超声评估反比通气对胸科术后膈肌功能的影响

1徐州医科大学麻醉学院，徐州 221004；2江南大学附属医院麻醉科，无锡 214122；3江南大学附属妇产医院麻醉科，无锡 214125

无锡市卫健委重大科研项目（Z202211）

【论著】

本研究旨在探讨反比通气对胸腔镜肺部手术术后膈肌功能的影响。

1.1　一般资料

本研究选择择期行胸腔镜下单侧单个肺叶切除术单肺通气的患者86例，性别不限，年龄18~65岁，18.5 kg/m2<体重指数（BMI）<30.0 kg/m2，美国麻醉医师协会（ASA）分级Ⅰ、Ⅱ级，术前肺功能检查每分钟最大通气量实测值/预测值≥70%，第1秒用力呼气容积≥60%。手术时间均>60 min，所有患者均无严重循环系统疾病。排除标准：术前合并急性上呼吸道感染、哮喘或慢性阻塞性肺疾病等疾患，术前存在神经精神疾病、神经肌肉疾病（重症肌无力、肌无力综合征、格林巴利综合征等疾病），既往胸外科手术，膈神经麻痹，气道过敏及免疫治疗史。剔除标准：术中发生严重心律失常，术中低氧血症（脉搏血氧饱和度<90%）持续超过10 min不能改善，术中手术方式临时改为开放手术，术中输注血液制品。

1.2　分组与处理

本研究对患者、膈肌超声数据采集人员、数据统计分析人员设盲。随机将患者分为常规通气组（C组）和反比通气组（F组），每组43例。对于已经入组患者，若因剔除标准退出本临床试验的受试者，将保留其随机号，本随机号将不再重新使用。分组结果被封存在密封信封中，直至准备行单肺通气时，由麻醉医师按照分组要求进行吸呼比（I∶E）设定。完成支气管插管后，两组在双肺通气时均采用容量控制通气模式，潮气量（VT） 6~8 ml/kg，呼吸频率（RR）12~15 次/min，I∶E=1∶2，呼气末正压（PEEP）5 cm H2O，吸入氧浓度（FiO2）50%，吸入氧流量1 L/min。单肺通气时，F组I∶E=2∶1，VT 6 ml/kg，PEEP 5 cmH2O，FiO2 100%；C组I∶E=1∶2，VT 6 ml/kg，PEEP 5 cmH2O，FiO2 100%。手术开始时单肺通气，若发生低氧血症［动脉血氧分压（PaO2）<60 mmHg或脉搏血氧饱和度<90%］持续不能改善时改为双肺通气，维持呼气末二氧化碳分压在35~45 mmHg，必要时调节呼吸频率。关胸后先进行肺复张（气道压设置为30 cmH2O，持续时间为30 s）后行双肺通气。

1.3　麻醉方法

患者入室后进行常规监护，并行右颈内静脉穿刺及桡动脉穿刺。麻醉诱导前行膈肌超声检查。麻醉诱导：咪达唑仑0.03 mg/kg、枸橼酸舒芬太尼0.5 μg/kg、依托咪酯0.3 mg/kg、苯磺顺阿曲库铵0.15 mg/kg。两组患者均采用全身麻醉，纤维支气管镜引导定位下支气管插管。

麻醉维持：两组患者术中均持续泵注丙泊酚4~8 mg·kg−1·h−1、瑞芬太尼0.1~0.2 μg·kg−1·min−1；用脑电双频指数监测仪监测麻醉深度，脑电双频指数值维持在40~60；苯磺顺阿曲库铵0.03 mg/kg间隔20 min静脉推注，术中肌松监测仪监测患者肌松情况。术中间断推注去甲肾上腺素10 μg，维持患者平均动脉压（MAP）降幅低于入室基础血压的30%，术后当四个成串刺激比值>90%及意识清醒后拔除气管导管。两组术毕拔除气管导管后48 h内均予以患者自控静脉镇痛，镇痛方案：枸橼酸舒芬太尼1.5 μg/kg+盐酸昂丹司琼8 mg+0.9%氯化钠注射液至100 ml；背景剂量2 ml/h，单次剂量1 ml，锁定时间15 min。

1.4　超声检查

所有数据的采集由同一名训练有素的麻醉科医师使用超声机完成，所有测量均在平卧位、自发平静呼吸下进行。患者取仰卧位，放置低频凸阵探头在右侧和左侧肋弓与锁骨中线至腋前线交点之间，以观察肝和脾。在这个位置上可以看到一条强回声曲线，它与肝和脾紧密贴合，并且随着呼吸的运动而移动。之后将模式切换为运动模式（M型模式），图像呈现为一条明亮的线状正弦波，随着呼吸的运动而改变形状。从最低吸气点到最高呼气点的最大振幅被定义为膈肌移动度（DE），将膈肌位移<10 mm定义为膈肌功能障碍。记录从吸气开始到呼气结束的时间，并测量3次取平均值，为平均一次呼吸周期时间，从而算出每分钟RR。根据公式计算膈肌浅快呼吸指数（D‑RSBI）（D‑RSBI=RR/DE）。在术毕拔管后待患者恢复平静呼吸后即刻，采集膈肌超声数据。

1.5　观察指标

主要观察指标：麻醉前（T0）、拔管后即刻（T4）时的双侧DE、D‑RSBI；术后膈肌功能障碍发生情况、住院时间以及术后5 d肺部并发症（主要包括肺炎、胸腔积液、肺不张、持续性漏气、急性呼吸窘迫综合征、呼吸衰竭）的发生情况。

次要观察指标：患者一般资料（年龄、性别比、BMI、ASA分级、高血压、糖尿病）；T0、单肺通气后5 min（T1）、单肺通气后1 h（T2）、术毕即刻（T3）时的心率、MAP、PaO2、动脉血二氧化碳分压（PaCO2）；T1、T2、T3时的气道峰压（Ppeak）、气道平台压（Pplat）、平均气道压（Pmean）和PEEP；手术时间、单肺通气时间、气管拔管时间；术毕拔管后记录警觉/镇静观察评分（OAA/S）（OAA/S评分均在4分以上）。

本研究一共纳入86例患者，其中C组2例患者分别因术中输注血制品、持续性低氧血症间断双肺通气剔除，F组2例患者因手术改为开放手术剔除，最终一共纳入82例患者（C组41例、F组41例）；左肺病变55例，右肺病变27例，所有患者均在胸腔镜下完成手术。

2.1　两组患者年龄、性别比、BMI、ASA分级、高血压、糖尿病比较

两组患者年龄、性别比、BMI、ASA分级、高血压、糖尿病等比较，差异无统计学意义（均P>0.05，表1）。

2.2　两组患者不同时点DE比较[表1　两组患者年龄、性别比、BMI、ASA分级、高血压、糖尿病比较

与C组比较，F组T4时术侧及非术侧DE较高（均P<0.05），DE差值较低（均P<0.05）。与T0时比较，两组患者T4时术侧及非术侧DE降低（均P<0.05）。与术侧比较，两组患者T4时非术侧DE较高（均P<0.05），DE差值较低（均P<0.05）。两组患者其余指标差异无统计学意义（均P>0.05）。见表2。

2.3　两组患者不同时点D‑RSBI比较

与C组比较，F组T4时术侧及非术侧D‑RSBI较低（均P<0.05），D‑RSBI差值较低（均P<0.05）。与T0时比较，两组患者T4时术侧及非术侧D‑RSBI升高（均P<0.05）。与术侧比较，两组患者T4时非术侧D‑RSBI较低（均P<0.05），D‑RSBI差值较低（均P<0.05）。两组患者其余指标差异无统计学意义（均P>0.05）。见表3。

2.4　两组患者单肺通气时间、手术时间、气管拔管时间、OAA/S评分比较

两组患者单肺通气时间、手术时间、气管拔管时间、OAA/S评分差异无统计学意义（均P>0.05，表4）。

2.5　两组患者PaO2、PaCO2、MAP、心率比较

与C组比较，F组T1、T2时PaO2较高（均P<0.05）；两组患者其余各时点PaO2、PaCO2、MAP、心率差异无统计学意义（均P>0.05）。见表5。

2.6　两组患者呼吸力学参数比较

与C组比较，F组T1、T2、T3时Ppeak、Pplat较低（均P<0.05），PEEP、Pmean较高（均P<0.05）。见表6。

2.7　两组患者膈肌功能障碍及术后5 d肺部并发症发生情况比较

F组术后5 d肺部并发症1例，且为膈肌功能障碍；C组术后5 d肺部并发症6例，其中膈肌功能障碍5例。两组患者术后5 d肺部并发症发生情况差异无统计学意义（P>0.05）。Spearman相关性分析显示，膈肌功能障碍与术后5 d肺部并发症发生情况呈正相关（r=0.65，P<0.05）。

本研究中患者双侧DE在术后均有所下降，双侧D‑RSBI均升高，表明胸科手术可影响患者双侧膈肌功能。本研究结果显示，反比通气能够改善胸科手术患者术后膈肌功能，减少术后肺部并发症的发生。

本研究中，术后肺部并发症共7例，其中肺不张发生2例均发生于C组。两组患者术后DE较术前均明显下降，而F组术后双侧DE的下降值小于C组，这意味着反比通气有利于患者拔管后呼吸功能的恢复。

本研究中两组患者术后D‑RSBI均升高，说明虽在麻醉状态下膈肌处于暂时失用状态，减小了呼吸肌疲劳和人机对抗，但术后仍会出现膈肌耐力下降。而两组患者年龄差异无统计学意义，膈肌功能代偿与膈肌储备差异无统计学意义，但F组术后D‑RSBI差值较C组降低，证实反比通气可减少术后隔肌耐力的下降，促进患者术后膈肌功能的恢复。

本研究中，F组T2、T3时Ppeak、Pplat降低，Pmean、PEEP升高。其机制为反比通气时延长吸气时间，同等的潮气量以较低速度进入肺泡，会降低Ppeak、Pplat。并且延长吸气时间可以使肺充气膨胀时间延长，Pmean升高。

本研究结果显示，在单肺通气均为纯氧吸入时F组T1、T2时PaO2明显高于C组，即PaO2/FiO2值也明显增高，因此反比通气改善膈肌功能的一个途径可能是通过改善PaO2/FiO2，拮抗机械通气对膈肌产生的早期氧化应激，从而改善膈肌功能。

本研究证实反比通气可改善胸科手术术后患者膈肌功能，而膈肌功能的损伤与围手术期呼吸功能不全以及术后肺部并发症的发生有密切关系。

本研究中两组患者各时间点MAP及心率差异无统计学意义，证实本研究中反比通气未对血流动力学产生不利影响，即增加吸气时间百分比对机械通气期间血流动力学无明显影响。当然，反比通气也存在一定缺点或潜在的风险，相关研究表明，当吸气时间过于延长时（I∶E>3∶1），气道平均压力过高，静脉回心血量降低从而影响循环功能。

本研究局限性：首先，这是一项单中心临床研究，需要进一步进行多中心、大样本量的研究来验证结果的可靠性和推广性；其次，现有结果显示反比通气对膈肌功能的短期影响是有益的，但仍需要进一步的研究和长期随访来验证反比通气是否对患者的远期术后结局产生影响。

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国际麻醉学与复苏杂志

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