肺保护性通气策略

围术期肺保护性通气策略进展引言全世界每年约有2.3亿次大型外科手术。

对许多病人来说，术后恢复可能会因围手术期肺损伤而复杂化。

11%-59%的患者可能会发生术后肺部并发症(PPC)，并导致严重的发病率、死亡率以及增加医疗资源的使用。

围手术期肺损伤最严重的形式，即急性呼吸窘迫综合征(ARDS)，曾在0.4-3%的外科高危患者中报道过，大大增加术后死亡的风险。

因此，几十年来研究主要致力于探索将围手术期肺损伤的影响降到最低的策略。

在20世纪60年代，研究者发现在全麻下机械通气过程中，超过生理潮气量的肺泡过度膨胀可以逆转低氧血症，恢复肺顺应性。

部分观察结果显示，术中机械通气的管理标准已基本上符合10-15ml/kg 预计体重(PBW)。

一项在重症监护病房(ICU)进行的试验数据表明，低潮气量和中度呼气末正压通气(PEEP)降低了ARDS的死亡率，此结果具有里程碑意义。

尽管这些研究已引起了重症监护病房机械通气模式的转变，但在术中肺保护性通气(IOLPV)的实践中还没有得到麻醉医师协会的广泛接受。

最近的观察性研究表明，高潮气量和低PEEP或无PEEP仍然被广泛使用。

对于无基础肺部疾病的患者只接受一段短暂的机械通气是否需要应用术中肺保护性通气的问题是争论的核心。

更重要的是，PEEP的使用和高碳酸血症耐受性有时与麻醉医生避免血流动力学波动和术后及时成功拔管的目标冲突。

因此，对于用减少罕见合并症影响的策略是否最适合围手术期患者存在合理的担忧。

本综述将简要描述围手术期肺损伤形式，并总结预防肺损伤肺保护策略的最佳证据。

来源和选择标准在2017年12月搜索PubMed (NCBI)，研究围手术期肺保护性通气策略的有效性，并在2018年5月份进行更新。

研究内容包括肺保护性通气的术语和同义词、呼气末正压、低潮气量、肺复张手法和通气方式。

本综述仅限于在拟行外科手术、使用全身麻醉并有具体的肺损伤结果的人群中进行研究。

合理使用MeSH主题词，根据要求提供完整的搜索策略，原始搜索共检索出1446条记录，并在与专题相关的基础上，从精选研究的书目中添加额外的参考资料。

只纳入英语语种发表的文章。

纳入文献类型优先考虑前瞻性、远程控制的随机对照试验(RCTs)、RCTs的meta分析以及具有匹配或混杂因素控制的数据库的研究。

排除在非同行评审的期刊上发表的文章、案例报告和较小的不受控制的研究。

围术期肺损伤定义及流行病学围手术期肺损伤被认为是一种围绕肺部炎症、气体交换受损、影像学异常和呼吸衰竭的疾病谱。

所有这些都已经被用作描述肺损伤的替代结果。

然而，最近已作出一致努力，将临床上最相关的后遗症合并为术后肺部并发症的综合结果。

围手术期肺损伤的种类繁多，发生率差异很大。

例如，尽管炎症程度受呼吸机设置和麻醉药物类型的影响，几乎所有的机械通气患者都会出现肺部炎症。

肺不张也很常见，患病率高达90%。

大型非心胸手术PPCs发生率为2%-39%，胸外科手术PPCs发病率在14%-59%之间。

术后ARDS很少见，但其围手术期死亡率高，增加了近50倍。

（图1）病理生理学肺不张肺不张是通过肺实质受压、肺泡气体重吸收和表面活性剂功能受损发展而来的。

全麻药物和化学性麻痹的诱发改变了膈肌和胸壁的几何形状和功能，导致胸膜压升高和依赖侧肺区塌陷。

吸收性肺不张是通过肺毛细血管远端持续摄氧进而关闭气道发生的，并可因使用高浓度氧而加剧。

有创机械通气操作以及某些麻醉药可损害表面活性剂。

此外，在麻醉状态下，用于缓解清醒状态下肺不张的叹息性反射消失。

肺不张有许多不利的生理影响，包括肺内分流，顺应性降低，肺血管阻力增加，以及肺损伤易感性。

这种易感性可能不只仅限于肺不张肺段，已有临床预实验数据表明，在远端呼吸机完整通气区域，依然有炎症发生。

肺不张可持续两天之久，因此有可能促进PPCs的发生发展。

呼吸机所致肺损伤呼吸机所致肺损伤可通过容积伤、气压伤、萎陷伤和生物伤发生发展(Fig 1)。

高潮气量(容积伤)和高吸气压力(气压伤)都会引起局部肺泡过度膨胀。

一旦这种机械应力超过肺泡单位的弹性力或应变力，就会发生肺损伤，随之肺泡-毛细血管界面的断裂促进了局部炎症反应，最终导致蛋白质和水肿转移到肺泡腔中。

在萎陷伤过程中，不同通气区域的肺部重复快速地进行肺泡开放闭合会损伤肺泡- 毛细血管屏障并破坏周围的细胞外基质。

生物创伤指的是损伤反应性引起的炎性肺泡损伤以及随后发生的细胞凋亡和纤维增生过程，最终导致肺顺应性下降，死腔量增加，缺氧和高碳酸血症。

严重的是，生物创伤可能不只局限在呼吸系统，细菌、脂多糖和促炎性介质进入全身循环已被认为与多器官功能障碍和死亡有关。

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)虽然ARDS与呼吸机所致的肺损伤有共同的病理组织学特征，不同的是，ARDS诱发性肺损伤多不是因为机械通气本身所致。

ARDS的显著特征是怀疑肺损伤后7天内出现低氧性呼吸衰竭，并伴有肺水肿的X线表现。

柏林的定义中，根据低氧血症的程度，进一步将患者分为轻、中、重度三大类。

ARDS的病理生理特征表现为早期渗出期，包括肺泡毛细血管屏障的炎性损伤和富含蛋白质的液体转移至肺泡腔中，随后是肺泡完整性恢复的增殖期，最后是基底膜纤维蛋白重塑的纤维化期。

这一系列事件是由直接或间接的肺泡损伤引起的，许多原因可能发生在围手术期(Fig 2)。

肺炎、脓毒症和吸入性肺炎发生率约占85%；然而，还存在其他危险因素，包括创伤、输血、失血性休克、烧伤和吸入性损伤，以及外科因素，如手术创伤、退行性损伤、体外循环和缺血再灌注损伤。

基于证据的围术期肺保护通气策略如上文所示，围手术期肺损伤的发展取决于多因素，包括患者相关因素、外科和麻醉因素。

此外，在不同的研究中，“保护性”的定义差别很大。

因此，该领域的文献主体充满异质性并且很难分离出协同治疗的效应。

为减少冗余，以下各节将在可能的情况下重点探索保护策略的单个组成成分，并将更多的注意力放在多重联合技术的研究上(Table)。

潮气量低潮气量的应用可能是肺保护策略中最常见的组成部分。

自ARDS 网络小组开展的开创性工作以来，观察研究表明术中潮气量的中位数随着时间推移而下降。

然而，即使是对缺氧患者，麻醉医生通常也会使用大于6 mL / kg的潮气量。

虽然高潮气量的使用可能会受PBW 计算不准确的影响，但麻醉医师也一直认为低潮气量是有损害的。

然而，高质量的研究数据已表明与上述观点正好相反。

虽然上述结果描述了是在组间共享PEEP策略下对低潮气量的评估，但大多数研究已经包括了至少5 cm H2O PEEP的治疗干预。

没有这种水平的PEEP，低潮气量通气的保护作用可能会丧失，因为有研究表明，使用低潮气量复合0 PEEP或低PEEP会增加肺部炎症和30天死亡率。

因此，潮气量可能只是围术期肺保护策略(IOLPV)的一个必要组成部分，合并适当的PEEP和肺复张手法已被证明在减少肺部并发症时有增益作用。

呼气末正压(PEEP)自80年代中期以来，PEEP一直被认为能够有效预防术中肺不张。

尽管如此，有观察性研究指出目前80%的病人通气时仍然未使用PEEP。

当代麻醉医师较少使用PEEP的潜在原因可能包括对血液动力学副作用和气压伤的担忧，也或者只是因为0 cm H2O PEEP是许多机械呼吸机的默认设置。

但是有研究证据表明在某些病人群体中PEEP是有益的。

多个小规模RCTs研究发现，腹腔镜手术患者接受5cmH2O PEEP 的治疗效果明显优于无PEEP的患者，氧合功能更好，术后肺不张发生率更低，肺顺应性更好。

两个小样本RCTs研究发现，使用10 cmH2O PEEP可能会产生额外的生理效应。

在PPCs方面，一项样本量超过11000例的针对腹部和颅内手术患者的大型回顾性研究显示，与使用小于5cmH2O PEEP组相比，使用5cmH2O及以上的PEEP 可明显降低PPCs发生率(优势比0.72，0.61-0.85)。

值得注意的是，亚组分析未发现PEEP对开颅手术患者有好处，提示PEEP的保护效应可能不适用于肺不张低风险患者。

2013年，一篇Meta分析指出，共纳入8项比较术中PEEP水平的RCTs研究，使用3-12 cm H2O PEEP可显著降低PPCs的风险(相对危险度为0.29，0.14-0.60)。

这些结果将为开展研究高风险肺不张患者使用较高PEEP的试验奠定基础。

PROVHILO试验是一项多中心的RCTs研究，共纳入900例有中度或更高PPCs风险的拟行开腹手术患者，比较使用12 cm H2O PEEP 作用是否优于2 cm H2O PEEP或更低的PEEP。

值得注意的是，根据ARISCAT评分，本研究中PPCs的发病率高于预期。

主要结果是术后第5天PPCs的发生率，两组几乎相同(39% vs 40%，相对危险度1.01，0.86~1.20；p=0.86)。

各组中位潮气量分别为7.2和7.1ml/kg PBW。

还须注意的是，高PEEP组患者在插管后和拔管前接受肺复张策略，而低PEEP组患者没有。

在亚组分析中，PEEP组中有较高比例的患者在术中发生低血压(46% vs 36%；p=0.0016)，并且需要升压药(62% vs 51%; P=0.0016)，但是需要纠正缺氧的患者较少(相对危险度0.34，0.18~0.67；p<0.008)。

PROVHILO试验的作者建议，他们的结果可以促使低潮气量，低PEEP肺保护策略的应用。

可能会有学者对此有争议，经验性的高PEEP策略与预防PPCs的低PEEP策略一样无效，最优PEEP水平可能介于这两个极端之间，因此需要更多的研究来更好地回答这一重要的临床问题。

PROVHILO试验后，一篇更新的患者水平的Meta分析显示，PEEP小于5cm H2O的通气模式的患者与PEEP等于5cm H2O或更高PEEP患者的PPCs发生率无差异。

根据这一结论并结合ARDS文献知识，高PEEP可能只对有严重疾病的患者有益，可以合理推断出大多数术中人群不需要高PEEP，但有肺不张或伴有肺损伤高风险的患者可以考虑使用高PEEP。

最后，对于生理指标相互冲突的复杂患者，在决定合适的治疗方案时，需要考虑血流动力学损害的风险。

肺复张策略20世纪60年代以来，肺复张策略一直被用于逆转麻醉诱导后肺不张，通常设置为吸入压力40 cm H20维持20~30秒，使肺短暂性膨胀。

在行腹腔镜手术过程中，与使用0 PEEP或单独使用PEEP相比，肺复张策略可以增加呼气末肺容积，提高顺应性并降低胸壁弹性。

有研究者指出，在腹部手术、行单肺通气的胸外科手术、体外循环术后以及需要Trendelenberg体位的手术中，肺复张策略可以改善术中氧合功能。

但是，这些作用是短暂的，因为肺不张被认为可能会在40分钟内复发。