不同通氣模式對后腹腔鏡手術患者肺損傷的影響

喇錦 田首元 王鑫 蘇學森 苑昕 張瑞 劉淑芳 李超

[摘要]目的 探討行后腹腔鏡手術的患者在壓力控制-容量保證（PCV-VG）通氣模式與傳統容量控制（VCV）通氣模式下對肺損傷的影響。方法 選取2017年8～12月我院行后腹腔鏡手術的患者60例，按隨機數字雙盲法分為PCV-VG組（P組）和VCV組（V組），每組30例。按預設通氣參數通氣，分別在T1～T4（氣管插管后5 min、氣腹后30 min、氣腹后90 min、氣腹結束后30 min）記錄氣道峰壓（Ppeak）、平均氣道壓（Pmean）、呼氣末二氧化碳（PetCO2）、計算不同時刻的肺順應性（Cd），抽動脈血監測各個時刻血漿白介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、可溶性細胞間黏附分子-1（sICAM-1）的濃度。比較兩組呼吸力學參數的變化及IL-6、TNF- α、sICAM-1的濃度。結果 P組在T1～T4時刻的平均氣道壓、氣道峰壓及血漿IL-6、TNF- α、sICAM-1濃度明顯低于V組（P<0.05）；P組在T2、T3、T4時刻的Cd高于V組（P<0.05）。結論 PCV-VG模式可降低后腹腔鏡手術患者的Ppeak、氣道平均壓，增加肺的順動態應性，可降低IL-6、TNF-α、sICAM-1的血漿濃度，在一定程度上減少肺損傷的發生。

[關鍵詞]壓力控制容量保證通氣模式；后腹腔鏡手術；肺損傷；可溶性細胞間黏附分子-1；白介素-6；腫瘤壞死因子-α

[中圖分類號] R714 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2018）8（b）-0060-04

Effect of different ventilation modes on lung injury in patients performed with retroperitoneal laparoscopic surgeries

LA Jin1 TIAN Shou-yuan2 WANG Xin2 SU Xue-sen1 YUAN Xin1 ZHANG Rui1 LIU Shu-fang1 LI Chao1

1. Department of Anesthesiology， Shanxi Medical University， Shanxi Province， Taiyuan 030001， China； 2. Department of Anesthesiology， the First Hospital of Shanxi Medical University， Shanxi Province， Taiyuan 030001， China

[Abstract] Objective To compare the influence of pressure control ventilation–volume guaranteed （PCV-VG） and volume controlled ventilation （VCV） on lung injury in patients performed with retroperitoneal laparoscopic surgeries. Methods From August to December 2017， 60 patients performed with retroperitoneal laparoscopic surgeries in our hospital were selected. They were divided into two groups by a random double-blinding： PCV-VG group （Pgroup） and VCV group （Vgroup） with 30 cases in each group. Ventilation was carried out based on the preset ventilation parameters. At T1-T4 （5 min after tracheal intubation， 30 min after pneumoperitoneum， 90 min after pneumoperitoneum， and 30 min after pneumoperitoneum ending）， the Ppeak， Pmean， and end-tidal carbon dioxide （PetCO2） were recorded， lung compliance at various times （Cd） was calculated， and the concentrations of plasma interleukin-6 （IL-6）， tumor necrosis factor-α （TNF-α）， and soluble intercellular cell adhesion molecule-1 （sICAM-1） were monitored at each time by drawing arterial blood.The changes of respiratory mechanics parameters and the concentrations of IL-6， TNF-α and sICAM-1 were compared between the two groups. Results In group P， Pmean， Ppeak， plasma IL-6， TNF-α and sICAM-1 concentrations at T1-T4 were significantly lower than those in group V （P<0.05）. In group P， the Cd values at T2， T3， T4 were higher than those in group V （P<0.05）. Conclusion The PCV-VG mode can decrease the Ppeak and Pmean in patients undergoing retroperitoneal laparoscopic surgery， increase Cd values， and reduce plasma concentrations of IL-6， TNF-α and sICAM-1， and control the occurrence of lung injury to some extent.

[Key words] Pressure control ventilation-volume guaranteed mode； Retroperitoneal laparoscopic surgery； Lung injury； Soluble intercellular cell adhesion molecule-1； Interleukin-6； Tumor necrosis factor-α

隨著醫學的發展，后腹腔鏡手術因其創傷小、恢復時間快、術后并發癥小等優勢成為主流，圍術期麻醉管理也向精準麻醉發展。腔鏡手術已證實其對肝、腎、心、肺等臟器有潛在損傷[1-3]，后腹腔鏡手術患者因氣腹和體位的特殊，更容易引起肺順應性降低、氣道阻力升高[4]。目前常用呼吸機模式容量控制通氣（VCV）是一種方波氣流，雖然保證潮氣量但其不受氣道阻力及肺順應性的影響，可能在肺順應性高的肺泡引起超容量，而肺順應性低的肺泡可能還沒開放即轉為呼氣相導致肺不張[5]；另一種壓力控制容量通氣（PCV）為遞減氣流，有效降低氣道壓力，減輕壓力容積傷，但同時可能引起通氣不足[6]。不適當的機械通氣是呼吸機相關肺損傷（VILI）的主要原因[7]。近年來，壓力控制-容量保證通氣模式（PCV-VG）采用遞減氣流，旨在降低氣道壓力的同時保證達到預設的潮氣量，通過持續監測患者氣道壓力及肺順應性自動調整送氣流速，有限降低氣道壓，增加肺順應性。由此可預測，PCV-VG可能對后腹腔鏡手術患者有肺保護作用。本試驗將以呼吸力學、炎癥因子為指標，比較VCV與PCV-VG兩種通氣模式在后腹腔鏡手術患者中的應用，為臨床提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年8～12月我院行后腹腔鏡手術的患者60例，按隨機數字雙盲法分為PCV-VG組（P組）和VCV組（V組），每組30例。本研究已獲得我院醫學倫理委員會批準，且與患者或直系家屬簽署知情同意書。所有患者術前胸片、肺功能（FEV1/FVC>70%）均正常，無嚴重的心腦血管疾病，肝腎功能化驗結果正常，無精神類疾病及代謝性疾病。排除標準：①手術時間<2 h或>5 h的手術；②術中由后腹腔鏡轉為開腹的手術；③術中有嚴重的并發癥進行搶救的患者。兩組患者一般資料的比較，差異無統計學意義（P>0.05），具有可比性。

所有患者的一般情況（年齡25～60歲、性別不限、ASAⅠ～Ⅱ級、體重指數18～30 kg/m2、手術時間2～5 h）差異均無統計學意義（P>0.05）。

1.2 實驗方法

1.2.1 麻醉前準備 患者進入手術室，監測各項生命體征（心電圖、血氧飽和度、無創血壓、BIS監測），建立靜脈通道，同時利多卡因局麻后橈動脈穿刺監測有創動脈血壓。

1.2.2 麻醉誘導 鹽酸戊乙奎醚0.5 g，常規誘導：舒芬0.3 μg/kg，依托咪酯0.3 mg/kg，苯磺順阿曲庫胺0.15 mg/kg，3 min后行氣管插管術，聽診兩側呼吸音對稱清晰，固定導管后連接呼吸機，監測呼氣末二氧化碳（PetCO2）。P組采用PCV-VG模式，V組采用VCV模式，設置兩組潮氣量均為7 ml/kg，頻率為12次/min，吸呼比為1∶2，吸入氧濃度為70%，PEEP為5 cmH2O，維持至氣腹開始。

1.2.3 麻醉維持 丙泊酚4～6 mg/（kg·h）與瑞芬太尼8～12 μg/（kg·h）靜脈泵持續泵入，1%～2%七氟烷吸入麻醉，監測BIS在40～60之間，間斷靜脈推注順阿曲庫胺，維持TOF肌顫搐0%～25%。維持患者平均動脈壓在基礎值的20%，>20%時視為高血壓狀態，給予5～10 mg烏拉地爾注射液；<20%時視為低血壓狀態，給予甲氧明2～4 mg，必要時重復給藥；心率低于50次/min時給予靜脈注射阿托品0.5～1 mg，高于120次/min時給予靜脈注射艾司洛爾注射液1 mg/kg，必要時重復給藥。氣腹開始后，調整兩組呼吸頻率在12～20次/min，使PetCO2維持在30～50 mmHg，當頻率>20次/min，PetCO2依舊>50 mmHg時剔除該標本。

1.2.4 麻醉蘇醒 手術結束后停用麻醉藥物，待患者嗆咳及吞咽反射恢復后，潮氣量呼吸頻率達到拔管指征，TOF肌顫搐≥90%，BIS達80～100范圍后拔出氣管導管，面罩吸氧3 L/min，血氧穩定維持在98%～100%。

1.3 監測指標與標本采集

分別記錄患者在呼吸機監護下插管后5 min（T1）、氣腹開始后30 min（T2）、氣腹開始后90 min（T3）、氣腹結束后30 min（T4）的氣道峰壓（Ppeak）、氣道平均壓（Pmean）、潮氣量（Vt）、呼末二氧化碳值（PetCO2），并計算出肺動態順應性[Cd=△V/△P=Vt/（Ppeak-PEEP）]；分別于T1、T2、T3、T4橈動脈采血6 ml用酶聯免疫分析法（ELISA法）檢測動脈血中IL-6、TNF-α和sICAM-1的濃度。

1.4 統計學方法

采用統計學軟件SPSS16.0分析數據，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，采用t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1兩組患者在不同時刻呼吸力學指標的監測

與T1時刻比較， P組、V組在T2、T3時刻的Ppeak、Pmean、PetCO2均高于氣腹后，Cd降低，差異均有統計學意義（P<0.05）。

與V組比較，P組在T2、T3時刻的Ppeak、Pmean升高程度較小，Cd在T2、T3時刻V組，差異均有統計學意義（P<0.05）。P組在T2時刻PetCO2低于V組（P<0.05），但在T3、T4時刻兩組間PetCO2的比較，差異無統計學意義（P>0.05）（表1）。

2.2 兩組患者在不同時刻sICAM-1、IL-6、TNF-a的監測比較

與T1時刻比較， P組與V組在氣腹開始后血漿內sICAM-1、IL-6、TNF-a濃度均升高，隨氣腹時間的增加呈上升趨勢，差異有統計學意義（P<0.05）。

與V組比較，P組在T2、T3、T4時刻的血漿內sICAM-1、IL-6、TNF-a濃度升高程度較小，差異有統計學意義（P<0.05）（表2）。

3 討論

后腹腔鏡手術是在患者特殊體位的基礎上向后腹膜腔間注射一定壓力的CO2氣體，撐開一個潛在的腔隙進行手術操作。側臥折刀位+后腹膜腔CO2壓力導致膈肌上抬，影響胸壁的阻力及胸腔體積，造成肺順應性降低、VA/Q失調、無效肺泡通氣增加[8]。VCV保證了一定的潮氣量，但忽略了高氣道壓可能對順應性較低的肺帶來的損傷，雖然有實驗證明[9]VCV模式下不同潮氣量（6 ml/kg與8 ml/kg）對健康肺并無明顯肺損傷，但與VCV模式相比[10]，PCV-VG模式對患者呼吸力學的影響更輕微，更有利于減小肺被動承受壓力所帶來的損傷。

肺泡作為主要的通氣單位和壓力承受者，代表肺泡內壓力的平臺壓（Pplat）一度被認為與引起“壓力-容積傷”相關[11]。Bellani等[12]發現平臺壓與組織代謝之間沒有比例關系，雖然目前公認的平臺壓安全范圍在30～35 cmH2O的內，但當平臺壓力從28～30 cm H2O降至25～27 cm H2O時，顯示炎癥標志物減少[13]，也就是說，即使Pplat控制在目前標準的安全范圍內，也有可能會引起肺損傷。而真正意義上平臺壓的安全范圍的，仍然存在討論。最近，Amato等[14]提出驅動壓水平與肺保護作用密切相關（患者TOF肌顫搐0%～20%時，P=Vt/Cd），驅動壓增加時不論平臺壓升高或者降低時，都會導致病死率增加；Masood等[15]證明肺保護性通氣的前提必須考慮肺順應性，在可復張性小的肺可能需要更大的驅動壓，即使使用了肺保護通氣策略也有可能造成肺保護無效甚至引起肺損傷。動物研究提示[16]當呼吸機引起的肺應變>1.5～2時，健康豬的肺組織重量增加，提示發生肺損傷。三個研究結果一致，證實在相同的潮氣量條件下，能減小肺應力和應變的通氣方式才能有效實現肺保護通氣。因此，肺順應性的大小與呼吸機參數設置的匹配，是我們行肺保護通氣時必須思考和研究的。

PCV-VG的特點為采用遞減氣流，人為設定圧力后呼吸機將預設的潮氣量輸入肺內，并且根據每一次通氣的反饋計算肺順應性，調節下一次驅動壓的大小使預設潮氣量在一定壓力水平輸送。本研究結果顯示，在氣腹開始后P組與V組的Ppeak、Pmean均較術前升高，肺順應性均較氣腹前降低，差異均有統計學意義（P<0.05）。但在30 min、90min時刻，P組的Ppeak、Pmean均比V組低（P<0.05），P組肺順應性較V組的高（P<0.05）。提示PCV-VG模式對呼吸系統影響小，增加肺順應性。傳統的壓力控制通氣（PCV）由于壓力限制，經常會出現無法保證潮氣量而造成體內CO2蓄積，這也是PCV在臨床使用受限的最大原因。PCV-VG模式雖然本質為壓力控制，但根據患者個體的Cd設置個體化通氣，同時確保容量，一定程度上優化患者呼吸力學改變。本研究結果顯示，P組與V組的PetCO2在氣腹開始后均有不同程度的升高（P<0.05），P組的PetCO2在T2時刻較V組低（P<0.05），但在T3、T4時刻兩組PetCO2差異無統計學意義（P>0.05）。所以，PCV-VG較傳統壓力控制通氣模式（PCV）保證患者容量，減少因潮氣量不足而引起的CO2蓄積等一系列并發癥，對后腹腔鏡手術更有益。

炎癥因子IL-6及TNF-α水平與肺損害的嚴重程度密切相關，可能參與調節肺水腫的發生過程[17]。細胞間黏附分子-1（ICAM-1）表達于內皮細胞上，且有實驗證實sICAM-1在肺損傷過程中扮演使中性粒細胞的聚集角色。正常情況下sICAM-1表達量微乎其微，但當內皮細胞損傷，在這里如機械性牽拉、氣腹對內臟的缺血再灌注損傷，可使sICAM-1表達加多[18]，并且傳遞信號引起炎癥級聯反應激活，從而擴大炎癥反應并造成所謂“生物傷”[19]。目前研究表示炎癥因子通過啟動以下兩大主要通路介導炎癥的發生以及級聯放大反應：①NF-KB信號通路；②p38絲裂霉素原活化蛋白激酶信號轉導通路[20]。已有研究證實，抑制以上兩大主要途徑，可以很大程度抑制炎癥分子的表達，從而減輕肺損傷。本研究結果顯示，兩組血漿內IL-6、TNF-α、sICAM-1濃度在氣腹開始后都有不同程度的上升，但P組升高水平較V組低（P<0.05），可能由直接或間接損傷肺泡上皮細胞引起肺泡內中性細胞聚集和活化，從而誘導肺生物傷有關。分析兩組患者血漿IL-6、TNF-α、sICAM-1濃度變化可知，于氣腹開始后IL-6、TNF-α、sICAM-1均隨氣腹時間增加而升高，氣腹結束后呼吸力學變化有所改善，但血漿IL-6、TNF-α、sICAM-1濃度仍呈上升趨勢，可能與炎癥級聯反應相關。研究提示，P組血漿IL-6、TNF-α、sICAM-1濃度較V組低，提示PCV-VG通氣模式可能通過降低血漿IL-6、TNF-α、sICAM-1濃度對后腹腔鏡手術患者起肺保護作用。

綜上所述，PCV-VG模式可降低后腹腔鏡手術患者的氣道峰壓、氣道平均壓，增加肺動態順應性，根本上減小了肺壓力容積傷的發生，也較傳統VCV模式降低血漿IL-6、TNF-α、sICAM-1的濃度，對后腹腔鏡手術患者有肺保護作用，這可能對合并有肺部疾病及嚴重合并癥的患者有重要意義。

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（收稿日期：2018-03-07 本文編輯：白 婧）