个体化PEEP滴定在腹腔镜手术的应用进展

黄思玲 丁登峰

暨南大学第二临床医学院,广东省深圳市 518020

腹腔镜手术术中气腹使腹内压增高,膈肌运动和胸廓扩张受限,导致肺体积减小,胸廓和肺顺应性下降,同时术中机械通气使气道阻力和气道压增高,这种顺应性和气道压的变化会损害通气和氧合功能,诱发机械通气相关性肺损伤(Ventilator induced lung injury,VILI)。研究发现,肺保护性通气策略(Lung protective ventilation strategy,LPVS)可降低VILI,减少术后肺部并发症(Postoperative pulmonary complications,PPCs)。呼气末正压(Positive end expiratory pressure,PEEP)是LPVS的重要组成部分,传统LPVS常采用固定PEEP,但PEEP过低会增加术后肺不张面积,使塌陷区域的肺顺应性降低,PEEP过高可能导致肺组织过度膨胀和循环波动,因此PEEP应进行个体化设定[1]。个体化PEEP滴定采用最佳PEEP,可降低VILI和PPCs的发生率,提高患者氧合和肺顺应性,促进患者术后快速康复[2]。本文就个体化PEEP滴定的方法及其在腹腔镜手术中的应用研究进行综述。

1 个体化PEEP滴定的方法

个体化PEEP滴定即在通气过程中,通过不同方法,寻找实施PEEP通气时的最佳压力值,该PEEP能给患者带来最大氧合、最佳肺顺应性和较少的血流动力学波动,从而达到改善患者围术期肺功能的目的。目前个体化PEEP滴定主要在驱动压(Driving pressure,DP)、跨肺压(Transpulmonary pressure,PL)、肺顺应性、压力—容积曲线(Pressure-volume curves,P-V曲线)、可视化技术等指导下进行。

1.1 驱动压(DP)指导个体化PEEP滴定 DP是促使肺泡开放的压力,它与全麻机械通气患者PPCs的发生紧密相关,而与潮气量及PEEP无关,降低DP可有效降低PPCs发生率[3]。DP指导个体化PEEP滴定是指在通气过程中,调整PEEP,根据(DP=平台压-PEEP)计算每个PEEP水平下的DP,DP最低时对应的PEEP即为最佳PEEP。在滴定过程中,可依据PEEP的变化方向分为递增滴定法和递减滴定法,目前多以递增滴定法为主,但有研究显示,与递增滴定法相比,递减滴定法在降低DP和改善氧合方面更有效[4]。DP指导个体化PEEP滴定过程简单,不需要额外的仪器,且可以快速完成,但PEEP起始值及增幅、DP安全范围等尚无统一标准。

1.2 跨肺压(PL)指导个体化PEEP滴定 PL是气道开口和胸膜表面之间的压力差,即肺泡内压减胸膜腔内压。肺泡内压与气道压相当,而胸膜腔内压很难直接测定,常用食道压替代,因此PL=气道压-食道压。PL指导个体化PEEP滴定常以呼气末PL>0cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)且吸气末PL<25cmH2O时的最小PEEP作为最佳PEEP[5]。但由于食管测压技术要求高,操作复杂,影响因素多,因此在围手术期中应用较少。

1.3 肺顺应性指导个体化PEEP滴定 肺顺应性是每单位压力改变时所引起的肺容积改变,包括静态肺顺应性(Static lung compliance,Cstat)和动态肺顺应性(Dynamic pulmonary compliance,Cdyn)。Cstat=潮气量/(平台压-PEEP),反映肺实质的病理生理改变;Cdyn=潮气量/(气道峰压-PEEP),反映气道阻力的变化。肺顺应性指导个体化PEEP滴定是在潮气量固定时,调整PEEP,计算 Cstat或Cdyn,二者最大时所对应的PEEP即为最佳PEEP,临床上常以Cdyn为主,但因个体差异和肺区域通气延迟不均[6],滴定过程中最大Cdyn对应的PEEP可能不止一个,需根据术中实际情况选择最佳PEEP。

1.4 压力—容积曲线(P-V曲线)指导个体化PEEP滴定 P-V曲线以气道压力为横轴,呼气末肺容积为纵轴,呈“S”型,曲线上的低位拐点是萎陷肺泡复张的起点。P-V曲线指导个体化PEEP滴定以稍大于低位拐点的压力作为最佳PEEP,该PEEP可使较多肺泡维持开放状态,避免肺泡周期性开闭所致的萎陷伤[7]。此方法简便快捷,可迅速找到理想PEEP,但易受主观因素的干扰,多用于急性呼吸窘迫综合征患者。

1.5 可视化技术指导个体化PEEP滴定 可视化技术指导个体化PEEP滴定是借助胸部计算机断层扫描(CT)、电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)以及肺部超声(Lung ultrasound score,LUS)等影像学手段来寻找最佳PEEP。

1.5.1 胸部CT指导个体化PEEP滴定:胸部CT是定量评价肺复张效果的“金标准”,可评估不同PEEP下的肺复张效果[8]。当肺泡处于最佳充气状态时对应的PEEP即为最佳PEEP。虽然CT对于肺内病变的评估较其他影像学手段空间分辨率高、异质性评价效果好,但由于辐射、费用、患者转运等问题,胸部CT指导个体化PEEP滴定主要用于通气治疗的患者,很少用于全麻患者机械通气。

1.5.2 电阻抗断层成像(EIT)指导个体化PEEP滴定:EIT通过体表电极检测电流和内部电阻变化实时显示肺部通气状态。EIT指导个体化PEEP滴定是在递增或递减PEEP的过程中结合EIT监测参数选择最佳PEEP,该PEEP可改善通气,减少VILI[9]。EIT无创、无辐射、使用简便,能实时反映肺内通气分布情况,但由于仪器昂贵以及某些胸腹部手术消毒范围等因素影响,目前尚未广泛应用。

1.5.3 肺部超声(LUS)指导个体化PEEP滴定:LUS指导个体化PEEP滴定是在通气过程中,调整PEEP,通过LUS评估局部肺组织气体含量来预测肺泡开放或闭合状态,将肺通气状态最佳时对应的PEEP作为最佳PEEP。该方法简单安全,可重复性高,在临床应用越来越广泛,但使用者需经过系统培训,且肥胖患者、有皮下气肿患者以及胸部有大块敷料覆盖的患者使用受限。

2 个体化PEEP滴定在腹腔镜手术的应用

2.1 腹腔镜胃肠道手术 腹腔镜胃部手术采取头高脚低位,膈肌受重力影响下移,可在一定程度上消减气腹对膈肌向头侧移位的影响,但气腹的作用仍使得膈肌上移,胸廓扩张受限,肺顺应性下降,而腹腔镜结直肠手术多采用Trendelenburg体位(15°～30°头低足高位), 该体位使腹腔内脏器向头侧移动,膈肌上移更明显,肺泡扩张进一步受限,因此,腹腔镜胃肠道手术VILI和PPCs的发生率居高不下。

研究表明,Cstat指导个体化PEEP滴定可改善腹腔镜胃减容术和根治性胃切除术患者的氧合,减少肺不张[10-11]。LUS指导个体化PEEP滴定用于腹腔镜胃减容术,可改善患者术中氧合和肺顺应性,降低缺氧和术后肺不张发生率,且不影响患者血流动力学[12]。与固定PEEP相比,DP指导个体化PEEP滴定可提高腹腔镜结直肠癌根治术患者的Cdyn,增加氧合,减少炎症介质产生以及减轻肺上皮组织损伤,发挥肺保护作用[13]。另有研究发现,腹腔镜结直肠癌根治术患者应用Cdyn指导个体化PEEP滴定,可以更好地维持围手术期动脉酸碱平衡,增加脑氧饱和度和心输出量,而对血流动力学没有明显影响[14]。

腹腔镜胃肠道手术尤其是结直肠癌手术的LPVS一直是临床研究的热点,作为LPVS的重要组成部分,PEEP在此类手术的应用也得到广泛关注。目前腹腔镜胃肠道手术PEEP多以DP、肺顺应性、LUS指导个体化PEEP滴定为主,但缺乏PL、P-V曲线、CT、EIT指导个体化PEEP滴定的相关研究。

2.2 腹腔镜胆囊手术 腹腔镜胆囊手术类似腹腔镜胃部手术的头高脚低位,与固定PEEP相比,Cdyn指导个体化PEEP滴定可有效改善腹腔镜胆囊切除术患者肺部含气量减少的程度[15]。

腹腔镜胆囊手术时间短,头高脚低的体位可以部分对抗气腹对膈肌上移的影响,VILI和PPCs发生率较低,因而个体化PEEP滴定较少用于此类患者,且多集中在肺顺应性的研究上,未来的研究将各种方式指导下的个体化PEEP用于老年和肥胖等特殊患者,可能更有临床意义。

2.3 腹腔镜妇科手术 腹腔镜妇科手术常采取Trendelenburg体位,与不应用PEEP相比,Cstat指导个体化PEEP滴定可改善腹腔镜子宫全切术患者的肺氧合功能,降低术中肺不张和PPCs的发生率[16]。P-V曲线指导个体化PEEP滴定用于妇科腹腔镜手术患者,可显著降低气道峰压,提高Cdyn并改善氧合[17]。另有研究发现,PL指导个体化PEEP滴定对妇科腹腔镜手术患者的氧合没有影响,但可增加患者呼吸系统顺应性,降低DP[18]。

腹腔镜妇科手术的特殊体位使得其容易发生PPCs,但个体化PEEP用于此类患者的研究多关注患者肺氧合功能,而对PPCs发生率的关注较少,此外,DP和LUS等简单易行的个体化PEEP滴定是否能降低此类患者PPCs的发生率,尚无人研究。

2.4 腹腔镜泌尿外科手术 机器人辅助腹腔镜前列腺切除术(Robot-assisted laparoscopic prostatectomy,RALP)采用Trendelenburg体位角度大,加上气腹影响,术中容易出现肺不张和通气血流比例失调。与固定PEEP相比,DP指导个体化PEEP滴定可增加RALP患者的术中氧合,降低肺不张的发生率[19]。EIT指导个体化PEEP滴定用于RALP患者,可增加呼气末容积,改善肺局部通气,降低低氧血症的发生率[20]。腹腔镜肾或肾上腺切除术常采用侧卧折刀位,由于腹膜后间隙狭小,气腹建立后压力高,CO2快速吸收,易导致缺氧及高碳酸血症。研究发现,Cdyn指导个体化PEEP滴定联合小潮气量和肺复张的LPVS可增加腹腔镜肾癌手术患者术中Cdyn和氧合指数,提高局部脑氧饱和度,降低术后谵妄发生率[21]。

腹腔镜泌尿外科手术容易出现缺氧和高碳酸血症,这对机械通气提出了更高要求,个体化PEEP滴定用于此类患者,除关注PPCs外,还应注意改善氧合,降低高碳酸血症,减轻低氧和高碳酸血症引起的相关并发症,因此需要联合小潮气量、肺复张等其他LPVS。

2.5 小儿患者的腹腔镜手术 小儿因气道口径小、耗氧量大和无效腔增加,腹腔镜手术更易发生缺氧、高碳酸血症以及酸中毒。研究发现,与固定PEEP相比,DP指导个体化PEEP滴定可以明显改善1～6岁腹腔镜手术患儿通气过程中的Cdyn和氧合,降低DP和术后LUS评分[22]。由于小儿呼吸系统解剖生理会随年龄增长而发生变化,小儿患者在腹腔镜手术中应根据不同年龄设置最佳个体化PEEP。

2.6 肥胖患者的腹腔镜手术 当肥胖患者进行腹腔镜手术时,气腹引起的膈肌上抬和胸膜腔压力升高增加肺组织不张的发生率。Nestler等[23]研究发现,与固定PEEP相比,EIT指导个体化PEEP滴定可增加腹腔镜手术肥胖患者麻醉期间的氧合和呼气末容积,并使区域通气分布更均匀,但拔管后这些优势并未持续。另一研究显示,EIT指导个体化PEEP滴定联合肺复张可改善腹腔镜腹部手术肥胖患者的动脉氧合、降低DP,并将通气重新分配到依赖性肺区域[24]。与EIT相比,Cstat指导个体化PEEP滴定在减少腹腔镜手术肥胖患者肺不张、改善氧合和降低PPCs发生率方面更有效,且操作简单[25]。肥胖患者个体化PEEP滴定时PEEP高、差异大,因而采用何种滴定方法应结合患者实际情况进行选择。

2.7 老年患者的腹腔镜手术 老年患者肺部退行性改变,氧气储备下降以及肺顺应性降低,是全麻PPCs的高发人群, 且随年龄增长,呼吸力学和气体交换受损,腹腔镜手术术中肺不张以及PPCs的发生率显著增加。研究发现,DP指导个体化PEEP滴定可明显提高老年腹腔镜手术患者的Cdyn,降低患者术后早期肺不张的发生率[26]。但另有研究显示,DP指导个体化PEEP滴定降低老年腹腔镜手术患者的平均动脉压和左室射血分数,使心肌做功指数增加,心功能降低[27]。因此,老年患者腹腔镜手术时实施个体化PEEP需注意血流动力学变化情况。

3 展望

PEEP是LPVS的重要组成部分,个体化PEEP滴定根据不同患者的实际情况,使用最佳PEEP,保证通气效果的同时减少并发症的出现,其用于腹腔镜手术,可以更好地发挥肺保护作用,改善患者预后。个体化PEEP滴定的方法有多种,全麻机械通气期间主要在DP、肺顺应性和LUS指导下完成,但每种方法各有优缺点,未来的研究可以对现有的技术进行优化,使其更加简单有效,同时需对比不同方法的临床应用效果,以寻找个体化PEEP滴定的最佳方案。此外,实施个体化PEEP滴定时需综合考虑腹腔镜手术患者的年龄、体重、手术部位和手术体位等各方面的因素,个体化PEEP滴定最佳方案的研究需排除这些方面的干扰。最后,个体化PEEP滴定是LPVS的一部分,单独应用可能不足以使所有萎陷肺泡复张,需结合适宜的潮气量和肺复张策略等,以优化个体化LPVS。