术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications, PPCs）是术后呼吸系统相关并发症的统称，是导致患者术后住院时间延长、医疗费用和病死率增加的重要原因之一。大型非心脏手术患者术后肺部并发症很常见，尤其是术后的第一周，而麻醉医生在减少患者PPCs发生方面担任着不容忽视的角色。PPCs可视为一种复合结局指标，主要包括肺不张、气胸、呼吸道感染、呼吸衰竭、胸腔积液、肺炎、急性呼吸窘迫综合征、肺栓塞等。
诊断（胸片、临床诊断）
呼吸衰竭：吸入空气状态下PaO2＜60mmHg，PaO2/FiO2＜300mmHg或SpO2＜90%且需要氧疗。
胸腔积液：胸片显示肋隔角钝化，邻近解剖结构移位，仰卧位半膈侧影消失。
肺不张：结合胸片提示肺混浊，纵隔、肺门或半横隔向受累区域移动，邻近肺不张的肺代偿性过度充气。
气胸：胸膜腔和纵隔内的空气向对侧转移。
支气管痉挛：用支气管扩张剂治疗新发现的呼气性喘息。
吸入性肺炎：吸入反胃内容物后的急性肺损伤。
肺炎：患者因疑似呼吸道感染接受了抗生素治疗，并出现痰多，发烧，白细胞计数>12×10^9。
危险因素
术前患者自身因素：高龄、吸烟、BMI≥40 kg/m2、合并慢性阻塞性肺疾病、近期呼吸道感染的患者；
手术因素：靠近膈肌或其他呼吸肌的手术（如心脏、胸部或上腹部手术）是PPCs的主要危险因素，此外，手术和麻醉时间>2h也是PPCs发生的独立危险因素；
麻醉及机械通气因素：全身麻醉是PPCs的独立危险因素。全身麻醉诱导时即可导致功能残气量减少，肺泡塌陷增加，通气血流比例失调。此外，机械通气可引起机械通气相关性肺损伤（ventilation-associated lung injury, VALI），使肺部并发症的风险进一步增加。
通气血流比
肺换气是指肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程。这个过程是通过气体扩散来完成的。当混合静脉血流经肺毛细血管时，根据气体扩散原理，肺泡气中的氧气会向血液中扩散，而二氧化碳则从血液中向肺泡气中扩散。理想情况下，肺中的每个肺泡应接受相同量的通气和肺毛细血管血流；然而事实上并非如此。总体而言，肺泡通气通常约为4L/min，肺毛细血管血流量约为5L/min，使通气与血流量的平均总比值为4:5或0.8。这种关系被称为通气-血流比（V/Q比）。
虽然整体上的V/Q比约为0.8，但在整个肺内的差异是显著。如处于直立姿势的正常个体中，肺上部（顶端）的肺泡接受适度的通气和少量的血流量。因此，上肺区的V/Q比值高于0.8。在肺下部，肺泡通气因重力依赖而适度增加，而血流量大大增加。因此，V/Q比低于0.8。故直立位时，V/Q比从上到下逐渐下降，平均V/Q比约为0.8。虽然正常的PaO2和PaCO2通常分别为100和40mmHg，但大多数肺泡并非如此，这些数字仅仅代表平均值。
体位对V/Q的影响
仰卧位时，由于重力等原因，通气、血流由背侧到腹侧逐渐减少。
俯卧位时，V/Q得到改善，俯卧位时肺内血流重新分布，腹侧区域血流增加而背侧区域血流减少，同时腹侧区域通气减少而背侧区域通气增加，通气血流比明显改善。由于可促进塌陷肺泡复张、改善呼吸系统顺应性、利于痰液引流等优点，俯卧位通气可用于ARDS的治疗。
侧卧位手术时，行控制性正压通气，由于上肺顺应性比下肺顺应性好，进而上侧肺通气较下侧肺好，但下侧肺血流较上侧肺多，则会出现通气/血流比失衡。另外，为保持侧卧体位而应用质地坚硬的体位固定装置也限制了下侧胸腔的活动度。胸腔开放使上肺呼吸运动的限制减小，进一步增加了双肺的顺应性差异，则上侧肺V/Q增加，下侧肺V/Q下降，导致低氧血症。
通气血流比减少
当通气减少或灌注增加时，会导致V/Q比下降。此时相对于灌注来说，通气量不足，当通气量过少或无，肺血液流量在气体交换方面是无效的，称为分流。此时肺泡氧分压（PAO2）减小，肺泡二氧化碳分压（PACO2）增大。
降低V/Q比的肺部疾病包括：
● 阻塞性肺疾病（如肺气肿、支气管炎、哮喘）;
● 限制性肺疾病（如肺炎、矽肺、肺纤维化）;
● 任何原因造成的通气不足;
通气血流比增加
当通气增加或灌注减少时，会导致V/Q比增加。此时相对于通气来说，血流灌注过少，当肺泡通气在生理上是无效时，则称为死腔通气。此时肺泡氧分压（PAO2）增加，肺泡二氧化碳分压（PACO2）减少。
增加V/Q比的肺部疾病包括：
● 肺栓塞;
● 肺动脉或部分小动脉的部分或完全阻塞（如动脉粥样硬化、胶原蛋白疾病）;
● 肺血管的外部压力（如气胸、胸水、肿瘤存在）;
● 肺血管的破坏（如肺气肿）;
● 心输出量降低;
全身麻醉和有创机械通气均会影响肺功能和通气/血流（V/Q）比值。其中功能性残气量减少可导致局部通气不足（V/Q降低）或肺萎陷（导致分流）。这两种机制对术中气体交换都有不利影响，并可能增加术后低氧血症和肺炎的发生风险。
术中的低灌注也可能导致V/Q增加，当肺泡过度扩张，压迫肺泡毛细血管，引起血流灌注减少。通常情况下不会出现低氧血症，但可导致二氧化碳清除减少。
术中V/Q失调可能与PPCs的发生相关，但由于评估V/Q失调的参考技术为多重惰性气体消除技术（MIGET），该技术不容易在床边进行，因此目前尚未有相关研究。自动肺参数估计（ALPE）技术可在床边对有创机械通气患者的V/Q失调进行无创评估。已证实与多重惰性气体消除技术一致，并应用于多种情况，如不同手术类型、单肺通气、腹腔镜手术中体位改变等。
多重惰性气体清除技术（MIGET）是一种用于肺部疾病研究和成像的先进技术。该技术使用六种惰性气体：六氟化硫-SF6、乙烷、环丙烷、异氟烷、乙醚和丙酮。这些气体通过特定的流速和混合箱在肺部进行灌注，以分析肺部组织和血容量的分布。通过测量气体和血液样本，可以定量分析肺部的通气/血流失调、潜在通气受限、血容量分布等重要参数。
技术流程
气体准备：将乙醚和丙酮溶解在生理盐水中。
气体流速：设定气体流速为患者分钟通气量的1/1000。
混合箱设置：使用专门设计的带挡板的流通式混合箱代替呼气回路，并加热至高于体温。
气体灌注：30分钟后，收集动脉血液样本和混合气体的时间校准样本。
数据分析：通过气相色谱设备分析数据，并将结果输入特定的软件进行定量分析。
自动肺参数估计（ALPE）技术是丹麦Beacon 监护系统的一项集成功能，可以在床边无创评估接受有创机械通气的患者的V/Q。ALPE技术基于V/Q匹配的数学多室模型，评价呼吸气体对吸入氧分数（FiO2）变化的反应。ALPE通过评估呼气末氧气和氧饱和度(SaO2和SpO2)之间的关系以及呼末CO2和PaCO2之间的关系来估计机械通气患者的V/Q失调。
为了评估V/Q匹配情况，ALPE系统会指导使用者分三或四步调整FiO2。在每个FiO2水平上，通过呼吸回路上的采样管和指脉氧探头监测，ALPE系统都会识别稳定状态并测量：通气量、SpO2、O2消耗量、CO2生成量以及吸气和呼气末O2/CO2比值。此外，该系统还能根据动脉血气的结果估算酸碱和氧合情况，包括动脉血PaCO2。这些参数随后被用于确定肺部三室模型中的通气和灌注比例，包括两个通气灌注室，以及另一个用于描述肺分流的单独灌注室。该模型考虑了一些肺外因素，包括酸碱状态、血红蛋白浓度、血红蛋白氧结合的非线性、心输出量以及测量的耗氧量和二氧化碳产生量。
本试验是一项前瞻性、队列研究，以评估在非心脏大手术后7天内发生PPCs的患者是否存在术中V/Q失衡。考虑到既往研究已证实，麻醉诱导后分流会增加，以及其他V/Q改变的不确定性，该研究假设：发生PPCs的患者在麻醉诱导后的分流增加高于未发生PPCs的患者。次要终点是评估发生和未发生PPCs患者与V/Q失调（分流、低V/Q、高V/Q、和死腔）的相关性，并评估V/Q在整个手术过程中的变化。
本研究发现在非心脏大手术后的七天内，发生以术后呼吸衰竭为主要表现的PPCs，患者术中V/Q会发生改变。具体如下：
发生PPCs的患者在手术期间和拔管前的高V/Q水平明显更高；
发生PPCs的患者在麻醉诱导后驱动压升高、PaO2 / FiO2 下降，这表明插管后很有可能出现了肺不张。然而，这种差异在手术过程中消失。两组分流水平在各时间点均没有差异
在校正了混杂因素后，拔管前的高V/Q是唯一一个与PPCs风险增加显著相关的术中V/Q参数。
既往研究发现许多术前特征是术后肺部并发症的危险因素，但术中肺通气、灌注或其匹配的影响通常被忽视。最近，人们发现驱动压和机械功率与术后肺部并发症的发生有关，但这些参数只关注机械损伤方面，而没有考虑到肺灌注。在这项研究中，发生PPCs的患者在麻醉诱导后驱动压更高和PaO2 /FiO2 下降，这与FRC的下降以及肺不张的发生一致。尽管诱导后分流较高，但这种差异并不显著，且在麻醉期间也不存在，可能是因为：①通过机械通气和PEEP的使用可使肺不张部分恢复；②缺氧性肺血管收缩的保护机制可部分改善分流。因此，麻醉诱导后肺萎陷和分流的增加可以认为是一过性的，此后没有观察到差异。
研究还发现，PPCs组在手术期间和拔管前均存在更高水平的高V/Q。高V/Q可能因局部过度通气而加重，因为较高的跨壁压力会挤压肺泡血管而减少局部灌注。肺泡过度膨胀（如气压伤）是呼吸机诱导的肺损伤（VILI）的组成部分之一，可导致肺部炎症和术后损伤。在这种情况下，高V/Q可能是局部过度通气的一个功能性标志。最近的许多试验强调了高V/Q作为肺损伤标志物和预测ARDS死亡率的重要作用，但只有少数试验在PPCs的背景下评估了这一点，而典型的肺不张（和由此导致的分流）被认为是术后肺功能障碍的主要因素。高V/Q是过度通气的直接结果，也可以间接成为肺萎陷的标志，因为相同的潮气量将分布到一个更小的可用肺实质。这在ARDS的动物模型中得到证实，也可能适用于全麻期间的肺泡萎陷。
研究数据显示，在手术期间或手术结束时，V/Q明显较高，而驱动压没有显著差异。由于不同患者的临床病史和特点，肺顺应性可能有所不同，因此使用驱动压来评估肺过度膨胀是不准确的。对于胸壁弹性高（肥胖）或肺顺应性高（肺气肿）的患者，呼吸驱动压可能会过高或过低。采用高V/Q评估肺的功能损害，可以独立于患者肺力学的基线状态。
高V/Q增加的另一个可能原因可能是结构性肺损伤和肺气肿。虽然该研究没有包括患有严重慢性肺病的患者，但研究发现吸烟者在整个方案中具有更高的高V/Q水平。先前研究表明，吸烟可以通过慢性结构损伤(即肺气肿)和可逆性炎症改变V/Q水平。但本研究没有发现明显的肺气肿机械征象（如术后肺部并发症患者肺顺应性增加）。当在logistic回归模型中加入吸烟时，高V/Q比与术后肺部并发症之间的关联强度增加，e值随之增加，这意味着吸烟可能是一个额外的混杂因素，不能完全解释高V/Q比与术后肺部并发症之间的关联。
在该研究中，强调了一种新的可能导致术后肺损伤的病理生理机制，以及术后肺并发症风险的潜在术中标志物。高V/Q比患者的临床管理可包括通过优化驱动压和/或PEEP或增加局部灌注来减少局部过度充气。测量高V/Q比的临床优势是明确的，不仅可以增加患者出现PPCs风险的预测，还可以作为临床干预的参考(即PEEP调整，容量滴定，血管内容量评估)，从而减少肺损伤。
局限性
V/Q失衡可能与影响通气或灌注两者中的具体原因有关。未来需要使用替代技术(即电阻抗断层扫描)进行研究，以了解术后肺部并发症风险较高的患者，高V/Q的增加是否是由于局部通气或灌注问题引起的。
本研究未阐明挥发性麻醉或静脉麻醉对分流术的影响。
ALPE技术尚未广泛应用，进一步的研究应探讨是否可以使用一种简化的高V/Q比替代物来改善术后肺部并发症的预测。
根据ARISCAT评分纳入了术后肺部并发症中度或高风险且接受重大非心脏手术超过2小时的患者。需要进一步的研究来了解这些结果是否可推广到术前风险较低和/或接受其他手术(例如，胸外科手术、心脏手术)。
多变量回归中对高V/Q比的敏感性分析显示e值为1.35。因此，可能有未测量混杂因素，其结果和预测因子的比值比均为1.35 (CI, 1.11)，可以充分解释预测因子和结果之间的关联。
研究仅评估了术后前7天的术后肺部并发症，因此没有关于长期结局的数据。
结论
在接受非心脏大手术的PPCs中高风险患者中，术中V/Q失衡与PPCs的发生相关。拔管前较高的高V/Q与术后7天内PPCs的发生独立相关。
思考
患者术中体位（头高脚低or头低脚高），以及气腹使用时长、气腹压力大小是否对V/ Q也有影响？
T1和T3时间点是在无PEEP 的状态下测量的V/Q,而T2时间点是在有PEEP的状态下测量的，它们之间是否有可比性？
文中麻醉方案没并未统一是用七氟烷维持或是全凭静脉维持，七氟烷吸入维持是否会对肺内分流产生关键影响？
该研究发现拔管前较高的高V/Q与术后7天内PPCs的发生独立相关，我们在患者拔管前该如何去改善高V/Q状态 ？
