跨肺压滴定个体化呼气末正压对行腹腔镜结直肠癌根治术患者肺功能的影响

狄萍萍，王晋平，2

(1.山西医科大学麻醉学院,山西 太原 030000;2.晋城市人民医院麻醉科,山西 晋城 048000)

外科大手术中接受全身麻醉的患者,由于机械通气易导致术后肺部并发症(postoperative pulmonary complications,PPCs),术后呼吸系统可能需要6周才能恢复到术前状态[1]。腹腔镜结直肠癌手术中,由于长时间的气腹且头低足高位(Trendelenburg 体位),使患者膈肌上抬,因此,患者肺顺应性降低且肺不张面积增加,低氧血症的发生风险较高[2]。目前,接受全身麻醉的患者机械通气中常用的保护性通气策略是小潮气量(4～8 mL ·kg-1)、肺复张以及适宜的呼气末正压 (positive end-expiratory pressure,PEEP)[3],但目前PEEP值的设置尚无金标准。临床常用的PEEP值为5 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),然而由于手术体位、气腹以及个体差异,因此某个固定的 PEEP值可能并不适用于所有患者。高PEEP可以维持肺泡开放状态和改善肺整体顺应性,但并不是对所有患者均有益,过高的PEEP可抑制循环,增加肺无效腔量,使肺顺应性下降和过度膨胀,从而引起气压伤,而真正维持肺泡开放的是呼气末跨肺压[4]。跨肺压是扩张肺泡的真正压力,即肺泡内压减胸腔内压,适合于腹腔镜手术和肥胖患者术中确定最佳PEEP[5]。因此,通过跨肺压滴定个体化 PEEP可在有效预防肺泡塌陷的同时避免肺泡过度膨胀而造成肺损伤,具有肺保护作用。但目前关于机械通气中跨肺压滴定个体化PEEP在腹腔镜结直肠癌根治术中对患者肺功能的作用尚不明确。基于此,本研究旨在探讨机械通气中跨肺压滴定个体化PEEP对行腹腔镜结直肠癌根治术患者肺功能的影响,以期为临床应用提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择 2021 年 11月至2022年8月于晋城市人民医院择期行腹腔镜结直肠癌根治术的患者为研究对象。病例纳入标准:(1)年龄 50 ～ 80 岁;(2)体质量指数(body mass index,BMI)<30 kg·m-2;(3)美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists,ASA) 分级Ⅱ～Ⅲ级;(4)手术时间≥2 h;(5)肺功能正常。排除标准:(1)术前合并明显呼吸系统疾病,如慢性阻塞性肺疾病 (chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、肺部感染等;(2)拒绝参加临床试验者;(3)术前呼吸空气条件下血氧饱和度(oxygen saturation,SpO2)<90 %或吸氧条件下SpO2<95 %;(4)术毕转入重症加强护理病房者;(5)有胸部手术史者。剔除标准:(1)术中出现大出血等严重并发症;(2)中转开腹;(3)术前或者术后肺部超声图像显示不清晰。本研究共纳入70例患者,根据机械通气中PEEP设置的不同将患者分为对照组和观察组,每组35例。对照组中1例因术中中转开腹予以剔除;观察组中1例因术后皮下气肿,无法获取清晰的肺部超声图像予以剔除,最终纳入结果分析的对照组和观察组患者各34例。对照组:男18例,女16例; 年龄53～79(65.2±8.5)岁;BMI 18.9～28.4(23.8±2.7)kg·m-2;加泰罗尼亚外科患者呼吸风险(assess respiratory risk in surgical patients in Catalonia,ARISCAT)评分[6]18～43(30.1±10.3)分;手术时间120～ 355(182.1±46.5)min;气腹时间70～300(122.1±45.3)min;输液量1 500～3 500(2 587.2±547.1)mL;出血量50～300(60.3±65.1) mL;尿量200～1 800(612.0±417.1)mL;去甲肾上腺素使用量200～1 400(979.5±183.6)μg。观察组:男19例,女15例; 年龄52～80(65.8±9.1)岁;BMI 19.2～27.9(24.3±2.9) kg·m-2;ARISCAT评分18～45(31.2±9.5)分;手术时间125～ 360(189.2±48.4)min;气腹时间70～315(130.3±50.0)min;输液量1 500～3 650(2 638.5±546.9)mL;出血量50～300(61.7±63.1)mL;尿量200～1 700(602.9±453.4)mL;去甲肾上腺素使用量200～1 600(987.1±190.2)μg。2组患者的年龄、性别、BMI、ARISCAT评分及手术相关情况(手术时间、气腹时间、液体出入量、去甲肾上腺素使用量)比较差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。本研究获医院医学伦理委员会批准,患者或家属签署知情同意书。

1.2 麻醉方法及机械通气方法

所有患者术前禁食8 h,禁饮4 h。患者入手术室后开放上肢静脉,监测 SpO2、心电图、血压,局部麻醉下行桡动脉穿刺置管,监测有创动脉压。自主呼吸面罩吸纯氧 5 min,术前肌内注射盐酸戊乙奎醚(成都天台山制药有限公司,国药准字H20203023) 0.2 mg。麻醉前行经胸肺超声检查,记录患者术前基础肺超声评分(lung ultrasound score,LUS)。麻醉诱导采用舒芬太尼(宜昌人福药业有限责任公司,国药准字H20054172) 0.25～0.30 μg ·kg-1、依托咪酯(江苏恩华药业股份有限公司,国药准字H20020511) 0.20～0.30 mg·kg-1、罗库溴铵 (浙江仙琚制药股份有限公司,国药准字H20123188)0.60 mg·kg-1,3 min 后气管插管。气管插管成功后,对照组和观察组患者均接麻醉机行容量控制模式进行机械通气。对照组通气参数设置:潮气量 (tidal volume,VT) 为 6～8 mL·kg-1,吸入氧浓度分数(fraction of inspiration,FiO2)为80%, 呼吸频率 15次·min-1,新鲜气流量 1 L ·min-1,呼吸比 1:2,调整控制呼气末CO2分压35～45 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),当患者氧合指数(oxygenation index,OI)<200时,将 FiO2提升至100%,给予气腹且调整体位后,设置固定 PEEP 5 cm H2O并维持至手术结束。观察组患者以跨肺压为导向进行PEEP滴定,其他通气参数与对照组相同,在给予气腹且调整体位后,采用阶梯PEEP法[7-12]绘制呼气末跨肺压的P/V曲线,根据肺弹性占整个呼吸系统弹性的70%,以驱动压[气道平台压(airway plateau pressure,Pplat)-PEEP]×70%为阶梯,求出能够完全打开患者呼气末肺泡的最佳VT值,最佳VT值在P/V曲线上对应的即为最佳PEEP,在麻醉机上设置最佳PEEP并维持至手术结束。麻醉维持采用静吸复合麻醉。待患者完全清醒,自主呼吸良好后拔出气管导管,转送麻醉恢复室监护至少30 min。拔管 30 min 后再次行经胸肺超声检查。

1.3 观察指标

(1)血气指标:于术前(T0)及给予PEEP 后1 h (T5)通过桡动脉导管采集动脉血标本,使用血气分析仪(上海雷度米特医疗设备有限公司)行血气分析,记录动脉血氧分压(partial pressure of oxygen in arterial blood,PaO2)、动脉血二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide in arterial blood,PaCO2),并计算OI、肺泡-动脉血氧分压差(alveolar-artery oxygen partial pressure gradient,A-aDO2),OI=PaO2/ FiO2;A-aDO2=[ 大气压(690 mm Hg)-室温下饱和水蒸气压(47 mm Hg)]× FiO2- (PaCO2/ 0.8)-PaO2[13]。(2)呼吸力学指标及血流动力学指标:记录气腹前 (T1)、气腹后5 min (T2)、给予PEEP 后5 min (T3)、给予PEEP后 30 min (T4)、T5、拔管前5 min (T6) 时的肺动态顺应性(dynamic lung compliance,Cdyn)、气道峰压(airway peak pressure,Ppeak)、平均气道压(mean airway pressure Pmean)、Pplat、心率(heart rate,HR)、平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)。(3)肺不张程度:于T0及拔管后30 min(T7)时,采用LUS法评估2组患者的肺不张程度[14-15]。使用索诺声X-Porte超声仪(上海索诺声有限公司)对患者进行肺超声检查,患者取平卧位,左右两侧胸部被3条垂直线(胸骨旁线、腋前线、腋后线)以及2条水平线(平行于乳头、膈肌)分隔成12个区。每个检查区域的评分为 0～3 分,12个检查区域分数累积为 LUS 总分 (0～36 分),分值越高表示肺不张程度越严重。任何区域分值≥2定义为肺不张。(4)并发症:根据术后7 d 内患者的临床表现、影像学 (胸部X线片、CT) 及血气分析结果记录相关肺部并发症的发生情况。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 2组患者不同时间点血气分析指标比较

2组患者T5时的OI、A-aDO2均显著高于T0时,差异有统计学意义(P<0.05)。2组患者T5时的PaCO2与T0时比较差异无统计学意义(P>0.05)。T0时,对照组与观察组患者的PaCO2、OI、A-aDO2比较差异无统计学意义(P>0.05)。T5时,观察组患者的OI显著高于对照组,A-aDO2显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结果见表1。

表1 2组患者不同时间点血气分析指标比较Tab.1 Comparison of blood gas analysis indicators of patients between the two groups at different time points

2.2 2组患者不同时间点呼吸力学指标及血流动力学指标比较

T1～T6时,对照组与观察组患者的Pplat、Ppeak、MAP、HR比较差异无统计学意义(P>0.05)。T3～T6时,观察组患者的Pmean显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);T1、T2时,对照组与观察组患者的Pmean比较差异无统计学意义(P>0.05)。T3～T5时,观察组患者的Cdyn显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);T1、T2、T6时,对照组与观察组患者的Cdyn比较差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表2。

表2 2组患者不同时间点呼吸力学指标及血流动力学指标比较Tab.2 Comparison of respiratory mechanics index and hemodynamic index of patients between the two groups at different time points

2.3 2 组患者不同时点 LUS 评分比较

T0时,对照组和观察组患者的LUS 评分分别为1.8±1.1、1.7±1.2。T7时,对照组和观察组患者的LUS 评分分别为4.7±1.7、3.2±1.1。2组患者T7时的LUS 评分均显著高于T0时,差异有统计学意义(P<0.05)。T0时,对照组与观察组患者的LUS 评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。T7时,观察组患者的LUS 评分显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。

2.4 2 组患者术后并发症发生情况比较

术后7 d内,观察组患者中出现肺不张1例、呼吸功能不全3例,并发症发生率为 11.8 % (4 /34);对照组患者中出现肺不张2例、呼吸功能不全3例,并发症发生率为 14.7 % (5/34)。2组患者的术后并发症发生率比较差异无统计学意义(χ2=0.128,P>0.05)。

3 讨论

较长时间的腹腔镜手术是患者围手术期发生肺不张和肺功能不全的重要风险因素[2]。研究表明,在腹腔镜和开腹手术中,相较于固定的PEEP值,机械通气时设置个体化PEEP可使患者术后肺不张的发生率降低,改善术中氧合功能,更有利于保护肺功能[16]。因此,研究机械通气中跨肺压滴定PEEP对腹腔镜结直肠癌根治术患者肺功能的影响具有重要的临床意义。

OI即PaO2与FiO2之比,是反映呼吸功能的重要指标,OI≥400 mm Hg为肺呼吸功能正常;PaCO2即物理溶解在血液中的CO2所产生的压力,可用于衡量肺泡通气情况;A-aDO2是评估肺换气功能的指标,肺内通气血流比不平衡或呼吸膜病变如肺不张等可能导致该值增加[17]。本研究结果显示,2组患者T5时的PaCO2与T0时比较差异无统计学意义,说明在腹腔镜结直肠癌根治术中采用跨肺压滴定个体化PEEP并不会引起动脉血中CO2蓄积,肺泡通气量正常。本研究结果显示,T5时观察组患者的OI显著高于对照组,A-aDO2显著低于对照组;这说明,腹腔镜结直肠癌根治术中采用跨肺压滴定个体化PEEP可维持肺泡处于开放状态,肺泡气体交换能力及通气血流比例得到改善,对呼吸功能的保护作用优于固定的低 PEEP水平。

Pplat是气道压力的平均值,可反映机械通气时肺泡承受的最大压力,决定肺泡的扩张程度;Cdyn反映了肺的弹性阻力,Cdyn越高,越有利于肺的通气与换气;Ppeak为机械通气中吸气结束时的最高气道压力。Pmean反映机械通气压力对循环功能的影响,较高的Pmean可导致肺血管阻力增加,心输出量减少,甚至导致体循环中血管压力下降。MAP是一个心动周期中动脉血压的平均值,反映心脏功能和外周大动脉阻力,MAP和HR主要用于评估患者的血流动力学变化。T1～T6时,对照组与观察组患者的Pplat、Ppeak、MAP、HR比较差异无统计学意义,说明固定PEEP值和个体化PEEP值对患者的气道压力以及血流动力学的影响相差不大。T3、T4、T5时,观察组患者的Cdyn显著高于对照组;T1、T2、T6时,2组患者的Cdyn比较差异无统计学意义,说明给予PEEP前2组患者的Cdyn相差不大,而气腹阶段给予PEEP后个体化PEEP值比固定PEEP值更好地改善患者的Cdyn。T3～T6时,观察组患者的Pmean显著高于对照组;T1、T2时,2组患者的Pmean比较差异无统计学意义,说明给予较高PEEP时会增加患者的肺血管阻力,但是较高水平PEEP患者的Pmean值均<15 cm H2O,并未超过Pmean值的安全范围。

LUS评分可量化评价围手术期患者肺不张程度[18-20]。本研究结果显示,T0时,对照组与观察组患者的LUS 评分比较差异无统计学意义;T7时,观察组患者的LUS 评分显著低于对照组;说明腹腔镜结直肠癌根治术中采用跨肺压滴定个体化PEEP可改善患者的肺不张程度。此外,本研究结果显示,术后7 d内2组患者的术后并发症发生率比较差异无统计学意义,说明腹腔镜结直肠癌根治术中采用跨肺压滴定个体化PEEP并不会增加患者术后并发症的发生。

4 结论

腹腔镜结直肠癌根治术患者在给予气腹和调整体位后应用跨肺压滴定个体化 PEEP可以改善患者的 Cdyn、氧合情况及肺不张程度,具有一定的肺保护作用,且与固定PEEP值比较并未增加术后并发症发生率。本研究尚存在不足之处:(1)样本量较小,所得结果代表性有限;(2)本研究只观察了无肺部基础疾病的正常体质量患者,对于有肺部疾病或者肥胖的患者可能并不适用;(3) 对于术后相关并发症的监测时间比较短,仍需要进一步加强随访以评估患者术后肺功能的恢复情况。