综述 | 腹腔镜手术患者术中呼吸管理进展

作者：徐州市第一人民医院麻醉科（闰龙剑）；徐州医科大学附属医院麻醉科（刘功俭）

据统计，全世界每年约有2.3亿人次在全身麻醉下接受手术。随着医疗技术水平的提高以及加速康复外科理念的普及，以腹腔镜技术为代表的微创技术的应用逐年增多，其本身的优势已被临床医师所熟知，如更小的切口、有利于减轻术后疼痛、降低应激反应、减少能量消耗、术中出血少、利于患者术后康复等。但术中应用的二氧化碳气腹会对患者呼吸功能产生不利影响，机械通气作为一种重要的呼吸支持手段，其本身所带来的潜在风险也越来越受到临床医师的关注。

不适当的呼吸参数设置会导致患者出现呼吸机相关性肺损伤（ventilator-induced lung iniury，VILI），同时气腹的不利影响使患者出现术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications，PPCs）的风险增加，因此如何优化腹腔镜手术患者术中通气方式显得尤为重要。本文将重点阐述机械通气及气腹对患者肺的影响以及保护性通气在腹腔镜手术中的应用。

1.腹腔镜手术相关肺损伤

1.1 VILI

研究表明，包含机械通气在内的多重打击是导致移植及CPB手术患者产生肺损伤的重要原因。在健康肺组织，机械通气可作为VILI的第一重打击。研究表明，在健康老鼠中机械通气数小时就可使肺内产生炎症反应，诱发肺部炎症因子释放和中性粒细胞聚集。VILI的发生机制复杂，随着研究进展，人们对其认识正逐步深入，过去人们对肺损伤的直观认识就是肺组织发生破裂漏气，后来开始采用顺应性和氧合功能评价肺受损程度，再后来人们把重点放在呼吸运动是如何造成肺微观结构变化以及由此引发的炎性反应上。

导致机械相关性肺损伤的主要因素包括：①过大的潮气量使肺泡过度膨胀，肺泡表面活性物质灭活增加，肺泡上皮细胞连接处断裂，胞外基质骨架受损；②机械通气时肺组织顺应性以及气道阻力在不同区域发生差异，由此导致肺泡在呼吸周期中运动不同步，这样就在肺组织间产生剪切力，尤其在肺泡和细支气管接合处，引发局部和全身炎症反应，从而加重肺损伤；③跨肺压的增加（肺泡内压和胸膜腔内压的差值）；④过小的潮气量使顺应性差的肺单位陷闭，由此导致萎陷伤；⑤机械通气期间的反复拉伸刺激激活肺泡上皮和血管内皮细胞上的机械敏感性膜相关蛋白和离子通道、激活炎症反应通路、释放炎症因子，轻者造成肺组织细胞凋亡、坏死，严重者导致全身炎症反应，损害远隔器官。

1.2麻醉相关肺损伤

全身麻醉的深度镇静以及为了消除人机对抗所用的肌肉松弛药会明显降低呼吸肌的张力，使膈肌发生移位、肺弹性回缩力增加，加上心脏的压迫等，使全身麻醉患者普遍产生肺不张，有研究指出这种改变会一直持续到术后24～72 h，尤其在腹腔镜手术患者。

1.3手术相关性肺损伤（气腹及体位）

为了获得较大的术野，需要向腹腔内持续注入二氧化碳气体形成气腹，这一方面使腹内压明显增高，将膈肌推向头侧，进一步压缩胸腔内容积，使吸气期肺舒张受限，另一方面由于二氧化碳气体组织穿透力较强，大量弥散入血使PaCO2明显增高，若分钟通气量不足，会导致二氧化碳潴留、严重酸中毒，同时激活交感神经，使HR加快、心排血量增加、脑血管扩张，这对有心脑血管疾病的患者不利。腹内压的增加使腹壁膨胀、腹壁肌肉张力增高，从而限制了胸壁肌肉的活动，胸壁僵硬顺应性下降，呼吸运动明显受限，上移的膈肌使肺组织变形，小气道受压变窄甚至关闭，使得呼气末肺容积减小，功能余气量降低，对气体交换产生不利影响。

因此从监测上可以发现气腹患者的气道压明显升高、呼吸顺应性降低，肺通气、换气功能受损，对于病态肥胖或肺功能较差的患者甚至出现严重低氧血症和高碳酸血症，不得不终止腹腔镜手术。

目前腹腔镜术中最常用的体位主要包括头低脚高位（Trendelenburg）、头高脚低位（reverse Trendelenburg）、侧卧位，不同体位对患者呼吸功能的影响略有差异。Trendelenburg体位下患者腹内脏器在重力的作用下移向头侧，增加对膈肌的压迫作用，使膈肌活动进一步受限，同时血流更多地流向患者上半身，肺内血管过度充血，影响肺组织弹性。Reverse Trendelenburg体位下，患者腹内脏器受重力影响移向脚侧，膈肌不受腹内脏器影响，活动度较Trendelenburg体位时大，呼吸系统顺应性优于Trendelenburg体位，气体交换能力也明显提高。

侧卧位时患者一侧胸壁严重受压，活动度降低，肺通气量减小，同时血液多积聚于下肺，而上肺通气较好，造成通气血流比例失调。

1.4患者自身肺疾病因素

由于人口老龄化以及空气污染，合并肺部疾病的手术患者逐渐增多，有研究表明术前肺功能差、机械通气时间延长是术后肺部并发症的独立危险因素，考虑到气腹的不利影响以及腹腔镜手术时间往往较常规手术耗时，术中呼吸管理的难度比肺功能正常患者更大。

2.保护性通气概念及组成部分

目前肺保护性通气在急性呼吸窘迫综合征患者中的有益作用已被临床广泛接受，近年来人们逐渐将视野转向手术室内的机械通气。肺保护性通气的组成主要包括应用较小的潮气量避免肺泡过度膨胀以降低气道压力，应用中、高水平的呼气末正压（positive end expiratory pressure，PEEP）保持肺泡在整个呼吸周期的开放状态，减轻萎陷伤，并辅以间断肺复张将尽可能多的肺泡打开。Futier等研究表明，这种小潮气量联合PEEP同时间断应用肺复张的保护性通气策略能降低患者术后无创通气和再插管的发生率，缩短住院时间。以下重点论述肺保护性通气在腹腔镜手术中的应用。

2.1潮气量

过去人们往往在术中应用大潮气量（潮气量为12.15 ml/kg）来避免低氧血症和术后肺不张，但随后研究发现潮气量>10 ml/kg是心脏手术患者术后多器官功能衰竭的独立危险因素，明显延长患者ICU住院时间。对于腔镜手术患者，气腹不仅使气道压明显增高，同时也增加了动脉血二氧化碳含量。为了排出体内多余的二氧化碳，呼吸频率需要增加25%，分钟通气量增加21%，为避免过大的潮气量造成气道峰压以及胸腔内压增高，潮气量需要适当减小。但目前关于腹腔镜手术中潮气量的选择研究较少，有研究认为潮气量设置可依据呼气末肺容量（end-expiratory lung volume，EELV），当潮气量/EELV<2时是相对安全的。Pelosi等发现，在reverse Trendelenburg体位气腹状态下患者的EELV约为1.1 L，然而在肥胖患者平卧位气腹状态下EELV仅为0.35 L，因此肥胖患者更易受到潮气量过大的不利影响。

最近的一项Meta分析表明，小潮气量通气（联合或不联合高水平PEEP）与大潮气量联合低水平PEEP比较，小潮气量对减少PPCs有利，没有发现PEEP在这方面的有益作用，估计PEEP的有益作用被大潮气量所掩盖。然而气腹使腹内压明显增加，由于全身麻醉所致的肺不张加剧，单纯应用小潮气量增加患者术后肺不张的风险，因此需要联合适当水平的PEEP。

2.2 PEEP

腹腔镜手术时腹内压的增加导致在呼气期肺泡更易萎陷形成肺不张，适当的PEEP能使呼气期肺泡保持开放、增加功能余气量和EELV、减轻膈肌向头侧移位、减小呼吸系统弹性阻力。对于术中PEEP值的选择，有学者利用CT扫描发现无论是否联合肺复张，要使术中肺保持开放状态，PEEP至少达到10 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）。

在一项肥胖腹腔镜减肥手术的研究中，研究者在肺复张后分别应用10、5、0 cmH2O PEEP，发现在复张后应用10 cmH2O PEEP相比于5、0 cmH2O PEEP能使患者在术中以及PACU获得更好的氧合，CT显示术后肺不张量更少，患者PPCs更少，没有发现气压伤的表现，应用5 cmH2O PEEP相比于0 cmH2O PEEP并没有提高肥胖患者的氧分压，也没有减少肺不张的发生。

有研究根据肺顺应性滴定最佳PEEP，发现PEEP在10 cmH2O时肺顺应性最大，说明这个水平PEEP能使大多数肺泡开放，但同时研究者也指出由于入组的为常规手术患者，且手术时间较短，此次试验结论不能直接应用于病态肥胖、腹腔镜手术Trendelenburg体位以及手术麻醉时间大于4 h的患者。近年来有学者比较了开腹与腹腔镜手术中应用不同PEEP值的效果，发现5 cmH2O PEEP能够降低开腹手术患者肺内分流、改善肺顺应性，但对气腹手术患者没有明显改善，当PEEP达到10 cmH2O时肺内分流才明显减少，因此作者建议对于腹腔镜手术患者术中应该应用更高水平的PEEP。但更高水平的PEEP对患者循环的影响以及肺泡过度膨胀的风险也应该在考虑之列。

关于术中最佳PEEP值的选择仍很难确定，因为肺部不同部位由于重力以及结构上的差异可能存在各自的最佳PEEP，因此某个PEEP值可能并不适用于整个肺脏，有些肺区可能不张而有的肺区可能过度膨胀旧引，同时PEEP在患者预后中的作用也并不确定，有系统综述发现，择期手术中应用PEEP在患者病死率及PPCs方面没有明显改善。

2.3肺复张策略（recruitment maneuver，RM）

近年有学者提出开放肺策略，即应用RM联合PEEP使肺泡始终保持开放状态，从而减少萎陷伤风险。单纯应用PEEP只能预防肺泡萎陷，但已经萎陷的肺泡需要较高的压力才能使其复张，因此RM应运而生。人在自主呼吸时有9～10次/h的深呼吸，这是机体通过一系列复杂的生物学机制产生的，这种深吸气能够改善肺的顺应性，增强气体交换能力，同时有研究表明这还能够调节肺泡表面活性物质的产生和释放，全身麻醉以及肌肉松弛药的应用消除了这种有利的生理现象，从这个角度讲RM的确有其合理性。

研究发现气腹后胸壁弹性阻力与肺脏弹性阻力增加[从（8.2±0.9）cmH2O/L比（6.2±1.2）cmH2O/L增加到（11.69±1.68）cmH2O/L比（9.61±1.52）cmH2O/L）]，肺复张之后的胸壁弹性阻力与肺弹性阻力比复张前降低，试验还发现复张后PaCO2较前降低，复张后加用PEEP可使上述这些有益效应一直持续至手术结束。对于肺复张的时机，Park等研究发现，在麻醉诱导后气腹前实施肺复张联合15 cmH2O PEEP能使气腹后患者的肺泡气动脉氧分压差增幅减小，改善氧合功能。也有学者研究发现，在气腹期间间断应用RM同样能够改善氧合。但RM在应用时又存在一定风险，对于肺大泡患者，过高的气道压力可能会使其破裂，有发生气胸的风险，同时气腹时胸腔内压本身就高，实施RM会进一步增大胸腔内压，过高的胸腔内压对血流动力学的抑制作用也不应忽视。

2.4压力控制通气（pressure controlled ventilation，PCV）

如何减轻气腹对气道压的不利影响，并保证患者足够通气，一直是麻醉医师关注的焦点。众多研究表明，相比于容量控制通气，PCV能够明显降低患者术中气道压力。由于预先设置了压力阈值，这样就减少了气压伤的发生风险，其在吸气阶段的特殊减速气流有利于气体在肺内均匀分布，改善患者通气功能。Meta分析发现，在腹腔镜手术中应用PCV明显降低术中气道压力、提高患者肺顺应性，但在氧合方面与容量控制通气相比并无明显优势，同时还发现在PETCO2上容量控制通气更低，这可能是由于容量控制通气模式下潮气量更容易保证，而在PCV模式下患者潮气量容易受到胸肺顺应性、气道阻力影响，存在不确定性。还有研究发现，在妇科腔镜手术中，PCV模式能降低患者术中以及术后血中可的松等应激激素水平，但PCV是否有利于患者的远期预后仍然不清，尚需大规模临床研究加以证实。

2.5反比呼吸

通过调整吸呼比（inspiratory to expiratory ratio，I：E）适当延长吸气时间能够改善急性呼吸窘迫综合征患者肺功能，机制在于通过延长吸气时间提高了气道平均压，使肺泡得到充分扩张，同时还降低了气道峰压。一项关于术中应用不同I：E对患者肺功能的系统综述发现，等比呼吸（I：E=1：1）相比于传统通气（I：E=1：2）能降低气道压力，亚组分析发现在腹腔镜术中等比呼吸（I：E=1：1）相比于传统通气（I：E=1：2）还能够改善患者术中氧合功能∞引。另有研究发现，腹腔镜术中应用反比呼吸（I：E=2：1）能降低气道压力，并且改善氧合功能，且对循环功能无明显不良影响。

2.6 FiO2

目前多数研究倾向于在保证充分氧合的条件下吸人低浓度氧，已有研究表明术中以及拔管前吸入高浓度氧会导致术后肺不张，甚至损害术后氧合功能。但在拔管前盲目降低FiO2可能给拔管后危机处理带来麻烦，在不能保证气道充分开放的前提下盲目降低FiO2是没有益处的。有研究表明在诱导前以及诱导时给予10 cmH2O持续气道正压，术中给予10 cmH2O PEEP能够改善肥胖腹腔镜手术患者氧合功能。这似乎暗示了如果术中吸人高浓度氧，可以通过应用持续气道正压保持肺泡的开放，而后逐渐降低FiO2来降低术后肺不张以及低氧血症的风险。

3.总结

腹腔镜技术的明显优势使其在临床上得到了广泛应用，但对麻醉医师术中的呼吸管理提出了更高要求，麻醉医师应在充分认识气腹对患者呼吸循环等生理功能的影响下，根据患者具体情况选择合适的通气方案，目前以小潮气量为中心联合PEEP、肺复张的保护性通气策略是否有利于腹腔镜手术患者预后尚需进一步研究证实。

来源：闫龙剑,刘功俭.腹腔镜手术患者术中呼吸管理进展[J].国际麻醉学与复苏杂志,2018,(6):568-572,578.