酸血症(PaCO240～60 mmHg)。从氧合的角度来看，最佳PEEP仍有争议，但其在保护性肺通气中预防肺损伤的作用已有共识，单肺通气期间宜设置PEEP 3～10 cmH2O，逐步滴定以达到最佳肺顺应性。近来，有研究显示，在胸科手术中以驱动压为导向的保护性通气策略比传统保护性通气策略在降低PPCs作用中更优[26]。由于萎陷肺的缺血-再灌注及缺氧-复氧损伤引起肺部炎症反应，以往认为挥发性麻醉药可能减轻胸科手术后肺部炎症反应，仍存在争论[40-41]。近期一项临床试验结果表明，肺部手术术中使用挥发性麻醉药七氟烷或地氟烷与静脉麻醉药丙泊酚相比，术后肺部并发症并无明显差异[42]。

胸科手术单肺通气时有多种原因可引起低氧血症。由于纤支镜在肺隔离定位中的使用、以及较轻程度抑制缺氧性肺血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction，HPV)药物的应用，单肺通气期间低氧血症(SpO2<90%)发生率约在5%[43]。长时间低氧血症可引起心律失常、心肌缺血、术后谵妄以及增加其它术后肺部并发症风险，因此术中应当尽早处理低氧血症。单肺通气出现低氧血症，可按照最新版米勒麻醉学第九版推荐的流程操作以改善氧合[44]，具体处理措施可根据临床实际情况决定：当氧饱和度严重或突然下降时，若手术操作情况允许，应立即重新双肺通气。若氧饱和度逐渐下降，可采取以下处理方法：提高吸入氧浓度或纯氧通气；纤支镜检查双腔管或封堵器位置；降低挥发性麻醉剂浓度至小于1个最低肺泡气有效浓度(minimum alveolar concentration，MAC)，确保最适心排量；对通气侧肺应用复张手法，但这可能会出现短暂性的更严重的低氧血症；对通气侧肺应用PEEP(伴有肺气肿性病变患者禁用)；非通气侧肺进行无呼吸性氧气吹入；对非肺通气侧肺应用CPAP(1～2 cmH2O)通气。在CPAP之前即刻应用复张手法；对非通气侧肺行部分通气技术，包括间歇性正压通气、纤支镜下肺叶吹气、选择性肺叶萎陷(应用支气管封堵器)、小Vt通气；药物干预，如静脉注射去氧肾上腺素、吸入依前列醇等；对非通气侧肺的血流进行机械限制；此外，若常规通气管理方法无法解决复杂胸外科手术期间的氧合问题，则可以考虑采用静脉-静脉体外膜肺氧合技术(venovenous extra corporeal membrane oxygenation，V-V ECMO)。

4 结 语

PPCs发病率高，导致围手术期患者死亡率升高，增加医疗经济负担。患者术后易发生PPCs的危险因素有多种。尽管有很多评分系统模型来量化PPCs风险，但在临床上是否切实可用并未达成共识。在临床实践中，医生要辨别哪些危险因素是可以尽量避免或降低的，以便早期识别处于高风险中的患者并及时进行干预。随着ERAS理念的普及与运用，降低PPCs需要涉及多学科方法，肺保护策略应贯穿整个围手术期，预防性措施包括术前优化合并症、戒烟、改善营养状况等，术中适时应用保护性通气策略，优化术后镇痛，呼吸功能锻炼，必要时优先采用无创氧疗技术等，对于高危患者，应尽量缩短手术时间。