定压和定容单肺通气模式在肺切除术中对肺呼吸生理的影响
作者：程先进 温莉 张苏迅 刘韧 陈东生 吴晓智
【摘要】 目的 观察术前肺功能正常的肺切除术患者在单肺通气(OLV)期间，术侧肺采用定压控制通气模式（PCV）和定容控制通气模式（VCV）对气道压力和动脉血气值的影响。方法 选择57例术前肺功能正常或基本正常进行肺部手术的病人，随机分为A、B两组。A组：单肺通气采用VCV模式30 min 后转换为PCV模式。B组：单肺通气采用PCV模式30 min 后转换为VCV模式。分别在单肺通气期间每种模式结束后测量气道压力和动脉血气分析。结果 A组和B组在单肺通气期间动脉血氧分压（PaO2）分别为（206.1 ± 62.4）mmHg 和（202.1±56.4）mmHg ，两组相比无统计学意义（P= 0.534），A组最高气道压力比B组低(24.43 ± 3.42）cmH2O 和（34.16± 5.21）cmH2O，（P<0.001）。结论 肺功能正常的患者在OLV期间，PCV模式与VCV模式比较并不能提高氧合作用，但PCV模式气道压力低，有利于减少气道损伤。
【关键词】 单肺通气；定压控制通气；定容控制通气；动脉血气分析；最高气道压力
Abstract： Objective To evaluate the effect of pressure?controlled ventilation (PCV) and volume?controlled ventilation (VCV) on the arterial oxygenation and airway pressure during one lung ventilation (OLV) in lung lobectomy patients with good preoperative pulmonary function. Methods Fifty?seven patients with good preoperative pulmonary function scheduled for lung lobectomy were prospectively randomized into two groups. Those in Group A underwent OLV initially with VCV for 30 min followed by PCV for a similar period of time, and those in Group B underwent OLV initially with PCV for 30 min followed by VCV for a similar duration. Airway pressures and arterial blood gases were obtained during OLV at the end of each ventilation mode. Results There were no differences during OLV in arterial oxygenation between VCV (206.1±62.4 mm Hg) and PCV (202.1±56.4 mm Hg) (P=0.534). The peak airway pressure was lower with PCV (24.43±3.42 cm HO2) than with VCV (34.16±5.21 cm HO2) (P<0.001). Conclusion The use of PCV during OLV does not lead to improved oxygenation during OLV compared with VCV for the patients with good preoperative pulmonary function, but PCV dose lead to lower peak airway pressures.
Key words： one?lung ventilation; pressure?controlled ventilation; volume?controlled ventilation; arterial blood gas; airway pressures
肺切除术中单肺通气(one?lung ventilation，OLV)可防止病侧肺的分泌物或血液流入对侧肺，确保气道通畅，避免交叉感染或病灶扩散，同时为手术创造有利条件。但OLV常可引起较严重的低氧血症，国内外许多采用压力控制通气（pressure-controlled ventilation，PCV）和容积控制通气（volume?controlled ventilation，VCV)的模式来改善OLV所致低氧血症[1]，本研究拟观察两种单肺通气模式对肺切除中呼吸生理的影响。
1 资料与方法
1.1 一般资料
57例ASA为Ⅱ~Ⅲ级的单肺通气至少需要1 h 以上的肺部切除术患者，男性35例，女性22例，平均年龄（56.64±14.52）岁（33~76岁），随机分为两组：A组：28例，单肺通气开始时采用VCV模式(OLV?VCV)，30 min 后通气模式转换为PVW（减慢流速）；B组：29例，单肺通气开始时，采用PCV模式(OLV?PCV)，吸气压调整至双肺通气时同样的潮气量，30 min 后调整为VCV模式，潮气量9 ml/kg。在使用VCV模式期间，吸气压调整至同样的潮气量，肺通气的指标为纯氧通气（FiO2 1.0），潮气量（VT）为9 ml/kg，呼吸频率12次/min，呼吸末二氧化碳分压( EtCO2)维持在30~35 mmHg （1 mmHg=0.133 kPa）之间，吸呼比为1：1.5~2 。两组临床基本情况比较，无统计学意义（P>0.05），详见表1。表1 两组临床基本情况比较（略）
1.2 麻醉方法
患者入手术室后静注咪达唑仑5 mg、芬太尼5 μg/kg、阿曲库铵0.5 mg/kg 诱导麻醉后在纤维支气管镜引导下插入左侧气管双腔管(男性39F，女性37F)，麻醉维持采用丙泊酚6~10 mg（kg·h）持续静脉泵注，术中根据需要追加芬太尼、阿曲库铵和异氟烷。
1.3 监测方法
ADU麻醉机监测仪，采用旁气流通气(side stream spirometry，SSS) 连续监测气道锋压(Ppeak)、气道平台压(Pplat)、平均气道压（Pmean）、气道阻力(Raw)、吸气分钟通气量(MVi)、呼气分钟通气量(Mve)、呼吸末二氧化碳分压(EtCO2)等；桡动脉置管监测有创血压。
每组麻醉后均采用容量控制通气，待通气平衡后，在下列四种情况下分别记录上述指标：（1）在OLV开始前双肺通气（TLV）期间，采取VCV模式（TLV?VCV）；（2）在开始使用OLV时30 min 内使用压力控制通气模式(OLV?PCV)；（3）在开始使用OLV时30 min 后转为单肺容量控制通气模式时(OLV?MCV)；（4）在肺手术完毕后重新恢复双肺通气后20 min（TLV?MCV）。
1.4 统计学分析
计量资料以均数±标准差( ±s)表示，采用单因素方差分析比较，P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
在单肺通气期间，术中两组在四种通气情况下的各项指标见表2，在单肺通气期间VCV和PCV模式比较，PaO2差异无统计学意义(P=0.534)，与双肺通气相比较，开始单肺通气时，无论是VCV或PCV模式，当PaO2下降时，Ppeak、Pplat和Pmean明显增加(P<0.001)，当单肺通气时采用VCV模式时，与PCV模式比较，Ppeak明显增高(P<0.001)，而PaO2 无明显差别(P=0.353)，在四种通气情况下，PaO2均无统计学意义。每组SaO2 均不<90%，两组PaO2、EtCO2和Pmean均无明显差别(P>0.05)。表2 两组各种通气情况下的指标比较（略）
3 讨 论
动脉低氧血症是单肺通气中严重的并发症，其发生率约占胸部手术中的1%左右[2]，单肺通气常可引起较严重的呼吸力学、血流动力学及肺氧合的改变，体位、手术及低氧性肺血管收缩，目前临床上对单肺通气期间通气模式的利弊仍有争议。
定压通气模式通常被认为是单肺通气的较为合理的模式[3]，这种模式控制下，呼吸机将送出一个恒定压力的、按预置频率在吸气时间内送出流量波形下降的呼吸，在吸气时间提供恒定压力水平；避免不必要的高峰气道压力，减少气道损伤，提供下降的流量通气，有利于时间常数大的肺泡单位充气，改善通气/灌流比(V/Q)。
我们的研究发现，与双肺通气相比较，开始单肺通气时，无论是VCV或PCV模式，当PaO2下降时，Ppeak、Pplat和Pmean明显增加(P<0.001)。PCV与MCV模式比较，两组患者无论采取不同的通气方法，PaO2、SaO2及EtCO2之间均无明显统计学差异(P>0.05)，这提示PCV模式并不能明显增加动脉氧合作用，两种通气模式临床疗效相当。但当单肺通气时采用VCV模式时，与PCV模式比较，Ppeak明显增高(P<0.001)，这说明PCV并不会增加气道压力导致肺损伤。Edibam等[4]报道在急性呼吸窘迫综合征患者采用PCV模式与MCV比较中发现，PCV模式并不能提高动脉氧合作用，而在VCV通气模式下, 患者的呼吸频率、潮气量、呼吸时间比和吸气流速完全由呼吸机控制实施，呼吸机提供全部呼吸功能，能保证潮气量的供给，完全替代自主呼吸，利于呼吸肌休息，能更充分增加通气/灌流比的分配，有利于提高PaO2。
而Tugru[1]在48例胸部手术的患者，发现在PCV 与VCV模式比较中，PCV模式下单肺通气可以明显提高动脉氧合作用；在VCV模式中，由于气道平台压较高，肺血管分流增加而不能增加血氧交换。而PCV模式在最大肺活量（FVC）低的患者，通常可以提高PaO2，提示在限制性肺部疾病的患者应该采取PCV模式以提高动脉血氧浓度。我们的研究与之不尽相同，这可能是本组患者选择标准不一样所致。
PCV的主要优势气道压低，减少机械通气期间肺的气压性损伤。然而，在一项前瞻性的随机试验的研究中[5]，对79例ARDS患者，采取两种通气模式并进行比较后发现，二者气压性气道损伤的发生率无明显统计学意义。最高气道压并不能影响最高肺泡压，最高气道压越高主要是依赖于气管内插管的阻力，吸气流速和肺的呼吸力学，而当气道平台压力超过35 cm H2O 时，在气道平台压力和机械通气引发的肺损伤之间有密切联系。因此，在使用VCV期间，可能需要通过限制气道平台压力<30 cm H2O 来使发生肺损伤的危险性降低到最小程度。
另一项研究显示在家兔的机械通气诱导肺损伤的模型中研究发现，PCV模式中较高的吸气量峰值诱发的低氧血症和肺组织损伤程度比VCV模式下较低的吸气量峰值严重，在肺阻抗快速改变的PCV模式中，PCV可能由于潮气量受系统顺应性和黏性阻力以及吸气时间的影响，较难保持恒定，因此需不断调节压力控制水平，以保证适当水平的潮气量，所以PCV较高的最大吸气流速可能在吸气时增加气道和肺泡的压力而加重肺损伤。
总之，在术前肺功能正常的患者，我们认为在单肺通气期间，机械通气模式对气体交换影响不大，而在限制性肺部疾病的单肺通气中，采用定容控制呼吸模式可能更为有利。
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[1] Tugrul M，Camci E，Karadeniz H，et al. Comparison of volume controlled with pressure controlled ventilation during one?lung anaesthesia[J]. Br J Anaesth,1997,79:306-310.
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