病態肥胖患者行腹腔鏡胃減容術的圍術期氣道保護策略

牛鑫磊,張玉柱,馮念海

(1.濱州醫學院,山東 濱州,256600;2.淄博市中心醫院麻醉科)

超重與肥胖的患病率在全球范圍內不斷增加,一項研究表明[1],自1980年以來肥胖發病率持續上升,甚至有70多個國家的肥胖發病率增加了一倍。減容手術經過不斷發展,因具有安全性、長期有效性已成為治療肥胖癥及其相關合并癥的重要手段[2]。目前全球最常見的兩種減容手術為腹腔鏡袖狀胃切除術與腹腔鏡Roux-en-Y胃旁路術[3]。術后體重可大幅持續下降,緩解肥胖相關并發癥,長期改善生活質量[4]。由于肥胖患者的呼吸解剖及生理發生了變化,術前常伴隨呼吸系統合并癥,面罩通氣困難、插管困難的風險更高,再加上更短的去氧飽和時間,麻醉誘導后呼吸暫停期間容易出現氧飽和度快速下降,麻醉蘇醒期及術后容易出現低氧血癥、肺不張等肺部并發癥。Wang等[5]的研究表明,病態肥胖患者圍術期發生嚴重氣道并發癥的風險是普通患者的四倍。因此肥胖患者的圍術期氣道管理尤其具有挑戰性,需要麻醉醫師進行仔細的術前評估、術中保護性通氣及術后早期監護。

1 術前氣道評估與呼吸功能鍛煉

1.1 病態肥胖患者的氣道特點

病態肥胖患者在呼吸解剖、生理上會發生一系列變化。解剖方面,脂肪組織在咽喉部、面部、頸部、胸部及腹部堆積,會造成氣道管腔狹窄、面罩通氣困難、人工氣道置入困難、胸壁順應性下降、呼氣儲備量減少、功能殘氣量(functional residual capacity,FRC)降低、隔肌偏移減少及仰臥時肺不張;舌體肥大、過多的上呼吸道軟組織與咽擴張肌功能降低使肥胖患者易患阻塞性睡眠呼吸暫停(obstructive sleep apnea,OSA)。在呼吸生理方面,其呼吸模式為淺快呼吸,即頻率增加、潮氣量減少,總呼吸系統順應性降低帶來肺泡塌陷及小氣道閉合,使氣道阻力增加、FRC減少。氣道阻力增加會使呼吸做功增加,氧耗增加,而FRC減少會影響肺換氣。兩者的綜合效應導致肺泡氣-動脈氧梯度差增大,使病態肥胖患者在麻醉誘導后容易出現氧飽和度快速下降與呼吸暫停[6]。

1.2 困難氣道的評估

肥胖患者頸部、胸部常有大量脂肪組織堆積,喉鏡暴露困難、氣管插管困難發生率較高,因此術前麻醉醫師需對肥胖患者氣道進行詳細評估。常規氣道評估內容包括:是否存在困難氣道病史及影響氣道的疾病、張口度、顳下關節活動度、頦甲距離、頭頸活動度、改良Mallampati評分、喉鏡顯露分級。此外,由于脂肪組織堆積部位不同,針對病態肥胖患者還可測量一些身體數據。Emik等[7]的研究證實高改良Mallampati評分與高頸圍(>41.5 cm)、高腰圍(>153.5 cm)、高胸圍(>147.5 cm)是病態肥胖患者發生困難氣管插管風險的預測因素。而身體質量指數(body mass index,BMI)與困難氣管插管間的必然關系仍存在爭議,目前的研究中,未發現高BMI是困難氣管插管的危險因素。Wang等[8]對BMI與直接喉鏡下困難氣管插管進行了一項Meta分析,結果顯示與非肥胖患者相比,高BMI與困難氣管插管無關,但高BMI是面罩通氣困難五項獨立危險因素之一,肥胖患者面罩通氣困難風險更高。BMI較高、頸圍較大的患者安全呼吸暫停時間要短得多,需要更加注意術前氧儲備的優化。聲門上氣道裝置可用于搶救困難與失敗的面罩通氣,最大限度地減少操作者面罩通氣疲勞[9]。

1.3 病態肥胖帶來的氣道并發癥

在接受減容手術的患者中,OSA發生率很高,是最常見的呼吸系統合并癥之一[10]。在肥胖癥患者中,OSA發病率高達45%～70%以上,減容手術是最有效的治療方案之一[11]。研究表明,在這一人群中,OSA的嚴重程度存在差異,重度OSA患病率更高[12]。通過詢問患者有無夜間打鼾、呼吸暫停、睡眠中覺醒及日間嗜睡等病史,明確患者是否伴有OSA及其嚴重程度,可通過“STOP問卷”、“BANG問卷”進行篩選。S代表打鼾、T代表日間嗜睡、O代表呼吸暫停、P代表高血壓、B代表BMI>35 kg/m2、A代表年齡>50歲、N代表頸圍>40 cm、G代表性別為男性。存在2個以上STOP問題或3個以上BANG問題則是OSA高危人群[13]。同時也可進行睡眠呼吸監測,使用多導睡眠儀評價患者呼吸暫停-低通氣指數即睡眠中每小時呼吸暫停與低通氣數。OSA可能引起喉鏡插管困難及面罩通氣困難,對于已確診并進行呼吸睡眠治療的OSA患者,若需持續正壓通氣(continuous positive airway pressure,CPAP)壓力>10 cmH2O,則提示存在面罩通氣困難。Ahmad等[14]的一項研究表明,在腹腔鏡胃減容手術后的24 h內,病態肥胖患者術后經常出現氧飽和度下降,應及時預防術后低氧血癥[15]。當OSA嚴重時,術前及圍手術期使用CPAP或雙水平氣道正壓通氣可減少術后并發癥如高碳酸血癥、低氧血癥、肺動脈血管收縮的發生[16]。

1.4 術前呼吸功能鍛煉

病態肥胖患者因自身病理生理的改變導致潮氣量減少、呼吸頻率加快、肺順應性降低,彈性阻力與肌肉做功增加、耗氧量增加,呼吸肌力量與耐力降低、疲勞程度加重,再加上術中人工氣腹的建立,導致全身麻醉蘇醒期發生氣道萎陷、低氧血癥、肺不張等肺部并發癥的風險大大增加[17]。研究證實,術前兩周的吸氣肌功能訓練能有效改善病態肥胖患者蘇醒期的氧合,促進呼吸功能的恢復,減少蘇醒期低氧血癥的發生[18-19]。Kendall等[20]根據患者特征、年齡、體重指數、手術類型、訓練周期、訓練方案進行了Meta分析,結果顯示老年及腹腔鏡手術患者受益更多,并且物理治療干預的有效性與吸氣肌功能訓練強度有關,應至少兩周及每天15 min以上的吸氣肌功能訓練。

2 圍術期個體化肺保護性通氣

2.1 小潮氣量通氣

理想的潮氣量既能滿足患者基本氧合,又能減少呼吸機相關性肺損傷。肥胖患者胸壁的順應性降低及氣道管腔狹窄,導致不同程度的肺泡塌陷及氣道阻力增高,FRC減少,幾乎接近殘氣量。麻醉誘導后FRC的降低可通過以下經驗公式計算:FRC(誘導后/麻醉前)=[137.7-164.4×(體重/身高)]×100%。麻醉后使肺泡進一步塌陷,此時如果采取較高的潮氣量試圖改善肺泡萎陷的狀態,非但不能改善肺不張,反而會使肺泡過度膨脹,呼氣末時無法維持呼氣末正壓(positive end expiratory pressure,PEEP)。肺泡大幅度地反復開放與閉合產生的剪切力會造成肺的牽拉傷,由此引發級聯式的炎性介質的釋放,加重肺損傷。由于肥胖患者氣道阻力增大,小潮氣量相較大潮氣量的優勢是將氣道壓維持在較低水平,從而減少氣壓傷的發生[21]。肥胖患者潮氣量的設置應采用預測體重而不是實際體重計算。預測體重計算方式為男性:50+0.91[身高(cm)-152.4],女性:45.5+0.91[身高(cm)-152.4]。因此在以往機械通氣過程中對肥胖患者使用大潮氣量通氣的可能性更大,尤其矮胖患者。一項Meta分析表明[22],在更廣泛的無急性呼吸窘迫綜合征患者中,低潮氣量通氣能降低肺損傷。研究證實[23],使用生理潮氣量6～8 mL/kg預測體重對患者更有利,再根據術中血氣分析調整呼吸頻率參數保證適當的氧分壓及二氧化碳分壓。Futier等[24]的研究表明,使用無PEEP或PEEP水平過低的小潮氣量通氣會促進肺不張的形成,因此應用小潮氣量通氣模式時應聯合使用合適的PEEP。

2.2 PEEP通氣

肥胖患者的FRC降低及腹腔鏡術中氣腹的建立使氣道壓力增加,較非肥胖患者對肺不張、內源性PEEP缺乏更敏感。一項針對肥胖患者的研究中,PEEP的應用有助于防止FRC降低導致的肺泡閉合,改善肺順應性、降低吸氣阻力,推薦大多數肥胖患者機械通氣過程中可聯合應用10 cmH2O的PEEP[25]。由于個體特征如胸廓形狀、胸腹部脂肪組織重量的不同導致患者對所需最適宜PEEP水平存在個體差異[26]。Pereira等[27]對腹部手術患者應用電阻抗成像技術指導PEEP滴定的研究發現,腹部手術麻醉期間個體化PEEP的設置可減少術后肺不張[28],同時改善術中氧合,副作用最小,且腹腔鏡手術的優勢較開腹手術更明顯。劉文君等[29]推薦,根據靜態壓力-容量曲線設定最佳PEEP,將PEEP值定為曲線低位拐點上2 cmH2O處,靜態壓力-容量曲線的開始段有一向上的拐點稱為低位拐點,代表萎陷肺泡復張,在呼氣末使用稍大于拐點處的壓力水平,能使較多肺泡維持開放狀態,此方法簡單易行,但具有一定的滯后性。電阻抗成像技術可同步連續動態監測肺通氣過程中電阻抗的變化,即可反映肺組織局部通氣分布情況,但儀器價格昂貴,在一些胸腹手術中消毒范圍也限制了其應用,且復雜技術進一步削弱了常規應用的可行性。因此需要尋找簡單、可行的方法對肥胖患者進行個體化PEEP滴定。Wang等[30]在肥胖患者中應用兩種滴定方式,證實通過靜態壓力-容量曲線設定最佳PEEP在降低肺組織塌陷比例方面并不亞于電阻抗成像技術測定,且臨床應用簡便、有效。

2.3 肺復張策略

肺復張策略用于糾正低氧血癥、實現肺保護的機制主要是減少肺不張,從而減少肺內分流,改善患者的肺順應性與通氣血流比值。肺復張策略可用于機械通氣初期,使麻醉后萎陷的肺泡重新開放,再聯合PEEP,可明顯減少肺泡的重新閉合,從而改善氧合。肺復張時非肥胖患者需克服高達40 cmH2O的氣道壓力,肥胖患者需克服40～50 cmH2O的氣道壓力[31]。目前臨床主要有3種肺復張策略:(1)手法肺復張選取手控模式:利用麻醉機的儲氣囊調節壓力活瓣達到40 cmH2O的充氣壓力,持續向肺內充氣60～120 s;(2)壓力控制法選取壓力控制通氣(pressure controlled ventilation,PCV)模式:將控制壓力調整至15～20 cmH2O,將PEEP調整至25～30 cmH2O,使峰壓達40～45 cmH2O,維持2 min;(3)PEEP遞增法選取PCV模式:保持控制壓力為10～15 cmH2O,在原有PEEP水平上每30～60 s增加5 cmH2O,直至峰壓達40～45 cmH2O,再逐漸下調PEEP。其中手法肺復張因容易執行因而在臨床廣泛應用,但氣道壓力難以控制,有引起氣壓傷、心律失常甚至復張性肺水腫的風險,易致血流動力學不穩定;并且切換回機控模式時,肺泡有重新塌陷的風險。PEEP遞增法需要應用較高水平的PEEP,操作復雜且耗時,臨床應用較少。壓力控制法無需使用過高水平的PEEP,同時循環波動影響較手法肺復張小[32],逐漸替代了傳統手法肺復張。肺復張在肺保護性通氣中發揮關鍵作用,圍手術期肺部超聲引導下的肺復張術被證實利于降低術后肺不張、低氧血癥、后肺象限通氣損失的發生率[33]。在肺復張后,充滿100%氧氣的肺泡有迅速塌陷、形成分流的趨勢。這種吸收性肺不張可通過調整吸入氧濃度<1.0進行肺復張來減輕。在腹部手術及需要Trendelenburg體位的手術中,肺復張僅短暫改善術中氧合,肺不張會在40 min內復發。肺復張后可聯合10 cmH2O的PEEP維持肺復張效果[34]。Nestler等的研究證實,重復進行肺復張可能增強或延長其益處[35],且對術后早期氧合有益,并可能促進早期拔管[36]。

2.4 容量控制通氣與PCV

多項研究探討了肥胖患者全身麻醉的最佳呼吸機通氣模式,結果一直存在爭議。有學者認為[37],容量控制通氣與PCV似乎對氧合、呼吸力學、心血管反應具有相似影響。而另外的研究表明[38],在肥胖手術患者中,PCV可顯著改善氧合。PCV模式吸氣時氣道流速減慢,吸氣與呼氣時間比延長,平均氣道壓力、吸氣時間增加,使塌陷的遠端肺泡擴張,改善氧合,氣流分布更均勻,改善通氣-血流比值。較新的麻醉呼吸機提供了一種新型的呼吸機模式,稱為壓力控制容量保證通氣模式。這是一種“容積定向、壓力受限、時間循環”的呼吸機模式,可結合PCV與容量控制通氣的有益特征。根據選擇的潮氣量目標,自動調節壓力控制。呼吸機根據前一次呼吸測量出的呼出氣體積調整下一次呼吸的壓力極限,并具有預設的高壓極限,以避免氣壓損傷。因此,其能以最低峰值吸氣壓力實現所需的潮氣量。一項研究[39]比較了腹腔鏡減容手術期間采用容量控制通氣、PCV與壓力控制容量保證通氣模式三種通氣模式,與容量控制通氣相比,PCV、壓力控制容量保證通氣模式下的峰值氣道壓力較低,但未觀察到明顯氧合差異,PCV與壓力控制容量保證通氣模式的有益影響在青少年肥胖患者中較老年患者更為顯著,因為青少年的肺部未出現與衰老相關的變化,因此PCV與壓力控制容量保證通氣模式的生理益處更明顯。一項關于13種通氣策略比較的Meta分析提示[40],PCV+個體化PEEP+肺復張是肥胖患者的最佳通氣策略,提高氧合指數、改善肺順應性更有效。

3 術后拔管時機及早期輔助性通氣改善氧合

3.1 術后拔除氣管導管

肥胖氣道管理的最后一步是氣管拔管與恢復。肥胖患者在麻醉蘇醒期發生致命性并發癥的風險遠大于麻醉維持期,主要威脅仍來自氣道的管理。拔管時保證患者完全清醒、無肌松殘余,患者取頭高腳低位。由于腹腔鏡下胃減容術所需肌松等級為中深度,一旦出現術后肌松殘余可能導致低氧血癥、氣道阻塞、誤吸、氣管拔管延遲、麻醉恢復室停留時間延長及清醒患者出現肌無力而躁動不安等。肥胖患者對鎮痛、鎮靜藥物的敏感性及肌松、鎮靜藥物殘留的風險高于非肥胖患者,以及患者本身可能合并的OSA等呼吸系統基礎合并癥,術后24 h內肥胖患者發生氣道梗阻的風險極高[41],因此應常規進行肌松拮抗。新斯的明拮抗需要在肌松程度恢復至四個成串刺激比值>0.2,而舒更葡糖鈉可拮抗羅庫溴銨等甾體類非去極化肌松藥的深度肌松。Ekinci在對病態肥胖患者進行胃減容手術的研究中強調,舒更葡糖鈉的肌松拮抗恢復時間較新斯的明更快,且無膽堿酯酶抑制劑逆轉肌松殘余時的劑量封頂效應與心血管系統、呼吸系統及消化系統副作用,可作為首選[42]。待患者肌松監測顯示肌力完全恢復,呼喚患者有睜眼、張口、舉手等反應,在自主呼吸條件下能維持動脈氧合且神智清醒能完成指令的情況下方可安全拔管。避免關閉呼吸機、使二氧化碳積聚以刺激自發通氣的常見做法,可避免呼吸暫停期肺泡塌陷,在機械通氣與自主呼吸之間的過渡期間應用CPAP。常規做好放置口咽或鼻咽通氣道的準備,并準備進行面罩輔助通氣。

3.2 早期輔助通氣

上腹部與胸部手術常因膈神經反射抑制、術后疼痛導致術后通氣功能的改變,使術后肺部并發癥發生率升高,如痰液潴留、肺不張、肺部感染,繼發低氧血癥。對于存在嚴重OSA或低通氣綜合征的患者尤其術前已使用CPAP的患者[43],術后需繼續使用CPAP或雙水平氣道內正壓通氣等無創呼吸機輔助治療[44]。其目的是提供通氣支持,以便更快地恢復肺容量,改善氧合、減少呼吸做功氧耗。同時,持續氣道正壓通氣可抵消腹部壓力對橫膈膜的影響,減輕肥胖患者的吸氣肌負荷。但有的學者認為CPAP可能升高食管與胃的氣壓,導致機械應力使縫合線斷裂。de Raaff等[45]的研究證實,胃減容手術后CPAP似乎不會增加縫合線斷裂的風險,CPAP推薦用于接受減肥手術的中度或重度OSA患者。

綜上,肥胖患者術前多伴隨呼吸系統合并癥,圍手術期呼吸功能的變化使術中、術后發生肺部并發癥發生率增加,因此對肥胖患者的氣道管理應貫穿整個圍術期。術前進行完善的術前評估,包括合并癥、困難氣道評估,以防止潛在的麻醉相關并發癥,并進行呼吸功能鍛煉改善肺功能;術中采用肺保護性通氣措施,術后常規進行肌松拮抗、早期無創輔助通氣,以利維持肺泡開放,降低術后肺部并發癥發生率。鑒于肥胖患病率在全球范圍內穩步上升,麻醉醫生熟練掌握肥胖患者的最佳通氣模式及具體管理至關重要,精心計劃會為具有挑戰性患者在圍術期提供最佳安全策略。