持续气道正压和气氛末正压通气模式对度肥胖患者氧储备的影响

持续气道正压和气氛末正压通气模式对度肥胖患者氧储备的影响

低氧血症与围术期肺部并发症的发生密切相关。已经证实,手术期间低氧血症事件多发生在全身麻醉诱导期,预防其发生的关键是保证肺通气和肺换气功能的正常。肥胖患者因肺功能残气量(FRC)低而导致机体氧储备下降,非通气安全时限[麻醉诱导期预吸氧结束后脉搏血氧饱和度(SpO2)降至90%所需的时间]较短,容易发生低氧血症。纯氧通气可增加氧储备,但同时机体可迅速产生局灶性肺不张和肺内分流,使非通气安全时限不能随着纯氧通气时间的延长而不断增加。Sinha等应用喉罩对肥胖患者行10cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)水平的呼气末正压(PEEP)通气,使其非通气安全时限得到有效延长。亚洲人群的肥胖诊断标准与世界卫生组织(WTO)的诊断标准间存在差异,Ⅰ度肥胖患者在肥胖人群中所占比例大,应用正压通气能在多大程度上增加机体氧储备尚不清楚。本研究对Ⅰ度肥胖患者应用持续气道正压(CPAP)和PEEP通气模式,并与低浓度氧气吸入组进行比较,旨在探讨正压通气对Ⅰ度肥胖患者氧储备和肺换气功能的影响。1对象和方法1.1病例纳入和退出标准本研究获医院医学伦理委员会批准,患者均签署知情同意书。将拟在气管插管全身麻醉下行择期腹部手术的Ⅰ度肥胖患者45例纳入本研究。按照2000年国际肥胖特别工作组建议的亚洲人群肥胖诊断标准,体质指数(BMI)25~29.9kg/m2为Ⅰ度肥胖。纳入标准:年龄20~60岁,美国麻醉医师学会(ASA)分级Ⅰ或Ⅱ级,Mallampati气道分级Ⅰ或Ⅱ级,血红蛋白水平>110g/L,心、脑血管功能良好,肝、肾功能良好,肺功能检查无明显异常,无糖尿病、甲状腺功能亢进、发热和高代谢疾病。术中退出标准:对患者行面罩扣压时存在难以解决的漏气,气管插管时间>1min。采用随机数字表法将患者分入3组:纯氧机械通气组,CPAP+纯氧机械通气+PEEP组,体积分数0.6氧气机械通气组,每组15例。1.2麻醉前2周内静脉辅助采血患者入手术室前30min肌内注射阿托品0.5mg,不给予镇静药。入手术室后应用多功能监护仪(S/5,美国Detax-Ohmeda公司)持续监测无创血压、Ⅱ导联心电图和心率,所有患者应用相同的血氧饱和度仪(NONIN-9847,美国NoninMedical公司)监测SpO2,应用脑电双频指数(BIS)监测仪(A-2000,美国Aspect公司)监测反映镇静深度的BIS值。安置肌肉松弛监测仪(HXD-Ⅰ型,黑龙江华翔科技开发公司)刺激电极。开放外周静脉通道,在局部麻醉下行桡动脉和颈内静脉穿刺置管。纯氧机械通气组在麻醉诱导前5min,应用四头带将面罩贴合患者脸部适度扣紧,连接麻醉机(迈瑞WATOEX-60,深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)回路,新鲜气体流量为10L/min,设置为手控模式,调节环路可调节限压阀(APL阀)最高限压置于0位。吸氧5min后行麻醉诱导:静脉注射依托咪酯0.3mg/kg、芬太尼4μg/kg、罗库溴铵0.6mg/kg,麻醉实施者双手托患者下颌协助维持呼吸道通畅和密闭,在此期间用手控辅助通气。手控辅助时保持气道压力<25cmH2O。BIS值<50后开启肌肉松弛监测仪,当4个成串刺激(TOF)中第4个肌颤搐与第1个肌颤搐的比值即TOF比率(TOFR)为0时,通过面罩应用麻醉呼吸机行控制通气3min,通气参数设置为吸入氧体积分数为1,呼吸频率为12次/min,潮气量(Vt)=10mL×标准体重(kg)。根据亚洲人种的理想BMI(男性为23kg/m2,女性为22kg/m2)结合患者的身高计算患者的标准体重。在此期间助手采用Sellick手法按压环状软骨以阻止气体进入食管。CPAP+纯氧机械通气+PEEP组患者在面罩下自主呼吸时,环路APL阀最高限压为6cmH2O,给予CPAP,麻醉诱导后在纯氧机械通气组机械通气参数的基础上加用PEEP6cmH2O。体积分数0.6氧气机械通气组的通气参数与纯氧机械通气组相同,仅将吸入氧体积分数调至0.6。机械通气结束即刻开始以秒表计时,迅速由同一名资深的麻醉科医师行经口明视下气管内插管并用胶带固定,然后应用纤维支气管镜察看到气管环以确保气管导管位置正确。经微量静脉输液泵注射丙泊酚维持麻醉深度。此时暂时不连接麻醉机通气环路,直至SpO2降至93%时迅速接上麻醉机环路行通气供氧。1.3肺内分流率及氧合指数记录气管插管后在非通气状态下SpO2降至97%、95%和93%的时间(s),计算SpO2降至97%与93%的时间差。分别在入手术室行动静脉穿刺后(T1)、气管插管后即刻(T2)两个时间点抽取动脉血行血气分析(i-STAT血气分析仪,美国),在T2时间点另外抽取颈内静脉血行血气分析,并根据此血气分析数值计算T2时间点的肺内分流率和氧合指数。肺内分流率=(肺毛细血管血氧含量-动脉血氧含量)/(肺毛细血管血氧含量-混合静脉血氧含量)×100%,其中肺毛细血管血氧含量=(血红蛋白含量×1.31×动脉血氧饱和度)+(713-动脉血二氧化碳分压/0.8)×0.003,动脉血氧含量=(血红蛋白含量×1.31×动脉血氧饱和度)+动脉血氧分压×0.003,混合静脉血氧含量=(血红蛋白含量×1.31×混合静脉血氧饱和度)+混合静脉血氧分压×0.003。因为中心静脉血氧饱和度与混合静脉血氧饱和度之间具有良好的相关性,故为减少肺动脉导管(Swan-Ganz导管)穿刺置入时操作的繁琐和风险,临床上常用前者代替后者以使肺内分流率的计算更为便捷。手术过程中由手术医师评估胃部胀气情况,通过腹腔镜下或肉眼观察和手触摸,进行视觉模拟评分,0分表示无胀气,10分表示极为严重的胃胀气。1.4统计学分析方法应用SPSS18.0统计学软件。计量资料以ue0af±s表示,组间比较采用重复测量的方差分析。计数资料以频数表示,组间比较采用χ2检验。等级资料的比较采用秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。2结果2.1血红蛋白及asa分级45例患者的通气环路在机械通气期间都可达到良好的密闭性,无明显面罩外部漏气现象发生,CPAP和PEEP均可达到预设值,并且气管插管操作均在1min内顺利完成,无退出病例。纯氧机械通气组男9例,女6例;平均年龄为(41.5±9.9)岁;平均BMI为(26.7±1.6)kg/m2;平均血红蛋白水平为(127.1±7.3)g/L;术前平均SpO2为(97.3±1.8)%;ASA分级Ⅰ级8例,Ⅱ级7例。CPAP+纯氧机械通气+PEEP组男7例,女8例;平均年龄为(40.7±10.8)岁;平均BMI为(27.8±1.6)kg/m2;平均血红蛋白水平为(126.5±9.3)g/L;术前平均SpO2为(96.8±1.8)%;ASA分级Ⅰ级9例,Ⅱ级6例。体积分数0.6氧气机械通气组男6例,女9例;平均年龄为(39.6±10.2)岁;平均BMI为(27.2±1.6)kg/m2;平均血红蛋白水平为(130.1±9.3)g/L;术前平均SpO2为(97.9±1.6)%;ASA分级Ⅰ级11例,Ⅱ级4例。3组间年龄、BMI、血红蛋白水平、术前平均SpO2、性别和ASA分级构成的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。2.2组sp0时间差、氧合指数及耐药率比较CPAP+纯氧机械通气+PEEP组SpO2降至97%、95%、93%的时间均显著长于另两组(P值均<0.05),纯氧机械通气组又显著长于体积分数0.6氧气机械通气组(P值均<0.05)。3组间SpO2降至97%与93%的时间差的差异无统计学意义(P值均>0.05)。纯氧机械通气组的肺内分流率显著高于另两组(P值均<0.05),氧合指数显著低于另两组(P值均<0.05)。体积分数0.6氧气机械通气组的氧合指数又显著高于CPAP+纯氧机械通气+PEEP组(P<0.05)。见表1。2.3胃肿胀的外观3ps-peep的通气条件下,度肥人群中,成功了自己患者本研究参考Sinha等和Edmark等的研究并结合临床实践,选择体积分数0.6的氧气作为纯氧通气的对照组进行比较观察,以判断纯氧通气时引起肺不张的严重程度,并且为安全考虑将SpO2降至97%、95%和93%作为观察点,以SpO2降至93%的时间作为反映非通气安全时限变化的指标。此外,为确保研究中患者SpO2降至93%后能迅速获得氧供和避免试验性通气对氧合结果的干扰,在气管插管完毕后应用纤维支气管镜检查以确保导管位置的正确。Edmark等的研究发现,在麻醉诱导期吸入纯氧时,无论患者是否肥胖,麻醉前有无肺部疾患,由于肺表面活性物质的吸收与压缩,85%~95%的患者在数分钟内即可出现局灶性肺不张,且其严重程度与吸氧时间呈正相关。因此,引起的肺内通气血流比例失调可影响机体的氧合效果。本研究所观察的肺内分流率和氧合指数常用来评估肺通气和肺换气功能是否存在障碍,与氧储备功能密切相关。本研究结果表明,在经面罩行纯氧吸入和机械通气时,Ⅰ度肥胖患者的肺内分流率较高,加用6cmH2O水平的CPAP和PEEP后,肺内分流率明显下降,其数值仅与体积分数0.6氧气机械通气组相当。与此相对应,SpO2降至93%的时间也显著延长。体积分数0.6氧气机械通气组的氧合指数在3组中最高,但SpO2降至93%的时间明显短于纯氧吸入的另两组。提示吸入低体积分数的氧气可缓解肺不张的发生,改善机体肺换气功能,但在氧储备方面与吸入高体积分数氧气相比依然处于劣势。Edmark等的研究发现,体积分数0.8的氧气可较大程度地预防肺不张,但非通气安全时限则从吸纯氧的411s减至303s,可见吸入高体积分数氧气在麻醉诱导期仍然具有无可替代的优势。本研究结果还发现,在纯氧吸入加用正压通气后,非通气安全时限会进一步延长,但主要表现为延长了患者SpO2降至97%的这段时间,降至97%与93%的时间差的差异却无统计学意义。究其原因可能是正压通气增加了肥胖患者的FRC,显著减少局部肺泡萎陷的发生,使肺部换气更为充分,机体CO2排出增加导致氧离曲线左移,从而增加了血红蛋白与氧气分子的亲和力。但因氧离曲线的斜率并未发生较大改变,使SpO2从97%降至93%时依然迅速。进行CPAP和PEEP通气的一个潜在风险是增加了胃胀气的可能性。Asai等报道这种风险尤见于当手控辅助通气的气道压>25cmH2O的情况下。本研究将25cmH2O设定为呼吸机气道压报警值,并且采用Sellick手法以进一步避免气体进入胃内,但仍无法有效避免部分胃胀气发生。究其原因可能一方面由于气道压力增加,另一方面也与手法应用不合适有关。事实上虽然Sellick手法在临床中被广泛使用,但是应用时机和力度等方面依然存在争议。这个风险对于急诊饱胃患者的麻醉诱导是极为不利的。本研究结果显示,所有患者的气管插管时间均可控制在1min内,Ⅰ度肥胖人群中困难气管插管发生率并不高,体积分数0.6氧气行非正压机械通气所提供的安全时限也已足够进行气管插管操作。因此从风险/收益比的角度考虑,除非预测到困难气管插管的可能性较大,一般可以不应用正压通气进行预给氧,可降低患者胃胀气的发生率。此外,纯氧对术后肺功能的影响也不容忽视,Zoremba等报道在全身麻醉期间吸入低体积分数的氧气,可显著改善中等肥胖患者术后24h内的肺功能。因此建议,在麻醉维持阶段避