個體化PEEP滴定在腹腔鏡手術的應用進展

黃思玲 丁登峰

暨南大學第二臨床醫學院,廣東省深圳市 518020

腹腔鏡手術術中氣腹使腹內壓增高,膈肌運動和胸廓擴張受限,導致肺體積減小,胸廓和肺順應性下降,同時術中機械通氣使氣道阻力和氣道壓增高,這種順應性和氣道壓的變化會損害通氣和氧合功能,誘發機械通氣相關性肺損傷(Ventilator induced lung injury,VILI)。研究發現,肺保護性通氣策略(Lung protective ventilation strategy,LPVS)可降低VILI,減少術后肺部并發癥(Postoperative pulmonary complications,PPCs)。呼氣末正壓(Positive end expiratory pressure,PEEP)是LPVS的重要組成部分,傳統LPVS常采用固定PEEP,但PEEP過低會增加術后肺不張面積,使塌陷區域的肺順應性降低,PEEP過高可能導致肺組織過度膨脹和循環波動,因此PEEP應進行個體化設定[1]。個體化PEEP滴定采用最佳PEEP,可降低VILI和PPCs的發生率,提高患者氧合和肺順應性,促進患者術后快速康復[2]。本文就個體化PEEP滴定的方法及其在腹腔鏡手術中的應用研究進行綜述。

1 個體化PEEP滴定的方法

個體化PEEP滴定即在通氣過程中,通過不同方法,尋找實施PEEP通氣時的最佳壓力值,該PEEP能給患者帶來最大氧合、最佳肺順應性和較少的血流動力學波動,從而達到改善患者圍術期肺功能的目的。目前個體化PEEP滴定主要在驅動壓(Driving pressure,DP)、跨肺壓(Transpulmonary pressure,PL)、肺順應性、壓力—容積曲線(Pressure-volume curves,P-V曲線)、可視化技術等指導下進行。

1.1 驅動壓(DP)指導個體化PEEP滴定 DP是促使肺泡開放的壓力,它與全麻機械通氣患者PPCs的發生緊密相關,而與潮氣量及PEEP無關,降低DP可有效降低PPCs發生率[3]。DP指導個體化PEEP滴定是指在通氣過程中,調整PEEP,根據(DP=平臺壓-PEEP)計算每個PEEP水平下的DP,DP最低時對應的PEEP即為最佳PEEP。在滴定過程中,可依據PEEP的變化方向分為遞增滴定法和遞減滴定法,目前多以遞增滴定法為主,但有研究顯示,與遞增滴定法相比,遞減滴定法在降低DP和改善氧合方面更有效[4]。DP指導個體化PEEP滴定過程簡單,不需要額外的儀器,且可以快速完成,但PEEP起始值及增幅、DP安全范圍等尚無統一標準。

1.2 跨肺壓(PL)指導個體化PEEP滴定 PL是氣道開口和胸膜表面之間的壓力差,即肺泡內壓減胸膜腔內壓。肺泡內壓與氣道壓相當,而胸膜腔內壓很難直接測定,常用食道壓替代,因此PL=氣道壓-食道壓。PL指導個體化PEEP滴定常以呼氣末PL>0cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)且吸氣末PL<25cmH2O時的最小PEEP作為最佳PEEP[5]。但由于食管測壓技術要求高,操作復雜,影響因素多,因此在圍手術期中應用較少。

1.3 肺順應性指導個體化PEEP滴定 肺順應性是每單位壓力改變時所引起的肺容積改變,包括靜態肺順應性(Static lung compliance,Cstat)和動態肺順應性(Dynamic pulmonary compliance,Cdyn)。Cstat=潮氣量/(平臺壓-PEEP),反映肺實質的病理生理改變;Cdyn=潮氣量/(氣道峰壓-PEEP),反映氣道阻力的變化。肺順應性指導個體化PEEP滴定是在潮氣量固定時,調整PEEP,計算 Cstat或Cdyn,二者最大時所對應的PEEP即為最佳PEEP,臨床上常以Cdyn為主,但因個體差異和肺區域通氣延遲不均[6],滴定過程中最大Cdyn對應的PEEP可能不止一個,需根據術中實際情況選擇最佳PEEP。

1.4 壓力—容積曲線(P-V曲線)指導個體化PEEP滴定 P-V曲線以氣道壓力為橫軸,呼氣末肺容積為縱軸,呈“S”型,曲線上的低位拐點是萎陷肺泡復張的起點。P-V曲線指導個體化PEEP滴定以稍大于低位拐點的壓力作為最佳PEEP,該PEEP可使較多肺泡維持開放狀態,避免肺泡周期性開閉所致的萎陷傷[7]。此方法簡便快捷,可迅速找到理想PEEP,但易受主觀因素的干擾,多用于急性呼吸窘迫綜合征患者。

1.5 可視化技術指導個體化PEEP滴定 可視化技術指導個體化PEEP滴定是借助胸部計算機斷層掃描(CT)、電阻抗斷層成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)以及肺部超聲(Lung ultrasound score,LUS)等影像學手段來尋找最佳PEEP。

1.5.1 胸部CT指導個體化PEEP滴定:胸部CT是定量評價肺復張效果的“金標準”,可評估不同PEEP下的肺復張效果[8]。當肺泡處于最佳充氣狀態時對應的PEEP即為最佳PEEP。雖然CT對于肺內病變的評估較其他影像學手段空間分辨率高、異質性評價效果好,但由于輻射、費用、患者轉運等問題,胸部CT指導個體化PEEP滴定主要用于通氣治療的患者,很少用于全麻患者機械通氣。

1.5.2 電阻抗斷層成像(EIT)指導個體化PEEP滴定:EIT通過體表電極檢測電流和內部電阻變化實時顯示肺部通氣狀態。EIT指導個體化PEEP滴定是在遞增或遞減PEEP的過程中結合EIT監測參數選擇最佳PEEP,該PEEP可改善通氣,減少VILI[9]。EIT無創、無輻射、使用簡便,能實時反映肺內通氣分布情況,但由于儀器昂貴以及某些胸腹部手術消毒范圍等因素影響,目前尚未廣泛應用。

1.5.3 肺部超聲(LUS)指導個體化PEEP滴定:LUS指導個體化PEEP滴定是在通氣過程中,調整PEEP,通過LUS評估局部肺組織氣體含量來預測肺泡開放或閉合狀態,將肺通氣狀態最佳時對應的PEEP作為最佳PEEP。該方法簡單安全,可重復性高,在臨床應用越來越廣泛,但使用者需經過系統培訓,且肥胖患者、有皮下氣腫患者以及胸部有大塊敷料覆蓋的患者使用受限。

2 個體化PEEP滴定在腹腔鏡手術的應用

2.1 腹腔鏡胃腸道手術 腹腔鏡胃部手術采取頭高腳低位,膈肌受重力影響下移,可在一定程度上消減氣腹對膈肌向頭側移位的影響,但氣腹的作用仍使得膈肌上移,胸廓擴張受限,肺順應性下降,而腹腔鏡結直腸手術多采用Trendelenburg體位(15°～30°頭低足高位), 該體位使腹腔內臟器向頭側移動,膈肌上移更明顯,肺泡擴張進一步受限,因此,腹腔鏡胃腸道手術VILI和PPCs的發生率居高不下。

研究表明,Cstat指導個體化PEEP滴定可改善腹腔鏡胃減容術和根治性胃切除術患者的氧合,減少肺不張[10-11]。LUS指導個體化PEEP滴定用于腹腔鏡胃減容術,可改善患者術中氧合和肺順應性,降低缺氧和術后肺不張發生率,且不影響患者血流動力學[12]。與固定PEEP相比,DP指導個體化PEEP滴定可提高腹腔鏡結直腸癌根治術患者的Cdyn,增加氧合,減少炎癥介質產生以及減輕肺上皮組織損傷,發揮肺保護作用[13]。另有研究發現,腹腔鏡結直腸癌根治術患者應用Cdyn指導個體化PEEP滴定,可以更好地維持圍手術期動脈酸堿平衡,增加腦氧飽和度和心輸出量,而對血流動力學沒有明顯影響[14]。

腹腔鏡胃腸道手術尤其是結直腸癌手術的LPVS一直是臨床研究的熱點,作為LPVS的重要組成部分,PEEP在此類手術的應用也得到廣泛關注。目前腹腔鏡胃腸道手術PEEP多以DP、肺順應性、LUS指導個體化PEEP滴定為主,但缺乏PL、P-V曲線、CT、EIT指導個體化PEEP滴定的相關研究。

2.2 腹腔鏡膽囊手術 腹腔鏡膽囊手術類似腹腔鏡胃部手術的頭高腳低位,與固定PEEP相比,Cdyn指導個體化PEEP滴定可有效改善腹腔鏡膽囊切除術患者肺部含氣量減少的程度[15]。

腹腔鏡膽囊手術時間短,頭高腳低的體位可以部分對抗氣腹對膈肌上移的影響,VILI和PPCs發生率較低,因而個體化PEEP滴定較少用于此類患者,且多集中在肺順應性的研究上,未來的研究將各種方式指導下的個體化PEEP用于老年和肥胖等特殊患者,可能更有臨床意義。

2.3 腹腔鏡婦科手術 腹腔鏡婦科手術常采取Trendelenburg體位,與不應用PEEP相比,Cstat指導個體化PEEP滴定可改善腹腔鏡子宮全切術患者的肺氧合功能,降低術中肺不張和PPCs的發生率[16]。P-V曲線指導個體化PEEP滴定用于婦科腹腔鏡手術患者,可顯著降低氣道峰壓,提高Cdyn并改善氧合[17]。另有研究發現,PL指導個體化PEEP滴定對婦科腹腔鏡手術患者的氧合沒有影響,但可增加患者呼吸系統順應性,降低DP[18]。

腹腔鏡婦科手術的特殊體位使得其容易發生PPCs,但個體化PEEP用于此類患者的研究多關注患者肺氧合功能,而對PPCs發生率的關注較少,此外,DP和LUS等簡單易行的個體化PEEP滴定是否能降低此類患者PPCs的發生率,尚無人研究。

2.4 腹腔鏡泌尿外科手術 機器人輔助腹腔鏡前列腺切除術(Robot-assisted laparoscopic prostatectomy,RALP)采用Trendelenburg體位角度大,加上氣腹影響,術中容易出現肺不張和通氣血流比例失調。與固定PEEP相比,DP指導個體化PEEP滴定可增加RALP患者的術中氧合,降低肺不張的發生率[19]。EIT指導個體化PEEP滴定用于RALP患者,可增加呼氣末容積,改善肺局部通氣,降低低氧血癥的發生率[20]。腹腔鏡腎或腎上腺切除術常采用側臥折刀位,由于腹膜后間隙狹小,氣腹建立后壓力高,CO2快速吸收,易導致缺氧及高碳酸血癥。研究發現,Cdyn指導個體化PEEP滴定聯合小潮氣量和肺復張的LPVS可增加腹腔鏡腎癌手術患者術中Cdyn和氧合指數,提高局部腦氧飽和度,降低術后譫妄發生率[21]。

腹腔鏡泌尿外科手術容易出現缺氧和高碳酸血癥,這對機械通氣提出了更高要求,個體化PEEP滴定用于此類患者,除關注PPCs外,還應注意改善氧合,降低高碳酸血癥,減輕低氧和高碳酸血癥引起的相關并發癥,因此需要聯合小潮氣量、肺復張等其他LPVS。

2.5 小兒患者的腹腔鏡手術 小兒因氣道口徑小、耗氧量大和無效腔增加,腹腔鏡手術更易發生缺氧、高碳酸血癥以及酸中毒。研究發現,與固定PEEP相比,DP指導個體化PEEP滴定可以明顯改善1～6歲腹腔鏡手術患兒通氣過程中的Cdyn和氧合,降低DP和術后LUS評分[22]。由于小兒呼吸系統解剖生理會隨年齡增長而發生變化,小兒患者在腹腔鏡手術中應根據不同年齡設置最佳個體化PEEP。

2.6 肥胖患者的腹腔鏡手術 當肥胖患者進行腹腔鏡手術時,氣腹引起的膈肌上抬和胸膜腔壓力升高增加肺組織不張的發生率。Nestler等[23]研究發現,與固定PEEP相比,EIT指導個體化PEEP滴定可增加腹腔鏡手術肥胖患者麻醉期間的氧合和呼氣末容積,并使區域通氣分布更均勻,但拔管后這些優勢并未持續。另一研究顯示,EIT指導個體化PEEP滴定聯合肺復張可改善腹腔鏡腹部手術肥胖患者的動脈氧合、降低DP,并將通氣重新分配到依賴性肺區域[24]。與EIT相比,Cstat指導個體化PEEP滴定在減少腹腔鏡手術肥胖患者肺不張、改善氧合和降低PPCs發生率方面更有效,且操作簡單[25]。肥胖患者個體化PEEP滴定時PEEP高、差異大,因而采用何種滴定方法應結合患者實際情況進行選擇。

2.7 老年患者的腹腔鏡手術 老年患者肺部退行性改變,氧氣儲備下降以及肺順應性降低,是全麻PPCs的高發人群, 且隨年齡增長,呼吸力學和氣體交換受損,腹腔鏡手術術中肺不張以及PPCs的發生率顯著增加。研究發現,DP指導個體化PEEP滴定可明顯提高老年腹腔鏡手術患者的Cdyn,降低患者術后早期肺不張的發生率[26]。但另有研究顯示,DP指導個體化PEEP滴定降低老年腹腔鏡手術患者的平均動脈壓和左室射血分數,使心肌做功指數增加,心功能降低[27]。因此,老年患者腹腔鏡手術時實施個體化PEEP需注意血流動力學變化情況。

3 展望

PEEP是LPVS的重要組成部分,個體化PEEP滴定根據不同患者的實際情況,使用最佳PEEP,保證通氣效果的同時減少并發癥的出現,其用于腹腔鏡手術,可以更好地發揮肺保護作用,改善患者預后。個體化PEEP滴定的方法有多種,全麻機械通氣期間主要在DP、肺順應性和LUS指導下完成,但每種方法各有優缺點,未來的研究可以對現有的技術進行優化,使其更加簡單有效,同時需對比不同方法的臨床應用效果,以尋找個體化PEEP滴定的最佳方案。此外,實施個體化PEEP滴定時需綜合考慮腹腔鏡手術患者的年齡、體重、手術部位和手術體位等各方面的因素,個體化PEEP滴定最佳方案的研究需排除這些方面的干擾。最后,個體化PEEP滴定是LPVS的一部分,單獨應用可能不足以使所有萎陷肺泡復張,需結合適宜的潮氣量和肺復張策略等,以優化個體化LPVS。