呼吸系统疾病与麻醉(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restrictiveventilatorydefects RVDs阻塞性通气功能障碍obstructiveventilatorydefects 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SaO250mmHg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ASA1 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 TisiGM etal AmRevRespDis 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 CelliBR MedClinicsofNAmerica 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 60L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 KearneyDJ 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PaO245mmHg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 FergusonMK etal JThorCardiovascSurg1995 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VO2peakVO2peak 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 FEV1 41 VO2max 15ml kg min围术期死亡率为0VO2max 20ml kg min 仅有1 10有呼吸系并发症AnnThoracSurg1994 58 704 ppoVO2max 10ml kg min 为肺切除的绝对禁忌Bollinger等的研究表明 ppoVO2max 10ml 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 VO2max 20ml kg min均可耐受开胸手术VO2max 10ml kg min开胸手术的绝对禁忌证VO2max11 15ml 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VO2max 15ml 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 FEV1 40 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 15ml kgFEV1 1LFEV1 FVC 35 FEF25 75 1 4L 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 VO2peak 10ml kg min VO2peak 10ml 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 1 2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JAEGERTONNIES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 SpO2 85 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 VO2peak 10ml kg min手术绝对禁忌VO2peak 10ml 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 IncentiveSpirometer 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1 2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 RR 30bpm 或出现明显的辅助呼吸肌运动及反常呼吸PaCO2 55mmHg常规吸氧方法SpO2 90 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2 3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 15 18cmH2O PEEP 5 8cmH2O 停机标准 脱机后呼吸平稳 RR 25bpm 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 SpO2 90 PaCO2 55mmHg 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 SBP 180mmHg 严重的心律失常 而终止试验 19患者结束CPX时 VCO2peak VO2peak 1 且运动后动脉血乳酸浓度为2 4 0 7mmol L 表明患者的结束运动前达到了无氧阈1名患者在VCO2peak VO2peak 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 min 10ml 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 8 1 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 Pawpeak 40mmHg PaCO2 55mmHg 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 PaCO2 50mmHg 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 4 18 7min 拔管时PaCO2为45 4 4 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3 4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5 7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 3 2 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FEV1 900ml和VO2AT BW 10ml 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FEV1 50 预计值肺叶切除后ppoFEV1 40 预计值PaCO2 50mmHg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VO2peak 10ml 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VO2peak 10ml 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的发生率为15 8