肺保護性通氣策略對開胸單肺通氣呼吸功能的影響

司建洛，張洪軍，鄭　偉，張三虎，邢群智

全麻單肺通氣(one-lung ventilation, OLV)期間為避免術中低氧，常規(guī)采用與雙肺通氣(two-lung ventilation, TLV)相同的容量控制通氣模式(volume controlled ventilation, VCV)和潮氣量(tidal volume, VT)，但伴隨的高氣道壓可能誘發(fā)急性肺損傷(acute lung injury, ALI)。肺保護性通氣策略(lung protective ventilatory strategy, LPVS)在救治ALI時取得了顯著療效，具體措施包括：壓力控制通氣模式(pressure controlled ventilation, PCV)，外源性通氣側肺呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure, PEEP)，肺復張手法(alveolar recruitment maneuver, ARM)[1-3]。近年有學者建議將LPVS應用于開胸術中OLV管理，但通氣和肺保護效果尚存在爭議[4-5]。為觀察OLV期間不同通氣模式對開胸患者的血流動力學、呼吸力學和血氣的影響，評價LPVS用于OLV的效果，現(xiàn)報道如下。

1　資料與方法

1.1一般資料選擇2014年10月至2017年6月我院62例按美國麻醉醫(yī)師協(xié)會分級(American society of anesthesiologists, ASA)Ⅱ或Ⅲ級行全身麻醉下開胸術患者，其中食管癌根治44例，肺葉切除18例；年齡 (57.37±9.48)歲；男50例，女12例；體質量45～76 kg；排除術前心、肺功能異常者。手術均由同一組醫(yī)師完成。本研究經河南科技大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。按隨機數(shù)字表分為常規(guī)OLV組(COLV)和保護性OLV組(POLV)各31例。兩組一般情況比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

1.2麻醉及通氣方法入室后DATEX S/5型監(jiān)護儀(Datex Ohmeda公司，美國)監(jiān)測BP、ECG、HR和SPO2。橈動脈置管監(jiān)測有創(chuàng)動脈壓(invasive blood pressure，IBP)，右頸內靜脈置管監(jiān)測中心靜脈壓(central venous pressure，CVP)。麻醉誘導：靜脈注射舒芬太尼0.4 μg·kg-1，咪噠唑侖0.05 mg·kg-1、維庫溴銨0.15 mg·kg-1、丙泊酚1.5 mg·kg-1，插入雙腔支氣管導管(Telefiex medical公司，德國，男F39，女F35)，纖維支氣管鏡(PENTAX，日本)定位。Aestiva麻醉機(Datex Ohmeda公司，美國)行機械通氣。麻醉維持：靜脈輸注丙泊酚3～5 mg·kg-1·h-1、維庫溴銨60～100 μg·kg-1·h-1，間斷給予舒芬太尼，維持BIS值在40～60。雙肺通氣(TLV)時兩組均采用VCV模式(VT10 mL·kg-1，呼吸頻率12 次·min-1，吸呼比1∶1.5，吸入氧濃度1.0)。經氣道旁路側流(side stream spirometry,SSS)監(jiān)測動態(tài)P-V曲線、氣道峰壓(peak airway pressure,Ppeak)、平臺壓(plateau pressure,Pplat)、氣道阻力(airway resistance,Raw)、胸肺順應性(lung-thorax compliance,CT)和呼氣末二氧化碳分壓(end-tidal pressure of carbon dioxide, PETCO2)。雙肺通氣(TLV)30 min后行OLV：COLV組繼續(xù)行VCV模式，呼吸參數(shù)不變；POLV組采用PCV模式(起始氣道壓1～2 kPa,調節(jié)至VT6～8 mL·kg-1，呼吸頻率12～18 次·min-1，吸呼比1∶1～2，吸入氧濃度1.0，PEEP4～10 cmH2O(1cmH2O=0.098 kPa)，毎30 min升高氣道壓力到35 cmH2O 7～10 s)[6-8]。維持PETCO2在4.67～6.00 kPa。關胸前兩組均采用VCV雙肺通氣模式至術畢，參數(shù)同單肺通氣前。

1.3監(jiān)測指標分別于TLV 30 min(T1)、OLV 90 min(T2)和恢復TLV后30 min(T3)時記錄潮氣量(tidal volume，VT)、Ppeak、Raw、CT和PETCO2、平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)、心率(heart rate，HR)；并在各時點采集動脈血標本行血氣分析(ABL90型，RADIOMETER公司，丹麥)。

2　結果

T2與T1相比，兩組HR和Ppeak增加，CT、PaO2降低，COLV 組Raw、PaCO2升高，POLV 組Raw下降；T3與T1相比兩組PaO2降低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。與COLV相比，POLV組T2時VT、Ppeak、Raw和PaCO2降低；CT和PaO2增加，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；POLV組T3時PaO2增高，PaCO2降低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表2。

表1　兩組一般情況比較(n=31，±s)

注：FEV1.0：1 s末用力呼氣量；FVC：用力肺活量；MVV：最大自主通氣量。

表2　不同時點開胸患者各指標的比較(n=31，±s)

注：①與COLV比較，P<0.05；②與T1比較，P<0.05。MAP：平均動脈壓；HR：心率；VT：潮氣量；Ppeak：氣道峰壓；Raw：氣道阻力；CT：胸肺順應性；PaO2：動脈血氧分壓；PaCO2：動脈血二氧化碳分壓。T1：雙肺通氣30 min；T2：單肺通氣90 min；T3：恢復雙肺通氣30 min。

3　討論

LPVS是預防機械通氣相關性肺損傷的綜合性管理策略。Michelet等發(fā)現(xiàn)LPVS可顯著減少OLV肺泡灌洗液中IL-1β、IL-6和IL-8，推測保護性肺通氣可減輕肺部炎癥，建議LPVS應用于OLV。Amar等[9]對肺癌手術患者OLV時應用LPVS，發(fā)現(xiàn)術中肺動態(tài)順應性更好，術后ALI的發(fā)生率從3.7%降到0.9%，縮短了住院時間，降低了肺不張發(fā)生率。

評價合理的通氣模式應兼顧氧代謝和減少肺損傷兩個方面。OLV時傳統(tǒng)的VCV模式應用相對大的潮氣量，其目的是保證通氣量，提升PaO2，但從組織氧供的角度看，其起到的作用可能是消極的。原因主要是：①氧供不僅與PaO2有關，還與心輸出量(cardiac output，CO)有關。隨著胸內壓升高，CO下降，抵消了大潮氣量升高PaO2的作用。②VCV時過高的峰壓和低水平短暫的平臺壓只能沖擊順應性好的肺泡進一步擴張，甚至過度擴張，而順應性差的肺泡卻擴張不良，造成通氣量下降、氧合惡化。③過高的壓力造成通氣側肺血流向非通氣側轉移，削弱了缺氧性肺血管收縮(hypoxic pulmonary vasoconstriction，HPV)減少肺內分流的保護效應[10]。從肺保護角度看，高氣道壓引起的容積、壓力因素可造成ALI。與VCV不同，PCV模式吸氣峰壓和平臺壓均較低，應用于OLV既避免了氣壓傷，又可得到合理的潮氣量，減少了呼吸功[11]。

單獨應用PCV模式在OLV期間效果是存在爭議的[12-13]。多數(shù)學者推薦PCV與PEEP聯(lián)合應用于OLV[14]。本研究也證實與大潮氣量VCV模式通氣相比，低潮氣量的PCV聯(lián)合4～10 cmH2O PEEP，可以獲得更高的氧分壓和胸肺動態(tài)順應性，Ppeak明顯低于VCV模式(單肺通氣后Ppeak，VCV平均增加77%，PCV+PEEP平均增加了57%)。OLV時通氣側肺和胸廓受壓，部分肺泡萎陷，而PCV減速氣流形成穩(wěn)定長程較低的吸氣平臺壓可能有助于降低吸氣期Raw，尤其有利于時間常數(shù)大的肺泡單位充氣，氣體肺內分布更加均一，降低了肺泡張力，減小了肺血管阻力，提高了通氣血流比，減少了分流。OLV時應用過大(>10～12 mL·kg-1)或過小(<6 mL·kg-1)的潮氣量均可增加Raw，降低肺順應性，因而可能會引起PCV時潮氣量相應變小。因而本研究初始VT 6～8 mL·kg-1，觀察到Raw反而下降，胸肺順應性升高，潮氣量保持相對穩(wěn)定，通過調節(jié)呼吸頻率和吸呼比可獲得更大的分鐘通氣量。同時PEEP可增加呼氣期功能性殘氣量，保持呼氣期肺泡擴張，改善氣體交換。目前PEEP值的設定卻無統(tǒng)一方案，本研究采取逐漸增加3 cmH2O PEEP的方式來設定PEEP值，既照顧到呼吸力學、血流動力學指標，又可以得到滿意的血氣結果。每30 min升高氣道壓力到35 cmH2O 7～10 s可作為肺保護通氣的一種補充策略，用來擴張由于低潮氣量所致的吸氣時不能完全膨脹的肺，防止肺泡表面活性物質丟失，有利于升高氧分壓和降低術后肺不張的發(fā)生率[15-16]。

本研究表明，綜合應用PCV模式聯(lián)合4～10 cmH2O PEEP及間斷應用肺復張手法，避免了持續(xù)過高的吸氣峰壓，減少了肺損傷，改善了氧合，增加了胸肺動態(tài)順應性，對血流動力學影響輕微，比常規(guī)大潮氣量VCV模式更適合應用于開胸單肺通氣。

參考文獻：

[1]胡序凱,沈華春,李曉瑜,等.在單肺通氣期間不同通氣模式對患者的肺保護作用[J].中華醫(yī)學雜志,2014,94(13):1006-1009.

[2]蘇瑞雪,李玉蘭,張楊,等.肺復張聯(lián)合呼氣末正壓通氣對單肺通氣病人的肺保護效應[J].中華麻醉學雜志,2015,35(3):383-384.

[3]付冬雪,席宏杰.單肺通氣期間肺保護策略新進展[J].臨床肺科雜志,2017,22(5):931-934.

[4]Brassard CL,Lohser J,Donati F,et al.Step-by-step clinical management of one-lung ventilation: continuing professional development[J].Can J Anaesth,2014,61(12):1103-1121.

[5]Pannu SR,Hubmayr RD.Safe mechanical ventilation in patients without acute respiratory distress syndrome(ARDS)[J].Minerva Anestesiol,2015,81(9):1031-1040.

[6]Fu Q,Duan M,Zhao F,et al.Evaluation of stroke volume variation and pulse pressure variation as predictors of fluid responsiveness in patients undergoing protective one-lung ventilation[J].Drug Discov Ther,2015,9(4):296-302.

[7]Park SH.Perioperative lung-protective ventilation strategy reduces postoperative pulmonary complications in patients undergoing thoracic and major abdominal surgery[J].Korean J Anesthesiol,2016,69(1):3-7.

[8]Blank RS,Colquhoun DA,Durieux ME,et al.Management of one-lung ventilation:impact of tidal volume on complications after thoracic surgery[J].Anesthesiology,2016,124(6):1286-1295.

[9]Amar D,Zhang H,Pedoto A,et al.Protective lung ventilation and morbidity after pulmonary resection:a propensity score-matched analysis[J].Anesth Analg,2017,125(1):190-199.

[10]Schultz MJ,Haitsma JJ,Slutsky AS,et al.What tidal volumes should be used in patients without acute lung injury[J].Anesthesiology,2007,106(6):1226-1231.

[11]Kang WS,Kim SH,Chung JW.Comparison of pulmonary gas exchange according to intraoperative ventilation modes for mitral valve repair surgery via thoracotomy with one-lung ventilation :a randomized controlled trial[J].J Cardiothorac Vasc Anesth,2014,28(4):908-913.

[12]Lin F,Pan L,Qian W,et al.Comparison of three ventilatory modes during one-lung ventilation in elderly patients[J].Int J Clin Exp Med,2015,8(6):9955-9960.

[13]Kim KN,Kim DW,Jeong MA,et al.Comparison of pressure-controlled ventilation with volume-controlled ventilation during one-lung ventilation:a systematic review and meta-analysis[J].BMC Anesthesiol,2016,16(1):72-82.

[14]Guo L,Wang W,Zhao N,et al.Mechanical ventilation strategies for intensive care unit patients without acute lung injury or acute respiratory distress syndrome:a systematic review and network meta-analysis[J].Crit Care,2016,20(1):226.

[15]Flexman AM,Gooderham PA,Griesdale DE,et al.Effects of an alveolar recruitment maneuver on subdural pressure,brain swelling, and mean arterial pressure in patients undergoing supratentorial tumour resection:a randomized crossover study[J].Can J Anaesth,2017,64(6):626-633.

[16]Koulouras V,Papathanakos G,Papathanasiou A,et al.Efficacy of prone position in acute respiratory distress syndrome patients:a pathophysiology-based review[J].World J Crit Care Med,2016,5(2):121-136.