2019, Vol. 26
2. 复旦大学附属中山医院胸外科, 上海 200032
2. Department of Thoracic Surgery, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032, China
快速有效的肺萎陷对于胸腔内外科手术非常重要，尤其是微创的胸腔镜手术；肺萎陷延迟会影响外科暴露，增加手术难度，进而延长手术时间。加速肺萎陷措施包括胸腔内充入CO2[1]、间断呼吸道吸引[2]等，但目前未确定这些措施能否达到预期效果。非通气侧肺气体吸收的快慢取决于吸入气体的成分[3]，包括吸入氧气的浓度和吸入惰性气体的溶解度。动物实验[4-5]已证实，机械通气时吸入笑气[即氧化亚氮(nitrous oxide, N2O)]和O2混合气体可加快气体吸收的速率，提高肺萎陷速度。多项临床研究[6-7]也表明，与O2和空气混合气体相比，在单肺通气前吸入N2O和O2混合气体时肺萎陷的速度明显加快。
然而，以往研究中N2O和O2混合气体中N2O体积分数多为50%或60%[5-7]，而未分析吸入N2O以达到快速肺萎陷的有效体积分数。因此，本研究通过前瞻性观察分析切皮后5 min的肺萎陷评分，然后通过Dixon序贯法计算快速肺萎陷时吸入N2O的50%有效浓度(EC50)和95%有效浓度(EC95)，为临床N2O有效体积分数的选择奠定基础。
1 资料与方法 1.1 一般资料研究对象为择期行胸腔镜下肺癌根治术的患者，美国麻醉医师协会(ASA)Ⅰ~Ⅱ级。排除标准：胸部X线片提示肺大泡、呼气功能异常[第1秒用力呼气容积(FEV1) < 70%预测值]、慢性阻塞性肺疾病史、严重哮喘、严重合并症。剔除标准：术中发现胸腔粘连、中转开胸、双腔管位置不佳需再次定位、单肺通气时氧饱和度不能维持(SpO2 < 90%)。本研究已通过复旦大学附属中山医院伦理委员会审核批准，并在http://www.chictr.org/cn/注册，注册号ChiCTR1900021474。
1.2 麻醉方法为避免单肺通气时吸入麻醉气体对氧合的影响，所有患者均采取全程静脉麻醉。麻醉方式：全身麻醉复合硬膜外阻滞。麻醉诱导用药：丙泊酚目标靶浓度控制输注(target-controlled infusion, TCI) 4 μg/mL，瑞芬太尼0.2 μg·kg-1·min-1，芬太尼1 μg/kg，罗库溴铵0.6 mg/kg，利多卡因1.5 mg/kg；术中麻醉维持：丙泊酚TCI 3 μg/mL，间断静脉追加罗库溴铵、芬太尼和硬膜外追加局麻药。开始诱导时面罩吸入100%O2(8 L/min)，异丙酚效应室浓度达到2.5 μg/mL后插入合适型号的左侧双腔支气管导管，在纤维支气管镜引导下准确定位，双肺机械通气，潮气量8 mL/kg，呼吸频率10次/min，呼气末正压通气(positive end expiratory pressure, PEEP) 0 cmH2O(1 cmH2O=98 Pa)。
第1例患者吸入N2O的体积分数为30%的N2O和O2混合气体，然后根据肺萎陷评分依次将下一例患者吸入N2O的体积分数提高或降低10%，最低吸入N2O体积分数为10%。侧卧位后再次经纤维支气管镜确定双腔管位置准确，继续双肺机械通气。外科医师切皮时，停止机械通气，开放双腔管与空气相通60 s，然后夹闭非通气侧支气管管腔，通气侧肺行100%O2机械通气，潮气量6 mL/kg，呼吸频率12次/min，PEEP为5 cmH2O。
1.3 观察指标肺萎陷评分采用Verbal等级量表[6]：0分定义为肺完全膨胀，10分定义为肺最大限度萎陷。由同一外科医师通过胸腔镜完成评分，其对吸入气体的成分不知晓。同时记录由切皮至胸膜开放的时间。评分大于或等于8分为快速肺萎陷成功，下一例患者吸入N2O体积分数降低10%；评分小于8分为快速肺萎陷失败，下一例患者吸入N2O体积分数提高10%。
1.4 统计学处理采用SPSS 19.0进行分析处理。通过Dixon序贯法[8]，利用快速肺萎陷失败或成功例数的平均值来计算吸入N2O的EC50、EC95。通过概率回归分析得出剂量反应曲线，同时获得EC50和EC95的95%置信区间。检验水准(α)为0.05。
2 结果 2.1 一般情况符合标准者38例，其中2例患者因为胸膜腔粘连无法准确评价肺萎陷程度而被剔除，最终纳入36例患者的一般临床资料见表 1。所有患者单肺通气时SpO2均未明显下降，不需行肺复张等干预措施。
| N=36 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 指标 | 数值 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 年龄/岁 | 52.5±9.2 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 性别(男/女) | 19/17 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 体质指数/(kg·m-2) | 23.6±5.3 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 胸膜开放t/s | 59.6±12.2 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 手术部位n(%) | |||||||||||||||||||||||||||||
| 右胸 | 20(55.6) | ||||||||||||||||||||||||||||
| 左胸 | 16(44.4) | ||||||||||||||||||||||||||||
36例患者吸入相应体积分数的N2O后，18例(50%)患者肺萎陷成功(图 1)。概率回归分析显示：快速肺萎陷时吸入N2O的EC50为27.7%(95% CI 19.9%~35.7%)，EC95为48.7%(95% CI 39.0%~96.3%)。概率回归分析结果(图 2)表明：N2O吸入的体积分数为10%~50%，其中吸入30%~40%时，快速肺萎陷成功率最高。
|
| 图 1 肺萎陷评分(Dixon序贯法) ×：肺萎陷评分 < 8分；○：肺萎陷评分≥8分 |
|
| 图 2 吸入N2O体积分数和肺萎陷成功率曲线 |
在单肺通气开始前吸入N2O/O2混合气体是快速肺萎陷的一种有效措施。双肺通气时吸入N2O/O2混合气体可以加快肺萎陷速度的主要机制为第二气体效应：N2O溶解度较高，快速吸收后产生浓度梯度，进而加快O2的摄取[9]。单肺通气期间，非通气侧肺的萎陷先由肺本身的弹性回缩作用引起，然后在肺毛细血管吸收剩余气体后加剧[5]。本研究在单肺通气前将双腔管与呼吸机断开60 s，保证肺弹性回缩；单肺通气开始时，将非通气侧双腔管管腔夹闭，保证气体自身的吸收。
一般外科医师采用Verbal等级量表评价肺萎陷程度，其中0分为肺完全膨胀状态，10分为肺最大限度萎陷[6]。有研究[10-11]将肺萎陷程度分为4个等级，具体如下，十分糟糕：肺完全膨胀；糟糕：肺部分萎陷影响外科暴露；良好：肺全部萎陷，但仍有残余气体；完美：肺完全萎陷，外科暴露完美。本研究采用Verbal等级量表评价肺萎陷成功或者失败，以此评分结果通过Dixon序贯法确定吸入N2O的EC50。而且，本课题组前期实验发现，外科医师一致认为肺萎陷评分至少8分会获得非常好的操作视野，因此本研究定义不低于8分为肺萎陷成功，低于8分为肺萎陷失败。
有研究[6-7]在麻醉诱导期就开始应用N2O/O2混合气体，而本研究在诱导期始终给患者吸入纯氧，在放入双腔支气管导管且定位准确后开始给予相应的N2O/O2混合气体。本研究认为，在诱导期给予100% O2给麻醉医师提供了相对充裕的插管时间，对患者也更安全，在临床工作中更加可行。与以往研究纳入开胸手术不同，本研究受试者均为拟行胸腔镜下肺部手术的患者，对肺萎陷时间和效果要求更高，因此，本研究结果对目前的临床实践可能具有更好的指导意义。
本研究的缺陷：首先，评价快速肺萎陷的成功与否时受到外科医师主观因素的影响，结果不够客观。目前还缺乏评价肺萎陷程度相对客观的标准, 比如萎陷肺至胸壁的距离这一评价标准虽然比较客观，但该方法受患者胸腔大小的影响较大[6]。因此，肺萎陷程度的评价标准需要进一步研究和探讨。其次，36例患者的肺功能和体质指数均在正常范围，因此结果可能不适用肺功能较差或肥胖的患者。再次，Dixon序贯法具有所需样本量少、研究实施简单易行等优点，但由于样本量偏少，置信区间会相应增加，计算出的EC50、EC95可能存在偏倚，同时可能忽略相关不良事件[12]。这些问题也将是后续研究的重点。
综上所述，本研究首次对胸腔镜肺部手术中达到快速肺萎陷所需吸入N2O的体积分数进行了探讨，采用左侧双腔支气管导管行肺隔离时，实现单肺通气后快速肺萎陷的吸入N2O的EC50为27.7%。
| [1] |
BROCK H, RIEGER R, GABRIEL C, et al. Haemodynamic changes during thoracoscopic surgery the effects of one-lung ventilation compared with carbon dioxide insufflations[J]. Anaesthesia, 2000, 55(1): 10-16.
[DOI]
|
| [2] |
EL-TAHAN M R. A comparison of the disconnection technique with continuous bronchial suction for lung deflation when using the Arndt endobronchial blocker during video-assisted thoracoscopy:A randomised trial[J]. Eur J Anaesthesiol, 2015, 32(6): 411-417.
[DOI]
|
| [3] |
ZHANG Y, YAN W, FAN Z, et al. Preemptive one lung ventilation enhances lung collapse during thoracoscopic surgery:A randomized controlled trial[J]. Thoracic Cancer, 2019, 10(6): 1448-1452.
[URI]
|
| [4] |
JOYCE C J, BAKER A B, PARKINSON R, et al. Nitrous oxide and the rate of gas uptake from an unventilated lung in dogs[J]. Br J Anaesth, 1996, 76(2): 292-296.
[DOI]
|
| [5] |
PFITZNER J, PEACOCK M J, PFITZNER L. Speed of collapse of the non-ventilated lung during one-lung anaesthesia:the effects of the use of nitrous oxide in sheep[J]. Anaesthesia, 2001, 56(10): 933-939.
[DOI]
|
| [6] |
YOSHIMURA T, UEDA K, KAKINUMA A, et al. Bronchial blocker lung collapse technique:nitrous oxide for facilitating lung collapse during one-lung ventilation with a bronchial blocker[J]. Anesth Analg, 2014, 118(3): 666-670.
[DOI]
|
| [7] |
KO R, MCRAE K, DARLING G, et al. The use of air in the inspired gas mixture during two-lung ventilation delays lung collapse during one-lung ventilation[J]. Anesth Analg, 2009, 108(4): 1092-1096.
[DOI]
|
| [8] |
O'REILLY-SHAH V, LYNDE G C. Determination of ED50 and time to effectiveness for intrathecal hydromorphone in laboring patients using Dixon's up-and-down sequential allocation method[J]. BMC Anesthesiol, 2018, 18(1): 140.
[DOI]
|
| [9] |
QUAN X, YI J, HUANG Y, et al. Bronchial suction does not facilitate lung collapse when using a double-lumen tube during video-assisted thoracoscopic surgery:a randomized controlled trial[J]. J Thorac Dis, 2017, 9(12): 5244-5248.
[DOI]
|
| [10] |
EL-TAHAN M R. A comparison of the disconnection technique with continuous bronchial suction for lung deflation when using the Arndt endobronchial blocker during video-assisted thoracoscopy:A randomised trial[J]. Eur J Anaesthesiol, 2015, 32(6): 411-417.
[DOI]
|
| [11] |
LI Q, ZHANG X, WU J, et al. Two-minute disconnection technique with a double-lumen tube to speed the collapse of the non-ventilated lung for one-lung ventilation in thoracoscopic surgery[J]. BMC Anesthesiol, 2017, 17(1): 80.
[DOI]
|
| [12] |
PACE N L, STYLIANOU M P. Advances in and limitations of up-and-down methodology:a precis of clinical use, study design, and dose estimation inanesthesia research[J]. Anesthesiology, 2007, 107(1): 144-152.
[DOI]
|
