最新发布 | 肺保护性通气策略国际专家共识

论坛助手 · 发表于 2019-12-3 13:50:53

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编译 | 杨贵亭审校 | 莫毅洁梁宁单位 | 广西壮族自治区人民医院
译者注：考虑到篇幅原因，1.关于方法介绍，已选取部分添加在译文中，不再详细翻译。2.文中图标内容在文中各个环节都有详细说明。

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据报道，术后肺部并发症(Postoperative Pulmonary Complications,PPCs) 的发生率为5%至33%。PPCs的30天内死亡率可高达20%。有证据显示，术中使用肺保护通气策略(Lung-protective Ventilation Strategies,LPVS)可以降低PPCs的发生。但是，围手术期LPVS的实施管理尚未达成统一共识。此次肺保护性通气策略专家共识会议汇集了对机械通气LPVS有较深研究的国际专家，围绕围手术期机械通气提出24个相关问题，通过文献回顾分析，逐一解答上述问题。大会专家通过改良的Delphi方法进行计划讨论，并得出最终共识，并确定LPVS的详细建议，具体到术前风险评估，麻醉诱导患者体位和无创通气，术中通气参数设置，吸入氧浓度，机械通气模式，肺复张策略(Alveolar Recruitment Maneuvers,ARMs)以及相关并发症，术中肺部力学与氧合监测，紧急情况处理以及拔管后无创通气的支持等等。

结果

术前风险评估

术前风险评估应当通过一个专门的PPCs风险评估表识别出风险较高的患者。目前有许多评分系统量化PPCs发生的风险，但是，绝大多数由于过于复杂或是缺乏证明其准确的证据，因此不适用于临床。为了规范PPCs的统一标准，专家组前不久重新修订并发布了对PPCs的定义，共识达成的定义同之前的无本质差异。虽然缺少专门的PPCs风险评估表，但是增加PPCs风险的患者自身因素与围手术期特点均已达成统一。专家组达成统一共识，在以下情况发生PPCs风险较高：年龄>50岁，BMI>40kg/m2,合并呼吸暂停综合症，术前贫血，术前低氧血症，急诊或紧急手术，通气时间>2小时，应考虑采用LPVS。

术中肺不张，肺部力学的相关改变和PPCs

全身麻醉患者肺不张的发生率大约为90%，并可在术后持续数周。术中肺不张导致功能残气量(Functional Residual Capacity,FRC)降低，增加肺扩张的不均一性，引起周期性肺内压力过高，并增加呼吸机驱动力(△P. △P=平台压plateau pressure [Pplat]-呼气末正压PEEP) 。△P是产生潮气量的压力差，可以表示为潮气量与呼吸系统顺应性（CRS）的比值。术中较低的△P与降低PPCs的发生有关，较高的△P被认为是正压通气导致肺损伤的重要因素。因此，通过避免术中肺泡不张的同时不引起肺泡过度扩张，可以改善围手术期的氧合状态与呼吸力学，从而减少PPCs的发生，并能减少氧化应激、炎症反应和肺损伤。

麻醉诱导

患者体位

麻醉诱导中患者仰卧位会引起腹部脏器向头侧移位，从而挤压膈肌向上并压迫肺部区域，通常可以通过将患者摆放头高位或倾斜位来减轻上述影响。因为头高位30度和反Trendelenburg体位可以降低FRC的减少，所以在麻醉诱导期间，尤其是肥胖患者，头高位比仰卧位能够在呼吸暂停时至缺氧前赢得更多时间置入喉镜。

麻醉诱导期间的无创通气

麻醉诱导过程中，无创正压通气（NIPPV）或持续正压通气（CPAP）应当作有效的辅助通气手段。在应用NIPPV和CPAP前，应当考虑是否有以下禁忌症：精神心理状态改变、特殊手术（面部/鼻/食管切除术）或急诊手术。头高位合并NIPPV/CPAP可以进一步减轻因麻醉诱导引起的FRC下降。麻醉诱导过程中使用NIPPV和CPAP可以增加氧分压，并延长呼吸暂停非缺氧的持续时间。两项对肥胖患者的荟萃分析证实了NIPPV/CPAP可以改善诱导期氧合状态，并延长呼吸暂停非缺氧的持续时间。仅有一项单独研究未能证实NIPPV/CPAP对于延长呼吸暂停非缺氧的持续时间的有益作用。还有研究发现NIPPV/CPAP与自主呼吸相比能够减少静脉血掺杂。在诱导期间，应采用监测呼吸、头位摆放、鼻咽通气道和口咽通气道置入等方法避免上呼吸道阻塞。

优化术中通气参数设置

潮气量

根据预测体重设置6-8ml/kg小潮气量是LPVS的基本要素之一。多项研究显示，小潮气量(<8ml/kg)相较于大潮气量(>8ml/kg) 可以显著减少PPCs的发生。但是，使用小潮气量不联合足够呼气末正压Positive End-expiratory Pressure,PEEP) 会导致周期性肺萎陷，进而引起不张性肺损伤。

呼气末压力

已有多项研究显示，机械通气时零呼气末压力(Zero End- expiratory Pressure,ZEEP) 有负面效应。这些效应包括显著降低麻醉诱导后呼气末肺容量和增加肺不张的区域，从而导致肺萎陷区域CRS的降低，并增加充气肺组织的过度膨胀（容量伤）。因此，不推荐使气道/肺泡压力达到ZEEP。

机械通气时个体化设置PEEP可以改善氧合，提高呼气末肺容量，并优化呼吸系统力学；但是，气管拔管后这些改善可能会迅速消失。同时，专家组注意到LPVS的可测优点也可能在拔管后消失，他们一致同意机械通气应旨在优化呼吸功能，因此需要更多研究以量化这些术中对呼吸力学的积极因素是否对术后呼吸功能产生有显著临床意义的影响。
虽然一些研究均显示小潮气量(6-8ml/kg)可以改善肺功能并降低PPCs的发生，但是最合适的PEEP水平仍未达成一致。专家组一致认为LPVS需要结合小潮气量和一定程度的PEEP。多项研究表明，相较于ZEEP，PEEP的使用可以增加呼气末肺容量，改善氧合和依赖性肺通气，增加肺顺应性，并改善术后肺功能。此外，多项RCT显示，术中机械通气采用小潮气量(6-8ml/kg)合并缓慢增加PEEP水平(6-10cmH2O)可以预防PPCs的发生，减少肺不张和肺复张/肺萎陷的损伤，并增加CRS和呼气末肺容量，改善氧合和依赖性肺通气，且几乎不引起过度肺扩张。但是，一项全身麻醉下开腹手术中采用对比低PEEP与高PEEP实施LPVS的研究显示：在小潮气量联合低PEEP(<2cmH2O)或高PEEP(12cmH2O)对影响PPCs的发生之间无差异。虽然确切的PEEP水平尚未明确，但是仍不推荐ZEEP。
个体化PEEP显示有益于肺功能，尤其对于肥胖患者建立气腹，俯卧位或Trendelenburg体位时更加重要。一项接受腹腔镜手术肥胖患者(BMI>35kg/m2)的RCT显示，平均个体化PEEP平均值为18.5 cmH2O，此研究还显示个体化PEEP可以降低△P，增加PaO2/FiO2比值，呼气末肺容量以及CRS，并增加依赖性肺区域的通气。一项最新大型国际研究显示，虽然高PEEP联合ARMs相较于低PEEP不联合ARMs更有利于改善术中肺功能，但是并不能减少肥胖患者PPCs的发生率。

一项荟萃分析对LPVS和传统通气模式相比较，进一步强调了个体化PEEP的重要性，其结果显示LPVS的益处与△P降低有关，而并非改变潮气量或PEEP水平。作者报道说，只有CRS和△P与PPCs有显著相关性，PPCs的发生率增加与PEEP无直接相关性，只有在PEEP引起△P增加时才会影响PPCs的发生率。因此，专家组推荐PEEP的起始设置为5 cmH2O，之后个体化调整PEEP水平。

吸气/呼气比值(inspiratory-to- expiratory,I:E)

一些研究对机械通气中延长I:E与常用1:2的I:E进行了比较，I:E为1:1被认可“提供长时间平衡压力”，可以减轻肺损伤。延长I:E比值可以在增加气道压的同时降低气道峰压值。关于延长吸气时间的研究显示其有以下益处：增加CRS和改善氧合，降低肺泡动脉的重力梯度，降低炎性标志物。由于目前关于合适I:E比值的获益缺乏明显证据，因此专家组暂未给出推荐。但是，专家组指出，可以通过监测氧合、CRS和△P等参数对患者进行选择设置最合适的I:E。

术中吸入氧浓度：FiO2

机械通气中增加FiO2可以预防或纠正低氧血症，但可能会导致高氧血症。高氧血症的负面效应尚不明确，但有学者认为高氧血症可能增加氧化应激、外周血管和冠状动脉血管收缩，降低心输出量，增加吸收性肺不张和PPCs的发生率。

目前，缺乏关于如何优化使用氧气浓度的推荐建议，也缺乏高氧血症与术中机械通气临床相关结局关联的最新证据。没有研究显示高氧血症具有保护效应，一些研究报道高氧血症与死亡率相关，也有研究显示高氧血症与临床相关结局无关。由于缺乏证据的支持，因此在机械通气过程中最谨慎的做法是保持正常血氧水平。监测脉搏氧饱和度(SpO2)可以帮助发现低氧血症，但是在给纯氧治疗期间，SpO2无法检测到高氧血症。SpO2监测虽然能减少低氧血症的发生，但是并不能改善患者的总体预后，也不能降低发病率与死亡率，因此一旦建立好气道，应调整FiO2<0.4，将血氧维持于正常水平(或SpO2不低于94%)。应避免不必要高FiO2。给予较低FiO2不仅能减少高氧血症的风险，而且能够降低氧气治疗期间的掩盖效应，可以及早发现诊断出气体交换障碍。

机械通气模式

较多研究探讨了是否有一种特定机械通气模式在降低PPCs的发生率优于其他通气模式。当评价压力控制模式(PCV) 与容量控制模式(VCV) 时，结果是混杂的。VCV的特点是维持较低的平台压峰值，较高潮气量和较低的死腔通气量。一项观察性研究显示，与VCV相比，尤其同时PEEP<5 cmH2O时，使用PCV患者PPCs的发生风险更高。一项关于肥胖患者术中通气方式的荟萃分析显示VCV优于PCV。

一些研究得出结论PCV优于VCV，是基于发现PCV具有较低吸气压力峰值(Peak Inspiratory Pressure,PIP) 和改善动脉血气分析(ABG) 结果。四项研究显示，较低PIP并未改善动脉氧合。另一项研究显示，PCV相较于VCV能够改善ABG，且并不改变气道压力。一项评估气道压力和ABG结果或氧合的随机试验中，未发现PCV和VCV有显著差异。带有呼吸暂停的VCV可以测量气道Pplat，从而更加准确测定△P。鉴于已发表文章试验的差异性，因此暂不推荐某种特定的通气模式。

肺泡复张策略 ARMs

全身麻醉易导致肺不张的发生，引起对呼吸功能的负面效应，造成肺功能下降，并可能与PPCs相关。ARMs有助于重新打开塌陷的肺泡，并改善肺部力学，这表明在气管插管后进行ARMs可以抵消麻醉导致的FRC变化。即使在实施ARMs后，充满100%纯氧的正常肺泡仍会迅速塌陷并造成肺内分流。因此，ARMs使用FiO2<1可以减轻重吸收性肺不张。实施ARMs后CRS和氧分压均有改善，在气管插管后和氧和血红蛋白饱和度降低或呼吸回路正压泄露时，实施ARMs均有效。

由于药物和正压通气的影响，麻醉诱导后通常出现血流动力学不稳定时期。尽管认为ARMs是安全有效的，但是在一些患者可能会由于ARMs发生低血压，例如：低血容量、严重肺气肿或COPD的患者，因此，应该谨慎权衡实施ARMs的利弊。推荐所有气管插管患者常规实施ARMs的做法缺乏高质量的支持证据，但是，可以通过评估个体权衡利弊后，选择是否实施ARMs。需要进一步研究确定哪类患者在麻醉诱导后ARMs中获益。

手动控制ARMs

手动控制ARMs是通过利用麻醉机上的储气囊可调节压力限制活瓣达到预定的充气压力，然后持续向肺内充气。手动控制ARMs在转换为呼吸机通气回路时，可能会损失正压，导致肺泡的再次塌陷。因此，我们更推荐使用呼吸机控制ARMs。

呼吸机控制ARMs

呼吸机控制ARMs分为三种方式：肺活量法、压力控制法、周期性容量控制法。肺活量法除了潮气量是来自于呼吸机通气回路，其余与手动控制ARMs方法类似。此方法要求呼吸机可以提供CPAP模式或持续7-8s的吸气时间，专家组一致认为7-8s的吸气时间是健康肺部患者的合适吸气时间，但是特殊患者人群（BMI升高，Trendelenburg体位和气腹）可能需要更长时间和更高PIP。评价术中肺泡塌陷的研究显示，对于BMI<35kg/m2的普通患者而言，保持PIP于40 cmH2O才能改善氧分压和肺顺应性。对于BMI>35kg/m2的患者而言，高于50 cmH2O的PIP或多种持续的ARMs均推荐使用。最近发表的一项关于术中ARMs联合较高PEEP与较低PEEP对肥胖患者PPCs影响的研究显示，对所有外科肥胖患者插管后实施ARMs，并每小时重复一次，结果是未显示减少PPCs的发生。

在压力控制ARMs中，气道压的复张应根据患者BMI而定，如前所述，此肺泡复张压力应持续10次呼吸。专家组无一例外均提醒谨慎使用PIP>50 cmH2O。当使用压力控制ARMs时，应根据预计体重从潮气量为6-8ml/kg和I:E为1:1起始，然后每3-6次呼吸递增4ml/kg的潮气量，直至Pplat达到30-40 cmH2O。在此水平上再进行3-6次呼吸后即可达到充分的肺复张，此时即可降低潮气量的设置。肺复张后PEEP的调整应满足能够维持肺泡复张。此外，专家组推荐在实施一次ARMs后，应评估CRS和△P等参数，如果肺复张效果较差时，应采用延长吸气时相或增加Pplat重复实施ARMs。

专家组推荐在实施ARMs时使用最低FiO2来识别患者肺泡复张与肺泡关闭的压力，并降低吸收性肺不张的发生以维持肺泡的持续开放。专家还指出，任何一种通过呼吸机环路控制的ARMs均优于手动控制ARMs，因此应首先避免手动控制ARMs。应通过使用最低有效PIP和最短有效时间或较少呼吸次数来实现肺复张。可以根据氧合，CRS和△P是否改善来判定肺复张是否有效。由于目前尚缺乏ARMs与PPCs后肺部转归的相关证据，因此需要进一步研究。

ARMs的相关并发症

据报道，低氧血症和血流动力学波动是ARMs的并发症。在33项研究中，26项中未发现实施ARMs有不良反应，6项研究发现短暂的血流动力学不稳定并需要血管收缩药物的干预，1项研究发现ARMs组氧和血红蛋白饱和度下降程度更高。专家组推荐在实施ARMs前和ARMs过程中连续监测血流动力学与SpO2。在实施ARMs前确保血流动力学平稳并在禁忌情况下避免使用至关重要。

术中监测肺部力学与氧合

由于肺脏是一个动态系统，受到麻醉与手术的双重影响而发生变化。因此，应该连续监测评估机械通气的基本组成要素指标，包括CRS和△P以及Pplat等，并在恒定潮气量下通过监测CRS，对于旨在优化呼吸系统力学的干预措施进行评估。

目前的监测标准主要集中在使用SpO2发现低氧血症，干预措施也往往是通过增加FiO2改善SpO2，而并非是纠正潜在肺部呼吸系统的紊乱。虽然增加FiO2对于增加氧合有效，但是并不能改善或纠正潜在的通气/血流比值不匹配。

为了将机械通气相关风险降至最低，应设置呼吸机参数使△P维持于尽可能低的水平。有研究显示通过最低△P可以达到所需潮气量，证实了设置合适水平的PEEP可以维持FRC且不引起总体肺过度扩张。导致CRS和△P改变的麻醉与外科因素应通过维持生理肺容量的干预措施进行纠正，同时不引起肺过度扩张或肺充气不足。在呼吸机控制通气模式中，如果呼吸环路脱落或转换为手控通气模式时，会即刻引起部分肺容量丢失，同时伴有CRS的降低和△P的升高。此时必须通过产生克服肺萎陷的足够压力重新建立FRC，以恢复CRS并避免肺过度扩张。

PEEP可以维持FRC，而非还原FRC,因此，为了避免PEEP相关的肺过度扩张，应该在增加设置PEEP之前通过ARMs还原重建FRC。同样，ARMs可以复张塌陷的肺泡，但没有足够的PEEP支持，其益处只能短暂维持，因此，应该在实施ARMs后个体化设置PEEP，防止肺泡过度扩张或塌陷。

麻醉中的紧急情况

应考虑到某些紧急情况可能会使术中肺复张与维持肺泡开放的措施无效，并加以避免。推荐建议与麻醉诱导时的做法相同，即调整患者体位（头高位30度）与避免ZEEP。应避免在常规吸引气管导管内导致肺容量降低后即刻拔管。其他可能有益的干预措施包括：避免咳嗽和气管导管打折，预防拔管后上呼吸道阻塞，通过关闭呼吸机意图蓄积二氧化碳激发自主呼吸的常见做法也应规避，原因是呼吸暂停时间与ZEEP和肺泡塌陷相关。全身麻醉过程中引起的肺不张可持续至术后阶段，这一发现引起了对于持续开放肺泡方法的讨论，例如在机械通气和自主呼吸期间使用CPAP过渡。但是，有研究显示实施ARMs后应用PEEP，在自主呼吸恢复后直至气管拔管前采用CPAP维持气道正压并未改善术后氧合。

紧急情况中FiO2

紧急情况中使用FiO2>0.8显著增加肺不张的形成。如果临床条件合适，应使用FiO2<0.4降低肺不张，紧急情况下使用低FiO2可以改善术后肺功能。有研究显示拔管后使用CPAP合并低FiO2可以减少肺不张的面积，但是，目前较缺乏关于此技术有效的证据，因此暂未达成推荐广泛统一使用。气管拔管后，当呼吸空气SpO2降至低于94%时应马上给与氧气供给治疗，与此同时，马上分析潜在原因并采用合适相应的干预措施。

无创呼吸机支持

一项关于腹部大型手术后CPAP使用的系统评价显示，弱证据显示CPAP可以降低PPCs，肺炎和再次插管的发生率。术后预防性使用CPAP可以降低腹部手术患者PPCs的发生率，但是，作者指出CPAP的最佳设定暂不明确，应个体化设置。研究显示，大型腹部手术后，使用文丘里面罩给与7.5 cmH2O CPAP与6L/min50%氧气可能减少再次插管，肺炎，感染和脓毒血症的发生。有研究显示，胸腹部手术后给与10cmH2O CPAP降低PPCs的发生率，减少ICU停留时间和住院时间。

肥胖患者拔管后立即给与CPAP显示可以减少肺不张的发生，改善氧合与肺功能，同时可能降低PPCs发生的风险。肥胖患者术后早期使用NIPPV较使用文丘里面罩给与6L/min50%氧气可以更快恢复肺功能并改善氧合。此外，肥胖患者拔管后即刻给与CPAP可显著提高PaO2与PaO2/ FiO2比值。有研究显示，行腹腔镜的肥胖患者拔管后使用NIPPV可以改善肺功能并降低PPCs的风险，但是并不能降低再次插管和非计划转入ICU的风险。

专家推荐对于术前需要使用这些无创通气方法维持足够通气的患者，术后也应考虑预防性使用NIPPV或CPAP。

讨论

专家组对于外科患者术中LPVS撰写了基于共识的推荐建议。这些中等至高质量的声明与建议得到了专家组的强力支持。我们需要重申两项未达成70%共识的研究问题，第一个是对所有患者插管后实施ARMs缺乏高质量的支持证据，但是仍有57%支持考虑应该根据评估风险获益后实施ARMs；第二个是只有29%支持气管拔管后立即给予FiO2<0.3复合CPAP可能有益于减少吸收性肺不张的风险。在这两个问题上目前较缺乏有力证据，暂不支持的专家的观点是缺乏较有力的支持证据可能有潜在不利的相互作用。

尽管这些推荐是首次关于术中机械通气的管理建议，但是关于成人急性呼吸窘迫综合征(Acute Respiratory Distress Syndrome,ARDS)患者机械通气的实践指南强烈支持使用小潮气量和限制Pplat低于30 cmH2O。本文中专家共识与其唯一不同之处在于使用△P代替Pplat，原因是限制△P的结局似乎与较好的预后更加相关。在外科患者中，尤其是CRS迅速变化的情况下，例如：建立气腹或摆放Trendelenburg体位时，PEEP的滴定联合ARMs似乎使患者更加获益。高水平PEEP联合ARMs仅推荐在ARDS患者中应用。这些差异恰恰反映了ADRS患者和常规手术患者的病理生理机制的潜在差异，即ARDS是炎症性肺水肿和肺泡中细胞碎片的堆积，而常规手术患者是健康肺脏伴发一定程度的肺不张。术中肺不张可以通过ARMs与PEEP的递增重新复张，但ARDS患者的“婴儿肺”可能没有与之相似可重新复张的肺泡数量，因此，对于ARMs和PEEP反应较不理想。

通常建议使用改进Delphi方法来确定达成临床领域中特定问题的共识，并且这种方法对于缺乏证据或没有重要证据的情况下十分有效，这种情况下，不同的观点非常重要。该方法的优势在于可以召集来自不同地方的专家组成员一起，进行有组织计划的沟通，通过反复审阅来完善内容，并能够将专家意见转化为有明确指导意义的建议。公认此方法的局限性包括专家参会所需时间和面对面讨论期间缺乏匿名性。此共识建议的局限性在于参考的大多数文献研究均着重集中于替代终点，例如氧合与呼吸力学，而只有相对较少的发布数据显示关于发病率与死亡率的改善，此外，这些建议独立于最新修订的PPCs定义。硬终点指标中未证实在花费收益与潜在并发症有益的相关干预措施也不做推荐。虽然这次专家共识会议的焦点旨在对外科手术患者术前评估与术中机械通气提供指导意见，但文中未提及的其他因素也可能会导致PPCs发生，例如：神经肌肉阻滞剂未完全拮抗、术后阿片类药物的使用和手术炎症抑制等等，都需要进一步研究。未来的研究应继续评估PEEP和ARMs在手术患者中的作用，诸如超声和电阻抗断层扫描等新的成像方式可能有助于进一步阐明其作用机制。此外，需要有关于紧急情况发生时肺萎陷的高质量数据，以及可能缓解肺萎陷的方式。最后，需进一步研究FiO2在PPCs发生发展中的作用。

结论

综上，这次共识会议得出了26条关于手术室内进行机械通气患者使用LPVS的建议和声明。随着针对机械通气在外科手术过程中应用基础与临床研究的不断涌现，减少或消除PPCs的最佳实践可能会随之发展。专家组督促继续进行探索研究，并积极应用已证实对外科手术患者围手术期获益的措施，并进一步研究阐明这些干预措施对于临床结局有益的具体作用机制。

原始文献

Christopher C. Young, Erica M. Harris, Charles Vacchiano, et al. Lung-protective ventilation for the surgical patient: international expert panel-based consensus recommendations. British Journal of Anaesthesia , 2019 , 123 (6): 898-913.
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