术中两种不同吸入氧浓度对术后肺内分流量的影响

张细学 王 兰 郎非非 李若溪 周 悦 吴加珺 郑杨静 顾卫东 刘松彬

术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications，PPC）常发生于全身麻醉（简称全麻）机械通气患者，可导致其住院时间延长、医疗费用增加及死亡率增高[1］。近年来的研究[2-3］结果表明，术中较高的FiO2可能增加术后肺内分流量（Qs／Qt），导致低氧血症发生，从而影响患者的预后。在全麻双肺机械通气的患者中，采用高水平[12 cm H2O（1 cm H2O＝0.098 k Pa）］的呼气末正压可能增加肺内分流，而中等水平（8 cm H2O）的呼气末正压不会增加肺内分流[4］。陈士寿等[5］研究结果显示，与100%FiO2相比，单肺通气期间70%FiO2可明显降低Qs／Qt。周子瑜等[6］研究结果显示，与100%FiO2相比，单肺通气期间50%FiO2可明显降低Qs／Qt，改善氧合。上述研究结果表明，单肺通气期间100%FiO2可明显增加肺内分流。目前，临床麻醉中通常采用50%～60%的FiO2，进一步降低FiO2能否降低患者术后Qs／Qt尚无定论。本研究通过比较30%FiO2与60%FiO2对全麻机械通气患者术后肺内分流的影响，以期为全麻机械通气期间FiO2的选择提供循证学依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2019年4月—2020年9月在复旦大学附属华东医院于全麻下行神经外科手术的患者120例，男73例、女47例，年龄范围18～79岁，年龄为（47.9±12.4）岁。采用分层区组随机方法将患者分为30%FiO2组和60%FiO2组，每组各60例。入选标准：①行开颅手术，预计手术时间＞2 h；②ASA分级Ⅰ至Ⅲ级；③呼吸空气时脉搏血氧饱和度（Sp O2）≥94%；④BMI＜35 kg／m2。排除标准：①合并COPD、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、肺不张、肺部感染；②合并心力衰竭；③预期插管困难或行面罩通气；④3个月内行化学治疗；⑤1个月内行全麻手术（静脉麻醉下保留自主呼吸的短小手术除外）。剔除标准：①术中不能维持SpO2≥94%或其他原因而改变通气方式；②手术时间＜2 h。本研究经医院伦理委员审核并批准（伦理批号为20190030），所有患者或其家属均于术前签署知情同意书。

1.2 方法 所有患者入手术室后均开放静脉输液通道，取平卧位，于局部麻醉下完成足背动脉穿刺。常规监测心率、有创动脉血压、心电图及SpO2等生命体征。所有患者均不予术前用药。预先给予100%FiO25 min后，静脉注射丙泊酚2 mg／kg、舒芬太尼0.3μg／kg、罗库溴铵0.6 mg／kg行麻醉诱导。待患者意识消失行气管插管机械通气，两组患者分别给予30%FiO2、60%FiO2。所有患者通气模式均为容量控制通气，设置潮气量为8～10 m L／kg，呼吸频率为10～14次／min，维持呼气末二氧化碳分压为35～45 mm Hg（1 mm Hg＝0.133 kPa），机械通气过程中不采用呼气末正压和手法肺复张策略，最后一次动脉血气分析结束后采用手法肺复张以减少术后肺内分流和肺不张的发生。术中经静脉泵注射丙泊酚4～6 mg／（kg·h）和瑞芬太尼0.1～0.3μg／（kg·min）行麻醉维持；输注乳酸林格注射液，以补充生理需要量和术中液体丢失量（不考虑第三间隙），按1∶1的比例补充胶体液，胶体输注量≤估计失血量500 m L。若术中发生血压降低，则根据需要给予去甲肾上腺素、去氧肾上腺素或多巴胺维持收缩压＞90 mm Hg。术后患者入麻醉恢复室，监测肌肉松弛情况，当患者4个成串刺激（train-of-four stimulation，TOF）≥0.90且神志完全清醒后拔除气管导管。

1.3 观察指标 比较两组患者的一般资料，包括性别构成、年龄、受教育年限、BMI、高血压病史、糖尿病病史、心脏疾病病史、吸烟史、术前血红蛋白（Hb）水平。比较两组麻醉时长、手术时长，术中丙泊酚、舒芬太尼、瑞芬太尼用量，术中晶体液量、胶体液量、出血量、尿量。比较两组患者术前和术毕估计动静脉混合指数（estimated venous admixture，EVA）、氧合指数（PaO2／FiO2），PPC发生率，以及术后第1天的格拉斯哥昏迷量表（Glasgow coma scale，GCS）评分和呕吐发生率。

1.4 EVA的计算 分别于麻醉诱导前和手术结束前5 min由一名不知晓分组情况的麻醉科医师采集患者动脉血进行血气分析，根据下述公式计算EVA：EVA＝（CcO2-CaO2）／（CcO2-CvO2）×100%，CcO2为肺毛细血管血氧含量，CaO2为动脉血氧含量，Cv O2为静脉血氧含量[3］。

1.5 PPC分级标准 采用Kroenke等[7］的肺部并发症评分量表评估PPC分级。0级：肺部无任何异常表现。1级：①咳嗽、干咳；②微小肺不张[肺部异常体征（如呼吸音粗、呼吸音轻、哮鸣音和干、湿啰音等）和体温＞37.5℃，且无其他明确原因，胸部影像学检查无异常或无胸部影像学检查］；③无其他明确原因的呼吸困难。2级：①支气管痉挛；②无其他明确原因的咳嗽、痰多；③低氧血症（有呼吸困难或喘息症状，吸空气时PaO2＜60 mm Hg或Sp O2＜90%）；④高碳酸血症；⑤肺不张（胸部影像学检查有明确肺部异常体征或体温＞37.5℃）。3级：①疑似肺炎（影像学证实，可无病原学证据）；②胸腔积液（需行胸腔穿刺引流）；③气胸；④确诊肺炎（胸部影像学检查证实和革兰染色或病原微生物培养证实）；⑤术后再次行气管插管或呼吸机支持，机械通气时间≤48 h。4级：呼吸衰竭（术后呼吸机辅助通气＞48 h，或再次气管插管后呼吸机辅助通气＞8 h）。所有患者均于术后第2、4、7天进行评估，发生1次2级PPC（≥2项），或1次3级或4级PPC（≥1项）定义为有临床意义的PPC。

1.6 GCS评分标准 GCS包括3项评估条目。①睁眼反应：自动睁眼记4分，呼唤会睁眼记3分，疼痛刺激睁眼记2分，对于刺激不睁眼记1分。②语言反应：正常交谈记5分，言语错乱记4分，不恰当回答记3分，只能发声记2分，不能发音记1分。③运动反应：可按简单指令动作记6分，对疼痛刺激定位反应记5分，对疼痛刺激肢体回缩记4分，对疼痛刺激弯曲反应记3分，对疼痛刺激伸直反应记2分，无任何反应记1分。GCS总评分为3～15分，得分越高，表明意识状态越好。15分为意识正常，12～14分为轻度意识障碍，9～11分为中度意识障碍，3～8分为昏迷。

1.7 统计学处理 应用SPSS 24.0统计学软件。呈正态分布的计量资料以±s表示，组间比较采用独立样本t检验或协方差分析（ANCOVA）；呈非正态分布的计量资料以中位数（M）和第25、75百分位数（P25，P75）表示，组间比较采用WhitneyU秩和检验。计数资料以频数（n）和百分率（%）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组一般资料比较 有6例患者未完成动脉血气分析（2例术前未行动脉血气分析，4例术毕未行动脉血气分析），最终纳入114例患者，30%FiO2组56例、60%FiO2组58例。两组间患者的性别构成、年龄、受教育年限、BMI、高血压病史、糖尿病病史、心脏病病史、吸烟史及术前Hb水平的差异均无统计学意义（P值均＞0.05）。见表1。

表1 两组患者一般资料的比较

2.2 两组术中情况比较 两组间麻醉时长、手术时长，以及术中丙泊酚用量、舒芬太尼用量、瑞芬太尼用量、晶体液量、胶体液量、出血量、尿量的差异均无统计学意义（P值均＞0.05）。见表2。

表2 两组间患者术中情况的比较[M（P 25，P 75）］

2.3 两组术前和术毕EVA、PaO2／FiO2比较两组间术前EVA和PaO2／FiO2的差异均无统计学意义（P值均＞0.05），30%FiO2组术毕EVA显著低于60%FiO2组（P＜0.001），两组间术毕PaO2／FiO2的差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 两组术前和术毕EVA、PaO2／FiO2的比较（±s）

表3 两组术前和术毕EVA、PaO2／FiO2的比较（±s）

与30%FiO2组比较：①P＜0.001

组别 N 术前EVA（%）术毕EVA（%） 术前PaO2／FiO2 术毕PaO2／FiO 2 79.10 60%FiO2 58 6.15±0.54 17.86±0.38①30%FiO2 56 6.17±0.60 8.79±0.34 419.13±68.76 418.57±421.76±92.36 401.61±100.88

2.4 两组术后情况比较 两组患者PPC发生率、术后GCS评分和术后呕吐发生率的差异均无统计学意义（P值均＞0.05）。见表4。

表4 两组PPC发生率、术后GCS评分和术后呕吐发生率比较

3 讨 论

Qs／Qt是评估患者肺氧合功能及严重程度的金标准[8-9］，但需通过置入Swan-Ganz导管采集患者肺动脉血标本，操作创伤大，导致其临床应用受限。Zetterström的[10］研究结果表明，EVA可作为Qs／Qt的替代指标用于评估患者肺内分流的程度。由于EVA操作简便且稳定可靠，已成为评估肺内分流的重要指标。

由于术前EVA会对术后EVA产生影响，故本研究将术前EVA值作为协变量进行校正。本研究结果显示，60%FiO2组患者术毕EVA显著高于30%FiO2组，提示60%FiO2组患者的术后Qs／Qt较30%FiO2组高。分析其可能的原因：与30%FiO2组患者相比，60%FiO2组患者在机械通气后，由于部分气道关闭，肺泡内氧浓度更高，而高浓度的氧气在肺泡完全封闭或部分封闭的情况下，更易造成吸收性肺不张[11］，从而导致60%FiO2组患者的术后Qs／Qt较30%FiO2组高。

由于全麻期间发生肺内分流可导致患者发生低氧血症，故氧合指数（PaO2／FiO2）通常被用于评估肺内分流的严重程度[12-13］。本研究结果显示，30%FiO2组患者的术毕PaO2／FiO2有高于60%FiO2组的趋势，但两组间的差异无统计学意义。分析其可能的原因：Qs／Qt为20%～30%时，PaO2／FiO2与Qs／Qt间有相关性；当Qs／Qt＜20%时，以Qs／Qt反映分流的变化较PaO2／FiO2的灵敏度更高[14］。Staehr等[15］研究中，机械通气时对两组患者分别给予30%FiO2或80%FiO2，术毕两组患者PaO2／FiO2的差异无统计学意义，该研究结果与本研究结果一致。

本研究结果显示，30%FiO2组和60%FiO2组术前EVA分别为（6.17±0.60）%和（6.15±0.54）%，略高于正常值（2%～5%），这可能是由于本研究纳入的患者多为颅内肿瘤或颅内血管畸形行神经外科手术，为防止跌倒，患者术前被要求减少下床活动，从而增加了肺不张等肺部并发症的发生。Qian等[16］观察了全麻下行俯卧位脊柱手术的老年患者在吸空气时的Qs／Qt（由EVA估算），由于此类患者术前以卧床为主，其术前EVA为10%左右，较正常值略高；该研究结果与本研究结果相似。

PPC是全麻术后的常见并发症，有研究[17-18］报道，上腹部大手术PPC的发生率为20%～30%。本课题组前期关于PPC的一项观察性研究[19］发现，161例行上腹部大手术的患者中，术中常规采用50%～60%的FiO2，有35例（21.74%）发生了有临床意义的PPC，与本研究中60%FiO2组患者的PPC发生率相似。本研究结果显示，30%FiO2组患者PPC发生率有低于60%FiO2组的趋势，但差异无统计学意义，30%FiO2能否降低PPC的发生率有待今后大样本研究进一步证实。

呕吐可能会影响术后肺不张的程度。既往研究关于FiO2对术后呕吐的影响观点并不一致。Goll等[20］研究结果显示，与30%FiO2组相比，80%FiO2组的术后呕吐发生率更低，但该研究术中采用异氟烷吸入麻醉，且术中未针对术后呕吐预防性给药。Ochmann等[21］研究发现，术中使用地塞米松后，30%FiO2组与80%FiO2组患者术后呕吐发生率的差异无统计学意义。本研究结果显示，30%FiO2组术后呕吐发生率与60%FiO2组的差异无统计学意义。由于颅脑手术是术后呕吐的高危因素，本研究术中常规静脉给予昂丹司琼4 mg和地塞米松5 mg预防术后呕吐，可能是本研究两组术后呕吐发生率差异无统计学意义的原因。

由于手术体位和手术方式会影响Qs／Qt，本研究入选患者的手术体位均为平卧位，相较于胸部或腹部手术，颅脑手术对患者的呼吸功能影响较小，更好地排除了手术本身对呼吸的影响。本研究中两组患者除了FiO2不同外，未采取任何措施（如呼吸末正压、手法肺不张）来预防或减少肺内分流，故本研究能较准确地反映FiO2对术后患者Qs／Qt及氧合的影响。

本研究的不足之处：纳入患者为行神经外科手术的患者，手术类型的代表性不足；研究对象以中年患者为主，其他年龄段分布较少。

综上所述，与术中使用60%FiO2的患者相比，使用30%FiO2可显著降低全麻机械通气患者术后Qs／Qt。