单肺通气前低氧预处理对肺叶切除术患者氧合的影响

阳倩，刘丹彦

肺叶切除术患者的麻醉常使用单肺通气（onelung ventilation，OLV）使双肺隔离。OLV可提供清晰的手术视野，也可使器械操作更便捷，但OLV 时由于未通气侧肺内血流未经过充分氧合直接进入左心房，造成静脉血掺杂，使得肺内分流率（Qs/Qt）增加及动脉血氧分压［p（O2）］下降。当肺泡内p（O2）＜60 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）时机体可发生缺氧性肺血管收缩（hypoxic pulmonary vasoconstriction，HPV），是肺的代偿性保护机制。低氧预处理（hypoxia preconditioning，HPC）即单次或多次短暂、非致死性低氧刺激，不仅可以提高细胞或组织的缺氧耐受性，还可以提高整个器官甚至机体对随后缺氧的耐受［1］。HPC 可以增强 HPV 的作用，但单肺通气前低氧预处理能否改善肺叶切除术中氧合情况，其作用是否与血小板计数（PLT）及平均血小板体积（MPV）有关尚待证实。本研究通过观察HPC 对p（O2）、Qs/Qt、PLT及MPV的改变，探讨单肺通气前低氧预处理在肺叶切除术中对氧合的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2019 年3 月—8 月择期全麻下行肺叶切除术的患者58例。采用随机数字表法分为处理组和对照组，各29 例。美国麻醉医师协会（ASA）分级Ⅱ～Ⅲ级，年龄40～70岁，体质量指数（BMI）18～28 kg/m2。本研究已通过本院伦理委员会批准（20189701），患者及家属签署知情同意书。纳入标准：（1）术前肺功能检查一氧化碳弥散量（DLCO）＞80%，第一秒用力呼气量占用力肺活量比值（FEV1/FVC）＞70%预计值，各项常规检查显示无明显异常，无支气管插管禁忌证。（2）无支气管哮喘或气道高反应病史，无明显心、肝、肾等重要脏器基础疾病及严重高血压病史。排除标准：（1）实施过肺部手术或术前6个月内接受过放、化疗治疗的患者。（2）肺功能检查为中重度通气和换气功能障碍者及不耐受单肺通气者。（3）插管失败或术中出现双腔支气管移位。2 组年龄、性别、BMI、术前p（O2）、OLV 时间差异无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

1.2 麻醉管理 （1）患者入室行桡动脉穿刺，监测心电图（ECG）、心率（HR）、平均动脉压（MAP）、脉搏血氧饱和度（SpO2）等，麻醉后行右侧颈内静脉穿刺置管。麻醉诱导采用咪达唑仑0.05 mg/kg，丙泊酚1.5～2.0 mg/kg，维库溴铵0.1～0.2 mg/kg、舒芬太尼0.5～1.0 μg/kg。肌松起效后根据需要手术部位插入左（右）侧双腔支气管导管（F 为32～37）。纤维支气管镜确认并调整双腔管位置到最佳。机械通气参数设置吸呼比（I/E）=1∶2，潮气量（VT）8 mL/kg，呼吸频率（RR）12～14次/min，吸入氧浓度（FiO2）1.0，氧流量1.5～2.0 L/min。OLV 后 VT 6 mL/kg，RR 14～16 次/min，氧流量 1.5～2.0 L/min，FiO21.0。侧卧位后再次检查导管位置。术中维持呼气末二氧化碳分压［p（CO2）］35～45 mmHg，持续输注丙泊酚4～8 mg/（kg·h），瑞芬太尼0.10～0.25 μg/（kg·min），七氟烷1.5%～2.0%。间断静脉注射维库溴铵。根据术中心率、血压情况酌情使用血管活性药物，术毕送入胸外科监护室。（2）处理组麻醉后双肺通气3 min（FiO21.0）后停止通气，直至患者SpO2由1.00 降至 0.90 即刻复氧（FiO21.0），SpO2达到 1.00 再通气3 min，随即脱氧，重复2次后恢复正常通气，并记录每次缺氧耐受时间。对照组按上述通气指标持续双肺通气，手术开始后2组均行单肺通气。

Tab.1 Comparison of general information between the two groups表1 2组一般资料比较 （n=29）

1.3 观察指标 2 组分别于麻醉前（T）、OLV 前（T0）、OLV 30 min（T1）、OLV 60 min（T2）、OLV 90 min（T3）采集桡动脉及颈内静脉血行血气分析，并根据肺泡毛细血管末端氧含量（CcO2）、动脉血氧含量（CaO2）、混合静脉血氧含量（C¯vO2）计算各时间点Qs/Qt，Qs/Qt=（CcO2-CaO2）/（CcO2-C¯vO2）×100%。同时检测 T0、T1、T2 及 T3 时的 PLT 及 MPV。记录OLV时间、术中各时刻的HR、MAP、SpO2、呼气末p（CO2）和气道压（Peak）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 21.0 统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差（）表示，组间p（O2）、Qs/Qt、PLT 及MPV比较采用重复测量的方差分析，其余资料符合正态分布者行配对或独立样本t检验，不符合正态分布者行秩和检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 组术中一般情况比较 2 组术中 MAP、SpO2、HR、Peak 及术中动脉血气包括p（CO2）、酸碱度（pH）、血红蛋白（Hb）、动脉血氧饱和度（SaO2）差异无统计学意义（均P＞0.05），见表2、3。

Tab.2 Comparison of intraoperative vital signs and Peak between the two groups表2 2组术中生命体征及Peak比较 （n=29，）

Tab.2 Comparison of intraoperative vital signs and Peak between the two groups表2 2组术中生命体征及Peak比较 （n=29，）

均P＞0.05

T3 82.0±8.3 80.2±10.4 T1 83.4±6.9 78.9±6.4 1.5400.735组别对照组处理组t组别对照组处理组t 0.997±0.004 0.998±0.003 0.298 0.995±0.006 0.993±0.010 0.913 0.995±0.007 0.994±0.009 0.310 0.995±0.005 0.993±0.009 1.013 T2 67.8±6.7 66.6±4.9 0.778 T3 66.9±6.9 66.7±5.6 0.083组别对照组处理组t组别对照组处理组t HR（次/min）T0 69.5±7.9 69.7±6.0 0.111 Peak T0 16.3±2.0 17.1±1.8 1.670 T1 69.5±7.7 69.0±5.0 0.301 T1 25.0±2.7 25.2±2.4 0.253 T2 25.0±2.8 25.1±2.2 0.255 T3 24.8±3.0 25.5±2.3 0.906 MAP（mmHg）T0 82.7±8.4 79.2±6.5 1.531 SpO2 T0 T2 81.8±7.3 80.3±6.7 0.816 T1T2T3

Tab.3 Comparison of intraoperative blood gas between the two groups表3 2组术中血气比较 （n=29，）

Tab.3 Comparison of intraoperative blood gas between the two groups表3 2组术中血气比较 （n=29，）

均P＞0.05

T0 42.6±3.1 43.4±5.9 0.639 T2 43.7±4.0 43.5±5.5 0.161 T3 43.3±3.6 43.5±6.2 0.154组别处理组对照组t组别处理组对照组t组别处理组对照组t组别处理组对照组t T1 43.5±4.2 44.0±6.0 0.379 T0 7.39±0.03 7.39±0.05 0.135 T1 7.37±0.03 7.38±0.04 0.933 p（CO2）（mmHg）T 39.7±3.5 40.5±2.0 1.001 pH T 7.40±0.03 7.42±0.02 1.957 Hb（g/L）T 133.0±13.0 132.2±14.5 0.200 SaO2 T 0.96±0.01 0.96±0.01 1.732 T2 7.37±0.03 7.38±0.03 0.476 T3 7.37±0.03 7.38±0.04 0.666 T0 126.4±12.7 126.2±14.4 0.058 T1 121.4±13.6 123.2±15.7 0.481 T2 122.2±15.1 122.1±14.3 0.009 T3 122.3±15.3 122.8±14.3 0.124 T3 1.00±0.01 0.99±0.01 0.999 T0 1.00±0.00 1.00±0.01 0.644 T1 0.99±0.01 0.99±0.01 1.290 T2 0.99±0.01 0.99±0.01 0.776

2.2 处理组2 次HPC 后血气分析结果 与第1 次比，第2次HPC后p（O2）、SaO2均升高，缺氧耐受时间延长（均P＜0.05）。2 次HPC 后均有轻度的CO2蓄积，但2次比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表4。

Tab.4 Comparison of blood gas results in treatment group between two times of HPC表4 处理组2次HPC后血气比较 （）

Tab.4 Comparison of blood gas results in treatment group between two times of HPC表4 处理组2次HPC后血气比较 （）

＊P＜0.05

时间第1次第2次t n 29 29 p（O2）（mmHg）62.6±6.5 67.6±5.9 3.889＊p（CO2）（mmHg）65.1±6.3 67.8±9.0 1.731时间第1次第2次t pH 7.26±0.04 7.24±0.05 2.369＊SaO2 0.874±0.040 0.895±0.028 3.066＊缺氧耐受时间（min）6.9±1.3 7.9±1.1 3.388＊

2.3 术中氧合指标

2.3.1 2 组p（O2）比较结果 2 组 T1、T2、T3 时p（O2）较T0均明显下降（P＜0.01），从T1开始处理组p（O2）逐渐上升（F时间=549.720，P＜0.01），且处理组p（O2）高于对照组（F组间=36.343，P＜0.01），HPC、时间对p（O2）存在交互效应（F交互=33.202，P＜0.01）。组内比较：处理组 T2、T3 时p（O2）均较 T1 时上升（P＜0.01），对照组p（O2）仅 T3 较 T1 时上升（P＜0.01）。组间比较：2组在T0时p（O2）差异无统计学意义（P＞0.05）。处理组在T1、T2、T3 时p（O2）均较对照组高（P＜0.05或P＜0.01），且T2、T3时明显偏高，见表5。

Tab.5 Comparison of p（O2）and Qs/Qt between the two groups表5 2组p（O2）及Qs/Qt比较 （n=29，）

Tab.5 Comparison of p（O2）and Qs/Qt between the two groups表5 2组p（O2）及Qs/Qt比较 （n=29，）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；a 与 T0 比较，b 与 T1 比较，c 与 T2 比，P＜0.05；表6同

F 207.358＊＊117.175＊＊T1 134.2±29.5a 165.3±44.4a 3.140＊T2 136.4±24.8a 220.3±39.4ab 9.693＊＊8.759＊＊组别对照组处理组t组别对照组处理组t p（O2）（mmHg）T0 399.3±60.8 381.2±51.7 1.223 Qs/Qt T0 15.1±3.1 15.9±2.6 1.064 T3 157.5±31.6abc 256.2±51.9abc T1 27.9±2.5a 26.7±2.2a 2.020＊T2 28.2±1.2a 23.8±1.9ab 10.279＊＊T3 27.1±1.6abc 22.1±2.6abc 9.031＊＊F 198.891＊＊88.277＊＊

2.3.2 2 组 Qs/Qt 比较结果 2 组 T1、T2、T3 时 Qs/Qt较T0 明显上升（P＜0.01），从T1 开始，处理组Qs/Qt逐渐下降（F时间=456.617，P＜0.01），且处理组Qs/Qt较对照组低（F组间=34.733，P＜0.01），时间及HPC 对Qs/Qt 有交互作用（F交互=29.553，P＜0.01）。组内比较：处理组T2、T3时Qs/Qt均较T1时下降（P＜0.05），对照组仅T3 较T1 时Qs/Qt 下降（P＜0.05）。组间比较：两组在T0 时Qs/Qt 值差异无统计学意义（P＞0.05）。处理组在 T1、T2、T3 时 Qs/Qt 均较对照组低（P＜0.05或P＜0.01），且在T2、T3时更明显，见表5。

2.4 PLT及MPV

2.4.1 PLT 比较结果 2 组 PLT 与 T0 时比较均有下降趋势（F时间=25.947，P＜0.01），但处理方式对其无明显影响（F组间=2.498，P＞0.05），也与时间无交互影响（F交互=0.331，P＞0.05）。组内比较：处理组T2、T3时PLT 较T0 时下降（P＜0.05），对照组T1、T2、T3 时PLT 较 T0 时均下降（P＜0.05）。组间比较：2 组在T0、T1、T2、T3 时 PLT 差异无统计学意义（均P＞0.05），见表6。

Tab.6 Comparison of PLT and MPV between the two groups表6 2组PLT及MPV比较 （n=29，）

Tab.6 Comparison of PLT and MPV between the two groups表6 2组PLT及MPV比较 （n=29，）

组别对照组处理组t组别对照组处理组t F T1 186.5±76.7a 181.4±45.9 0.726 T2 194.4±84.7a 181.7±49.3a 0.283 T3 186.2±65.4a 166.5±44.1a 20.112＊＊6.649＊＊PLT（×109/L）T0 210.3±58.8 212.7±64.3 0.991 MPV（fL）T0 11.5±1.2 11.2±1.1 0.868 1.341 T1 11.4±1.2 11.6±1.2 0.669 T2 11.5±1.3 11.4±1.0 0.362 T3 11.3±1.2 11.3±1.1 0.067 F 2.321 0.682

2.4.2 MPV 比较结果 处理组及对照组在T0、T1、T2、T3时MPV差异无统计学意义（F时间=1.818，F组间=0.028，F交互=1.497，均P＞0.05），见表6。

3 讨论

低氧预处理是人为使动脉血氧饱和度降低的方法。Lu 等［2］首次利用全身 HPC 来评估动物对低氧的耐受能力，发现随着缺氧运行次数增多，动物的耐受力增加。临床上可通过间断通气或重复屏气、吸入低氧气体（2%～16%）等无创方法完成，预缺氧可以是一次或多次，但每次缺氧时间必须是短暂的，长时间缺氧反而会加重损伤［3］。由于氧解离曲线特点，p（O2）在 60～110 mmHg 时 SaO2在 0.91～0.99 之间无明显变化。临床上常采用SpO2间接反映SaO2变化，但反映轻度缺氧的时间有一定延迟，静息下SpO2在 0.85 以上比较安全［4］。p（O2）50～60 mmHg或伴p（CO2）50～70 mmHg 时为轻度呼吸衰竭状态，此时机体首先启动代偿性反应以自我保护。而保护性肺通气策略提出的允许性高碳酸血症（permission hypercapnia，PHC）允 许 成 人p（CO2）在 50～70 mmHg，PHC在机械通气中能安全应用［5］。基于以上理论，本研究通过短暂的脱氧-复氧的方式建立低氧预处理模型，但低氧程度处于安全可控范围内并在气管插管全麻下可迅速恢复通气，不影响手术进程，亦有利于在改为OLV 后机体更快地适应肺组织塌陷状态。研究结果表明，随着HPC重复实施，第2次HPC后p（O2）及SaO2比第1次有所上升，且缺氧耐受时间延长，提示重复而短暂的HPC与单次轻度缺氧一样可以诱发机体代偿机制，从而改善患者的氧合。

单肺通气是手术患者经支气管插管进行两肺隔离，仅利用非手术侧肺进行机械通气的方法，在肺叶切除术中广泛应用。研究表明，单肺通气30 min内，患侧肺组织的局部血流量可减少60%，且手术时间越长缺氧损害越严重［6］。OLV期间患者术中出现低氧血症可高达16%，从而影响患者呼吸及循环的稳定［7］。本研究结果也证实了行单肺通气后，患者的Qs/Qt 较双肺通气时明显上升，p（O2）则明显下降。如果机体代偿不足，很易发生低氧血症，所以单肺通气之前提高机体对低氧的耐受力、避免机体遭受严重缺氧打击是临床医生尽力要解决的问题。

自主呼吸时及双肺通气时的p（O2）高低与OLV后的p（O2）水平有明显的关系［8］。本研究中2组患者麻醉前及OLV 前的p（O2）均无明显差异，而经HPC处理患者OLV 后各时间点p（O2）较对照组明显升高，Qs/Qt 明显降低，提示HPC 对后期可能发生的低氧血症具有一定的保护作用。其机制可能类似阻塞性通气功能障碍患者行单肺通气时，较术前肺功能正常患者更不易发生低血氧症一样［9］。临床上间断肺通气预处理可将OLV 后的急性缺氧变为慢性过程，从而使肺组织经历缺氧适应，减轻脱氧初期形成的通气/血流比值失衡［10］。经过重复短暂的低氧刺激，启动并加强了肺的有效自我调节机制。理论上HPV 可以使分流率由40%下降至22%，从而维持单肺通气期间的通气/血流比值［11］。HPC 可加强HPV作用，减轻肺的氧化应激反应，改善肺的氧合功能，从而维持肺通气/血流比值［12］。在本研究中，行HPC的患者在OLV 以后p（O2）呈上升趋势，氧合改善较为明显。且随着手术的进行，需间断对萎陷侧肺行膨肺、吸痰等处理，再次重复了脱氧-复氧的过程，从而有效改善OLV时患者氧合。

HPV 与多种体液因子有关，其中直接作用的包括内皮素及NO，间接作用的包括肿瘤坏死因子（TNF）-α、白细胞介素（IL）-8、促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）等［13］。低氧可增加EPO 浓度，刺激红细胞生成，增加血液黏度和PLT。低氧应答与血小板的活化有一定的关系［14］。PLT为影响HPV反应的重要因素，存在容量-反应曲线。MPV 是反映血小板功能的指标之一，与血小板功能具有潜在联系。本研究中，对照组OLV后PLT降低，可能为手术出血使血小板丢失、麻醉药物扩张血管和液体输注稀释血液等导致，也可能因OLV 抑制肺的血小板生成功能，使血小板减少［15］。行 HPC 患者的 PLT 在OLV 期间无明显上升或下降趋势，可能HPC 对PLT有一定的影响，但OLV 时间不长未能体现出其效应，也可能HPC 对患者肺氧合的作用与PLT 及其功能无明显相关。

综上所述，单肺通气前低氧预处理可提高患者单肺期间氧分压、降低肺内分流率、改善肺叶切除术患者的氧合，其作用与血小板计数及功能的关系不明确。