单肺通气模式对阻塞性通气障碍患者气道峰压、氧合作用及肺内分流的影响

　　作者：卢丽雅 叶靖 欧阳葆怡　　作者单位：广州市科技局科技成果重点推广计划 项目(编号：2008C13G011)510120 广州市，广州医学院第一附属医院麻醉科

　　【摘要】目的 观测阻塞性通气障碍患者在单肺通气(OLV)期间用压力控制通气(PCV)与容量控制通气(VCV)对气道峰压(Ppeak)、氧合作用和肺内分流(Qs/Qt)的影响。方法 择期行右侧开胸成年手术患者30例，ASA Ⅰ～Ⅲ级，按术前肺功能分为2组，N组为肺功能正常患者，O组为阻塞性通气障碍患者。再根据OLV模式将每组随机分为2个亚组，NPCV组和NVCV组各8例，OPCV组和OVCV组各7例。丙泊酚瑞芬太尼罗库溴铵静脉诱导后插入左双腔支气管导管，行双肺VCV，潮气量7～8 ml/kg，呼吸频率15次/min。30 min后改左侧卧位行左OLV。NVCV组和OVCV组先行VCV 30 min，然后改行PCV 30 min。NPCV组和OPCV组先行PCV 30 min，然后改行VCV 30 min。OLVVCV期间拟定的潮气量及呼吸频率维持不变;压力设定以达到双肺VCV期间潮气量为准。双肺VCV后30 min及OLV后30、60 min进行血气分析，计算Qs/Qt。结果 OLV期间，NPCV组和OPCV组的Ppeak较NVCV组和OVCV组低(P<0.01)，但PaO2和Qs/Qt差异无统计学意义(P>0.05)。结论 阻塞性通气障碍患者OLV期间采用PCV更有利于减低气道压，但对动脉氧合作用及肺内分流的改善不明显。

　　【关键词】 阻塞性通气障碍;压力控制通气;容量控制通气;单肺通气;气道峰压;肺内分流

　　Effects of one-lung ventilation on the peak airway pressure, arterial oxygenation and intrapulmonary shunt in patients with obstructive ventilatory disorder LU Liya, YE Jing, OUYANG Baoyi. Department of Anesthesiology, The First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical College, Guangzhou 510120, China

　　【Abstract】 Objective To compare the effects of pressurecontrolled ventilation (PCV) with volume controlled ventilation (VCV) on peak airway pressure (Ppeak), arterial oxygenation and intrapulmonary shunt(Qs/Qt) in patients with obstructive ventilatory disorder during onelung ventilation (OLV). Methods Thirty ASA physical status Ⅰ to Ⅲ patients undergoing elective right thoracotomy were enrolled. According to the preoperative pulmonary function, the patients were divided into two groups,group N with normal pulmonary function and group O with obstructive ventilatory disorder, then which were randomly subdivided into group NVCV (n=8), group NPCV (n=8), group OVCV (n=7), and group OPCV (n=7) according to different OLV modes. Anesthesia was induced and maintained intravenously with propofol, remifentanil and rocuronium, a leftsided doublelumen endobroncheal tube (DLT) was inserted. After twolung ventilation with VCV for 30min with tidal volume of 7～8 ml/kg and respiratory rate of 15 breaths/min, the patients were turned to the left lateral decubitus position and converted to left OLV. The patients in group NVCV and group OVCV were initiated with VCV (OLVVCV) with the above respiratory variables for 30min and switched to PCV for 30min, the inspiratory pressure during PCV was adjusted to maintain the same tidal volume as during VCV. The modes of ventilation were performed in the opposite order in those of group NPCV and group OPCV. At the end of each 30minute ventilation stage, arterial and mixed venous blood samples were taken for blood gas analyses and Qs/Qt calculations,and Ppeak were recorded. Results The Ppeak was significantly decreased during OLV with pressurecontrol ventilation,as compared to those with volumecontrol ventilation (P<0.01). But there were no differences during OLV in arterial oxygenation and Qs/Qt between VCV and PCV in group N and group O(P>0.05). Conclusion As compared with VCV, PCV during OLV conduces a lower Ppeak for patients with obstructive ventilatory disorder, but which could not obviously improve arterial oxygenation and Qs/Qt.

　　【Key words】 obstructive ventilatory disorder; pressurecontrolled ventilation; volumecontrolled ventilation; onelung ventilation; peak airway pressure; intrapulmonary shunt

　　单肺通气(OLV)为胸腔镜手术提供良好的手术条件。但OLV可引起较严重的低氧血症，尤其是阻塞性通气障碍患者[1] 。国内外学者对采用不同的通气模式改善OLV所致的低氧血症进行了研究，但缺乏对阻塞性通气障碍患者的研究报道。本文对左侧卧位行右肺叶切除手术的阻塞性通气障碍患者进行观察，探讨OLV时用压力控制通气(PCV)或容量控制通气(VCV)对气道峰压、氧合作用和肺内分流的影响。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料 选择我院拟行右侧肺叶切除手术患者30例，年龄42～76岁;ASAⅠ～Ⅲ级;体重指数18～25 kg/m2。术前无肝、肾病史，无心功能不全及严重的高血压，无贫血，无肺部感染，未使用血管活性药物。术前纤维支气管镜(FOB)检查排除支气管肿瘤或气道狭窄。根据术前肺功能检查结果和诊断标准[2]将患者分为2组，N组为肺功能正常患者;O组为阻塞性通气障碍患者，支气管扩张试验阴性。根据麻醉维持期机械通气方式再将每组随机分成2个亚组，即PCV组和VCV组，NPCV组和NVCV组各8例，OPCV组和OVCV组各7例。NVCV组和NPCV组均为男6例和女2例，OVCV组和OPCV组均为男6例和女1例。NVCV组、NPCV组、OVCV组及OPCV组的平均年龄分别为(54±11)岁、(58±8)岁、(57±11)岁和(59±8)岁，身高分别为(166±9)cm、(165±9)cm、(167±7)cm和(165±9)cm。体重分别为(62±10)kg、(63±8)kg、(61±10)kg和(57±8)kg。血红蛋白分别为(120±14)g/L、(122±12)g/L、(122±13)g/L和(121±10)g /L。以上指标组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

　　1.2 麻醉及监测 麻醉前30 min肌内注射阿托品0.5 mg。患者进入手术室后，用多功能监测仪(迈瑞，PM9000型)监测心电图、左上臂无创血压和脉搏血氧饱和度(SpO2)。靶控输注丙泊酚和瑞芬太尼，血浆靶浓度分别为4 μg/ml和6 ng/ml，静脉注射罗库溴铵 0.9 mg/kg行麻醉诱导。根据患者X线后前位胸片气管内径测量值预先选定Mallinckrodt左双腔支气管导管(DLT)的型号[3]，经口明视插管。在插管后及左侧卧位后均用FOB直视下确定DLT管端位置正确。麻醉维持期靶控输注丙泊酚和瑞芬太尼，血浆靶浓度按需分别调整为2～4 μg/ml和2～7 ng/ml，术中根据需要静脉追加罗库溴铵0.3 mg/kg。行右颈内静脉穿刺置管术，置管长度为穿刺点至胸骨柄的胸骨上切迹长度与胸骨柄的胸骨上切迹至右第3胸肋结合部下缘长度之和。行足背动脉穿刺置管术，供抽取动脉血查血气分析。

　　1.3 观测指标及方法 气管插管后患者平卧位，连接迈瑞WATO EX60型麻醉机行双肺VCV模式通气(TLVVCV)。30 min后换为左侧卧位，行左OLV，DLT右侧管与大气相通。OLV采取2种不同通气模式，NVCV组和OVCV组先以VCV模式通气30 min，然后改为PCV模式通气30 min;NPCV和OPCV组先以PCV模式通气30 min，然后改为VCV模式通气30 min。TLVVCV期间，潮气量7～8 ml/kg ，呼吸频率15次/min，保持呼气末CO2分压35～40 mm Hg。OLVVCV期间，拟定的潮气量及呼吸频率维持不变，压力设定以达到TLVVCV期间潮气量为准，呼吸频率维持不变。所有患者均纯氧通气(FiO2=1.0)，氧流量2 L/min，吸呼比1∶1.5，使患者SpO2在整个观测期间维持在>90%。用DatexCapnomac UltimaSV型多功能监测仪连续监测气道峰压(Ppeak)、气道平台压(Pplat)、潮气量(VT)、分钟通气量(MV)、呼气末二氧化碳分压(PETCO2)，内源性呼气末正压(PEEPi)。TLVVCV通气后30 min(T1时)及OLV通气后30 min(T2时)，60 min(T3时)从足背动脉及深静脉穿刺管抽取动脉血及混合静脉血进行血气分析，并测定血红蛋白，记录各时段呼吸和循环的各项监测值。根据肺血流分布标准三室模型公式计算肺内分流率(Qs/Qt)值[4]，Qs/Qt=(CcO2CaO2)/(CcO2CO2)×100%。

　　1.4 统计学分析 应用SPSS 11.0统计软件，计量资料以±s表示，采用方差分析和t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结果

　　2.1 麻醉前NVCV组和NPCV组以及OVCV组和OPCV组的肺功能比较差异均无统计学意义(P>0.05);但NVCV组和OVCV组及NPCV组和OPCV组的肺功能比较差异均有统计学意义(P<0.01)。见表1。表1 4组肺功能状注：实/预表示实测值/预计值;与NVCV组比较，*P<0.01;与NPCV组比较， #P<0.01

　　2.2 2组3个观测时段HR、MAP、SpO2、MV、PEEPi及动脉血pH值组内和组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。观测期间2组SpO2均在90%以上，组内和组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。

　　2.3 4组T2时Ppeak测定均值均比T1时高(P<0.01)，T3时Ppeak测定均值NVCV组和OVCV组比T1时高(P<0.01)，但比T2时低(P<0.01);NPCV组和OPCV组均比T1、T2时高(P<0.01)。见表2。表2 4组不同观测阶段MV、PpeakPEEPi测定均值比较注：与T1时比较，*P<0.01;与T2时比较，#P<0.01

　　2.4 4组T2时PaO2测定均值均比T1时(P<0.01);T2时和T3时PaO2比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

　　2.5 3个观测时点中，OVCV组和OPCV组PaCO2测定均值都比NVCV组和NPCV组高(P<0.01);NVCV组和NPCV组T2时和T3时PaCO2测定均值与T1时段比较差异无统计学意义(P>0.05)。OVCV组和OPCV组T2时和T3时PaCO2测定均值比T1时稍低(P <0.01)。见表3。

　　2.6 T1时OVCV组和OPCV组PO2测定均值比NVCV组和NPCV组高(P<0.01)。T2 时NVCV组、NPCV组、OVCV组及OPCV组PO2测定均值比T1时低(P<0.01);T3时比T1时低(P<0.01);T2时和T3时比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表 3。

　　2.7 T1时OVCV组和OPCV组Qs/Qt均值比NVCV组和NPCV组高(P<0.01)。T2时Qs /Qt均值比T1时高(P<0.01);T3时比T1时高(P<0.01)。T2时OVCV组Qs/Qt均值比N VCV组高(P<0.01)，OPCV组比NPCV组高(P<0.01)。T3时OVCV组Qs/Qt均值比 NVCV组高(P<0.01)，OPCV组比NPCV组高(P<0.01)。见表3。表3 4组不同观测阶段动脉血气分析结果及分流率比较注：与T1时比较，*P<0.01;与NVCV组及NPCV组比较，#P<0.01;与NVCV组比较，△P<0.01;与N-PCV比较，☆P<0.01

　　3 讨论

　　OLV引起呼吸生理功能紊乱的主要原因之一是肺内分流导致的肺组织通气/血流比例失调，从而引起低氧血症及肺组织低血流灌注[5]。实施OLV过程中，通气肺要承受比双肺机械通气更高的气道压。对于阻塞性通气障碍患者，由于肺实质异常、换气分布不均以及容易产生PEEPi，单肺通气期间更易产生气压伤[6]。Yang等[7]认为阻塞性通气障碍患者设置呼吸机参数时采用减速气流，可以使平均气道阻力及死腔量减少。

　　Tugrul等[8]对胸科手术患者轮流用PCV或VCV模式OLV时，发现PCV后Ppeak和Qs/Qt降低，PaO2增加，氧合作用明显改善。但本文观测结果发现，OLV时采用PCV模式与VCV模式相比，仅Ppeak明显下降，PaO2、Qs/Qt及PaCO2均无明显改变，提示PCV模式只能降低Ppeak，并不能明显增加动脉氧合及改善肺内分流。本文观测结果与Unzueta等[9]观察术前肺功能良好患者在OLV时用不同通气模式的结果相似。尽管本文与Tugrul的观测对象均是实施右侧胸腔内手术，行左OLV，但本文观测对象均属于单纯阻塞性通气功能障碍，且大部分为轻度阻塞性通气功能障碍，FVC值正常，肺功能代偿良好。而Tugrul的48例观察对象中，有15例属于限制性通气功能障碍，FVC值较低，提示FVC低的患者OLV时采用PCV模式可能有助于改善氧合作用[8]。

　　OLV时采用PCV还是VCV模式意见不一。PCV模式通常被认为是OLV时较为合理的通气模式[10]。本文设计的单肺VCV与单肺PCV采取自身对照，保持MV相同，2种通气模式的差别在于气流模式和峰流率，气流模式是产生低水平Ppeak的主要原因。OLV时PCV的Ppeak比VCV明显降低的原因与PCV的原理相关。PCV模式预先设置最大吸气压和吸气时间，吸气开始时，气流速度很快进入肺，达到预置压力水平后，通过反馈系统使气流速度减慢，维持预置压力水平至吸气末，然后切换为呼气。吸气压力波形的平台时间较长，没有尖峰，只是流速减慢。从而防止局部肺泡过度充气和过高的肺泡压，避免气压伤。PCV吸气早期的高速气流有助于复张塌陷肺泡，同时也有助于扩张低顺应性肺泡，有利于时间常数大的肺泡单位充气，使肺的换气分布更均匀，V/Q比例更匹配[7，11]。而VCV是恒速气流模式，在吸气初期为克服气道阻力而产生较高的Ppeak，吸气时易于扩张顺应性相对较好的肺泡，但有可能导致这部分肺泡峰压过高，引起气压伤，而对顺应性较差的肺泡则扩张程度差，易导致V/Q比值失当。马涛等[12]对呼吸衰竭患者进行机械通气研究，认为与VCV相比，PCV能较明显地降低Ppeak、血清中的SPA及TNFα的浓度，提示PCV比VCV能更好地控制和降低Ppeak ，改善肺顺应性，预防肺损伤发生。但Maeda等[13]对家兔机械通气诱导肺损伤模型的研究显示，PCV时较高的吸气峰压诱发低氧血症和肺组织损伤的程度比VCV严重，认为PCV在吸气早期为达到预设压力水平，呼吸机提供的气流率较高，气道压力可能略高于预设水平，会导致气道和肺泡的压力增加而加重肺损伤。提示患者采用PCV模式行OLV时， 应根据患者的具体情况预设压力水平，使机械通气预设参数个性化，避免引起不良后果。

　　因此，对阻塞性通气障碍患者实施OLV时，采用PCV模式能更有效地控制Ppeak，较好地预防肺损伤。对极重度阻塞性通气障碍及混合性通气功能障碍患者的合理通气模式需进一步观测和研究。

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