肺保護(hù)性通氣對(duì)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中氧合功能及肺順應(yīng)性影響

李 娟,張 維,陳 宇,田 冶,呂 浩

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肺保護(hù)性通氣對(duì)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中氧合功能及肺順應(yīng)性影響

李 娟1,張 維2,陳 宇1,田 冶1,呂 浩1

目的 探討術(shù)中使用肺保護(hù)性通氣對(duì)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中氧合功能及肺順應(yīng)性的影響。方法 擇期行單膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者40例，隨機(jī)分為兩組，保護(hù)性通氣組(V組)和常規(guī)機(jī)械通氣組(C組)，每組20例。麻醉誘導(dǎo)后兩組患者的通氣模式均為容量控制模式，氧濃度70%，氧流量2 L/min，吸呼比1∶2。V組誘導(dǎo)后全程采用肺保護(hù)性通氣：潮氣量(VT)=6 ml/kg，呼吸頻率(RR)=16次/min，呼氣末正壓(PEEP)為5 cmH2O, 每30 min給予1次手法肺復(fù)張(氣道壓維持在30 cmH2O，持續(xù)30 s)；C組采用常規(guī)模式進(jìn)行通氣：VT=10 ml/kg，RR=10次/min。分別于麻醉誘導(dǎo)后5 min(T0)、手術(shù)開(kāi)始時(shí)(T1)、骨水泥置入后5 min(T2)、手術(shù)結(jié)束即刻(T3)、手術(shù)拔管后15 min(T4)5個(gè)時(shí)間點(diǎn)記錄患者的吸氣平臺(tái)壓(Pplat)，并在上述五個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集患者橈動(dòng)脈血，進(jìn)行動(dòng)脈血?dú)夥治?，?jì)算肺泡氧合指數(shù)(OI)和肺順應(yīng)性(CL)。結(jié)果 與T0時(shí)刻比較，C組Pplat在T2～T3時(shí)刻明顯升高(P<0.05)，OI值C組在T2～T4時(shí)較T0時(shí)刻明顯降低(P<0.05)，而V組僅在T4時(shí)較T0時(shí)刻明顯降低(P<0.05)；C組CL值在T2～T4時(shí)明顯降低(P<0.05)。兩組間比較，V組Pplat在T2～T3時(shí)明顯低于C組，而OI值在T2～T4時(shí)，CL值在T2、T3時(shí)均明顯高于C組(P<0.05)。結(jié)論 與常規(guī)機(jī)械通氣相比，肺保護(hù)性通氣能明顯改善患者氧合功能，提高患者的肺順應(yīng)性，減輕膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)中患者的肺損傷，具有一定的肺保護(hù)作用。

肺保護(hù)性通氣；膝關(guān)節(jié)置換術(shù)；氧合功能；肺順應(yīng)性

肺功能損傷是膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)麻醉中常見(jiàn)的并發(fā)癥之一[1,2]。因此，如何保護(hù)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)患者肺功能顯得尤為重要。常規(guī)容量控制機(jī)械通氣模式由于肺泡容積過(guò)大，氣道壓過(guò)高，易導(dǎo)致肺泡-毛細(xì)血管屏障損傷，引起機(jī)械通氣相關(guān)性肺損傷[3,4]。有研究顯示，肺保護(hù)性通氣不但可以使萎陷肺泡復(fù)張，還可以增強(qiáng)肺免疫系統(tǒng)，減少炎性反應(yīng)因子的釋放，減輕炎性反應(yīng)性肺損傷[5]。本研究通過(guò)分析肺保護(hù)性通氣對(duì)膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)患者術(shù)中氧合及肺順應(yīng)性的影響，探討其對(duì)膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)患者的肺保護(hù)性作用。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選擇2013-04至2016-04在海軍總醫(yī)院行全麻下膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)的患者40例，入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)ASA分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)；(2)年齡25～61歲；(3)體質(zhì)指數(shù)(BMI)18～25。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并嚴(yán)重的心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、肝腎功能障礙者；(2)合并糖尿病及免疫疾病史者。采用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為兩組，每組20例。本研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并與患者或家屬簽署知情同意書(shū)。

1.2 方法

1.2.1 麻醉前準(zhǔn)備 入室后開(kāi)放外周靜脈，按4 ml/(kg·min)的速率于外周靜脈通路輸注復(fù)方氯化鈉注射液。入室后常規(guī)監(jiān)測(cè)心電圖、心率、血壓、脈搏氧飽和度、呼吸末二氧化碳分壓及腦電雙頻指數(shù)(bispectralindex, BIS)數(shù)據(jù)。

1.2.2 麻醉誘導(dǎo)及麻醉維持 兩組患者麻醉誘導(dǎo)均給予咪達(dá)唑侖0.05 mg/kg，依托咪酯0.2 mg/kg，芬太尼3 μg/kg，愛(ài)可松0.6 mg/kg，靜脈快速誘導(dǎo)、氣管內(nèi)插管后，連接呼吸機(jī)，機(jī)械通氣模式均為容量控制機(jī)械通氣模式，氧濃度70%，氧流量2 L/min，吸呼比1∶2。V組誘導(dǎo)后全程采用肺保護(hù)性通氣：潮氣量(tidal volume, VT)=6 ml/kg，呼吸頻率(respiratoryrate, RR)=16次/min，呼氣末正壓(endexpiratory positive pressure,PEEP)為5 cmH2O, 每30 min給予1次手法肺復(fù)張(氣道壓維持在30 cmH2O，持續(xù)30 s)；C組采用常規(guī)機(jī)械通氣模式：VT=10 ml/kg，RR=10次/min。兩組均采用靜吸復(fù)合麻醉，維持BIS值40～60，即吸入1%七氟醚，微量輸注泵持續(xù)靜脈輸注異丙酚50～100 μg/(kg·min)，瑞芬太尼0.1～0.2 μg/(kg·min)，并根據(jù)BIS監(jiān)測(cè)值調(diào)控輸注速度。

1.3 觀(guān)察指標(biāo) 兩組分別于麻醉誘導(dǎo)后5 min(T0)、手術(shù)開(kāi)始時(shí)(T1)、骨水泥置入后5 min(T2)、手術(shù)結(jié)束即刻(T3)、手術(shù)拔管后15 min吸空氣時(shí)(T4)5個(gè)時(shí)間點(diǎn)記錄患者的氣道平臺(tái)壓(palt pressure, Pplat)，并在上述5個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集患者橈動(dòng)脈血，進(jìn)行動(dòng)脈血?dú)夥治觯涗浕颊吒鲿r(shí)間點(diǎn)動(dòng)脈血氧分壓(arterialoxygenpressure,PaO2)及二氧化碳分壓(arterialcarbon dioxide pressure,PaCO2)。根據(jù)上述結(jié)果計(jì)算肺泡氧合指數(shù)(oxygenation index,OI)和肺順應(yīng)性(lung compliance,CL)。氧合指數(shù)(OI)和肺順應(yīng)性(CL)計(jì)算方法為：OI=PaO2/FiO2；CL=VT/(Pplat-PEEP)。

2 結(jié) 果

2.1 一般情況比較 兩組患者年齡、性別構(gòu)成比、體重、身高、手術(shù)時(shí)間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05，表1)，具有可比性。

項(xiàng)目V組C組P年齡(歲)41.5±6.944.2±7.70.08體重(kg)63.1±3.562.0±5.20.12身高(cm)169.6±2.2168.2±4.80.17手術(shù)時(shí)間(min)189.0±3.7196.0±2.20.23

2.2 不同時(shí)點(diǎn)Pplat，PaO2，PaCO2，OI及CL值比較 與T0時(shí)刻比較，C組Pplat在T2～T3時(shí)刻明顯升高(P<0.05)，OI值C組在T2～T4時(shí)較T0時(shí)刻明顯降低(P<0.05)，而V組僅在T4時(shí)較T0時(shí)刻明顯降低(P<0.05)；C組CL值在T2～T4時(shí)顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組間比較，V組Pplat在T2和T3時(shí)刻明顯低于C組，而OI值在T2～T4時(shí)，CL值在T2、T3時(shí)均明顯高于C組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

組別T0T1T2T3T4Pplat(mmHg) V組13.2±2.214.3±2.214.8±2.7②15.5±3.2②/ C組13.9±1.714.2±3.319.7±3.9①19.9±2.7①/PaO2(mmHg) V組193.5±9.2188.3±2.2186.8±2.7②175.5±3.2②90.9±3.3② C組198.7±11.5190.2±3.3162.7±3.9①159.7±2.7①82.5±2.1PaCO2(mmHg) V組38.2±2.239.3±2.241.8±2.735.5±3.242.9±3.3 C組37.9±1.740.2±3.342.7±3.946.7±2.7②49.5±2.1②OI V組459.6±22.1446.7±23.4432.5±28.1②457.6±15.9②412.2±23.1①② C組453.7±18.9439.8±30.1405.1±13.2①398.7±12.9①386.5±20.1①CL(ml/cmH2O) V組11.9±1.710.2±3.310.7±3.9②9.7±2.7②/ C組11.2±2.210.3±2.26.8±2.7①5.5±3.2①/

注：麻醉誘導(dǎo)后5 min(T0)、手術(shù)開(kāi)始時(shí)(T1)、骨水泥置入后5 min(T2)、手術(shù)結(jié)束即刻(T3)、手術(shù)拔管后15 min吸空氣時(shí)(T4)。與T0時(shí)刻比較，①P<0.05；與C組比較，②P<0.05

3 討 論

膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)圍術(shù)期易引發(fā)肺功能損傷，發(fā)生率可達(dá)15%～40%[5]，尤其是術(shù)前伴有肺功能不全的患者有一半以上發(fā)生肺功能損傷。此外，雙膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后肺功能損傷的發(fā)生率遠(yuǎn)高于單膝關(guān)節(jié)置換[2]。因此，如何對(duì)肺功能進(jìn)行保護(hù)，一直是膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)麻醉中研究的重點(diǎn)問(wèn)題。CL是指單位壓力改變時(shí)所引起的肺容積改變，即CL=VT/(Pplat-PEEP)，其與氧合指數(shù)(OI)是評(píng)價(jià)臨床上術(shù)中評(píng)估肺功能的重要指標(biāo)[6，7]。本研究結(jié)果顯示，與麻醉后5 min時(shí)比較，在骨水泥置入后5 min至手術(shù)結(jié)束期間C組Pplat明顯升高而CL值明顯降低，而OI值在骨水泥置入后5 min至拔管后15 min也明顯降低；而V組僅在拔管后15 minCL值較麻醉后5 min時(shí)刻明顯降低。這說(shuō)明在手術(shù)過(guò)程中，應(yīng)用常規(guī)機(jī)械通氣的C組患者在骨水泥致入后至術(shù)畢患者的氧合及肺順應(yīng)性較術(shù)前水平均有明顯下降，手術(shù)因素會(huì)造成患者明顯的肺損傷；而應(yīng)用保護(hù)性肺通氣的V組僅在拔管后15 min出現(xiàn)肺順應(yīng)性的下降，說(shuō)明應(yīng)用肺保護(hù)通氣可以大大降低術(shù)中肺的損傷程度。兩組間比較，在骨水泥置入后5 min至手術(shù)結(jié)束期間V組Pplat明顯低于C組，CL值明顯高于C組。 OI值在骨水泥置入后5 min至拔管后15 min期間V組均高于C組，說(shuō)明肺保護(hù)性通氣策略氧合及肺順應(yīng)性的改善明顯優(yōu)于常規(guī)機(jī)械通氣，肺保護(hù)性通氣策略對(duì)于膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者肺功能具有一定的保護(hù)作用，可以降低術(shù)中低氧血癥及肺不張的風(fēng)險(xiǎn)。

膝關(guān)節(jié)置換術(shù)由于其術(shù)中操作、長(zhǎng)時(shí)間使用止血帶導(dǎo)致血液停滯、手術(shù)刺激引起血管內(nèi)皮損傷等原因，會(huì)加速TNF-α、IL-6和IL-8炎性反應(yīng)因子的釋放，甚至產(chǎn)生微小栓子造成肺微小動(dòng)脈栓塞，繼而對(duì)患者術(shù)中全麻下肺功能造成影響[8，9]。傳統(tǒng)的機(jī)械通氣模式可能導(dǎo)致患者術(shù)后部分肺泡不張，降低肺的免疫功能，減弱自身抗炎作用，本身易引起機(jī)械通氣相關(guān)性肺損傷[10-11]。相關(guān)文獻(xiàn)[12-14]表明，術(shù)中應(yīng)用肺保護(hù)性通氣可以明顯改善肺順應(yīng)性和肺功能，尤其是急性肺損傷(ALI)和急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的患者。肺保護(hù)性通氣策略包括：中小潮氣量、低氣道壓力、較低的呼氣末正壓及間斷地手法肺復(fù)張，其核心環(huán)節(jié)是通過(guò)低PEEP(一般≤5 cmH2O)和手法肺復(fù)張使萎陷的肺泡復(fù)張[15]，這些措施可以使肺泡在機(jī)械通氣過(guò)程中維持開(kāi)放狀態(tài)，可以有效防止肺損傷及改善患者氧合，這也與本研究結(jié)果一致。

綜上所述，肺保護(hù)性通氣策略可以提高膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中患者的肺順應(yīng)性，改善患者的氧合，減輕術(shù)中的肺損傷，對(duì)膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的肺功能具有一定的保護(hù)作用。下一步仍需不斷積累病例數(shù)量，進(jìn)行更深入的研究。

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(2017-03-07收稿 2017-04-15修回)

(責(zé)任編輯 郭 青)

Effect of protective mechanical ventilation on lung compliance and oxygenation in patients undergoing total knee replacement surgery

LI Juan1, ZHANG Wei2, CHEN Yu1, TIAN Ye1, and LV Hao1.

1.Department of Anesthesiology, PLA Navy General Hospital, Beijing 100048, China;2.Department of Anesthesiology, Maternal and Child Care Centre of Miyun District, Beijing 101500, China

Objective To investigate the effect of protective mechanical ventilation on lung compliance and oxygenation in patients undergoing total knee replacement surgery.Methods Forty patients undergoing total knee replacement surgery were randomly divided into two groups: protective mechanical ventilation group (Group V) and conventional ventilation group (Group C). All the patients were subjected to intermittent positive ventilation at an oxygen concentration of 70%, oxygen flow rate of 2 L/min and inhalation and exhalation ratio of 1:2. After induction, patients in Group V

protective mechanical ventilation, while those in Group C were under conventional ventilation. Pplat was monitored at the following time points: 5 min after general anesthesia (T0), the start of surgery(T1), 5min after bone cement inplantation (T2), the end of surgery (T3), and 15 min after extubation (T4). Moreover, arterial blood samples were collected for the oxygenation index (OI) and compliance of the lung (CL) at these five time points.Results Compared with T0, Pplat at T2and T3increased (P<0.05), but OI decreased at T2to T4(P<0.05) in Group C. In Group V, OI decreased at T4only (P<0.05). Patients in Group V showed a lower Pplat at T2and T3, and a higher OI and CL between T2and T4than in Group C (P<0.05).Conclusions Protective mechanical ventilation may contribute to lung compliance and oxygenation, thus protecting lung function of patients undergoing total knee replacement surgery.

protective mechanical ventilation; total knee replacement surgery; oxygenation function; lung compliance

海軍總醫(yī)院創(chuàng)新培育基金(CXPY201523)

李 娟，本科學(xué)歷，醫(yī)師。

1.100048 北京，海軍總醫(yī)院麻醉科；2.101500，北京市密云區(qū)婦幼保健院麻醉科

呂 浩，E-mail：lhmousezhu@163.com

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