肺功能检测在外科领域的应用

肺功能检测在外科领域的应用   一、胸腹部外科手术是术后肺部并发症的重要危险因素   正常肺功能取决于胸廓完整，气道通畅，呼吸肌健全，胸廓及肺组织顺应性良好，以及肺组织血流灌注良好。外科手术是创伤性治疗，手术操作本身及术前的麻醉、术后的伤口疼痛等，都会引起患者呼吸生理紊乱、有效肺通气及换气功能下降等肺功能障碍，导致术后出现呼吸系统感染、呼吸功能衰竭及心律失常等并发症，而使患者在围手术期的病死率增加。   患者由于个体差异（如年龄、营养状况、体重指数等）、健康状况（有无基础心肺疾病、糖尿病等）及吸烟状况的差异，其对手术的耐受力有所不同。而不同的手术部位、手术方式、切除范围及术程可能对患者造成轻重程度不一的术后并发症。手术后并发症以肺部并发症（PPC）最为常见，PPC的发生率由于判断标准的不统一，国内外报道不一致。临床上常根据手术后出现明显咳嗽、胸痛、呼吸困难等症状，胸部物理检查有肺实变体征或术后有持续3天以上的体温超过38.5℃并血象升高或痰培养阳性，胸部X线检查有肺不张或肺炎影像或延长机械通气时间者诊断为PPC。Doyle报道胸部及上腹部手术后约20-70%患者发生PPC。Ferguson等发现心脏手术后患者PPC的发生率为40%，食道手术后PPC为25%-50%。而对有肺部基础疾病的患者进行手术治疗，PPC的发生率要比其它人群高几倍至几十倍，有报道称前者约为70%，后者只有8.2%。   腹部手术是外科手术的主体,包括胃肠手术、肝胆手术、胰腺手术、泌尿生殖手术等多种类型。Hall等应用多变量 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 研究了1000例剖腹手术后肺部并发症的危险因素，认为手术部位以及手术方式的不同会对术后肺部并发症的发生率有明显的影响，由高到低依次为胃十二指肠（43.2%）、结肠（34.4％）、小肠（28.9％）、肝胆胰（24.9％）、其他（23.5％）、阑尾（5％）。腹部手术尤其是上腹部手术对术后的肺功能影响显著。另一项研究示腹部手术后PPC为10.3%，而非胸非腹部外科手术PPC仅为0.6%。   因而术前的肺功能评估非常重要，目的在于鉴别手术高危患者，根据肺功能损害程度，制定合理的手术方式和围手术期处理方案，以减少术后并发症的发生；对于手术高风险患者，避免手术，选用其它治疗手段，以减少围手术期的死亡率。   二、手术对肺功能的影响   1、胸部手术对肺功能的影响      开胸手术破坏了胸壁风箱式运动的动力平衡并使术侧肺脏处于开放性气胸中，胸内负压所致的肺牵拉扩张作用消失，引起纵隔摆动和反常呼吸，导致有效通气量减少，缺氧和二氧化碳潴留。在术侧肺萎陷时，该侧肺通气量减少而血流灌注未相应减少，通气/血流灌注比值降低。术中损伤大血管出现低血压、低血容量或出血性休克等亦影响通气/血流灌注比值和血液携氧能力。术中对胸壁、支气管和肺组织的损伤造成呼吸运动减弱；肋骨切除较多或骨折、胸壁软化、膈神经损伤、胸腔积液积气、疼痛、敷料包扎过紧均可大大限制呼吸运动幅度。挤压或牵拉肺组织过剧，损伤健康肺组织较多，使肺内分泌物或肿瘤组织进入健侧肺，引起播散或增加阻塞。   在肺切除手术中，为根治或避免手术并发症常需扩大切除范围，致使部分有功能肺组织亦被切除。肺段切除术后VC和MVV分别下降11.2%和11.6%，肺叶切除术后VC和MVV分别下降23.1%和16.8%；并推测全肺切除对术后肺功能损害更大，使VC、MVV和血氧分压进一步降低。肺组织有效容量的减少，在获得代偿前，FVC会下降；因术后伤口疼痛，患者不敢用力呼吸、咳嗽，引起FVC进一步下降。FVC的明显下降、咳嗽乏力和分泌物潴留，可引起肺不张和肺炎等并发症，从而导致通气灌流比值失衡和肺内分流增加，产生低氧血症和组织氧合水平降低。   心脏手术对患者肺功能的影响主要是由于术后疼痛、麻醉、肺及胸廓顺应性减低，其肺功能的改变以限制性通气功能障碍为主。经胸入路施行食管癌手术后，影响了患者肺的膨胀，使胸腔容积下降，术侧膈肌与胸廓完整性被破坏，并损害肋间肌，胸膜粘连等导致了肺的限制性通气障碍。胸腔镜手术的应用是胸心外科90年代的一大进步，用数个小切口连接具有电视影像的内窥镜施行不同的胸腔手术，较传统的开胸手术创伤大为减小，对患者的呼吸生理功能较影响小、出血少、术后疼痛轻、恢复较快，对肺功能的影响相对减少。   某些肺部疾患因手术切除病灶亦可改善肺功能，如肺气肿患者行肺容缩术后胸腔内肺内负压可恢复，且过度伸拉的呼吸肌可恢复原长度，收缩效能增加，通气功能明显改善；又如肺大疱患者切除大疱后减少了对周围组织的压迫，肺叶间挤压得以减轻，肺间质内毛细血管床得到恢复，消除相当一部分病理性死腔,使肺内残余气体减少，从而改善通气和换气功能。支气管扩张、肺脓肿等肺部炎症手术切除病灶后，使受压抑的正常肺组织得到舒缓，减少或解除了病区生理性分流，改善了肺功能。   2.腹部手术对肺功能的影响   上腹部因靠近膈肌，故手术对患者呼吸功能的影响较大，经上腹纵切后，膈肌、胸腹壁肌肉运动受限，切口疼痛，腹带包扎过紧，腹胀等限制腹部运动，使膈肌上升，进而影响胸腔气量。腹部手术后肺功能的改变主要表现为限制性通气障碍，一般最早发生变化的是VC明显下降。Barisione等研究361例上腹部手术患者，发现术后第5天FVC、PEF下降至术前50%，FRC降至术前的70%。Jackson等研究示上腹部手术后VC下降50%-60%，下腹部手术后VC较术前减少25%-30%。   FRC下降亦是腹部手术后特征性的呼吸功能改变之一。Ferguson等研究示上腹部手术后FRC下降幅度约为术前的30%，下腹术后为术前的10-15%。由于手术操作、创伤、局部渗出、出血、炎症等可剌激腹腔脏器表面的传入神经纤维，经中枢神经系统反射地抑制膈神经，造成术后膈肌功能受损，表现为膈肌内在收缩特性的改变和膈神经反射受到抑制。反射性抑制膈神经可使膈肌主动性吸气性收缩障碍，但呼吸肌的被动性出气运动仍然存在，故造成FRC的下降，而腹部术后肠麻痹持续这一影响。故腹部手术操作范围距离膈肌越远，PPC发生率越低。   腹部手术后通气量不足，导致肺内气流量减少，当气道内压力接近肺泡闭合容积时，小气道关闭，肺泡内气体被吸收，肺泡完全萎陷，造成功能性肺组织减少，肺顺应性下降，通气功能紊乱，通气/血流（V/Q）比例失调，出现肺内分流和低氧血症，因而引起术后肺不张、肺炎等PPC。肝脏疾病的病人可同时存在肺功能异常，肝肺综合症病人肺内动静脉分流可引起低氧血症。某些门脉高压病人同时存在肺动脉高压。一般认为上腹部手术后48小时血氧分压（PaO2）下降20%-30%，下腹部手术后下降5%-10%。腹部手术后换气功能改变多继发于术后肺不张、肺炎等肺并发症。   腹腔镜手术创伤小，耗时短，对患者呼吸功能的影响较小，主要为人工气腹造成充气并发症及血CO2吸收后引起腹膜局部或全身酸碱平衡改变。   3、其它影响   麻醉：在手术过程中亚麻醉剂量或镇痛剂量的麻醉对患者无明显通气抑制作用。随着病人意识消失，开始出现呼吸抑制，其程度因药物种类和剂量而不同。麻醉期间，病人全部或部分丧失知觉，肌肉松弛张力低，因体位改变（卧位）限制了胸廓或膈肌活动，并使肺内血容量增加，导致胸廓和肺的顺应性降低，影响术后肺功能。硬膜外神经阻滞虽胸壁止痛效果较满意，但双侧胸脊神经和交感神经节受不同程度的阻滞，病人呼吸肌张力减退，难以维持有效通气量。全麻操作中亦有多个环节影响肺功能，如机械死腔、装置中管道的弹性、气管内插管的内径和气流阻力，以及呼吸道分泌物排出受限等均可使通气功能发生障碍，气体交换异常。在术后早期，可因术前或麻醉时镇静剂、麻醉药剂量过大，继续有抑制呼吸中枢作用，或麻醉后肌松剂残余效应，亦可降低呼吸运动幅度。   疼痛：手术切口疼痛限制患者术后的呼吸运动幅度，怕痛而不敢咳嗽、咯痰，致呼吸道分泌物排出受限等影响术后肺功能的恢复。术后有效的止痛措施能促进患者早期的膈肌运动、咳嗽排痰，减少了肺部感染、肺不张等PPC的发生，增加潮气量达到改善肺功能的作用。   三、肺功能对手术风险的评估作用   1、术前肺功能评估的研究概况   肺功能检测技术用于手术评估已有四十多年历史，虽然在预计手术耐受力及PPC的作用上仍有争议，多数国内外学者认为术前心肺功能检查是可以用来预测PPC和评估患者对手术的耐受力。美国医师大学学报推荐：长期吸烟或呼吸困难的患者行心脏冠脉搭桥或上腹部手术，呼吸困难病因不明或慢性肺疾病患者行脑、颈或下腹部手术，及所有行肺切除手术的患者均应行术前肺功能检测。肺功能测量结果可以作为预测PPC的粗筛，常用的检测方法有肺通气功能、肺弥散功能、肺容量及残气量、运动心肺功能及分侧肺功能等。因为胸腹部外科手术对患者术后肺功能的影响最大，以下所述的手术耐受力评估主要针对胸腹部及耗时长的大型手术操作，对其它手术的术前肺功能评估可适当放宽指针。 FEV1和MVV等肺通气功能是最早应用于手术耐受力评估指标，因其测定较为简便，在我国多数医院普及，是较好的初筛检查。它可反映气道阻塞程度及患者的呼吸储备、呼吸肌肉强度和动力水平，其测量值下降预示术后更易并发肺部感染等并发症。但它仅反映通气功能，敏感性及特异性尚不能满足临床所需。动脉血气分析一直是常规术前评价的一部分，Ninan认为运动时血氧失饱和与PPC的发生率及病死率相关，术前PaO2<50mmHg或PaCO2>45mmHg者增加了PPC的发生，但单一测量值不能否定手术。术前肺弥散功能能反映患者可利用的肺泡膜面积、厚度及肺毛细血管容积，其测量值明显下降者术后发生呼吸衰竭的危险性增加，但它对术后远期生存率的影响尚有争议。Markos认为当DLCO%<40%预计值时，需谨慎估计手术的危险性，包括作动脉血气分析、心肺运动试验及同位素肺扫描等来进一步评价手术的风险。   脉冲震荡法测定呼吸阻抗是近年来用于临床肺功能检测的新技术，通过呼吸总阻抗及其组成部分(粘性、弹性和惯性阻力)的特征性改变反映病人平静呼吸时肺通气功能的改变，尤其适用于年老或无法配合用力肺功能测定患者的术前评估。李琦等报道呼吸阻抗增加与术后呼衰的发生率密切相关，并指出在全肺切除者，Fres>15Ｈｚ和R20>150%与术后呼衰发生的相关程度接近于FEV1%<60%。而在肺叶切除者，R20>140%与术后呼衰的发生密切相关。   术后残余肺的功能直接关系到患者是否会发生PPC，故测量将被切除肺组织相对于全肺的功能很重要。对于肺组织的切除，分侧肺功能测定可了解左、右肺叶的肺功能状态。早期作气管插管分侧堵塞左右主支气管分别进行测定，因具有侵入性，且不能进一步明确各肺叶、肺段的肺功能状态，因此临床应用极为有限。放射性核素肺扫描显像的应用较好地解决了这问题，通过吸入放射性核素在肺内的分布反映各肺野（肺叶、肺段）的通气情况（肺通气显影）；或通过注射可经肺呼出的核素显影肺组织的血流灌注分布，代表了肺各区域的肺血管床数量（肺灌注显影），预测术后肺功能计算公式为：FEV1-ppo=术前FEV1×术后Q%（Q为切除后余肺占全部肺通气/灌注分布的比例）。因能反映全肺、指定肺叶或肺段肺的形态及功能改变，准确预计肺切除术对肺功能的影响，起到预测术后剩余肺功能和PPC的作用，并具有创伤性小、安全、方便的特点。已逐步代替了其它有创性的分侧肺功能试验，但由于费用昂贵，难以在国内普及，在不能开展该项检查的基层医院，可以用术后肺功能的数学预计公式：术后肺功能（-ppo）=术前肺功能×[1-（S×5.26）/100]，其中S为所切除肺的段数。（正常肺具有19个肺段，左和右下叶各有5个肺段，左上叶4个肺段，右上叶3个肺段，右中叶2个肺段，每个肺段约占全肺肺功能的5.26%。）   最早应用于临床的运动试验是登楼试验及定时行走距离试验，国外有研究表明6分钟步行距离大于1000步者可耐受胸部手术；Pate等认为一口气能登上3楼（约11米）者可行肺叶切除术，上5楼（约18.4米）者可行全肺切除术。用此试验预测手术安全性方法简便、无须特殊设备，但标准难统一，受主观影响大。近年来国外比较推崇运动心肺功能试验(CPX)。随着运动负荷的增加，受试者的通气量、摄氧量（耗氧量）、二氧化碳产生量、脉率及心搏出量都相应增加，即增加整个心肺系统及氧运送系统的负荷，在某种程度上与肺切除手术对患者施加的负荷相似，故能比较全面地判断患者对手术的耐受力。   2、术前评估常用的肺功能指标   Miller提出能耐受手术的最低标准：①一侧全肺切除：FEV1>2L，FEF25~75%>1.6L/s，②肺叶切除：FEV1>1L，FEF25~75%>0.6L/s，③肺段切除与肺楔形切除：FEV1>0.6L，FEF25~75%>0.6L/s。早期的研究资料示患者肺通气功能达到FEV1>1.6L，或预计术后（-ppo）FEV1>1L才能考虑手术治疗方案。   因为不同年龄、性别、身高、体重患者肺功能正常值有所不同，故用实测肺功能值占预计值百分比来评估更客观。术前FVC>80%预计值，MVV>65%预计值，可以行全肺切除手术；术前FVC>50%预计值，MVV>40%预计值，可以行肺叶切除手术。手术耐受力的最低标准为：FEV1>40%预计值且FEV1/FVC>50%，或MVV>50%预计值，或DLCO>50%预计值，或RV/TLC<40%。   Markos等结合核素肺通气-灌注扫描与肺功能来评估手术的研究示：术前预计术后FEV1-ppo>40%预计值近期术后死亡率为0，而FEV1-ppo<40%预计值的患者近期术后死亡率为50%。Bolliger等[22]提出术前预计术后FEV1-ppo或DLCO-ppo都<40%预计值时手术危险性较大，而FEV1-ppo<30%预计值或FEV1-ppo及DLCO-ppo都<35%预计值应禁忌任何手术治疗。   目前认为VO2max<10ml/kg/min或VO2max<35%预计值为手术禁忌；VO2max<15ml/kg/min或VO2max<40%预计值术后发生PPC的危险性较大；VO2max>20ml/kg/min或VO2max>75%预计值手术危险性很小。Chris等[23]认为术前预计术后的运动心肺功能指标（VO2max-ppo）是最有效的PPC预测指标，并提出患者VO2max-ppo<10ml/kg/min术后死亡率是100%。   尽管运动试验和分侧肺功能研究日益受重视，但目前仍没有一项单一肺功能指标可准确判断患者能否耐受手术。Melendz[24]提出了呼吸系统并发症预测系数（PRQ=FEV1ppo%×DLCO-ppo%2/A-aPO2（其中A-aPO2是指肺泡气—动脉血氧分压差）），认为PRQ<2200术后发生PPC的危险性较大。Wyser等[7]提出术前肺功能综合评价方案，如图1所示，根据临床病史，心肺基础功能正常，如肺通气、换气功能正常者，可行包括全肺切除在内的任何手术；若异常者，加做运动心肺功能判断手术耐受力，若仍低于最低标准，应进一步行分侧肺功能检测。   3、展望   术前肺功能检查对 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 手术方式、手术切除范围、麻醉措施，提高术后生存质量及减少PPC和死亡率均有不可替代的重要作用，是判断手术可行性和决定手术范围的主要依据，应注意不能仅凭其单一结果决定是否手术。尤其在老年患者，任何单一的肺功能测定值均不能成为能否进行手术的绝对可靠的评判指标。为此，应对病情作出综合判断，尤其应重视患者的体力活动耐受情况，必要时联合心肺运动试验等肺功能检测指标进行综合评估。选取灵敏度及特异度都高的肺功能检测指标进行综合评估，建立简易及精确的肺功能预测方程以纠正国内外术前肺功能预测指标使用意见的不统一，将有利于国内外医学界胸、腹部外科手术的进一步发展，也是临床呼吸内外科今后工作的重点内容之一。