肥胖患者围术期呼吸系统管理的研究进展

廖宏亮，魏珂

重庆医科大学附属第一医院，重庆 400016

据统计，全球每年因肥胖或超重而致死的患者高达400万人[1]。在我国，35～74岁成年人肥胖发病率接近7%，每年新增肥胖患者约340万人，肥胖正成为一个日益严重的公共健康问题[2]。目前，WHO的最新定义表明体重指数(BMI)在18.5～24.9属于正常范围，>25为超重，>30为肥胖，>40为病态肥胖。病态肥胖可导致高血压、冠心病、胰岛素抵抗型糖尿病等多种慢性疾病，严重影响患者生活质量及生命。肥胖早期对呼吸功能的影响主要表现为限制性通气功能障碍，其机制主要与胸壁的脂肪化、肺血容量增加和胸廓受压有关。一般认为，BMI会影响呼吸顺应性，即呼吸阻力随BMI的升高而增加。由于肥胖患者在平静呼气末即接近闭合容量，加之往往合并潮气量下降，因此患者往往需要增加呼吸功来保障分钟通气量，以补偿因代谢升高而引起的氧耗增加和CO2蓄积。肺功能试验常提示功能残气量(FRC)、补呼气量、肺活量及肺总容量等肺容量参数的普遍降低。同时，肥胖可引发多种呼吸系统并发症导致手术风险增大。肥胖低通气综合征(OHS)和睡眠呼吸暂停(OSA)是肥胖患者术前最常见的呼吸系统合并症，两者常同时存在，由于早期OHS症状与单纯OSA相似，临床往往容易漏诊。另外，由于大量脂肪组织压迫小气道，以及脂肪组织向气道平滑肌的渗透，均导致阻塞性肺疾病和哮喘易感性的增加。有研究表明，与正常体重者相比，超重或肥胖个体的哮喘发病率可增加50%[3]。除此之外，体重增加还可能是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的独立危险因素。产生这一现象的机制目前尚不清楚，推测与肥胖所引起的全身性炎症因子分泌失衡有关。上述因肥胖造成呼吸系统一系列病理生理改变，使该类患者无论术中呼吸管理和PPCs防治的难度均显著增加，如何实施这一特殊群体的围术期肺保护策略，一直是临床关注的热点。现就肥胖患者围术期呼吸系统的管理研究进展情况综述如下。

1 肥胖患者术前呼吸系统的管理

术前呼吸系统准备主要包括戒烟、药物治疗及物理治疗，后者主要包括呼吸肌训练、神经肌肉电刺激、呼吸锻炼等。此外，术前呼吸系统相关合并症如哮喘、OSA和OHS的筛查、合理的麻醉方法及药物选择也是必不可少的。

1.1 术前肺功能的锻炼 目前有关术前肺功能锻炼的研究主要集中在胸部手术和上腹部手术，对术前物理治疗的效果大多持肯定态度，但专门针对肥胖患者的研究较少。Barbalho-Moulim等[4]在择期开腹减肥手术前指导患者进行吸气肌训练，发现术前训练有助于减少术后最大吸气压的改变，PPCs发生率更低。Van Huisstede等[5]在腹腔镜减肥手术中的观察结果也支持上述观点，虽然腔镜减肥术PPCs发生率并不高，但术前肺功能试验正常者仍可减少30%的PPCs风险。近年来，诱发性肺量计训练在术前肺功能准备中的应用日益普及，尽管该方法与传统呼吸肌训练相比是否具有优势仍不肯定，在肥胖患者中的应用效果也有待证实，但术前呼吸训练在PPCs高危人群和高危手术前的实施仍为多数研究推荐[6]。

1.2 术前合并哮喘的准备 肥胖与哮喘之间的因果关系较复杂。对于合并哮喘的肥胖患者，往往很难确定是由肥胖所致，还是其他呼吸生理改变所致。近期研究发现，与普通肥胖患者相比，术前合并哮喘的肥胖患者在减肥手术后小气道功能得到更好的纠正，全身炎症反应以及呼吸道肥大细胞浸润也明显减轻[7]。因此，对于合并哮喘的肥胖患者减肥手术应尽早进行。另一方面，尽管尚无直接证据表明控制术前哮喘症状能改善肥胖患者预后和减少PPCs，但大多数研究仍主张在哮喘发作期有效控制后再进行手术以策安全[8,9]。

1.3 术前OSA及OHS的筛查 OSA及OHS为围术期呼吸管理带来了较大的难度。肥胖患者OSA发生率约为40%，而60%～90%的OSA患者合并肥胖，其中80%～95%的OSA患者出现临床漏诊，这给围术期管理带来挑战。肥胖/OSA患者对呼吸影响中重要一点是咽部面积与肥胖呈反比，导致呼吸时咽部开放度下降、睡眠或镇痛镇静肌松残余下易发生咽部塌陷，结果造成反复睡眠-觉醒状态，在围术期可能发生显著的呼吸抑制，严重时甚至危及生命。由于OHS常合并OSA同时出现，因此临床上将常将两者统称为睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)。术前相关的筛查如Epworth嗜睡量表、STOP-Bang问卷等具有一定的可行性及简便性，而多导睡眠监测作为诊断OSAHS的金标准，则应成为可疑患者术前常规检查项目。

1.4 麻醉方法及药物的选择 针对肥胖患者，应优先考虑局部浸润麻醉及区域阻滞麻醉，因为该技术的使用可以减少术后疼痛从而减少阿片类药物的应用，PPCs的发生率也相应降低。而合并OSA的患者则应谨慎阿片类药物及镇静药物的使用，相关药物的使用会导致患者出现上呼吸道塌陷，呼吸抑制及减弱呼吸中枢对高碳酸血症的反应；对于漏诊的OSA患者，镇静药物的使用则会加重OSA程度。一旦出现上呼吸道塌陷，呼末二氧化碳波形将比氧饱和度提前发生变化。故此，连续的呼末二氧化碳监测必不可少。早期研究指出丙泊酚及咪达唑仑均会导致类似的上呼吸道梗阻。而右旋美托咪定作为一种高选择性a2受体激动剂，其药理作用包括镇静、镇痛、遗忘及减轻应激反应，且没有呼吸抑制，可以作为镇静镇痛首选。右美虽然被普遍认为是一种短效药物，但实际上右美的应用可以延长镇静时间，若结合小剂量氯胺酮(1 mg/kg)，可增强镇痛作用及减少血流动力学的波动。

2 肥胖患者术中呼吸系统的管理

目前认为，对肥胖患者的术中保护性通气策略主要包括使用低潮气量、合理的通气模式选择、适量的PEEP、间断RM以及限制驱动压等，有助于减少PPCs(如肺不张、肺部感染和呼吸衰竭等)[10]。保护性肺通气策略已被证实对改善重症监护患者临床转归具有确切优势，其在肥胖患者机械通气中的使用也日益受到重视。

2.1 潮气量的选择 对于机械通气的肥胖患者最佳潮气量的选择一直存在争议。首先潮气量设置应基于理想体重(IBW)而不是实际体重(ABW)计算，因超重部分为脂肪组织而不是实际肺容积增加。曾经认为12～15 mL/kg的大潮气量通气可能有益于ARDS的治疗，降低肺不张的发病率以及减少机械通气时间，改善通气与氧合[11]。但近来发现大潮气量令肺过度伸张导致肺泡牵拉伤和气压伤，在缺乏PEEP的大潮气量通气中也容易导致周期性呼气末肺泡塌陷，造成肺不张，且不能维持呼气末跨肺正压[12]。与大潮气量相比，虽然小潮气量存在通气不足和肺萎陷等风险，但随着对机械通气认识的深入，目前大多倾向于采用小潮气量(6～8 mL/kg)+ PEEP的通气模式，这一模式相比单纯大潮气量通气能更加有效改善氧合，在急性肺损伤和ARDS的呼吸治疗中具有一定优势，可减少肺损伤和PPCs，缩短ICU住院时间[13～15]。对于因胸部脂肪和纵隔挤压导致肺容积减少的肥胖患者，小潮气量(6～8 mL/kg)在术中应用更为安全，术后肺损伤风险也更低[16]。由于肺容量并不随体重增加而增加，因此目前多数研究推荐根据IBW设定肥胖患者的潮气量[17]。对于肥胖患者，在IBW基础上计算的潮气量相对ABW本身就是一种小潮气量通气，因此尽管目前大多指南推荐的潮气量范围仍为6～8 mL/kg，临床使用中还需结合患者气道压、肺顺应性、呼末二氧化碳分压等指标进行即时调整，必要时可适当增加。

2.2 通气模式的选择 目前有关肥胖患者术中最佳通气模式的选择尚无金标准。容量控制通气(VCV)保证潮气量，但可能导致气道高压和气压伤。压力控制通气(PCV)可限制最高气压值，相比VCV模式，PCV可能改善患者氧合与氧分压，但可能会因肺阻力和顺应性的变化导致潮气量和分钟通气量改变，在腹腔镜或俯卧位手术时更容易造成CO2蓄积[18]。随着呼吸机和麻醉机呼吸功能的不断改进，部分新的通气模式在肥胖患者中展现出一定优势。压力控制容量保证通气(PCV-VG)模式结合了VCV和PCV的优点，实现了预设潮气量与最低吸气压力的兼顾，理论上可提高通气和氧合效能，但目前对这一通气模式在肥胖患者中应用效果的研究还很有限[19]。Dion等[20]对肥胖青少年在腹腔镜减肥手术中PCV、VCV和PCV-VG等模式进行比较，在三种通气模式之间的研究中没有发现氧合、通气或血流动力学的差异，但PCV-VG和PCV模式可提供更低的吸气压力。笔者所在医院临床实践中也发现，肥胖患者腹腔镜手术中由于肺阻力和顺应性的动态变化，PCV-VG通气相对传统PCV和VCV模式有一定优势，可避免高压通气或通气量不足，术中对呼吸参数的调整也相对较少。此外，压力反比通气(PCIRV)也被应用于肥胖患者。该模式是通过延长吸气时间和缩短呼气期时间来降低平均气道压力，进而改善气体交换。Xu等[21]对妇科腹腔镜的肥胖患者采用PCIRV获得较好的通气和氧合。

2.3 RM和PEEP的实施 在机械通气下，肥胖患者较普通患者更容易发生肺不张，生理分流增加，通气灌注失衡和低氧合状态，近年来采用RM及PEEP来预防肺不张成为研究热点。RM是一个经人工或机械通气诱导产生短暂地增加跨肺压的过程，旨在重新开放无通气或通气不足的肺泡，以改善氧合和呼吸系统顺应性。目前，人工膨肺以及PEEP递增法是术中常用的RM方法，后者的应用更加普遍且效果比较肯定。RM过程中气道平台压升至40 cmH2O并持续30～40 s，可获得最佳复张效果[22]。也有研究质疑其实际效果，发现在肥胖患者中采用PEEP递增法仅增加呼气末肺容积，对氧合并无改善[23]。故此，单一膨肺法对于肥胖患者而言，术中的反馈效果可能并不明显。与此同时，肺泡周期性的塌陷和复张可能导致肺泡产生相应机械及生理损伤，因此多数研究建议实施RM+PEEP方案以维持肺泡的开放状态。也有研究发现，无论是否实施肺复张，只需维持10 cmH2O以上的PEEP即可保证肺泡在全麻通气过程中的开放状态[24]。然而，越来越多的研究发现，PEEP与PPCs之间似乎并无直接相关性，而且较高水平的PEEP可能会增加术中低血压的发生，血管活性药物的使用和液体输注。更重要的是，对于不同的类型的患者和手术，使用相同的PEEP并不能保证得到相似的肺保护效果，最佳的PEEP水平应根据患者实际的肺复张效果来进行设置，即个体化的PEEP才是最理想的方案。为实现这一目标，一系列通过PEEP滴定来寻求最佳PEEP水平的方法在麻醉与ICU领域中使用，但效果并不确切。随着生物电阻抗成像技术(EIT)的问世，很大程度上实现了呼吸可视化监测，在EIT技术指导下的PEEP设置也较传统P-V曲线拐点测定和PEEP/FiO2递增法(PaO2经验法)等具有更高的准确性和更确切的肺保护效果，为真正个体化和最佳PEEP的设定技术带来了重要进步[25]。

2.4 驱动压的调控 近年来，驱动压在治疗性通气中的价值逐渐得到公认[26]。目前认为通过限制驱动压来调整潮气量是更有效的肺保护性通气方式。一系列重要研究均证实了驱动压在预测ARDS预后和治疗效果中的关键作用[27,28]。遗憾的是，目前仍缺乏有关驱动压和肥胖患者肺保护关系的研究。一般认为，通过设置一定水平PEEP可降低驱动压，达到肺保护的目的。但也有在减肥手术中的研究发现，无论是否施加PEEP，术中间断RM均可达到降低驱动压，改善氧合与促进术后肺功能恢复的效果[29]。因此对肥胖患者，如何实施以降低驱动压为导向的肺保护性通气仍值得深入研究。

3 肥胖患者术后呼吸系统的管理

术后呼吸系统的管理包括体位管理、镇痛药物、正确的呼吸支持等。

3.1 术后的体位 在普通患者中发现，体位对呼吸功能的调节作用很明显，不同体位下的FRC存在较大差别。从站位至坐立位，FRC将降低25%，至截石位时将至最低。而对于肥胖患者，往往术前已合并严重的FRC降低，这种体位角度引起的FRC渐进性改变并不明显。研究发现将肥胖患者处于平卧位或30°的仰卧位时FRC变化很小，而改为坐位后FRC明显增加[30,31]。基于上述原理，目前多建议患者在术后早期保持60°以上的半卧位甚至坐立位。

3.2 术后药物残余与呼吸功能的恢复 对于肥胖患者，尽管术后早期拔管可减少机械通气时间和PPCs，但此时往往还伴随全麻药物、阿片类药物和肌松药物的残余作用。受上述药物的影响，患者容易在拔管后发生误吸、肺不张、低氧血症和CO2潴留等。目前所知，即使肌松TOF测定T4/T1达到0.7时依然有残余肌松存在。因此对于肥胖患者，应强调TOF比值0.9的安全限，尤其对于术前合并OSA和OHS的患者[32]。此外，由于肥胖患者对阿片类药物的呼吸抑制作用非常敏感，因此在术后早期采用阿片类药物静脉镇痛时，应尽可能采用最小剂量，推荐联合非甾类镇痛药物，局麻药和其他药物的多模式镇痛。对于术前合并OSA的患者，应尽量避免使用阿片类药物，此时神经阻滞或硬膜外镇痛是很好的替代方案。

3.3 术后呼吸的支持 根据一项纳入65 000例患者的荟萃分析结果，肥胖患者术后无论继续机械通气支持时间或ICU停留时间均明显长于普通患者[33]。由于长时间的机械通气可能增加肺部并发症风险，因此应提倡在条件满足时尽可能在手术间或术后恢复室早期拔管。若必须进行术后机械通气支持，则其管理应遵循肥胖患者的机械通气原则。此外，对一些术后呼吸困难的肥胖患者，采用无创通气支持(NIV)也有助于呼吸功能的恢复。目前最常用的NIV模式包括持续气道正压和双水平正压支持，上述模式对改善肥胖患者氧合与减少呼吸做功都有较好的效果。

综上所述，由于肥胖患者呼吸系统的病理生理改变，使其成为术后肺部并发症的高发人群。术前肺功能锻炼和对OSA及OHA的筛查对肥胖患者具有较重要的意义。虽然目前仍没有一种通气策略在减少肥胖患者PPCs方面具有确切的优势，但术中以降低驱动压为导向的小潮气量联合适量PEEP与肺复张的方法仍为多数研究所推荐。术后应强调体位管理，肥胖患者需采取60°以上的半卧位甚至坐立位方能改善呼吸，应尽量减少长时间呼吸机通气支持。上述问题的阐明对肥胖患者手术预后的改善将起到积极的推动作用，而在远期的研究中，需要规模更大的多中心随机性研究充分论证最佳通气参数及模式的设定对于肥胖患者肺保护性通气的优势作用。