综述 | 围手术期肺顺应性影响因素探讨

来源：李思源, 李静洁, 江来.围手术期肺顺应性影响因素探讨[J].国际麻醉学与复苏杂志,2017,(10):910-914,924. 作者：上海交通大学医学院附属新华医院麻醉科（李思源、李静洁、江来）

肺顺应性是指单位压力改变时引起的肺容积的改变，包括静态肺顺应性和动态肺顺应性。静态肺顺应性是指在呼吸周期中，气流暂时阻断时测得的肺顺应性，即肺组织的弹力；动态肺顺应性是指在呼吸周期中，气流未阻断时测得的肺顺应性，此时还受到气道阻力的影响。由于全身麻醉气管插管术中呼吸机的连续运作，通气气流通常未阻断，所以在临床工作中主要监测的是动态肺顺应性的变化。

动态肺顺应性能够实时监测肺泡的变化，这对于术中患者肺功能的评估有着重要的意义，顺应性的数值代表的是含气肺泡的数量，肺泡陷闭的越多，含气的组织就越少，顺应性就越低，它可以客观反映肺功能的情况。动态监测动态肺顺应性，直接由呼吸机获取结果，不干扰患者的正常通气；同时，动态监测动态肺顺应性能够减少人为因素对测量结果的影响，减轻患者的测量负担，且测量的数据不用二次加工处理。

全身麻醉期间有许多因素可影响肺顺应性，包括患者自身因素（年龄、身高、体重、术前呼吸道疾患等）、术中麻醉方式及通气方式、麻醉药物（如肌松药、吸入全身麻醉药及阿片类药物等均可使肺顺应性降低）、手术体位及部位等均对肺顺应性有不同程度的影响。本文就患者围手术期肺顺应性的影响因素加以探究。

1.麻醉方式

1.1气管内麻醉

大量研究表明，全身麻醉气管插管会引起肺顺应性的显著降低。自主吸气时，肋间肌和膈肌收缩，使得胸廓扩张，胸腔内压低于大气压，此时跨胸负压差传递至肺实质，引起肺扩张。自主呼吸时，胸膜腔内维持负压，气道压和跨肺压较低。然而，机械正压通气时，完全改变了正常的呼吸动力学特点。机械通气时气道内产生高于大气压的正压，将气体送入肺泡，扩张胸肺，气道压和跨肺压明显较高。研究认为，自主呼吸时肺顺应性明显高于机械通气。同时，气管插管时导管对气管隆嵴的刺激，可引起支气管反射性收缩，从而增加了气道阻力，降低肺顺应性。

1.2椎管内麻醉

椎管内麻醉对肺顺应性的影响主要取决于呼吸肌的受累情况。相关研究显示椎管内麻醉消除了自主神经对肺血管的调节作用，肺内小动脉反射性扩张引起外周动静脉分流增加，肺血容量增加，引起肺泡通气/灌流失调，使得肺顺应性降低及肺内分流率明显增加。Bensejior等研究表明，当椎管内麻醉阻滞平面过高，胸交感神经阻滞时，肺顺应性会降低，这与呼吸肌和膈肌部分麻痹而引起呼吸功能降低有关。

1.3区域神经阻滞

相关研究表明臂丛神经阻滞可蔓延到附近的膈神经、喉返神经，诱发单侧声带麻痹，导致呼吸功能不全，降低肺顺应性。上呼吸道梗阻、胸壁肌收缩和膈肌麻痹可能是臂丛神经阻滞麻醉引起呼吸功能不全的三个机制。

2.麻醉药物

2.1静脉麻醉药物

2.1.1异丙酚

异丙酚是一种快速强效的全身麻醉剂。较早的几篇研究表明异丙酚可使患者气道平滑肌松弛，应有助于增加肺顺应性，从一定程度上改善肺顺应性的降低趋势；同时也有研究指出异丙酚化学结构中含有酚羟基，能中和机体内氧自由基，并在清除机体氧自由基的同时终止自由基连锁反应，从而减轻了氧自由基引起的肺血管内皮细胞损伤和其他组织损伤。同时An等的研究也表明，临床剂量的异丙酚可减少IL-8的释放，减少脂质的过氧化作用，从而改善肺功能和氧合。在对肺癌根治手术患者采用麻醉时，异丙酚全凭静脉麻醉相比于七氟醚单纯吸入麻醉，能够显著降低围手术期的炎性反应以及过氧化程度，对患者肺功能的损伤较小。但对于ICU内需要长期使用异丙酚镇静的患者而言，可能导致异丙酚输注综合征（propofol infusion syndrome，PIS），PIS可导致患者高钾血症、横纹肌溶解、心力衰竭等众多不良后果，严重影响患者肺功能，病死率相当高。

2.1.2咪达唑仑

咪达唑仑具有镇静、催眠、抗惊厥及肌肉松弛作用，有一定的呼吸抑制作用，其程度与剂量相关。有研究发现静脉注射咪哒唑仑0.2～0.3 mg/kg会降低肺顺应性。先前Montravers等也认为麻醉诱导时，镇静剂量的咪达唑仑会引起上呼吸道阻力的增高，从而降低肺顺应性，影响患者通气能力。

2.1.3芬太尼和瑞芬太尼

芬太尼和瑞芬太尼作为阿片受体激动剂，常用于临床术中与术后镇痛。大量研究显示，大剂量快速静脉注射芬太尼可引起颈、胸、腹壁肌强直，胸、肺顺应性降低，影响通气功能；瑞芬太尼也有肌肉强直、呼吸抑制等副作用，且呈剂量依赖性，肌肉强直的具体发生机制目前尚不清楚。但Soares等利用兔模型的研究发现，阿片类药物所致的胸壁肌肉强直可能与中枢神经系统多巴胺能通路的传导有关。

2.1.4肌松剂

肌松剂对于肺顺应性的影响有很大的个体差异，常规肌松剂主要作用于骨骼肌的N型胆碱能受体，而气管与支气管主要分布的是平滑肌，所以常规肌松剂对气道的平滑肌并没有松弛作用，反而在某些情况下，一些肌松剂（米库溴铵、阿曲溴铵）会促使气道内肥大细胞释放组胺，使气道收缩，增加气道压力。米库溴铵被证实在大剂量使用时（5 mg/kg），会增加气道弹性阻力，其原因可能是阻断了迷走神经节后纤维的M2受体，促进与节后纤维释放乙酞胆碱与平滑肌上的M3受体结合，使平滑肌收缩并释放组胺。

2.2吸入麻醉药物

2.2.1七氟醚

七氟醚是一种卤代吸入性全身麻醉剂，文献报道七氟醚可抑制乙酸胆碱和组胺等引起的支气管收缩作用，可降低气道阻力，增加肺顺应性，改善肺功能。同时王维强研究发现，七氟醚对肺顺应性的增强作用随MAC的增大而增强。

2.2.2异氟醚

异氟醚作为临床常用的吸入麻醉药物可用于全身麻醉的诱导和维持。有研究指出，异氟醚可以有效防止乙酰胆碱引起的支气管收缩，降低气道阻力，增加肺顺应性。

2.2.3地氟醚

地氟醚是近年来应用于临床的一类新型吸人麻醉药。地氟醚对气道反应性的影响尚无一致的结论。有研究指出地氟醚麻醉时患者气道阻力没有下降，反而升高。Satoh等对豚鼠的研究也表明，地氟醚可增加豚鼠气道阻力，降低其肺顺应性。而近期的研究认为地氟醚麻醉时虽然患者气道阻力有所下降，但差异没有统计学意义，肺顺应性和气道压变化很小，所以认为地氟醚对气道功能正常患者的气道阻力、肺顺应性和气道压影响轻微。

3.呼吸机设置

3.1潮气量

近年来关于术中全身麻醉气管插管患者机械通气参数的设置逐渐成为研究的焦点。传统的正压通气习惯选用大潮气量（12—15 ml/kg），但近年研究表明这种通气方式存在诸多弊端，除了降低心排血量和引起低血压外，还诱发严重的呼吸机相关肺损伤。而Kim等认为单肺通气时，使用10 ml/kg的大潮气量通气并不会引起例如肺损伤等并发症。最近有研究就不同潮气量机械通气时呼吸功能变化做了相关临床分析，发现气道压和肺顺应性均随着潮气量的增加而增加，当潮气量从4 ml/kg升至10 ml/kg，气道压和肺顺应性都有所增加，说明在一定范围内增加潮气量可改善肺顺应性。Kobr等在对猪的模型大潮气量（12 ml/kg）机械通气的研究中发现，在通气的开始，肺顺应就在逐步降低，90 min时，肺顺应性和肺功能的降低最为明显。

对于需要机械通气的肺功能正常患者而言，呼吸机潮气量的最优选择，还需要进一步的研究讨论。

3.2 呼气末正压通气（positive end expimtory pressure，PEEP）

适当的PEEP设定在机械通气过程中对肺保护有着重要意义。近期的一篇Meta分析指出，较小的潮气量配合较高的PEEP，可以提高肺顺应性，避免肺损伤的发生且可以减少肺部并发症。所以，最优PEEP值的选择也就成了争论的焦点。陈志刚等认为，较低的PEEP在维持肺顺应性方面能起到一定作用，但当用动态肺顺应性滴定的PEEP时发现，较高的PEEP可以增高肺顺应性。还有研究发现PEEP在-5～+5 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）时与肺顺应性并无相关性，当PEEP达到10 cmH20时，肺顺应性最高且死腔率最低。Wirth等认为在机械通气时，5 cmH2O的PEEP并不能有效预防肺不张；在排除肺过度扩张的前提下，提高PEEP可以改善肺顺应性并减少肺不张的发生率。

3.3肺复张

研究报道全身麻醉气管插管患者肺不张的发生率高达90%，所以合理的肺复张对于术后肺功能的恢复就显得尤为重要。Canfran等在狗模型的研究中发现，逐步的肺复张和PEEP的应用可以增高肺顺应性和动脉血氧含量，且肺顺应性的增高至少可以维持55 min。Hartland等认为，肺复张可以提高术中患者的PaO2和肺顺应性，并且肺复张并不会增加术后肺部并发症。怎样的肺复张才是最有效的?Almarakbi等的研究给出了答案，他们认为肺复张宜使用40 cmH2O的压力，10 min重复1次，1次持续15 s，且运用10 cmH2O的PEEP作为辅助，这样患者肺顺应性和PaO2可以达到最佳。

3.4通气道湿化

相关研究表明机械通气期间吸人气湿化不足或湿化过度均可导致肺顺应性下降

4.术中体位

4.1俯卧位

俯卧位是当今脊柱后入路手术、颅脑等外科手术的常用体位，俯卧位的广泛应用大大降低了手术的难度和风险，然而俯卧位属于非生理体位，其对患者的肺顺应性以及呼吸功能的影响不可忽视。许文秀等研究观察了全身麻醉机械通气下，俯卧位对不同手术类型患者肺顺应性的影响，发现俯卧位较仰卧位而言会降低肺顺应性。还有研究认为俯卧位可以增加肺损伤患者的肺顺应性且能降低患者PaCO2。Ladoire等的研究也发现对于肺损伤患者，俯卧位不仅可以改善肺功能和氧合且可以提高健侧肺对细菌的抵抗力和减轻炎症反应的作用。甚至有些研究认为，俯卧位可以成为机械通气的急性呼吸窘迫综合征患者改善氧合的辅助治疗手段。

4.2半坐位

研究发现45°半坐位姿势对于拔管困难的呼吸机依赖患者而言是有益的，不仅可以放松呼吸肌，增加胸肺顺应性，且能适当地减少PEEP的应用，这通常被认为是更为舒服的姿势。

4.3头低脚高位

头低脚高位的患者，特别是合并CO2气腹的患者，较高的腹压会使膈肌上抬，降低胸腔容积，使气道阻力增高、肺顺应性下降，所以，这类患者术中对肺顺应性的监测就显得尤为重要。Kalmar等幢引在对头低脚高位的患者行CO2气腹腹腔镜前列腺切除术的研究发现，患者在起始阶段平卧位时肺顺应性为50 ml/cmH2O，头低脚高位后肺顺应性降至23 ml/cmH2O，且稳定在23 ml/cmH20，当患者再次换至平卧位后，肺顺应性又增至45 ml/cmH2O；发生机制可能为膈肌上抬且膈肌活动受限导致的胸腔容积降低而产生了肺不张。

4.4侧卧位

Cakmakkava等研究发现，当全身麻醉气管插管后患者由仰卧位转至侧卧位时，平均肺顺应性由初始的63.5 ml/cmH20减少至52.6 ml/cmH2O；当患者由侧卧位又换至仰卧位时，肺顺应性升至54.4 ml/cmH20。这可能是由于侧卧位时，一侧胸腔受压，气道阻力升高，从而导致了肺顺应性的下降。

5.特殊手术类型

5.1腹腔镜手术

腹腔镜手术CO2人工气腹时，由于腹腔压力增高，导致膈肌上升压迫肺组织，引起肺功能残气量降低，气道阻力升高，从而降低肺顺质应性。相关研究发现，当全身麻醉气管插管后患者CO2人工气腹时，肺顺应性由初始的52.6 ml/cmH2O至31.07 ml/cmH2O；当气腹放除后，肺顺应性又回复至50.8 ml/cmH2O。也有研究指出当气腹压力升至15 mmHg（1mmHg=0.133 kPa）时，肺顺应性会出现一个逐渐降低；当气腹压力继续升至30 mmHg时，肺顺应性会另外再降低21%。

5.2心胸外科手术

心脏外科手术中，劈胸骨、取乳内动脉以及打开胸膜等外科操作都可以引起患者术后肺功能的损害。同时，体外循环作为一种控制性休克状态，也会造成肺泡毛细血管内皮通透性增加，肺泡液等体液积聚，降低肺顺应性，影响术后气体交换能力。造成体外循环期间肺顺应性降低的因素是多方面的，包括表面活性物质逐渐耗竭，肺组织弹性降低，肺组织炎性介质释放，致小支气管痉挛收缩，呼吸道阻力增加等。

此外，术中低温的影响也不容忽视，转流降温可引起肺血管痉挛，肺内血流分布不均，从而引起支气管扩张，使肺的解剖和生理死腔增加，组织中氧释放能力下降，可致肺组织代谢改变，使肺顺应性下降。因而，在心脏外科手术过程中监测肺顺应性，对于指导治疗、判断预后都有一定参考意义。

6.患者自身因素

6.1体格特征

研究表明，肺顺应性与患者身高、体重、体表面积和年龄等因素均有非常显著的相关关系。Reinius等的研究发现，肥胖患者较正常体重患者肺顺应性低，其原因主要是在全身麻醉气管插管后肥胖患者更容易出现肺不张，呼吸力学的改变更为明显，也更有可能出现低氧血症等不良事件。

6.2通气功能障碍

①限制性通气障碍：上呼吸道感染是围手术期最常见的限制性通气障碍疾病，围手术期上呼吸道感染患者咳嗽可引起气道高反应性，气道分泌物增多可增高气道阻力，这些变化都会对肺顺应性产生不良影响。有研究认为合胞体病毒引起的上呼吸道感染会增高气道阻力且会降低肺顺应性。

②阻塞性通气障碍：围手术期患者中阻塞性通气障碍疾病以哮喘较为常见，Burburan等旧副认为哮喘发作时主要的病理生理改变是呼吸道平滑肌收缩导致的气道狭窄，气道黏膜水肿且分泌物增多，长期发展还会引起气道结构的改变，影响肺功能。许多研究都发现哮喘会引起气道阻塞，降低肺顺应性，甚至导致慢性阻塞性肺疾病，同时哮喘还会引起小气道功能障碍，使气道阻力增加，降低肺顺应性。Manni等怛引研究了哮喘发作时气道病理生理变化，发现由于多种炎症因子的作用会引起中性粒细胞释放增多，导致大量细胞毒性介质的释放，破坏内皮细胞，降低肺顺应性。由于麻醉过浅导致的支气管痉挛、哮喘发作的患者，可加深麻醉深度、提高FiO2，增加患者肺顺应性，改善通气。

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