胸科手术中肺保护性通气策略的研究进展*

任林雨 综述 曲音音 魏 滨 审校

(北京大学第三医院麻醉科，北京 100191)

一项多中心研究[1]显示，1202例腹部、骨科和神经外科手术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications，PPCs)包括肺不张、支气管痉挛、肺炎、急性上呼吸道阻塞、急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)、肺水肿等，发生率为33%。PPCs是导致全身麻醉机械通气(mechanical ventilation,MV)患者预后不良和死亡的重要原因。与传统MV相比，肺保护性通气策略(lung protective ventilation strategy，LPVS)可降低PPCs，改善患者预后[2]。LPVS的基本要素包括使用小潮气量(tidal volume，VT)即4～6 ml/kg、呼气末正压(positive end expiratory pressure，PEEP)和肺复张手法(alveolar recruitment maneuvers，ARMs)[3]。随着研究深入，LPVS的内涵被不断拓展，从小VT到降低驱动压力，使用开放肺策略等。开放肺策略主要包括个体化PEEP，ARMs以及个体化驱动压、调整到最佳呼吸系统顺应性等。胸科手术中保留自主呼吸的非插管全身麻醉，减少因气管插管等造成的肺部损伤，同时也减少血流动力学波动及相关应激反应，降低PPCs的发生率。

胸科手术中需采取特殊手术体位和单肺通气(one lung ventilation，OLV)，因此，胸科患者是PPCs的高危人群。手术体位(侧卧位)可引起非通气侧肺血液分流、动脉氧合受损。健侧肺的肺不张及通气血流比例(V/Q)失调会进一步加重低氧血症的发生[4，5]。OLV需要术侧肺长时间萎陷，健侧肺非生理性MV，复合手术本身创伤对肺部的影响，患者可能出现严重的肺损伤和肺不张[6]。因此，胸科术后PPCs发生率更高，为10%～50%[7]。在胸科手术OLV中采用单肺保护性通气策略(one lung protective ventilation strategy，OLPVS)能够减轻机体氧化应激反应，降低PPCs[8，9]。加速术后康复(enhanced recovery after surgery，ERAS)协会和欧洲胸外科医师协会发布的胸科手术后快速康复指南中对于OLPVS的证据等级为中等，推荐等级为强[10]。本文对胸科手术中LPVS的研究进展文献总结如下。

1 传统LPVS

1.1 VT

VT是MV的基本参数之一。小VT通气与术后肺功能改善相关[11]。一项包含28项研究共11 846例的meta分析显示，在胸科手术中，与大潮气量MV相比，手术期间使用小VT可以降低吸入性肺炎及胸腔积液的发生率[12]。也有研究显示小VT与术后PPCs发生率降低无关：一项包含1080例肺切除术的队列研究显示VT≤8 ml/kg与PPCs如肺炎、ARDS等发生率无关[13]。

1.2 PEEP

MV期间使用PEEP可以最大限度地减少肺泡塌陷，防止肺泡反复打开和闭合，降低气道阻力，改善通气血流比(V/Q)，从而改善机体氧合，且不增加炎症因子的释放[14～16]。但目前对于PEEP设定的目标值仍无定论。部分学者[17，18]推荐使用中等水平(5～8 cm H2O)的PEEP，认为其在一定程度上有预防肺不张的作用。Savino 等[19]对41例胸科手术OLV的研究显示，将PEEP从0 cm H2O增加到5 cm H2O和10 cm H2O，肺内分流量分别减少5%和11%，氧合指数在PEEP 10 cm H2O时显著增加。

1.3 ARMs

ARMs是指间隔一定时间使用安全范围内的较高气道压扩张肺部，并维持一定的时间，目的是将塌陷的肺泡重新开放，同时联合适当的PEEP，尽可能保持气道的开放状态。ARMs可以提高肺顺应性，改善机体氧合，并对患者循环影响短暂[20]。现阶段ARMs尚无统一标准,主要应用的包含压力控制法、PEEP递增法及控制性肺膨胀等[21]。与传统MV或单独LPVS相比，LPVS中加入ARMs会降低血清及健侧肺中的炎症因子[22]。Miura 等[23]对42例肺肿瘤切除术且OLV至少需要1 h进行研究，对ARMs有反应的50%的患者中，通气侧肺的呼气末容积增加20%甚至更多，对ARMs有反应的患者中近70%增加的肺容积维持近1 h。一项前瞻性多中心研究纳入690例OLV的胸科手术，观察术后7 d PPCs，对所有患者行肺开放方法，结果显示在OLV期间接受开放肺策略可以降低术后PPCs发生率，仅为11%[24]。但Beitler等[25]认为ARMs是对肺组织施加高压,该操作会导致呼吸机关联的肺损伤，可能损害循环稳定性。ARMs可以激活严重的氧化应激反应且膨肺后导致的缺血再灌注等病理生理改变，可导致多种细胞因子释放而触发全身炎性反应[26，27]。2019年发布的加速肺部手术后快速康复的围手术期管理策略推荐使用PEEP滴定来代替ARMs[28]。关于ARMs是否应该应用到OLPVS的患者中，可能需要更多的研究来探究。

2 个体化LPVS

2.1 个体化PEEP

PEEP设置不当反而可能会增加肺血管阻力，并将血流转移到非通气侧肺，从而引起OLV期间的氧合障碍[29]。近年来，个体化PEEP受到越来越多的关注。个体化PEEP是依据患者胸腔形状、尺寸、肺本身体积大小、胸膜腔压力及腹内压等具体参数来设定目标PEEP。采用个体化PEEP可以减少肺内分流、降低肺驱动压、改善氧合以及减少肺部的炎症。PEEP滴定法是个体化PEEP的策略之一。该策略是依据患者肺顺应性来滴定最佳PEEP，以降低驱动压。Xu等[30]在75例胸科手术OLV的随机对照研究中，依据肺顺应性进行最佳PEPP滴定，分为无PEPP组及PEEP递增组，共5组，每组15例，与无PEEP组相比，PEEP滴定组患者气道平台压更低，驱动压更低,动态顺应性更高，建议根据动态顺应性滴定的个体化PEEP策略可以改善呼吸力学，并推荐胸科手术OLV患者进行个体化PEEP设置。

2.2 VT与PEEP组合

目前，多数研究对LPVS的单一因素进行研究，可能不能完全诠释该策略的保护作用，所以对多因素协同起来的研究日益增多。一项纳入1019例OLV的回顾性研究显示，如果没有足够的PEEP(>4.2 cm H2O)，单纯小VT(预测体重<8 ml/kg VT)并不能预防 PPCs的发生[31]。16项研究共1054例的meta分析显示小VT(预测体重6～8 ml/kg VT)联合PEEP(≥5 cm H2O)及间歇性肺复张策略可以减少PPCs的发生[32]。一项包含346例OLV的多中心双盲对照研究显示，使用小VT(理想体重5 ml/kg VT)联合中等水平PEEP(5～8 cm H2O)的患者术后PPCs发生率更低[33]。目前，研究者们试图找到一种固定的VT和PEEP组合以降低PPCs。Colquhoun等[34]回顾5个手术中心3232例胸外科手术OLV，多数LPVS集中在小VT(≤5 ml/kg，理想体重)联合中等PEEP(≥5 cm H2O)，但这种方案并未显著降低PPCs。所以目前无法确定与PPCs降低相关的PEEP和VT的最佳组合。Colquhoun等[34]提出LPVS和常规通气之间的主要区别可能是使用开放肺策略，认为LPVS不单纯是降低VT，而是通过肺开放策略最大限度的减少肺容量损失、肺不张及肺外伤的风险。尽管该研究尚未得到明确的结论，但也为后续精准化的OLPVS指明了新的研究方向。

2.3 驱动压指导的通气

驱动压是一种开放肺泡的压力，是VT与呼吸系统顺应性的比值，在无自主呼吸的MV患者中可简化为平台压与PEEP的差值[35]。因此，最低驱动压指导下的通气模式是根据患者有效通气肺容量进行通气，可避免肺过度扩张或通气不足。目前，对LPVS的解读已由侧重小VT到降低驱动压。离体动物研究[36]显示MV中驱动压力10 cm H2O在肺组织学水平引起的损伤较低。驱动压是PPCs的唯一强相关因素，其压力的变化会增加PPCs的发生[37]。一项包含292例胸科OLV的双盲随机对照研究显示，驱动压力引导下MV组PPCs发生率明显低于传统LPVS组[6.9%(10/145)vs.15.0%(10/145)，P=0.028，OR= 0.42， 95%CI：0.19 ～0.92][38]。17项包含2250例LPVS随机对照研究的meta分析显示，驱动压与PPCs的发生相关(OR=1.16,95%CI：1.13～1.19，P<0.0001)，小VT通气时，因PEEP水平升高导致驱动压升高与更多的PPCs相关(OR=3.11，95%CI：1.39～6.96，P=0.006)[37]。另一项回顾性研究的结果却相反，该研究使用修正驱动压(Pmax-PEEP)，多元回归分析显示气道压力每增加5 cm H2O，修正驱动压并没有使PPCs发生率显著增加(OR=0.93，95%CI：0.84～1.04，P=0.145)，认为驱动压与术后PPCs无关，此结论可能与修正驱动压不能很好地代替驱动压有关[34]。

目前，尚有研究试图寻找PEEP和驱动压之间的相关性。根据驱动压滴定PEEP可获得呼吸系统和肺的最佳顺应性，可以减少术后PPCs[39]。一项胸科手术OLV期间驱动压力引导下寻找最佳PEEP的研究显示，最佳PEEP中位数为3 cm H2O，多数胸科手术中建议使用PEEP 5～6 cm H2O，原因为胸科手术患者OLV期间本身存在2～6 cm H2O的内源性PEEP，尽管PEEP较低，但在驱动压力组中仍能提供足够的通气，所以建议在OLV期间使用可以降低驱动压的个体化PEEP，同时推荐胸外科手术应在最低驱动压力和最高呼吸系统顺应性下进行MV[38]。但需要引起警惕的是，即使滴定得到最佳PEEP和最低驱动压，在 OLV 期间也必须注意合理使用PEEP。

OLPVS研究结果的相互矛盾需要更多精准化的指标来评价。电阻抗断层扫描(electrical impedance tomography，EIT)、肺部超声等为LPVS提供可以量化评估的指标，也为精准化胸外科麻醉提供新的证据。

3 小结

PPCs是影响患者术后快速康复、增加留院时间、加重医疗机构和患者自身负担及导致术后死亡率升高的重要原因。随着ERAS的广泛推广，胸科手术OLPVS的应用逐渐受到重视。随着各项研究的开展，LPVS中单一因素的重要性也在发生演变，目前众多的研究更倾向于将多个变量协同来研究，不再过多强调某一单一因素。目前，对保护概念的理解已经从针对低VT发展到个体化滴定PEEP、降低驱动压力、开放肺等。临床上也在试图通过一种特定组合方式来提出更加精准化的实践指导。对于胸科手术来说，如何通过合适的VT、最佳PEEP、最低驱动压以及是否该使用ARMs来尽可能优化呼吸力学参数，最大程度减少PPCs的发生，仍需要临床上根据患者基本情况分级、分组进行多中心大样本的研究，以期达到个体化精准的OLPVS实践指导。