早期肺復張預處理策略對行體外循環冠狀動脈旁路移植術的患者肺功能的影響▲

施 韜 史宏偉 魏海燕 張 勇

(南京醫科大學附屬南京醫院/南京市第一醫院麻醉科，江蘇省南京市 210006)

在體外循環下行心臟手術時，手術本身存在應激，以及體外循環和機械通氣等因素，均可造成患者術后發生急性肺損傷，嚴重者可發展為急性呼吸窘迫綜合征，雖然急性呼吸窘迫綜合征的發生率僅為0.5%～1.7%，但相關病死率卻高達50%～90%[1]，是心臟手術后嚴重的并發癥之一，嚴重影響患者轉歸和預后。肺不張是引起心臟手術后肺功能障礙和肺部炎癥的主要原因之一，在體外循環期間或之后，實施肺復張策略可以減輕心臟直視手術患者的術后肺損傷，改善患者的呼吸功能[1-2]。但是在臨床實踐中，在體外循環期間或之后進行肺復張會導致雙肺膨脹，從而影響外科手術視野，給手術操作造成不便。而在氣管插管后立即進行單次的肺復張預處理，在鋸胸骨之前完成肺復張，可以避免開胸后進行肺復張所造成的雙肺明顯膨脹，避免影響手術操作視野[3]。目前，有關體外循環前早期的單次肺復張預處理能否改善行體外循環冠狀動脈旁路移植術的患者術后呼吸功能的報告仍較少。因此，本研究觀察早期肺復張預處理策略對行體外循環下冠狀動脈旁路移植術的患者肺功能的影響，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2020年1月至2021年4月在我院心胸血管外科治療的120例患者作為研究對象。納入標準：(1)均在全身麻醉、淺低溫、體外循環下進行冠狀動脈旁路移植手術；(2)美國麻醉醫師協會分級為Ⅱ或Ⅲ級；(3)年齡46～77歲，體質指數為18～30 kg/m2；(4)無肺部基礎疾病，美國紐約心臟病協會分級為2～3級。排除標準：(1)美國麻醉醫師協會分級為Ⅳ或Ⅴ級、有冠狀動脈或者瓣膜心臟手術史、不穩定性心絞痛、近期內(6個月)有心肌梗死史、充血性心力衰竭、左室射血分數<40%、血流動力學不穩定、近期內(3個月)吸煙、中至重度肺動脈高壓、慢性阻塞性或限制性肺部疾病、肺部或全身感染、術前氧合指數(oxygenation index,OI)≤300 mmHg、嚴重肝腎功能異常、中樞神經系統疾病史、血紅蛋白(hemoglobin,Hb)水平<120 g/L、高血壓病史及肥胖的患者；(2)肺復張實施過程中患者出現平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP)<65 mmHg、心率>120次/min或加快>20次/min、脈搏氧飽和度(pulse oxygen saturation,SpO2)<90%或下降>5%、出現明顯新發心律失常、發生氣胸的患者；(3)術后需二次手術者。按隨機數字表法將患者分為A組、B組、C組，每組40例。3組患者的一般資料差異均無統計學意義(均P>0.05)，具有可比性，見表1。本研究經本院醫學倫理委員會審核通過，所有患者或授權人同意參與研究并簽署知情同意書。

表1 3組患者一般資料的比較

組別n術前第1秒用力呼氣容積(x±s,L)術前用力肺活量(x±s,L)術前第1秒用力呼氣容積比值(x±s,%)術前每分鐘最大通氣量(x±s,L)術中補液量(x±s,mL)術中尿量(x±s,mL)術前Hb(x±s,g/dL)術畢Hb(x±s,g/dL)A組402.5±0.63.3±0.878.8±12.287.6±13.41 182.4±325.4791.4±439.113.9±2.211.7±2.5B組402.4±0.73.2±0.977.9±12.986.9±14.51 166.8±274.4967.4±373.414.2±2.111.4±1.9C組402.4±0.53.3±0.778.3±13.387.3±13.91 185.1±283.4885.1±291.214.1±2.311.6±2.2 χ2/F值0.2630.1080.0540.0330.0442.1680.2910.173P值0.7700.8800.9480.9680.9570.1190.7480.842

1.2 麻醉和術中管理

1.2.1 麻醉方式：所有患者術前禁飲禁食8 h。進入手術室后開放外周靜脈，常規監測心電圖、心率、SpO2，行右橈動脈置管并監測有創動脈壓，吸入氧濃度為70%。麻醉誘導采用靜脈輸注咪達唑侖(江蘇恩華藥業股份有限公司，批號：MZ201112)0.06 mg/kg、丙泊酚(西安力邦制藥有限公司，批號：20203251-2)0.5～1 mg/kg、舒芬太尼(宜昌人福藥業有限責任公司，批號：11A11061)0.5～1 μg/kg和羅庫溴銨(默沙東公司，批號：U033479)0.6 mg/kg，右頸內靜脈穿刺置管監測中心靜脈壓(central venous pressure,CVP)。麻醉維持采用靜脈輸入丙泊酚4～6 mg/(kg·h)、瑞芬太尼(宜昌人福藥業有限責任公司，批號：20A02041)0.2～0.3 μg/(kg·min)、順式阿屈庫銨(江蘇恒瑞醫藥股份有限公司，批號：2011129BL)0.1～0.2 mg/(kg·h)，吸入0.5%～1.0%七氟烷，維持麻醉深度的腦電雙頻指數(bispectral index,BIS)值在40～60。

1.2.2 術中管理：所有患者采用常規的外科手術操作和心臟保護措施。常規建立體外循環，預充液采用1 000 mL羥乙基淀粉(萬汶Hydroxyethyl Starch 130/0.4，北京費森尤斯卡比醫藥有限公司，批號:81QF733)+500 mL乳酸林格氏液(四川科倫藥業股份有限公司，批號：T19120102)+20%甘露醇(上海百特醫療用品有限公司，批號：S1912040)250 mL+30 mg肝素(常州千紅生化制藥股份有限公司，批號：152101006A)。體外循環灌注流速為2.2～2.5 L/(min·m2)，維持MAP在50～70 mmHg，維持紅細胞壓積在0.20～0.25，控制鼻咽腔溫度在30 ℃～32 ℃。停機后常規予1 ∶1魚精蛋白中和肝素，必要時根據激活凝血時間追加。所有患者均不使用糖皮質激素及有白細胞濾過功能的輸血器，圍術期不使用影響肺功能評估的其他藥物。體外循環主動脈阻斷期間停止通氣，開放氣道。心臟復跳后給予潮氣量3 mL/kg機械通氣，呼吸頻率10～15 次/min，吸呼比1 ∶2，呼氣末正壓(positive end-expiratory pressure,PEEP)通氣設置同各組體外循環開始前即刻；體外循環停止即刻恢復潮氣量至6～8 mL/kg，其余呼吸參數不變，維持呼氣末二氧化碳分壓(partial pressure of end-tidal carbon dioxide,PETCO2)在35～45 mmHg，PEEP通氣設置同各組體外循環開始前即刻。

1.2.3 呼吸參數及肺復張策略：A組在氣管插管后即采用小潮氣量通氣策略，潮氣量6～8 mL/kg，呼吸頻率10～15次/min，吸呼比1 ∶2，維持PETCO2在35～45 mmHg。B組患者氣管插管后即在A組通氣參數基礎上加5 cmH2O的PEEP，其余設置同A組。C組患者氣管插管后即采用同A組的小潮氣量通氣模式并進行肺復張，從5 cmH2O開始逐漸增加PEEP，每次增加5 cmH2O，維持1～2 min后繼續增加PEEP，直至PEEP達到20 cmH2O，維持1.5～2 min后調整PEEP為15 cmH2O并維持5 min，再將PEEP降至10 cmH2O并維持5 min，最終將PEEP降至3 cmH2O并維持5 min。在此期間隨時根據有創動脈血壓波動調整血管活性藥物的用量及種類。當肺復張實施過程中患者出現如下情況則中止操作：(1)MAP<65 mmHg；(2)心率>120次/min或增加>20次/min；(3)SpO2<90%或下降>5%；(4)出現明顯新發心律失常；(5)發生氣胸。

1.3 觀察指標 (1)肺功能指標、氣道峰壓和血流動力學指標：分別于切皮前(T0)、體外循環開始前主動脈插管時(T1)、體外循環停機后1 h(T2)、術后24 h(T3)，記錄3組患者的OI(正常值范圍為300～500 mmHg)、肺泡-動脈血氧分壓差[alveolar-arterial oxygen partial pressure gradient，P(A-a)O2]、呼吸指數(respiratory index，RI；正常值<1)、肺動態順應性(dynamic lung compliance，Cdyn；正常值為200 mL/cmH2O)、氣道峰壓(peak airway pressure,Ppeak；正常值范圍為10～20 cmH2O)、心率(正常值范圍為50～100次/min)、MAP(正常值范圍為70～100 mmHg)和CVP(正常值范圍為4～12 cmH2O)。(2)圍術期指標：記錄3組患者術后拔除氣管導管時間(拔除氣管導管指征為意識清醒，血流動力學穩定，自主呼吸試驗成功，內環境和電解質正常)、術后24 h低氧血癥(OI≤300 mmHg)發生率、ICU停留時間(轉出ICU指征為意識清醒，呼吸、循環、內環境穩定，床旁心臟超聲無病理性異常，心電圖無病理性異常，胸腔引流無異常)、患者總住院時間(出院標準為呼吸、循環、電解質、內環境穩定，血常規無病理性異常，心臟超聲無病理性異常，心電圖無病理性異常，切口愈合良好)。

1.4 統計學分析 采用SPSS 13.0軟件進行統計學分析。正態分布的計量資料以(x±s)表示，多組間比較采用單因素方差分析；兩兩比較采用LSD-t檢驗，重復測量資料比較采用重復測量方差分析；非正態分布的計量資料以[M(Q)]表示，組間比較采用秩和檢驗；計數資料以[n(%)]表示，組間比較采用χ2檢驗；等級資料的組間比較采用秩和檢驗。以P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 3組患者肺功能指標的比較 3組患者的OI、P(A-a)O2、Cdyn比較，差異均有統計學意義(F組間=13.989，P組間<0.001；F組間=10.384，P組間<0.001；F組間=17.227，P組間<0.001)；3組患者的OI、P(A-a)O2、Cdyn均有隨時間變化的趨勢(F時間=71.703，P時間<0.001；F時間=95.594，P時間<0.001；F時間=25.298，P時間<0.001)；OI的分組與時間無交互效應(F交互=1.665，P交互=0.129)，P(A-a)O2、Cdyn的分組與時間均有交互效應(F交互=2.761，P交互=0.012；F交互=7.242，P交互<0.001)。其中，在T1～T2時，C組的OI、Cdyn均高于其余兩組，P(A-a)O2低于其余兩組(均P<0.05)。見表2。在T1～T2時，3組RI比較差異有統計學意義，且C組的RI低于其余兩組(均P<0.05)，見表3。

表2 3組患者肺功能指標的比較

表3 3組患者RI的比較[M(Q)]

2.2 3組患者氣道峰壓和血流動力學參數的比較 3組患者的Ppeak、CVP比較，差異均無統計學意義(F組間=0.187，P組間=0.830；F組間=0.312，P組間=0.732)，3組患者的MAP、心率比較，差異均有統計學意義(F組間=3.394，P組間=0.037；F組間=5.776，P組間=0.024)，但各時間點組間兩兩比較差異均無統計學意義(均P>0.05)；3組的Ppeak、MAP、心率、CVP均有隨時間變化的趨勢(F時間=5.704，P時間=0.004；F時間=39.143，P時間<0.001；F時間=132.536，P時間<0.001；F時間=7.444，P時間=0.001)，分組與時間均無交互效應(F交互=0.921，P交互=0.352；F交互=0.327，P交互=0.860；F交互=0.025，P交互=0.999；F交互=0.241，P交互=0.915)。見表4。

表4 3組患者氣道峰壓和血流動力學參數的比較(x±s)

2.3 3組患者圍術期指標的比較 3組患者的術后氣管導管拔管時間與低氧血癥發生率比較，差異均有統計學意義(均P<0.05)，其中C組術后氣管導管拔管時間均短于A組和B組，C組術后低氧血癥發生率低于A組(均P<0.05)；而3組患者ICU停留時間與總住院時間比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)。見表5。

表5 3組患者圍術期指標的比較

3 討 論

急性肺損傷是體外循環心臟手術后的常見并發癥，輕者僅表現為低氧血癥，重者可發展為急性呼吸窘迫綜合征[4-6]。肺復張策略最早被用于治療急性呼吸窘迫綜合征，目的是減少肺泡塌陷數量，減輕彌漫性肺泡損傷、肺水腫和肺部炎性反應[7]。越來越多的文獻報告在體外循環過程中或之后對術前肺功能基本正常的患者實施肺復張可改善患者術后的肺順應性和氧合功能[8-11]。但是在體外循環期間或之后進行肺復張會導致雙肺膨脹，從而影響外科手術視野。因此，探討肺復張的時機具有重要的臨床意義。

本研究結果顯示，與體外循環開始前(T0和T1)比較，3組患者在T2均開始出現OI降低，P(A-a)O2、RI升高，說明患者在體外循環后均出現了一定程度的肺換氣和彌散功能障礙。體外循環造成的肺損傷主要與肺缺血再灌注、通氣停止后導致肺泡塌陷、血液暴露于非生理表面造成補體系統激活等有關，這些因素均可導致體內炎性介質增加，造成肺損傷[12]。本研究中，在T1～T2時，C組的OI、Cdyn均高于其余兩組，P(A-a)O2、RI均低于其余兩組(均P<0.05)，這說明在插管后立即進行肺復張預處理可以在短時間內改善患者體外循環后的肺通氣和彌散功能，增加了肺的氧合能力，有較好的肺保護效應。以往研究主要關注患者全身麻醉手術期間呼吸力學及炎癥因子的變化情況[13]。隨著圍術期醫學的發展，術中麻醉處理對患者術后恢復的影響受到越來越多學者的關注[14-15]。本研究結果顯示，雖然3組患者的術后24 h OI比較差異無統計學意義，但是C組患者術后24 h的低氧血癥發生率低于A組，術后拔管時間均短于A組與B組(均P<0.05)。說明氣管插管后立即進行肺復張預處理，一方面可以有效防止肺泡萎縮，使塌陷的肺泡重新開放，改善肺組織缺氧；另一方面可以減少肺內白細胞與血管內皮的黏附及炎癥因子的釋放、聚集，減輕體外循環中因肺缺氧缺血造成的肺損傷，降低肺水腫的發生率，進而降低術后24 h低氧血癥的發生率[12]。

術后早期拔除氣管導管一直是成人加速康復外科心臟手術術后的管理目標之一，盡快改善低氧血癥，縮短機械通氣時間，可減少肺部感染等術后并發癥的發生，縮短ICU停留時間，減少醫療費用[16]。但是本研究中3組患者的ICU停留時間、總住院時間差異均無統計學意義(均P>0.05)，這可能是由于很多因素(如術后疼痛、術后胸腔引流、血流動力學穩定、內環境穩定及術后傷口愈合等)均與患者ICU停留時間、總住院時間密切相關，加速心臟手術患者的術后康復，不僅需要改善患者肺部功能，同時也需要積極完善術后鎮痛等。肺復張對心臟患者血流動力學的影響一直是臨床關注的問題[17]。本研究中，在嚴密的血流動力學監測下采用壓力遞增法逐步增加壓力至目標值，3組間各時間點的MAP、CVP、心率差異無統計學意義(P>0.05)，這說明本研究中的肺復張策略對循環影響較小，應用于體外循環下行冠狀動脈旁路移植術患者較為安全。

綜上所述，對于行體外循環冠狀動脈旁路移植手術的患者，于氣管插管后立即進行肺復張預處理，短時間內可改善患者的Cdyn與肺氧彌散功能，降低患者術后24 h低氧血癥的發生率，縮短術后機械通氣時間，促進患者術后恢復。本研究不足之處在于僅觀察了體外循環前進行肺復張預處理的臨床效果，未納入體外循環停機后開始肺復張處理的病例作為對照。在今后的研究中，將進一步探討肺復張策略的最佳應用時機、頻次及個體化的PEEP設置參數，以期優化呼吸參數設置。