术后肺部并发症高风险患者围手术期肺保护策略

王明洋　候涛　李娟

230036 合肥，安徽医科大学附属省立医院南区麻醉科（王明洋、候涛、李娟）

国际麻醉学与复苏杂志,2018,39(03):268-272

DOI：10.3760/cma.j.issn.1673-4378.2018.03.16

基金项目：无

REVIEW ARTICLES

【综述】

术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications， PPCs）主要包括呼吸衰竭、可疑肺部感染、胸腔积液、肺不张、气胸、支气管痉挛、吸入性肺炎 ，其与麻醉和手术的相关性很大，是造成术后病死率增加、住院时间延长的主要因素 。手术患者中有5%~10%会出现至少一种肺部并发症，而其中行腹部手术的患者发生PPCs的风险增加到9%~40%。术中采用肺保护性通气策略可减少PPCs的发生 ；但有研究表明，对于低风险患者采用术中干预性通气策略可能会使其受到损害，而高风险患者可从保护性通气策略中获益 。因此，本文就术前PPCs高风险患者的区分及近年来围手术期肺保护策略的最新进展等进行综述，以期为临床采取围手术期肺保护策略、减少肺部并发症的发生等提供参考依据。

 

1　PPCs高风险患者的区分

目前关于PPCs风险因素的研究中很多只局限在部分挑选出的患者和手术中，并不适合其他患者和手术类型，因此对于不同手术、不同患者评估PPCs的风险存在不足。在一项多中心、前瞻性的研究中，采用回归分析模型辨别出与PPCs相关的7个独立危险因素 。其中与患者相关的因素包括术前低脉搏氧饱和度、年龄、近期呼吸道感染、低血红蛋白浓度，与手术相关的因素包括胸内或上腹部手术、手术时间、急诊手术。对7个独立危险因素根据其与PPCs发生的相关系数进行评分，可根据累计总分将患者发生PPCs的风险分为低风险、中风险和高风险，其中评分≥45分为高风险患者（表1），其发生PPCs的风险将大大增加。

Arozullah等 在一项成年人非心脏手术发生术后呼吸衰竭的研究中也发现，与手术相关的因素中手术类型是最重要的风险因素，与患者相关的风险因素包括年龄＞60岁、低蛋白血症、肾灌注不足、慢性阻塞性肺疾病史和吸烟史，这一部分患者围手术期应给予更多关注，采用围手术期肺保护策略，以降低其发生肺部并发症的风险。Mitchell等 在研究40岁及以上成年择期非胸科手术PPCs的相关因素时发现，患者术前痰量多、麻醉时间长（麻醉时间每增加1 min优势比增加0.01）、术后需鼻饲插管是3个潜在的增加肺部并发症的危险因素。Dales等 在研究胸科手术患者PPCs的术前因素中发现，患者有术前吸烟史、中度运动后呼吸困难、1秒用力呼气容积<><25><1.25 l会使ppcs的风险增加两倍以上，而年龄="">75岁会使术后心肺并发症风险都增加两倍。Brooks-Brunn等 发现，腹部手术PPCs的发生与年龄>60岁、BMI>27 kg/m2、既往8周内有吸烟史、既往上腹部或/和下腹部手术史有关。

 

Kodra等 在一项前瞻性的研究中纳入450例急诊或择期行腹部手术的患者，结果发现PPCs的发生与年龄>65岁、手术时间>2.5 h、既往存在肺部疾病、ASA分级>Ⅱ级、急诊状态有关。Scholes等 在273例择期行上腹部手术的患者中研究PPCs与术前预测因素的关系时发现，麻醉时间、手术类型、目前吸烟状态、呼吸伴随疾病、最大摄氧量<19.37>

 

2　PPCs高风险患者围手术期个体化肺保护策略

2.1　小潮气量通气策略

传统上对于急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征的患者为了维持正常的pH和PaCO2，采用机械通气时潮气量一般为10~15 ml/kg预估体重（predicted body weight， PBW），但相对于静息状态下过大的潮气量往往造成气压伤、肺泡上皮破裂及肺部炎症 。在一项纳入861例急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征患者的多中心随机试验中发现，采用小潮气量（6 ml/kg，PBW）的患者其病死率比采用传统通气组（12 ml/kg，PBW）下降22%，且不使用呼吸机的天数大于传统通气组 。

 

这些结果与在动物试验和其他临床上的观察结果一致，表明小潮气量通气确实能够减少肺部并发症的发生。在非急性肺损伤的患者机械通气时有证据显示，采用小潮气量通气可以降低其发展成急性呼吸窘迫综合征的风险，同时术后病死率、发生术后肺部感染和肺不张的风险较大潮气量通气患者明显降低 。Futier等 在一项多中心、双盲、平行对照试验中，随机纳入400例进行腹部手术可能发生肺部并发症的中高危患者，结果发现200例采用非保护性通气策略的患者（10~12 ml/kg， PBW）中有55例（27.5%）发生肺内外并发症，34例（17%）需要术后非侵袭性通气或重新插管；而采用小潮气量通气的患者（6~8 ml/kg）中仅有21例（10.5%）发生了肺内外并发症，术后需要非侵袭性通气或重新插管的患者只有10例（5%），住院时间平均缩短2.45 d；表明小潮气量通气在减少中高风险患者PPCs方面优于传统通气策略。

 

Severgnini等 在56例行开放腹部手术，手术时间超过2 h，且术后可能发生肺部并发症的中高风险临床试验中，实验组采用小潮气量通气［7 ml/kg，理想体重（ideal body weight， IBW）］+10 cmH2O呼气末正压（positive end expiratory pressure， PEEP）（1 cmH2O=0.098 kPa），而对照组采用传统通气量（9 ml/kg，IBW）+0 cmH2O，术后1、3、5 d实验组临床肺部感染评分优于对照组，且术后肺功能测试优于对照组，表明小潮气量在中高风险患者中能够减少肺损伤，提高术后恢复质量。然而，Treschan等 比较了相同水平PEEP下，大潮气量和小潮气量对患者术后肺功能的影响（12 ml/kg，PEEP 5 cmH2O；潮气量６ ml/kg，PEEP 5 cmH2O），研究显示除了大潮气量组术中氧供较高外，术后5 d患者的第1秒用力吸气量和第1秒呼气量两组间差异无统计学意义。而近期试验发现，小潮气量不但不能改善术后肺功能，还会增加患者的病死率 。因此，在全身麻醉过程中使用小潮气量时要考虑患者的自身生理条件、小潮气量后能否使肺不张的区域重新复张等，来实施具体的通气策略。

 

2.2　PEEP和肺复张手法（recruitment maneuver， RM）

PEEP指吸气由患者自主呼吸触发或呼吸机产生，而呼气终末借助于装在呼气端的限制气流活瓣装置使气道压力高于大气压。PEEP可使萎陷的肺泡重新扩张增加功能残气量和肺顺应性，改善通气和氧合，减少肺内分流，是治疗低氧血症的重要手段之一。最佳的PEEP应达到使肺顺应性最好，萎陷的肺泡膨胀，氧分压最高，肺内分流降至最低及氧输送最多，而对心排血量影响最小，但目前对于术中PEEP水平并没有统一的标准。一项多中心、随机对照实验中纳入900例存在PPCs风险的患者 ，随机分为高水平PEEP组（12 cmH2O）和低水平PEEP组（≤2 cmH2O），术后5 d发现高水平PEEP组有174例（40%）患者存在肺部并发症，而低水平PEEP组有172例（39%）患者存在肺部并发症，术中高水平PEEP组更容易发生低血压和需要更多的血管活性药物，低水平PEEP更适合术中保护性通气。但大多数生理研究提示PEEP水平应大于5 cmH2O，尤其是在肥胖患者。

 

RM是指在机械通气过程中间断地给予高于常规平均气道压的压力并维持一定时间，一般间断在3~5 s 内将平均气道压升到 30~40 cmH2O，持续30~60 s后，再恢复到之前水平，其作用一方面可以使更多的萎陷肺泡复张，另一方面还可以防止小潮气量通气带来的继发性肺不张。目前的动物实验和初步临床应用经验表明，RM能达到改善氧合、提高肺顺应性和减少肺损伤的目的。

 

Reinius等 在研究存在术后肺不张风险进行全身麻醉的30例肥胖患者时，将其随机分为3组：PEEP组（10 cmH2O）、肺复张+0 PEEP组、肺复张+PEEP组。结果发现麻醉诱导后采用肺复张+PEEP组能够减少肺不张、增加肺呼气末容积，单独采用PEEP组并不能减少肺不张发生，单独采用肺复张组只能短暂提高肺通气功能。提示RM+PEEP联合运用才能够减少肺不张，提高氧合功能。

 

Futier等 在另一项关于腹腔镜手术进行气腹时的研究中也发现，采用RM+PEEP可以增加呼气末容积、改善呼吸力学和氧合功能，单独采用PEEP组不具有此作用。在使用 RM 后，复张的肺泡维持在开放状态的时间主要与PEEP水平有关，如果PEEP 高于肺泡临界关闭压水平，1 次 RM 的效果最长可持续约4 h 。关于PEEP的设定尚未有明确的标准，且不同患者存在差异，刘文君等 认为可根据静态压力-容积曲线来确定最佳 PEEP 值。该曲线的变化特点是吸入相的初期压力增加较快，但容量变化较小，当压力增大到某一点时，则容量变化突然增大，该点的压力+2 cmH2O即为最佳 PEEP 值，可以产生最佳的氧合作用和血流动力学。肺复张后选择合适的PEEP是维持肺泡开放的关键，随后的研究表明，用吸气相的曲线来定义呼气相的参数是不合适的，最佳PEEP选择是受争议的问题。

 

Marini 的研究表明，有效的肺复张可降低塌陷肺泡反复开闭所引起的损伤，对塌陷的肺泡组织较少或用吸气平台压不能完全打开肺泡的情况，PEEP则没有明显的应用优势；反之，当存在大量可复张肺泡单位，且吸气平台压很高时，高PEEP的运用能减轻肺的剪切伤。所以，PEEP的使用需考虑多个因素：损伤肺组织的可复张性、潮气呼吸时的吸气平台压、PEEP的水平和肺泡闭合压的关系。临床上，如何选择合适的PEEP也在不断的探索中，对肺复张效果的评价是在达到良好的氧合效果的前提下，避免对肺组织造成进一步损伤。目前肺部电阻抗断层成像技术可以获取区域性通气的动态信息 ，显示逐步增加和降低PEEP对肺泡扩张/塌陷的影响，因此，肺部电阻抗断层成像可直接帮助PEEP设定最优化和自动肺复张，在个性化保护通气策略中有重要的应用前景。

 

2.3　穴位刺激在肺保护中的作用

在我国，穴位刺激一直以来被用于治疗各种类型的肺疾病，包括哮喘、肿瘤、结核、病毒性肺炎、气胸和胸腔积液等。在传统的西方医学理论里，穴位刺激被证实有效的肺疾病包括支气管哮喘、慢性支气管炎、由阻塞性肺疾病引起的气急等 ，其在提高肺功能、降低气道炎症方面有独到作用。在开胸手术单肺通气过程中产生的炎性因子能够导致肺部炎症及并发症 。

 

苏跃等 在进行电针刺激家兔足三里穴对肺缺血/再灌注损伤的研究中发现，电刺激组能够减轻肺缺血/再灌注模型的脂质过氧化反应，抑制中性粒细胞浸润，亦可减轻兔单肺通气模型肺组织中TNF-α、IL-6、IL-8，肺间质及肺泡水肿、出血减少，减少肺损伤 。任秋生等 在42例开胸行单肺通气的患者中发现，采用经皮穴位电刺激组能够抑制单肺通气时炎性介质IL-1β、IL-8及白细胞、粒细胞的反应而减少肺损伤。围手术期采用经皮穴位电刺激可以减少术后肺部炎症，提高术后肺功能的恢复。其在围手术期对肺保护的作用是临床上一个新的选择。

 

2.4　FiO2

传统上认为吸入纯氧可以治疗和预防低氧血症，增加FiO2虽可改善PaO2，但长时间吸入高浓度氧气可发生氧中毒。目前认为吸入高浓度氧气时（FiO2>60%），肺泡内大部分氮气被氧气替代，肺泡内氧气迅速弥散入血，如因呼吸道不畅，相应肺泡得不到补充可发生萎陷，最终发生肺不张。Olivant Fisher等 发现，用100%的氧气双肺通气1 h或单肺通气 3 h的动物比用低于50%氧气通气的动物有较大的肺部炎症损害。在单肺通气中，较低的FiO2导致较少的炎症反应。为了保证满意的血氧饱和度和限制肺损伤，较低的FiO2（50%~70%）可能是较好的选择。

 

2.5　允许性高碳酸血症（permissive hypercapnia，PHC）策略

PHC是为了避免传统机械通气所致肺的容积伤，容许一定程度的高碳酸血症及较低的pH值，而未见明显损伤，是权衡利弊之后做出的一种治疗性选择。最近相关研究指出高碳酸血症能够减轻急性肺损伤肺部炎症，减少肺泡上皮细胞凋亡及改善通气，参与血管收缩、舒张功能调节等作用 ，并考虑作为一种保护性治疗策略用于急性肺损伤相关性疾病中。何明枫和陈宇 在研究胸腔镜下行肺叶切除术的患者中发现，高碳酸血症组（55~65 mmHg，1 mmHg=0.133 kPa）能有效抑制肺叶切除术患者单肺通气后萎陷侧肺的炎症反应，改善肺弥散功能及顺应性。但PHC也有不利的一面，如抑制免疫、减少损伤细胞的修复及减少肺水肿液的吸收等。PHC是一种保护性通气策略，但需权衡PHC治疗过程中利与弊，需待进一步研究以避免其副作用。

 

3　小　结

尽管目前关于围手术期肺保护通气策略的选择仍有争议，但对于PPCs高风险患者仍应积极寻找适合其的通气策略，主要的观点为术中使用小潮气量（6~8 ml/kg，PBW）限制肺过度膨胀，适合的 PEEP（6~8 cmH2O）防止由小潮气量引发的肺不张，以及RM使塌陷肺组织重新复张，从而使不均匀的肺通气达到最小，且FiO2不应过大 。同时，经皮穴位电刺激等辅助方法在减轻肺部炎症、提高术后肺功能等方面有其独特作用，若能联合用于围手术期肺保护，对于降低PPCs应不失为一种新的选择。在使用肺保护性通气策略时，还应该考虑患者是否存在基础肺部疾病、手术时间的长短、是否为高危患者、手术是否为高风险等，以实施个体化的保护策略。因此，对于PPCs高风险患者联合运用多种不同肺保护策略具有重要意义，新的方法仍需在临床上不断探究。