作者：夏然，童兴瑜，张成密，李玮伟，石学银，上海交通大学医学院附属新华医院麻醉与重症医学科
术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications,PPC）是指患者术后发生的各种呼吸系统并发症,主要包括肺部感染、呼吸衰竭、胸腔积液、肺萎陷、气胸、支气管痉挛、吸入性肺炎、肺水肿、急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）等。
全球每年有超过3亿例患者接受需全身麻醉气管插管的外科手术，术后肺部并发症的发生率由于对其定义不同，报道中的发生率8%~40%不等。有研究表明，PPC延长患者住院时间，增加患者病死率和治疗费用，消耗了大量医疗卫生资源。一篇包含12项研究共3 365例腹部和胸部手术患者的Meta 分析指出，发生PPC 患者相比于非PPC 患者，ICU 滞留时间（8.0 d比1.1 d）、住院时间（20.9 d比14.7 d）、院内病死率（20.3%比1.4%）均延长。
Canet等发现，PPC患者30 d病死率（19.5%，95%CI 12.5%~26.5%）相较于无PPC 患者（0.5%,95%CI 0.2%~0.8%）增高。目前对于PPC的发生机制未完全阐明，诊断标准存在差异，风险预测无统一标准，围手术期肺保护通气策略应用存在很多争议，PPC临床情况又较为复杂多变。本文试对近年来PPC的发生机制、风险评估、诊疗措施方面研究进展进行综述，以期提高麻醉及外科医师对PPC 的认识，采取合理的措施，改善患者预后。
1.PPC发生机制
1.1 麻醉相关
全身麻醉诱导后患者呼吸系统即发生变化，超过75%的患者在应用肌肉松弛（肌松）药后呼吸肌松弛，引起功能残气量间歇性或持续性降低20%~30%，促进气道关闭及闭合气道内气体快速吸收形成肺不张。同时，全身麻醉后膈肌上抬、心脏压迫等使肺及整个呼吸系统阻力增加，导致通气血流比值失常。这种改变可能会持续到术后24~72 h。
另一方面，全身麻醉中气管导管和鼻胃管留置使气道净化机制受损，病原菌容易定植于下呼吸道，引起吸入性感染。若在气管插管、吸痰及使用呼吸机过程中，无菌操作不严格或器械物品未经合格消毒，均可增加术后肺部感染的概率。免疫力低、需要用免疫抑制剂或糖皮质激素的患者，可发生各种机会性致病菌感染。因此，在麻醉方式上，全身麻醉插管PPC危险性要远高于硬膜外麻醉，应用长效肌松药者，PPC发生率3倍于短效患者。
1.2 机械通气相关
研究表明，包含机械通气在内的多重打击是导致患者产生肺损伤的重要原因。麻醉诱导造成的肺不张使肺均一性下降，机械通气产生的应力直接导致肺组织受损。肺不张区域小气道随着呼吸反复塌陷及开放，产生较高的剪切力，进一步加重肺损伤。呼吸机相关性肺损伤（ventilator-associated lunginjury, VALI）可分为4类，即气压伤、容积伤、萎陷伤、生物伤，每种肺损伤发生机制相互联系又各有特点。无论是何种模式，机械通气的压力和容积不可或缺，至于其是否会造成肺损伤，主要取决于吸气末肺容积。
人们对VALI的认识逐步深入，由过去直观认识肺组织发生破裂漏气，逐渐转变为呼吸运动造成肺微观结构变化以及由此引发的炎症反应上：① 当肺容积大于肺总量时，过大的潮气量（tidal volume, VT）使肺泡过度膨胀，肺泡表面活性物质灭活增加，肺泡上皮细胞连接处断裂，胞外基质骨架受损；② 机械通气时肺组织顺应性以及气道阻力的异质性，放大施加于局部的机械压力，由此导致肺泡在呼吸周期中运动不同步，在肺组织中产生较高应力，尤其是肺泡和细支气管接合处，引发局部和全身炎症反应；③ 跨肺压的增加，使肺水增多；④ 过小的VT使顺应性差的肺单位关闭，由此导致萎陷伤；⑤ 机械通气间的反复拉伸刺激，激活肺泡上皮和血管内皮细胞上的机械敏感性膜相关蛋白和离子通道，激活炎症反应通路，释放炎症因子，轻者造成肺组织细胞凋亡、坏死，严重者导致全身炎症反应，损害远隔器官，即生物伤。
1.3 手术相关
PPC的发生与手术部位、类型、术式、时间等密切相关。手术部位为最重要的预测指标，手术切口愈靠近横膈，危险性越大；手术方式，经腹腔镜的手术比开腹手术PPC发生率小；手术持续时间超过3 h者PPC风险性增大。此外，术中气腹、体位摆放等对肺功能有显著影响，进而影响PPC发生。
在腹腔镜手术中，向腹腔内持续注入二氧化碳，腹内压显著升高，从而将膈肌推向头侧，限制胸壁肌肉活动，胸壁顺应性下降，呼吸运动明显受限，肺组织变形，小气道受压甚至关闭。手术中常采用特殊体位，不同体位对患者呼吸功能的影响略有差异。Trendelenburg 位时腹内脏器在重力作用下移向头侧，压迫膈肌，同时患者上半身血流更多、肺血管充盈、肺组织弹性下降。侧卧位时，患者一侧胸壁严重受压、活动度降低、肺通气量减小，同时血液积聚于下肺，而上肺通气较好，造成通气血流比例失调。俯卧位时膈肌下移，解除胸骨和心脏对肺组织的压迫，有利于背侧肺组织复张，提高功能残气量，有利于改善通气。
1.4 患者相关
老年患者多伴有肺部基础疾病，肺组织弹力纤维的退行性变，肺顺应性下降，咳嗽反应差，下呼吸道自我保护功能差，长期卧床，更易发生坠积性肺炎。临床上合并休克、胸部及颅脑外伤、严重烧伤尤其是吸入性损伤、严重感染或重症胰腺炎等急诊手术患者，都应视为已有呼吸功能不全的高危人群。
1.5 术后相关
手术刺激内脏器官，导致膈肌反射性抑制，术后疼痛、镇静止痛药的影响，患者的呼吸类型从间有自发性深呼吸变为持续浅呼吸，其结果为肺泡膨胀不全，存在分流效应，因而出现低氧血症。肺泡毛细血管由于容量复苏，晶体液补充过多，加上高代谢状态增加内源性水，毛细血管静水压增大，液体积聚于肺组织细胞外间隙，使肺泡受压，促使肺泡萎陷和渗出，造成无效腔和分流。腹部术后过紧的腹带和腹部胀气可进一步限制膈肌下降，胸部手术后胸带可限制患者胸廓运动、呼吸、排痰等，进而加重PPC。
2.PPC的诊断及风险预测指标
目前对于PPC尚无统一的定义、诊断及风险预测指标。PPC是一个复合的概念，指术后发生的各种呼吸系统并发症。一种分级标准将PPC严重程度分为4级：1级，干咳，微小肺不张；2级，咳嗽，有痰，支气管痉挛，新发或原有肺不张加重，需要处理的短暂性高碳酸血症；3级，胸腔积液，可疑肺炎，确诊肺炎，气胸，拔管后48 h内再插管，术后带管通气48 h内；4级，呼吸衰竭，术后带管通气超过48 h，拔管48 h后再插管。关于预测PPC的发生，西班牙某地区进行的一项回顾性研究建立了ARISCAT风险评分系统，提出PPC的7个独立危险因素：年龄、氧饱和度、近1个月内呼吸系统感染史、术前贫血、外科手术部位、手术时间及急诊手术等。
还有其他非独立预测指标：饮酒、吸烟、鼾症、睡眠障碍、糖尿病、免疫抑制剂、术中液体治疗、术后疼痛。根据上述因素对PPC进行评分， 26分低风险，26~44分中等风险， 45分高风险，发生率95%CI分别为0.7%（0.2%~1.2%）、6.3%（3.5%~9.1%）、44.9%（35.1%~54.7%）。
尽管存在地域差异，该评分在欧洲大样本人群中得到验证，所以ARISCAT评分被认为是预测PPC最有价值的工具。拉斯维加斯评分由一项多中心、前瞻性、涉及29个国家的146家医院6 063例患者的研究建立，总结出13个独立风险因素，其中6个与患者相关（高龄、高ASA分级、术前贫血、术前低SpO2、癌症、阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征），2个与手术相关（急诊手术、手术时间≥1 h），5个与术中事件［声门上通气工具、静吸复合麻醉、术中低SpO2、高水平的呼气末正压（positiveend-expiratory pressure, PEEP） 3 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）、使用血管活性药物］有关，阳性预测率为0.78，对于PPC有中等区分能力，在临床实践应用中需要进一步证实。
3.肺保护性通气概念及组成部分
最初，肺保护通气策略主要应用于ARDS患者。肺保护通气在ARDS患者中的益处已被广泛接受，近年来人们将视野转向手术室内的机械通气。尽管有研究认为，保护性通气对于外科手术期间接受相对短暂机械通气且无肺损伤的患者没有保护作用，Fuiter等研究表明，这种小VT联合PEEP同时间段应用肺复张的保护性通气策略能维持肺容量，减少肺不张和肺内分流，降低患者PPC发生率，对于无论是否存在肺损伤的患者都有保护意义。
3.1 小VT
传统上为使ARDS患者维持正常的pH和PaCO2，改善全身麻醉患者氧合、减少通气死腔及肺不张，机械通气时VT 一般采用10~15 ml/kg［预计体重（predictedbody weight, PBW）］，但过大的VT往往造成气压伤、肺泡上皮破裂及肺部炎症。一项纳入15个研究共2 127例患者的Meta分析中，小VT组PPC发生率明显低于大VT 组。另一项多中心随机对照试验中发现，采用小VT（6 ml/kg）的患者病死率比采用传统通气方式组VT（12 ml/kg）下降22%，且使用呼吸机时间少于传统通气方式组。这些结果与动物实验和临床观察相符合，表明小VT确实能够减少肺部并发症的发生。
另有研究发现，对无肺损伤患者，10~12 ml/kg的VT并不明显增加气道峰压值，也不会带来VALI，因此不需要采用针对性肺保护性通气策略。Soh等研究发现，在俯卧位行脊柱手术患者中，应用小VT（6 ml/kg）相比于传统高VT（10 ml/kg）并不能改善患者术后肺功能和氧合水平。一种解释为俯卧位使肺部均质性更好，跨肺压梯度降低使肺依赖区和非依赖区肺泡扩张差异性降低，背侧肺通气和灌注都得到改善，通气/血流比例分布梯度降低。并有报道称，小VT通气对无损伤肺无益处，单纯使用小VT通气会使肺泡塌陷最终导致肺不张，从而增加肺泡-毛细血管内蛋白渗出并破坏血管内皮细胞，不但不能改善患者术后肺功能，还会增加患者的病死率。因此，在全身麻醉机械通气的过程中使用小VT应综合考虑患者的自身肺部条件来实施具体的通气策略。
3.2 PEEP
PEEP 指吸气由患者自主呼吸或呼吸机产生，而呼气终末借助于装在呼气端的限制气流活瓣装置使气道压力高于大气压。PEEP可使萎陷的肺泡重新扩张，增加功能残气量和肺顺应性，在呼气末维持一定压力使肺泡不会完全萎陷，改善通气和氧合，减少肺内分流，对机械通气患者有肺保护作用。
有研究发现，择期手术中应用PEEP在患者病死率及PPC方面没有明显改善。同时，高水平的PEEP，应考虑到对患者循环抑制的影响以及肺泡过度膨胀的风险。在一项多中心的随机对照试验中，900 多例患者随机分为采用12 cmH2O 的高水平PEEP组和≤2 cmH2O的低水平PEEP组，实验发现高水平PEEP并不能减少PPC发生，且更容易影响回心血量，需要更多血管活性药物，低水平PEEP用于术中保护性通气更合适。过高PEEP应避免，但在超过3 h手术、Trendelenburg位腹腔镜手术、BMI 35kg/m2 的肥胖患者应使用稍高PEEP，PEEP 水平应大于5 cmH2O。
最佳PEEP应使肺顺应性最好、氧分压最高、肺内分流最低，且对心排血量影响最小。术中最佳PEEP的值尚难确定，因为肺部不同部位由于重力以及结构上的差异可能存在各自的最适PEEP，因此某个值可能并不适用于整个肺，同时PEEP在患者预后中的作用也不确定。有研究根据肺顺应性利用电阻抗成像技术滴定最佳PEEP，发现人群中最佳PEEP 差异较大。固定水平的PEEP 并不适用于所有人，术中采用个体化PEEP设定可减少术后肺不张程度，更有利于肺保护。
3.3 肺复张策略（recruitment maneuvers, RM）
全身麻醉和肌松药使生理性的深呼吸消失，单纯应用PEEP只能预防肺泡萎陷，但已经萎陷的肺泡需要较高的压力才能重新开放，因此RM应运而生。RM是指在机械通气过程中间断地给予高于常规平均气道压的压力并维持一定时间，一般在3~5 s内将平均气道压升到30~40 cmH2O,持续30~60 s后，再恢复到之前水平，具体实施方法包括手握呼吸皮囊法、VT递增法、PEEP递增法等。RM通过增加呼气末肺容积使萎陷的肺组织复张，暂时增加跨肺压以减少肺水肿，减少机械通气相关性肺损伤，并预防小VT通气带来的继发性肺不张。
RM有显著的生物学效应。在ARDS患者中实施RM发现，血浆中可溶性晚期糖基化终产物受体（soluble form of receptor for advanced glycationend-product, sRAGE）迅速下降，sRAGE是Ⅰ型肺泡细胞损伤标志物。在离体灌注人肺模型中观察到，肺泡sRAGE与肺泡液清除率呈负相关，可能的机制为肺复张增加肺泡空间使液体再吸收表面积增加；其次，肺泡压力的增加伴随着肺功能的恢复，通过对抗肺泡毛细血管压力梯度，RM 可诱导Na＋-K＋-ATP酶和钠通道上调，增加水通道蛋白5抗原，减少通过受损肺泡毛细血管屏障进入肺泡腔的液体量。通过各种方式实现对糖基化终产物受体轴的调节减少肺水肿似乎是未来可探索的方向。
近年来有学者提出开放肺策略，即应用RM联合PEEP使肺泡始终保持开放状态，避免小气道反复开放关闭造成的肺损伤，并能够改善肺顺应性，增强气体交换能力。RM在应用时也存在风险，可能导致肺大疱患者发生气胸。实施RM时可增大胸腔内压，抑制循环，造成血流动力学不稳定。对于ARDS和术中机械通气患者，应早期选择合适的、个体化的压力水平实施有效、可耐受的RM。
3.4 降低FiO2
过去认为应用高FiO2 可以治疗和预防低氧血症、提高氧分压、减少伤口感染和术后恶心呕吐，WHO推荐围手术期高FiO2预防外科手术切口感染。但长时间使用高吸入氧浓度甚至纯氧可引起肺不张、氧中毒等，因此对于全身麻醉机械通气中FiO2的选择一直存在争议。目前认为高浓度（ 60%）吸氧时，肺泡内大部分氮气被氧气取代，肺泡内氧气快速弥散入血，如因呼吸道不畅或其他原因，相应肺泡内气体得不到及时补充可发生萎陷，引起肺不张，剂量依赖性增加患者术后7 d呼吸系统并发症和30 d病死率。
术中通气最适宜的FiO2 选择一直存在争议。低水平FiO2（30%~40%）在诱导期去氮给氧阶段可减少肺不张，但会缩短缺氧的安全时间；在通气过程中可延缓肺不张的形成；麻醉苏醒期即使行RM，纯氧鼓肺仍可导致拔管后新肺不张的形成，而30%FiO2不增加肺不张形成风险。因此，30%~40%氧浓度可明显改善全身麻醉所致肺不张。
在一项纳入1 456例行微血管减压术患者的回顾性研究中，高FiO2（50%~100%）组相较于低FiO2（30%）组，48 h内PaO2/FiO2 最小值（226.13 比323.12，P 0.001）差异有统计学意义，表明低FiO2可能通过减少术中肺不张和通气死腔改善肺气体交换功能，且不增加其他围手术期不良事件。为保证满意的术中氧分压同时减轻肺损伤，较低的FiO2（50%~70%）可能是较好的选择。
3.5 允许性高碳酸血症（permissive hypercapnia,PHC）策略
过去全身麻醉期间机械通气维持较高的VT和压力常致肺损伤，容许一定程度的高碳酸血症及稍低的pH值而无明显损害，是肺保护性通气策略的一部分。适度高碳酸血症可通过降低肺通气/血流异质性改善肺组织的氧合功能。有研究表明，CO2可直接调节肌动蛋白-肌球蛋白间的相互作用来影响肺顺应性。高碳酸也能增加肺泡表面活性物质的分泌，肺泡表面活性物质在酸性条件下有效降低肺泡表面张力，来提高肺顺应性。此外，高碳酸血症对膈肌有多方面影响，通过减少膈肌肌球蛋白损失及炎症反应维持膈肌收缩功能，预防长时间机械通气所致膈肌功能障碍。尤其在ARDS患者中，高碳酸血症能减轻急性肺部炎症，减少肺泡上皮细胞凋亡及改善通气，调节血管收缩、舒张功能等。
4.PPC的防治策略
由于PPC的高发病率、高致死率和巨大的医疗资源消耗，相关医护人员应提高认识，将PPC的防治全面、多角度、多层次地贯穿落实于整个围手术期。
4.1 术前临床评估和预防
通过详细的病史采集、体格检查和辅助检查，术前明确患者的活动耐力和肺部疾病情况，从而采取个体化的预防措施。术前肺功能检查中发现第1秒用力呼气量 70%预计值，血气分析发现低氧血症或高碳酸血症对预测PPC均有价值，但需要注意这些检查不能代替临床评估，也不是能否手术的决定因素。早期识别PPC 高风险患者，术前予以充分准备，才能改善预后。
① 鼓励和劝说患者术前戒烟。术前4周戒烟可改善重要呼吸参数（碳氧血红蛋白、气管纤毛活性、气管-支气管系统反应性），减少气道高反应和支气管痉挛，即使术前短时间戒烟增加气道分泌物，仍对患者有益。因此推荐吸烟患者手术前尽早戒烟。
② 拟行重大手术的患者，手术前均应予相关术前教育，深吸气、有效咳嗽训练。深吸气训练是使患者学会做深腹式（针对胸部手术）或深胸式呼吸（针对腹部手术），这是针对术后出现肺泡萎陷及低氧血症的最简单、有效的方法，并有报道指出训练可改善肌纤维重构。有效的咳嗽训练是使患者学会做深吸气后较有力地咳嗽，以利分泌物在气道震荡、流动和排出。术前予雾化、胸肺部理疗、指导患者如何在术后与呼吸机配合，减少清醒后机械通气时的紧张和不适，对降低PPC有一定作用。
③ 针对有肺部合并症患者，择期手术前应采取各种措施使其病情稳定。如患者合并慢性阻塞性肺疾病、哮喘病史、术前肺部感染、阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征、慢性充血性心衰。
④一般情况不良患者应纠正贫血，加强营养支持，改善内环境，尽可能达到Hb 10 g/dl、白蛋白 35 g/L、前白蛋白 200 mg/L。
4.2 术中防治措施
外科处理中应选用术后疼痛较轻且对腹肌张力影响较小的切口、简单实用的术式，缩短麻醉和手术时间。腹腔镜相比于传统开腹手术可降低PPC已被大众接受。腹部大手术后预测发生胃肠功能不全的患者，可留置鼻胃管引流，但鼻胃管影响咳嗽、咯痰，甚至发生误吸，不推荐长期留置。
需长期胃肠减压者（如重症胰腺炎、十二指肠创伤等），宜作胃造口以代替鼻胃管。骨折处理应轻柔，以免发生脂肪栓塞，处理负压静脉（如颅内静脉、甲状腺下静脉）时，注意预防空气栓塞。麻醉管理中，全身麻醉术中机械通气应用肺保护通气策略，非ARDS正常体重患者推荐呼吸机参数设置VT6~8 ml/kg，PEEP≤2 cmH2O，FiO2≥0.4，实施RM ，维持患者SpO2≥92% ，调整呼吸频率使PETCO235~45 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），限制气道压，合理运用吸气暂停，降低气道阻力，提高肺顺应性。
为避免残余肌松对术后肺功能影响，术中慎用长效肌松剂，阿片类药物应恰当使用。高龄患者尽量采用蛛网膜下腔麻醉、硬膜外麻醉或局部麻醉方式，尽量避免气管插管。术中要考虑到预防肺水增多，应用目标导向补液方式，精准补液，补液量超过6 ml·kg−1·h−1 则PPC 发生率增加，维持术中每搏变异度 13可指导术中液体输注，预防心衰。控制术中应激及使炎症反应最小，可复合区域麻醉，通过BIS监测维持合适的麻醉深度（BIS值40~60），尽可能减轻术中应激及炎症反应。
4.3 术后防治措施
① 鼓励患者有效咳嗽、深呼吸屏气、翻身和尽早活动，协助患者体位引流、拍击胸背部、保持呼吸道通畅。② 避免术后低氧血症，根据情况予以氧疗，尽量查明原因，及时处理。③ 有效控制术后疼痛。硬膜外麻醉及镇痛被证明可以有效减少甚至消除患者术后疼痛，减少对呼吸肌的抑制，有助于患者术后活动、咳嗽排痰及小气道功能的恢复。包括几乎所有手术类型的患者中，硬膜外镇痛不仅降低了PPC发生率，还降低了术后病死率。此外，随着超声和周围神经刺激仪的应用，周围神经阻滞成功率提高，周围神经阻滞用于四肢手术麻醉与镇痛安全性高，并发症少，且对呼吸循环影响小，对于高龄、心肺功能差的危重患者尤为适用。
5.结语
PPC以其高发病率、高病死率和高医疗经济负担值得我们关注，解决这个问题，需要多学科紧密合作，共同应对。提高对PPC危险因素识别，采取综合措施，外科医师做好评估与宣教、术中谨慎操作，麻醉医师加强术中管理、实施个体化的通气策略，康复理疗医师对患者行胸部理疗与呼吸康复训练，护士强化监护与护理，以期改善患者预后。随着加速康复外科理念发展，未来需要更多临床研究和循证医学证据帮助找到有效防治PPC的策略。
来源：夏然,童兴瑜,张成密, 等.术后肺部并发症的围手术期防治策略相关研究进展[J].国际麻醉学与复苏杂志,,41(4):370-376.
