呼吸系统疾病及麻醉薛张刚.ppt

呼吸系统疾病患者术前评估及处理,上海市中山医院麻醉科 薛张纲,术前呼吸功能评估的意义,术后呼吸系统并发症（PPCs）是影响预后的重要原因之一 对术前患有呼吸系统疾病行胸部或上腹部手术的患者应正确评价呼吸功能，制定措施，尽可能予以改善。,PPCs的病理生理机制,肺容量减少 气体交换障碍 呼吸中枢对呼吸的控制削弱 膈肌功能受损 肺保护机制削弱,影响术后肺功能的因素,影响术后肺功能的患者因素,内源性因素：比较稳定，但是不易在短时间内改善 年龄、性别、肥胖和已经存在的呼吸系统病理状态 外源性因素：可在短时间内纠正或改善 吸烟、感染、可控制的心脏疾病,术前已经存在的病理生理状态,限制性通气功能障碍 restrictive ventilatory defects, RVDs 阻塞性通气功能障碍 obstructive ventilatory defects, OVDs,限制性通气功能障碍,内源性：功能性肺泡及呼吸膜增厚 肺泡膜蛋白沉积和肺纤维化等 外源性：有效肺泡容积下降 脊柱或胸廓畸形,阻塞性通气功能障碍,占呼吸系统疾病患者的大多数 以肺泡萎陷障碍为特征 主要病理生理改变：气流速度减慢，阻滞气体流通，致通气/血流比例失调,阻塞性通气功能障碍,慢阻肺（COPD）：小气道的炎症，局部水肿，痰液增多且排出障碍 肺气肿：肺泡膜弹性丧失，结构破坏，发生小气道提前闭合 哮喘：为发作性，以增强的细支气管哮鸣音为特征,影响术后肺功能的手术因素,手术部位：从小到大依次为浅表或远端肢体，下腹部，上腹部，头部及颈部，心血管手术和剖胸手术。 其它因素：体位、切口位置、切口两侧组织损伤程度、创口清洁程度、是否急诊手术及手术时间。,影响术后肺功能的麻醉因素,局部麻醉和神经阻滞较为安全 椎管内麻醉和全身麻醉对PPCs的发生均有影响,椎管内麻醉对呼吸功能的影响,蛛网膜下腔阻滞：可减少腹部及胸廓肌肉功能，使呼吸主要依赖膈肌 硬膜外麻醉：具有同样危险性，但较脊麻安全，可控性更强 如发生全脊麻影响巨大。,如合并使用大剂量阿片类药物或镇静剂将同时抑制神经肌肉功能和呼吸中枢 对肺功能减退或有潜在困难气道的患者，与全麻相比无优越之处，全麻可有效控制通气，安全控制气道,椎管内麻醉对呼吸功能的影响,椎管内麻醉对呼吸功能的影响,对一些具有高危因素的患者，硬膜外麻醉及术后硬膜外镇痛可减少因呼吸功能不全导致的气管插管及因此引起的感染发生率 腹主动脉手术和下肢血管手术，倘若术后无硬膜外镇痛，则联合麻醉或硬膜外麻醉对PPCs的发生与全麻无明显差别,全身麻醉对呼吸功能的影响,使功能残气量（FRC）减少10%，用力肺活量（FVC）减少20%，可致小气道萎陷 抑制气管粘膜表面的纤毛功能，增加感染可能 使V/C比例失调，增加肺泡动脉氧分压差 残余的麻醉药物可导致麻醉后低通气,全身麻醉的影响,其它因素 术前用药中的麻醉性镇痛药、安定药、有组胺释放作用的肌松药、用硫喷妥钠诱导 残余的挥发性麻醉药可抑制颈动脉体的烟碱及毒蕈碱位点，降低低氧对呼吸中枢的刺激,全身麻醉对呼吸功能的影响,PPCs的定义,至今尚未统一 术后SaO2 50 mmHg 伴有喘鸣或喉痉挛或其他需要人工维持气道通畅的情况。,潜在的可以增加PPCs的因素,各因素对PPCs发生率的影响,上腹部手术PPCs的发生率增加1倍 长期吸烟及COPD患者增加2倍 膈肌周围手术与PPCs的发生密切相关，多伴有麻醉和手术导致的限制性通气功能障碍,常见的PPCs,感染：肺炎、支气管炎 由于 FRC及TLC的下降，肺内分流增加，肺泡动脉氧分压差增大 病人为代偿胸廓顺应性下降采用浅快呼吸方式，而易导致呼吸肌疲劳、局部肺不张和小气道萎陷，影响咳嗽排痰 吸入咽喉部分泌物和胃肠内容物,常见的PPCs,肺不张 支气管痉挛 心原性或非心原性肺水肿 肺栓塞 长时间留置气管导管,这些并发症不一定与患者术前的肺功能有直接的联系,术前肺功能评估的目的,判断患者呼吸系统的病理状态，区分呼吸功能障碍的性质 判断呼吸系统功能在手术与麻醉前可能获得多大程度的改善 制订围术期改善呼吸功能的治疗计划,术前肺功能评估方法的要求,临床对呼吸功能评估方法的要求 简便 客观 便于医患双方共同掌握 能够预示结局,肺功能评估步骤,病史与体检 占明确主导地位 ASA 1 2级患者，如果活动耐量好，则无必要进行心肺功能筛选试验 胸部平片 呼吸功能检查,病史与体检,病史 现病史 既往史：住院、手术、用药情况、麻醉史、围术期情况 体检 可较早发现异常体征，与病史相结合可对患者呼吸功能有初步了解，指导进一步检查。,X线胸部平片和CT检查,最常用的肺部检查手段之一 在胸片出现异常表现之前已有明显的症状和体征，对治疗方案影响不大 对肺部、心血管疾病、恶性肿瘤患者、吸烟史超过20年、有治疗史者作为常规,呼吸功能可被分为三个相互联系而又相互独立的部分,呼吸动力学,术前肺功能检查的适应证,年龄70岁 肥胖病人 胸部手术 上腹部手术 吸烟史 任何肺部疾病史,Tisi GM, et al. Am Rev Resp Dis. 1968; 119: 293 - 312,肺量计（spirometry）测定参数,利用肺量计可以测定用力肺活量,用力肺活量（FVC） 第一秒用力呼气量（FEV1） 一秒率（FEV1/FVC%） 最大呼气中期流速（MMEF） 流速-容量环（FVL） 分钟最大通气量（MVV）,用力肺活量测定的原理,静态肺功能的呼吸动力学参数,有许多呼吸动力学参数与PPCS相关 FEV1，FEV1%，FVC，MVV，RV/TLC 上述参数通常以占预计值的百分数表示 预计值则以年龄、性别、身高校正后得出,用力肺活量（FVC）及时间肺活量（FEV1）,对开胸手术及肺叶切除术的预测价值最大 比较使用支气管舒张剂前后的FVC及FEV1，能有效地反映肺功能可改善程度 对上腹部手术其价值不如年龄、体重、切口位置、手术时间等因素,分钟最大通气量（MVV）,MVV小于预测值的50%，PPCs的发生率和死亡率大大增加， 是阻塞性、限制性通气功能障碍、肌力、营养状况等综合因素的反映，对肺叶或全肺切除术的预测比FVC和FEV1/FVC更敏感。,预测开胸术后并发症最有意义的单项指标是术后预计FEV1%（PPO-FEV1%），计算公式如下： PPO-FEV1% = 术前FEV1%（1 - 切除的功能性肺组织所占的百分数）,Celli BR. Med Clinics of N America. 1993; 77: 309 - 325,估计功能性肺组织百分比的方法是将两肺分为42段，右肺上中下叶各有6、4、12段，左肺上下叶各有10段,目前为大家所接受的保证肺叶切除术后长期存活的最低标准为,FEV1% 50%， PPO-FEV1% 40% PaCO2 50mmHg,Holden等的研究表明（肺叶切除术） FEV1 1.60 L或FEV1% 45%和PPO - FEV1% 40%的患者术后并发症率及死亡率均明显升高 PPO - FEV1% 40%的患者术后没有或只有轻微的呼吸系统并发症 严重PPCS只见于PPO - FEV1% 40%的患者,Nakahara等发现 PPO - FEV1%40%，术后呼吸系并发症少，严重的并发症多见于PPO - FEV1%40% PPO - FEV1% 30%的患者术后100%需要机械通气支持 PPO - FEV1% = 30% 40%应作为预计肺切除术后发生并发症的界值,Kearny等证实 只有PPO - FEV1%才具有唯一的预示肺叶切除术后PPCs价值,Kearney DJ. Chest, 1994;105:753-759.,肺实质功能,动脉血气分析,可部分反映静态下的肺功能， PaO2可作为提示PPCs的一个指标，其变化基本与FRC及FVC相平行， 对术中拟行单肺通气的患者，如术前PaO2下降，一般手术侧肺需行CPAP或健侧肺行PEEP，或两者并用。,动脉血气分析,PaCO2 45mmHg的患者术后死亡率升高 若手术将解除PaCO2升高的原因，则PaCO2不能成为预测PPCs的指标 总之动脉血气分析对开胸手术或肺叶切除术患者可提供较有价值的肺功能评估,血气分析 以往把PaO245 mmHg作为禁忌肺切除术的界值 但目前仍有低于该条件下成功进行肺癌切除甚至肺减容术的报道,一氧化碳弥散率DLCO 目的：确定气体弥散通过肺泡-毛细血管膜的速率 衡量气体交换量的最有效指标 与肺泡-毛细血管膜的总有效面积相关 无创，测试简单，多数肺功能室用0.3%CO和10%氦的混合气体吸入,DLCO是有效的预计肺切除术后并发症的指标 校正后的DLCO值亦可用来计算肺切除术后的预计值，计算方法同ppoFEV1% ppoDLCO 40%预计值通常预示着较高的术后心肺系统并发症 预测效能很大程度上与ppoFEV1%是相独立的,Ferguson MK, et al. J Thor Cardiovasc Surg 1995. 109: 275 - 283,图示ppo-FEV1%和ppo-Dlco对术后预计死亡率的影响。垂直纵坐标为预计死亡率,肺功能评估中最后也是最重要的是 心肺综合功能的评估,呼吸动力学和肺实质功能的评估只反映了肺组织对氧供的影响 术前肺功能的评估目的在于了解机体是否有足够的氧供储备，来应付手术创伤造成的氧需求增加和最大氧供水平下降这一矛盾。 慢性呼吸功能不全患者单靠呼吸动力学和肺实质功能检查无法了解患者的氧供储备,患者的氧供储备需要通过心肺联合运动试验来评定,在严密的监护条件下，让患者在可控外载负荷下运动 检测患者运动时的氧耗量（VO2）、二氧化碳产生量（VCO2）、分钟通气量（VE）等 以患者运动时的最大氧耗量VO2max及无氧阈（AT）表示患者的活动耐量，以评估患者的心肺储备功能,心肺联合运动试验,当患者运动达到极限时，其氧耗量VO2不再随功率的上升而发生改变，此时的VO2称为VO2max 临床上考虑到安全因素，只让患者作亚极量运动，运动终止时的VO2称VO2peak VO2peak VO2max,无氧阈（AT）是指出现由无氧代谢补充有氧代谢供能的时刻，通常以此时的作功水平或氧耗量表示 无氧阈（AT）的确认现已由电脑完成 （V-slope法）,无氧阈的界定,乳酸法 通气法目前通用的方法 近红外线法,最大氧耗量（VO2max）是预测肺切除术后结局的最有效指标,Walsh等发现： 高危患者中（FEV141%）VO2max15ml/kg/min围术期死亡率为0 VO2max20ml/kg/min，仅有1/10有呼吸系并发症 Ann Thorac Surg 1994；58：704,ppoVO2max10ml/kg/min，为肺切除的绝对禁忌 Bollinger等 的研究表明： ppoVO2max10ml/kg/min的患者术后100%死亡,目前共识,运动试验判定开胸手术指征的界值（来自于临床流行病学资料） VO2max20 ml/kg/min 均可耐受开胸手术 VO2max10 ml/kg/min 开胸手术的绝对禁忌证 VO2max 11 15 ml/kg/min，则手术后系统并发症的发生率增加,Older等研究 AT与老年患者开胸手术后心血管系统并发症的关系 Chest, 1999; 116: 355,心肺联合运动试验的绝对禁忌证,近期内静息心电图出现明显的改变，提示心肌梗死或其它急性心脏事件 近期内并发急性心肌梗死（除非病情稳定，同时不伴有心绞痛） 不稳定心绞痛 尚未控制的室性心律失常 房性心律失常尚未得到控制，且引起心功能异常 度房室传导阻滞，未安装起搏器,心肺联合运动试验的绝对禁忌证,急性充血性心衰 严重主动脉瓣狭窄 可疑或已有主动脉夹层分离 活动性或可疑的心肌炎和心包炎 血栓性静脉炎或心内血栓形成 近期内体循环或肺循环栓塞 急性感染 明显的精神萎靡，抑制,寻找替代运动试验的简易方法,6分钟登楼试验,能登四个以上楼面，术后并发症率及病死率显著降低（患者按自身的步幅行进，但不能停顿，通常定义一层为20阶梯，每阶梯高6英寸） 登楼不足两层则被认为是一个高危因素,6-分钟步行试验,与VO2max极好的相关性 步行距离2000英尺与VO2max15ml/kg/min及运动过程中SpO2下降密切相关,Holden等研究表明：6分钟内步行1000英尺或攀楼44阶可作为能否胜任肺手术的界限 其预测肺手术后长期生存（大于90天）的敏感度达100%，阳性预测值达85-91%，阴性预测值达80-100%,Olsen等的试验得出最大氧耗量（VO2max）与所能攀楼阶梯数的计算公式： VO2max = 5.8体重（Kg）+ 151 + 10.1功率（W）； 功率（W） = 阶梯高度（M）攀楼速度（阶梯数/分钟）体重（Kg）0.1635 登楼过程中是非匀速的，操作性？,简易运动试验应用与局限,简易运动试验界值范围大，操作规范困难，尚无法替代标准心肺联合运动试验作为决定性的检查方法。 Brunelli提出应该将攀楼试验作为先于静态肺功能检查的手段，凡一次登高14m以上的患者无需进行其他心肺功能检查即可进行手术。攀楼高度14m，尤其是攀楼高度12m，应对患者的氧供系统进行仔细的评估。,非常规的肺功能检查,通气-灌注闪烁照相技术,评估所切肺组织功能状况的检查是肺通气-灌注扫描 如果所切肺组织无功能或功能较小，那么相应术后肺功能所受影响就较小 对于准备行全肺切除或PPO-FEV140%的患者十分有用,病变肺与余肺质地相仿,病变肺较余肺质地好,病变肺无功能,病变肺V/Q严重失调,病例,黄，男 68 岁 反复咳嗽咳痰，痰中带血 CT提示右上肺MT 平素有慢支、肺气肿病史 活动量可，登5楼无气促,肺功能检查结果,根据肺功能报告可以获得的结论,轻度阻塞性通气障碍 右上肺根治术可以胜任,呼吸动力学参数的动态描记图,流速 - 容量环 压力 - 容量环 压力 - 流速环 了解气道梗阻、呼气道异常改变,其它检查,单侧肺功能可预测肺叶切除范围。 肺动脉导管 阻断拟切除肺叶的肺动脉，如患者能耐受由此产生的肺动脉高压和低氧血症，则可胜任手术 阻断后PaO2应不低于45mmHg，肺动脉压不高于35mmHg。,男性和女性，年龄40岁,男性和女性，年龄40岁,肺功能评价,吸入支气管扩张药后评分,吸入支气管扩张药的效果评价,术后中度发生PPCs危险的指标,FVC 预计值的50% DLco 预计值的50% FEV1/FVC 预计值的70% MVV 预计值的50% 或50L/min,术后高度发生PPCs危险的指标,FVC 15 ml/kg FEV1 1 L FEV1/FVC 35% FEF25%75% 1.4 L/sec,我院相关的研究工作,病例筛选 患有肺癌的COPD患者 静态肺功能检查，FEV1 50%预计值， FEV1/FVC 60 % 无心脏器质性病变 内外科会诊结果提示手术指征强烈，但对患者能否耐受手术无明确意见,VO2peak10ml/kg/min,VO2peak10ml/kg/min,内科治疗,病变肺V/Q失调，剩余肺V/Q正常,病变肺V/Q情况优于剩余肺,12周的术前准备,手术,ICU,经过严密监护和积极治疗看是否出现围术期死亡，以验证CPX在用于此类患者手术指征判定的可行性,技术路线,材料与方法,心肺联合运动试验实施方案,设备采用JAEGER TONNIES功率车，由肺功能检测室协同完成 蹬车方案。即：零负荷蹬车3分钟，而后加载起始负荷，之后每两分钟加载一个负荷增量。起始负荷和负荷增量为15瓦。整个蹬车过程中要求患者维持车速在50 60r/min,运动试验的终止标准,不能维持当时之蹬车速度； HR达到213 年龄； ECG显示ST段水平下压2mm； SpO285%； NBP提示收缩压180mmHg； 患者主诉头晕，疲乏或不能很好的维持姿势及其他不良主诉 测试者应鼓励患者达到亚极量运动,运动试验时的监测,每次呼吸的氧耗量VO2和二氧化碳产生量VCO2 分钟通气量(VE) ECG， SpO2， NBP 运动前后血气分析和动脉血乳酸浓度测定,运动试验结果的判定,VO2peak10 ml/kg/min手术绝对禁忌 VO2peak10 ml/kg/min的患者则进一步根据患者的肺通气灌注扫描图结果判定手术指征 仅病变肺存在通气/血流失调，则考虑可以手术， 病变肺通气/血流比优于残余肺，则认为手术禁忌,术前准备,预防和控制支气管痉挛 手术前一周给予开始 雾化吸入：鲨丁胺醇（儿茶酚胺2受体激动剂），异丙托品（乙酰胆碱M受体阻断剂），倍氯米松（糖皮质激素） 口服舒服美（磷酸二酯酶抑制剂）和安可来（半胱胺酰类白三烯受体拮抗剂）,持续低流量氧疗 术前体能准备：鼓励患者每日登楼4层以上，并以症状自限 采用激励型肺量仪（Incentive Spirometer）训练深慢呼吸 适应性无创正压面罩通气：术前3天，让患者在ICU进行无创正压面罩通气训练，通气模式采用压力支持模式（PSV）每天12小时,如期间患者出现呼吸系感染则应延期手术，直至感染得到有效控制（体温正常，血常规白细胞计数恢复正常，X线胸部平片提示没有进一步的炎性改变，旧的病灶已开始吸收，活动量恢复）,手术均采用连硬复合全麻，硬膜外穿刺点选择T6-7或T5-6。术中间断给予0.375%布比卡因维持麻醉。 全麻诱导采用芬太尼丙泊酚琥珀酰胆碱方案 全麻维持采用异氟醚吸入维库溴铵方案 根据手术需要采用双腔管（Robertshaw）或单腔管维持气道 术后均采用硬膜外自控镇痛,术后处理,氧疗 定期的气道湿化，采用糜蛋白酶沐舒坦地塞米松 雾化吸入4次/日 气道解痉治疗：必可酮（糖皮质激素）、鲨丁胺醇（2受体激动剂）、异丙托品（M受体阻断剂），定期及按需喷雾吸入 鼓励患者取坐位，用激励型肺量仪作深呼吸运动及定期自主咳嗽 NPPV通气支持：人工气道采用无创加压面罩（中山医院科技开发公司研制）或鼻罩,使用NPPV的指征,RR30 bpm，或出现明显的辅助呼吸肌运动及反常呼吸 PaCO255 mmHg 常规吸氧方法SpO290 明显的血流动力学紊乱,NPPV只作间断性使用，一般上下午各机械通气23小时，夜间睡眠前支持4小时，或者根据患者的症状决定使用时间或频次,通气模式采用PSV（1518 cmH2O）PEEP（5 8 cmH2O）,停机标准,脱机后呼吸平稳，RR25 bpm，没有出汗或辅助呼吸肌运动等竭力通气的表现 没有明显的血流动力学紊乱 常规吸氧方法，SpO290%, PaCO255 mmHg，维持24小时以上,术后严重呼吸系统并发症（PPCs）的界定,因严重的低氧血症或CO2潴留，需要机械通气的时间3天 严重的肺部感染 ARDS 分泌物引流不畅造成肺叶不张或窒息,统计分析,所有计量资料均采用 表示；运动前后的生命体征变化采用配对t检验；不同人群的静态肺功能资料和运动试验结果采用随机分组方差分析。列出PPCs和NPPCs患者的中有显著差异的项目，与PPCs的发生作Logistic回归。计数资料采用卡方或精确四格表统计。统计软件采用SPSS11.0版本,结 果,患者的一般资料,20名COPD的肺癌患者参与了本次临床研究 其静态肺功能报告均提示中重度阻塞性通气功能障碍结合病史，符合II期COPD诊断 其中对19名患者实施了外科手术治疗,运动试验结果,20名患者均进行了标准的心肺联合运动试验 其中18例因患者主诉体力不支和不能维持功率车的速度而终止试验 2例HR达到的亚极量运动水平自动终止 无一例因为不良心血管反应(ST水平下移2mm，SBP180mmHg，严重的心律失常)而终止试验,19患者结束CPX时，VCO2peak/VO2 peak 1，且运动后动脉血乳酸浓度为2.40.7mmol/L ，表明患者的结束运动前达到了无氧阈 1名患者在VCO2peak/VO2 peak 1即终止运动，且仅在第一个功率负荷后就停止运动：VO2peak=8.4ml/kg/min10ml/kg/min，与内外科医生共同商定对该患者进行内科治疗,术中情况与ICU处理,手术平均历时2.81.1小时，诱导期有2例患者出现支气管痉挛，采用糖皮质激素静注，气道解痉药吸入和加大吸入性麻醉药等综合对症治疗措施后40分钟后支气管痉挛得以彻底缓解,手术过程中，采用单肺通气时的气道峰压和PaCO2均有明显上升，经过调整呼吸频率，吸呼时间比，及间断手控呼吸，上述参数均可控制在临床可接受的范围，（Pawpeak40mmHg，PaCO255mmHg）,手术结束后均在苏醒室苏醒（PACU），当患者意识和肌力完全恢复后，保留自主呼吸，吸氧3L/min，SpO2维持在95以上，PaCO250mmHg，即考虑拔管。所有患者均在PACU顺利完成拔管，平均苏醒时间为37.418.7min。拔管时PaCO2 为45.44.3mmHg，拔管后送入外科监护室(SICU),12名患者出现阵发性支气管痉挛，通过常规的气道解痉治疗得以恢复 3人在术后34天出现阵发性房颤，患者无不适主诉，给予静注西地兰和心律平治疗，两天后自行转律 8名患者进行了NPPV机械通气治疗 3人出现了PPCs（因为顽固的CO2潴留，实施57天的机械辅助通气），其中两人因分泌物排除困难，分别于术后第3，4天行纤维支气管镜吸痰。 患者平均驻留ICU的时间为5.32.7天（2-14天） 所有患者均痊愈出院，近期死亡率为零,静态肺功能参数与PPCs的关系,PPCs组患者的FEV1，FEV1%，FEV1/FVC，MMV%，DLCO%的均值小于NPPCs组患者。但仅FEV1在统计学上两组有显著差异,运动试验结果与PPCs的关系,PPCs组患者的VO2AT/BW小于NPPCs组，并在统计学上有显著意义 运动前后，SpO2都有显著下降，但组间比较无显著差异 运动前后的PaCO2 无显著变化，组间无显著差异,将FEV1900ml和VO2AT/BW10ml/kg/min与术后PPCs的发生与否进行logistic回归分析,logistic回归分析结果,讨论,从本组临床研究静态肺功能资料看，如果按照国内公认的标准，本组中的多数病例不适宜手术治疗,比较公认的保证术后存活的静态肺功能标准为 术前FEV150%预计值 肺叶切除后ppoFEV140%预计值 PaCO250mmHg 按照现有的临床标准来筛选病人，可能使相当一部分手术指征强烈，尚具备手术条件的患者失去最佳治疗机会,但按照国外运动试验的判定手术指征的标准，19例VO2peak10ml/ min / kg均进行了手术治疗，在精心的术前准备和积极的术后管理下，均顺利渡过围术期，无一例死亡 表明VO2peak10ml/ kg / min在判定中重度COPD患者的手术条件上具有很强的指导意义,本临床研究的结果，PPCs的发