肺保護性通氣策略對俯臥位脊柱手術患者呼吸參數影響的meta分析*

徐迎雪,張棟斌,司尚坤,劉寧寧,張維亮,遲永良△

(1.山東中醫藥大學，濟南 250000；2.山東中醫藥大學附屬醫院麻醉科，濟南 250014)

機械通氣是全身麻醉手術中為患者給予呼吸支持的主要手段。為維持術中氧和及減少術后肺不張，常采取較大潮氣量的傳統機械通氣方式，而吸氣峰壓升高、大潮氣量等因素產生的機械應力作用于肺組織有引起肺損傷的風險[1]，且高胸內壓可增加右心后負荷并影響右心功能[2]。而俯臥位脊柱手術由于胸部擴張受限、腹式呼吸受阻和脊柱壓迫等常伴氣道壓力升高，呼吸順應性降低，更容易造成呼吸機相關肺損傷[3-4]。2019年國際專家共識推薦術中實施肺保護性通氣策略，包括潮氣量(Vt)6～8 mL/kg[份數體重(PBW)]、呼氣末正壓(PEEP)通氣及肺復張手法等，可降低術后肺部并發癥發生率[5]。熊偉等[6]發現，肺保護性策略可降低氣道壓并改善術中氧和。但目前肺保護性通氣策略與傳統通氣策略對比用于俯臥位腰椎手術患者的研究相對較少見，也缺乏大樣本、多中心研究。因此，本研究依據循證醫學理論，搜集整理符合納入標準的隨機對照試驗(RCT)進行meta分析，評價肺保護性通氣策略對俯臥位脊柱手術呼吸參數及術后并發癥的影響，以期為臨床決策提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

檢索中國知網、維普資訊中文期刊服務平臺、中國生物醫學文獻服務系統、萬方醫學網、Embase、PubMed、Cochrane臨床試驗中心注冊庫等數據庫中有關肺保護性通氣策略對俯臥位脊柱手術患者呼吸參數影響的RCT文獻作為研究對象。納入標準：(1)研究設計類型為肺保護性通氣策略對俯臥位脊柱手術患者呼吸參數影響的RCT，無論是否采用盲法；(2)研究對象為擇期行全身麻醉俯臥位脊柱外科手術患者，性別不限，年齡大于或等于18歲，且近期無呼吸衰竭病史，無嚴重肥胖、嚴重肺大皰、神經肌肉疾病，以及心、肺、肝、腎、血液系統等嚴重疾患，簽訂知情同意書；(3)干預措施為試驗組接受小潮氣量通氣聯合PEEP通氣，伴或不伴間斷性肺復張的肺保護性通氣策略，對照組采用大潮氣量通氣的常規通氣策略；(4)結局指標為氧合指數(OI)、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、氣道峰壓(Ppaek)、肺順應性(Cldyd)、術后肺部及肺外并發癥發生率等。排除標準：(1)試驗組為個體化滴定PEEP通氣，對照組為固定PEEP通氣的文獻或為小潮氣量通氣的文獻；(2)其他藥物或干預方法進入研究的文獻；(3)非脊柱手術的文獻；(4)非俯臥位手術的文獻；(5)非RCT、系統評價、會議或綜述、機制研究及動物實驗的文獻；(6)重復文獻，無法獲得原文或結局指標不完善的文獻。

1.2 方法

1.2.1檢索策略

檢索中國知網、維普、中國生物醫學文獻數據庫、萬方醫學、Embase、PubMed、Cochrane臨床試驗中心注冊庫等數據庫，檢索時間從建庫至2021年12月。中文檢索詞包括小潮氣量、呼氣末正壓、保護性肺通氣、肺保護性通氣、脊柱手術、腰椎手術等；英文檢索詞包括low tidal volume、PEEP、lung protective ventilation、spine surgery、spinal surgery等。遵循Cochrane協作網要求進行文獻檢索。

1.2.2文獻篩選與資料提取

使用NoteExpress v3.4.0管理文獻，并采用Office Excel 2019軟件進行文獻篩選并制作數據提取表格進行資料提取。由2名研究人員獨立對檢索的文獻通過閱讀標題、摘要按納入與排除標準進行初篩，然后進一步閱讀全文進行第2次篩選。提取包括第一作者姓名、文獻發表時間、樣本容量、研究基線水平、干預和對照措施，以及觀察指標在內的信息，由2名研究人員獨立交叉核對評價，當出現分歧時由第三方評價者參與并討論仲裁。

1.2.3文獻質量評價

使用Cochrane Handbook 5.1.0手冊及偏倚風險評估工具對納入研究進行方法學質量評價，包括隨機序列的生成、分配隱藏、研究及受試者施盲、結局盲法評價、結局數據的完整性、選擇性報告研究結果、其他偏倚來源等。每一項偏倚風險均為分3個等級，即低風險、不清楚和高風險.文獻評價由2名評價者獨立進行，完成后交叉核對，出現分歧爭議時由第三方評價者參與并討論仲裁。

1.3 統計學處理

采用RevMan 5.3軟件進行數據分析。二分類變量采用優勢比(OR)及其95%可信區間(95%CI)進行統計描述和效應量合并；連續變量采用均數差(MD)或標準均數差(SMD)及其95%CI進行統計描述。以P<0.05為差異有統計學意義。各納入研究異質性檢驗采用CochraneQ檢驗，計算I2值。若研究間無統計學異質性(I2≤50%，P≥0.10)，選擇固定效應模型進行meta分析；若存在統計學異質性(I2>50%，P<0.10)需進一步進行敏感性分析，尋找異質性來源；若無明顯臨床異質性則選用隨機效應模型進行meta分析；如果異質性較大則不進行meta分析，只進行描述性分析。文獻數量足夠時使用漏斗圖進行是否存在發表偏倚的判斷。

2 結 果

2.1 文獻篩選流程及基本特征

檢索獲得相關文獻共224篇，剔除41篇重復文獻，進一步閱讀題目及摘要剔除不符合納入標準文獻160篇，再經閱讀全文剔除不符合納入標準文獻8篇，最終納入文獻15篇[6-20]，共864例患者，其中試驗組432例，對照組432例。納入文獻基本特征見表1。

表1 納入文獻基本特征

2.2 質量評價

15篇文獻中提及運用隨機分配13篇[6-12,14,16-20]，使用隨機數字表法4篇[8,10,14,20]，使用計算機產生隨機分組4篇[6-7,9,11]，僅提及隨機5篇[12,16-19]，未描述隨機序列的生成。提及分配隱藏2篇[7,9]，但無具體方法；提及使用盲法4篇[7-10]，其余文獻均未提及對研究及實施者設盲。提及退出及原因2篇[7-8]，提及失訪情況3篇[7-9]，提及對結局評價者設盲3篇[7-8,10]，其余文獻未提及對結局評價者設盲及退出、失訪情況。15篇文獻組間基線水平均一致。采用Cochrane協作網推薦的偏倚風險評估工具評價納入研究質量較低。見圖2。

圖2 納入研究偏倚風險

2.3 meta分析結果

(1)OI：9篇文獻[6,11-15,17,19,20]研究結局指標有OI，其中試驗組250例，對照組250例。各研究間存在統計學異質性(I2=97%,P=0.000 01)，進行敏感性分析排除1篇文獻[15]后各研究間中度統計學異質性(I2=62%,P=0.009 000)，采用隨機效應模型進行meta分析。試驗組患者術中OI明顯高于對照組，差異有統計學意義(MD=19.42,95%CI：7.03～31.82,P=0.002 000)。排除1篇文獻[15]后meta分析結果與未排除前meta分析結果未見明顯變化，敏感性低，結果可信。(2)PaCO2：12篇文獻[6-8,10-11,13-14,16-20]研究結局指標包含了術中PaCO2，其中試驗組339例，對照組339例。各研究間存在統計學異質性(I2=93%,P=0.000 010)，采用排除法逐篇文獻排除進行敏感性分析，與未排除前結果比較未見明顯變化，故采用隨機效應模型進行meta分析。試驗組患者術中PaCO2明顯高于對照組，差異有統計學意義(MD= 1.64,95%CI：0.12～3.16,P=0.030 000)。(3)Ppaek：11篇文獻[6,7,9,12-14,16-20]研究結局指標包含了術中俯臥位下Ppaek，其中試驗組306例，對照組306例。各研究間存在統計學異質性(I2=96%,P=0.000 010)，采用排除法逐篇文獻排除進行敏感性分析，與未排除前結果比較未見明顯變化，故采用隨機效應模型進行meta分析。試驗組患者術中俯臥位下Ppaek明顯低于對照組，差異有統計學意義(MD=-3.33,95%CI：-5.03～-1.64,P=0.00 010)。(4)Cldyd：8篇文獻[12-15,17-20]研究結局指標包含了術中俯臥位下Cldyd，其中試驗組244例，對照組244例。各研究間存在統計學異質性(I2=99%,P=0.000 010)，采用排除法逐篇文獻排除進行敏感性分析，與未排除前結果比較未見明顯變化，故采用隨機效應模型進行meta分析。兩組患者術中俯臥位下Cldyd比較，差異無統計學意義(MD=3.19,95%CI：-2.35～8.73，P=0.260 00)。(5)術后并發癥：9篇文獻[7,9-11,15-17,19-20]研究結局指標包含了明確數量的術后并發癥發生例數。9篇文獻[7,9-11,15-17,19-20]研究均提及肺部并發癥。各研究間存在統計學異質性(I2=69%,P=0.001 000)，進行敏感性分析排除1篇文獻[15]后各研究間無統計學異質性(I2=34%,P=0.160 000)，采用固定效應模型進行meta分析。兩組患者術后肺部并發癥發生率比較，差異無統計學意義(OR=0.68,95%CI：0.41～1.12,P=0.130 000)；5篇文獻[7,9-10,19-20]提及肺外并發癥，各研究間無統計學異質性(I2=0%，P=0.740 000)，采用固定效應模型進行meta分析。兩組患者術后肺部并發癥發生率比較，差異無統計學意義(OR=1.00,95%CI：0.36～2.77,P=1.000 000)。提示肺保護性通氣策略術后并發癥較常規通氣策略發生率無明顯降低(OR=0.73,95%CI：0.47～1.15,P=0.170 000)。見表2。

表2 meta分析結果

2.4 亞組分析

以OI為指標的亞組分析顯示,小潮氣量通氣、PEEP通氣伴肺復張手法[6,11,13-15,17,20]各研究間存在統計學異質性(I2=93%,P=0.000 010),不伴肺復張手法[12,19]各研究間無統計學異質性(I2=0%,P=0.670 000),合并進行亞組分析，各研究間存在輕度統計學異質性(I2=37.1%，P=0.210 000)。

2.5 發表偏倚

納入文獻存在一定的發表偏倚，其中1篇[11]偏移較大，可能影響了 meta 分析結果的可靠性。見圖3。

圖3 兩組患者術后并發癥發生率偏移漏斗圖

3 討 論

本研究結果顯示，肺保護性通氣策略在俯臥位脊柱手術中應用的臨床研究以中國多見，且均在麻醉科。該通氣策略可改善俯臥位脊柱手術術中氧和，降低Ppaek，但可能存在相應的通氣不足，且術后并發癥發生率未見明顯差異。

機械通氣是全身麻醉術中為患者進行呼吸支持的主要手段。為維持術中氧和、減少術后肺不張，常采取較大潮氣量的傳統機械通氣方式，而吸氣峰壓升高、大潮氣量等因素產生的機械應力作用于肺組織，使促分裂原活化蛋白激酶、轉化生長因子-β、絲/蘇氨酸蛋白激酶B等信號通路激活，產生大量白細胞介素、整合素等促炎性細胞因子，從而引起肺損傷的風險升高[4-5]。而俯臥位脊柱手術由于胸部擴張受限、腹式呼吸受阻和脊柱壓迫等常伴氣道壓力升高，呼吸順應性降低，伴隨氧和功能下降和肺換氣功能受損，更容易造成呼吸機相關肺損傷[3-4]。

本研究納入文獻的干預措施為小潮氣量通氣、PEEP聯合或未聯合間斷肺復張手法。小潮氣量是肺保護性通氣策略的重要組成部分。一項接受心臟手術的RCT發現，小潮氣量通氣(6 mL/kg PBW)較傳統潮氣量通氣(12 mL/kg PBW)會降低圍術期肺部并發癥發生率、氣道壓力性損傷及肺內分流風險[21]。但小潮氣量通氣策略通常聯合至少5 cm HO2的PEEP，如僅采取小潮氣量通氣，肺保護方面帶來的益處可能會喪失，有研究表明，小潮氣量通氣不聯合或僅聯合低水平PEEP會增加肺炎發生率及術后30 d病死率[22-23]。多項RCT發現，腹腔鏡手術中機械通氣時采用5 cm HO2的PEEP可改善氧和、減少術中肺不張并增加Cldyd[24-26]。

肺復張是通過維持高于常規潮氣量的容量20～30 s，使盡可能多的肺單位產生較大的生理膨脹，以盡可能實現所有肺單位完全復張的方法。有研究表明，在腹部手術、Trendelenber體位的手術中使用肺復張手法可增加術中氧和[27-28]。然而這些益處均是短暫的，肺復張后40 min會再發肺不張[29]。PARK等[30]發現，在腹腔鏡手術中與輔助小潮氣量、適當PEEP通氣策略比較，肺復張手法輔助常規通氣策略的圍術期肺部并發癥發生率更高，術中血氧更低。所以，肺復張輔助小潮氣量通氣、PEEP時產生的肺保護作用更為顯著，在改善術中氧和的同時降低了術中Ppaek，為俯臥位脊柱手術中肺保護提供了思路。

本研究納入的文獻存在檢索收集遺漏的可能和無法獲得Cochrane數據庫原文的情況，且外文文獻較少，存在語言偏倚，可能對結果產生一定影響。本研究納入的15項[6-20]研究以肺保護性通氣策略為試驗組，但所用具體參數及方法略有不同。5篇文獻[7,12,16,18-19]采用小潮氣量通氣聯合PEEP，未進行肺復張，其余10篇文獻采用小潮氣量通氣聯合PEEP，并間斷進行肺復張。其中通氣模式、潮氣量、PEEP參數及肺復張間隔時間均有所不同。通氣策略和呼吸參數不同、納入患者的具體手術方式及手術時間不一造成了結局指標的相異，容易成為異質性的來源，今后在俯臥位脊柱手術肺保護的研究中應針對不同手術類型及手術時間采用具有特異性的通氣策略，從而降低機械通氣引起的肺損傷可能性并提高其針對性。此外，不同試驗中心存在時間、空間的差異，且部分文獻中呼吸參數及術后并發癥的測量時間段在術中及術后有所不同，可能造成系統誤差，成為異質性的來源；所有患者職業、受教育程度未在資料中體現，也可能成為異質性的來源。3篇文獻[12-13,15]未提及是否采用隨機，其余研究雖提到隨機方法，但有5篇文獻[12,16-19]未提及具體隨機方法，可能造成選擇性偏倚。僅2篇文獻[7,9]對實施如何分配隱藏進行了具體描述，4篇文獻[7-10]對結局評價者是否實施盲法方面進行了具體描述，存在測量偏倚風險的可能，一定程度上限制了結果的可信度。此外，15項研究樣本量的可靠度不確定，僅2篇文獻[8-9]交待了樣本量的估算依據，使樣本量選擇存在誤差的可能。因此，今后實施肺保護性通氣策略的RCT設計應當更加縝密，以減少組間異質性來源，應遵循針刺臨床試驗干預措施報告標準(STRICTA)和臨床試驗報告的統一標準(CONSORT)聲明設計和報告臨床試驗，采用標準化的結局指標進行高質量、大樣本、多中心臨床研究，以期為今后肺保護性通氣策略應用的循證工作提供更高質量的循證醫學依據。

綜上所述，在俯臥位脊柱手術中肺保護性通氣策略可改善患者術中氧和，降低氣道壓力損傷，但可能存在相應的通氣不足，且2種策略術后并發癥發生率未見明顯差異。今后需更多高質量的RCT驗證肺保護性通氣策略可作為俯臥位脊柱手術首選的通氣方案。