长时间深度镇静期间经鼻高流量吸氧对术后肺不张的影响:一项随机对照试验研究

2021
01/31

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古麻今醉
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肺不张常见于全身麻醉或深度镇静患者,而研究表明可以通过正压通气缓解。在手术室外,需要深度镇静下完成的临床操作,随着操作时间延长,患者较难通过非侵入性气道装置获得持续正压通气,进而导致术后肺不张风险增加。   
经鼻高流量吸氧(HFNO)系统能够输送加热加湿的氧气,并以高达60L/min的气流量产生气道正压,现已被广泛应用于接受手术镇静的患者。胸部CT成像作为精确评估肺不张情况的检查,在接受手术镇静的患者中并不易获得,因此目前HFNO在改善肺不张方面的作用仍尚未明确。  
CT引导的肝肿瘤射频消融术是一个漫长而痛苦的手术操作,通常需要对患者实施深度镇静,因而此类患者可能会出现明显的术后肺不张。同时,该手术操作过程中能够对患者进行胸部CT扫描,便于精确评估术后肺不张。2020年European Journal of Anaesthesiology发表了题为《Effects of high-flow nasal oxygen during prolonged deep sedation on postprocedural atelectasis》的一项随机对照试验,旨在探讨HFNO能否改善术后肺不张,同时比较HFNO与传统面罩吸氧分别对接受CT引导的肝肿瘤射频消融术患者预后的影响。  

目的  

研究经鼻高流量吸氧(HFNO)能否改善术后肺不张,并比较了HFNO和面罩吸氧对接受CT引导下肝肿瘤射频消融术患者的预后影响。

方法  
这是一项单盲单中心前瞻性研究,该研究获得了国立台湾大学医院伦理委员会批准(201611036RINC),并进行了临床试验注册登记(NCT03019354)。获得了所有患者的知情同意书。
患者
纳入标准:年龄超过20岁,在深度镇静下行CT引导的肝脏肿瘤射频消融术。
排除标准:活动性感染(定义为白细胞计数高于10×109或体温超过38.3℃);肾功能异常(定义为肾小球滤过率低于60ml/min 1.73米-2);心功能异常,如美国纽约心脏病协会功能分级Ⅱ级以上的心力衰竭;慢性阻塞性肺疾病或限制性肺疾病。
随机化和镇静方案
根据计算机生成简单随机化列表,以1:1的比例顺序编码,序号放入密封的、不透明信封中。手术前即刻由麻醉医生随机打开一个信封,并将患者分组,介入手术由一名不知道分组情况的研究者实施,在深度镇静期间,随机对患者进行HFNO(通过OptiflowTM系统)或面罩吸氧。
在作者所在机构中,清醒患者的最大耐受吸入氧流量为10-20L/min。因此,本研究设定HFNO组镇静前吸入氧流量为10L/min,实施镇静即刻将氧流量调整为50L/min并维持。相对的,面罩组则持续给予吸入氧流量为10L/min。患者手术期间的镇静方案为丙泊酚靶控输注(Schnider模型,目标浓度2.5至3.5ug/ml)复合间断静脉注射芬太尼(0.5至1.0ug/kg)。由麻醉医生决定是否放置鼻咽通气道以防气道梗阻。血氧饱和度降低定义为SPO2<94%。若手术期间血氧饱和度降低(SPO2<94%)持续超过5分钟,则采用声门上气道装置或气管插管等气道管理措施来支持通气。
计算机断层扫描和手术操作
在镇静前未进行基线CT扫描,以避免额外的辐射暴露。分别在实施镇静即刻和完成CT引导的肝肿瘤射频消融术即刻,进行胸腹部CT扫描。胸部CT扫描用于评估肺不张情况。
在右膈穹窿上方5-10mm区域行CT横断面扫描用于计算肺不张面积。通过PACS系统(IMPAX 6.5; Agfa HealthCare Corp., Greenville, South Carolina, USA)对感兴趣区域进行计算。手工描记肺的总区域并测量作为胸内面积,将肺血管排除在测量之外。肺不张定义为衰减值在-100和+100 Hounsfield单位之间的区域,并用该区域与基础切面中肺总面积的百分比表示。
由同一位放射科医生对所有患者实施CT引导的经皮射频消融术。采用功率200W的单个射频消融电极进行射频消融。每次调整电极后,均获取最小扫描范围的低剂量CT扫描。消融完成后,将患者转移到CT室外面的麻醉复苏室(PACU),平均转运时间为5到10分钟。转运至PACU时,每位患者接受常规鼻导管吸氧,流量为3-5L/min。当患者清醒时,停止鼻导管吸氧。若患者吸入室内空气时血氧气饱和度低于94%,则继续提供鼻导管吸氧(3-5L/min)。清醒患者在PACU观察1小时,如果他们的改良Aldrete评分达到9至10分,则允许离开。如果患者吸入室内空气时血氧饱和度低于94%,则在转运至普通病房途中继续给予鼻导管吸氧。
统计分析
主要结果是完成肝肿瘤射频消融后的肺不张面积,次要结果是术后氧合情况,PACU供氧情况,PACU停留时间,住院时间和术后发热情况。根据作者初步研究结果,深度镇静下行CT引导肝肿瘤射频消融治疗的患者肺不张增加10±5%。因此,每组需要26例患者的样本量以检测4%肺不张的提高(镇静引起的肺不张提高40%),α误差为0.05,检验效能为80%。所以,每个试验组纳入了30名患者。
Fisher精确检验用于分析分类变量。t检验和Mann-Whitney U检验分别用于分析参数和非参数变量。数据用均数±标准差或中位数(四分位数间距)表示,P小于0.05被认为具有统计学意义,使用MedCalc软件(MedCalc Inc., Mariakerke, Belgium)进行统计分析。
结果  

从2017年二月到2019年七月,共纳入了60例患者,其中HFNO组1例患者因被放射科医师取消了射频消融手术而被排除在外,最终有59例纳入分析(HFNO组29例,面罩组30例,图1)。

表1是基线特征概要。

表2是操作数据。患者接受镇静时间的中位数大约是90min。比较两组的基础特征和操作资料,包括心率(HR)、血压(BP)、和血氧饱和度(表2),差异无统计学意义。术中没有患者出现血氧饱和度降低以及接受额外的气道支持。

患者术后肺不张范围是2.1至25.2%。与面罩组相比,HFNO组术后肺不张明显减少(HFNO组7.4(3.9-11.4%),面罩组10.5(7.2 to 14.6%),P=0.0313,图2 and 3)。

表3比较了两组患者到达PACU时的心率、血压、吸入室内空气的血氧饱和度以及PACU停留时间,无显著差异。在PACU期间没有患者因血流动力学不稳定而接受其他治疗的情况。比较术后两组患者到达PACU时的血氧饱和度(代表转运期间的氧合情况)无显著差异(HFNO组99%(97-100%),面罩组98%(97-99%);P=0.0878,表3)。HFNO组有7例患者(24.1%),面罩组有15例患者(50.0%)出现血氧饱和度低于94%,在PACU期间和转运回病房时均需要吸氧支持,但两组无显著差异(P=0.0596;表3)。住院期间,有两名患者(每组一名)出现右侧胸腔积液,没有观察到其他肺部并发症如肺炎、呼吸窘迫。

讨论

该试验是第一个基于肺部CT图像的研究,旨在确定HFNO对麻醉引起肺不张的影响。这项研究结果表明应用HFNO能够改善接受手术室外侵入性操作患者在深度镇静持续时间长达90分钟时肺不张的形成。

在肝肿瘤射频消融术中,接受长时间深度镇静的患者可能出现肺压缩、气体再吸收以及通气不足三种发病机制引起的肺不张。首先,由于手术部位靠近膈膜,操作过程伴随局部高热,可导致压缩性肺不张加剧;其次,高浓度吸氧可引起气体再吸收性肺不张,特别对于接受HFNO的患者;最后,接受深度镇静的患者更容易出现通气不足,呼气末肺容量减少,进而导致肺不张。Choe等学者研究指出大约20%的患者在接受深度镇静下消化道肿瘤内镜切除术后发生肺不张。但本项研究中肺不张发生率更高。作者解释出现这种差异可能有以下两个原因:首先,本研究中,镇静时间延长了约35分钟;其次,Choe研究中使用了胸部X线评估肺不张,而本研究中使用的胸部CT评估术后肺不张具有更高灵敏度和特异性。

镇静引起的肺不张也是放射科医生关注的问题,由于其损害了肺部病变影像诊断质量。Margolis等学者在一项病例报道中指出,9例神经母细胞瘤患儿在行丙泊酚镇静下胸部CT扫描时,使用Jackson Rees回路的正压通气能够消除镇静引起的肺不张,他们的研究结果表明,短时间镇静引起的肺不张可通过使用气道正压得以纠正。本研究中,作者发现HFNO可以改善成年患者长时间镇静后肺不张。作者认为产生这种结果的主要机制可能是由于HFNO能够为自主呼吸患者提供气道正压,尤其是维持患者呼气末压力。同时HFNO的气体加湿和加热功能,可以改善粘膜纤毛功能,促进分泌物清除,最大程度地降低气道阻塞从而减少肺不张的形成。然而,HFNO并不能完全消除深度镇静引起的肺不张,这可能与HFNO输送了更高浓度氧气,加剧了肺泡气体的再吸收有关。另外,HFNO降低了镇静患者的呼吸频率,这也可能会加重镇静引起的通气不足,增加肺不张。

目前HFNO已经被应用于操作时间约20分钟的临床检查中,尤其是存在气道管理困难的操作如上消化道内镜检查和支气管镜检查。Lin等学者在一项纳入1994例患者的大规模的随机对照试验研究中指出,HFNO可以预防接受丙泊酚镇静患者胃镜检查过程中缺氧和严重缺氧的发生。此外,Schumann等学者也发现,在镇静期间使用HFNO降低了接受内镜逆行胰胆管造影和内镜超声检查患者对全身麻醉的需求。这些结果可能是由于HFNO能够延长氧合作用。然而,Douglas等学者的一项随机对照试验研究发现,在支气管内超声(EBUS)检查过程中,尽管应用HFNO与面罩吸氧相比能够使患者维持更高的SpO2,但其在预防患者血氧饱和度降低(SpO2 <90%)方面并无显著作用。在诸如EBUS的操作中,气道管理可能非常困难,仅依靠HFNO似乎不足以产生对血氧饱和度降低的实质性预防作用。作者还观察到,尽管HFNO组患者在离开PACU之前较少需要额外的鼻导管吸氧,但HFNO并不能完全避免长时间深度镇静患者使用额外的吸氧支持。由于本研究旨在通过影像学证据阐明HFNO能够改善手术后肺不张,因此排除了手术前可能合并肺不张的呼吸道疾病如阻塞性或限制性肺部疾病的患者。所以,该研究的结果不足以证明两组患者肺部临床预后存在显着差异。

本研究还有其他局限性。首先,作者根据以往的研究选择最常用的HFNO流量为50L/min,理论上最大流量为60L/min仅可提供最多0.8cmH2O的肺泡扩张压力,这可能不足以进一步防止肺不张。其次,闭口呼吸时,HFNO提供的气道压力更高,尽管对每个患者都进行了仔细检查,但仍有一些患者在镇静状态下会张口呼吸,特别是在CT扫描期间,患者独自在扫描室时,可能就无法维持HFNO产生的正压。

总之,该研究结果表明,与传统的面罩吸氧相比,长时间深度镇静期间,应用HFNO可以改善接受CT引导的肝肿瘤射频消融术患者的肺不张

头头是道的点评

肺不张是是指一个或多个肺段或肺叶的容量或含气量减少。肺不张是全身麻醉或深度镇静后的一种比较常见的并发症,表现为支气管被堵塞,使肺组织含气量过少,肺泡不能完全张开。如不及时处理可引起严重的肺部并发症,如肺部感染、胸腔积液、呼吸衰竭等。其病因可能为全麻后咳嗽反射及纤毛运动受到抑制,分泌物不能及时排出而堵塞支气管导致肺不张;或者呼吸量减少;或者其他肺部疾病如慢性肺炎等。小范围的肺不张可能无症状或症状轻微,严重时出现胸闷、呼吸不畅,继而可出现烦躁不安、呼吸急促、脉搏加快等表现,甚至出现紫绀等缺氧表现。临床上全身麻醉、手术时间较长、年老或身体衰弱及长期吸烟或有呼吸道慢性疾病者都是发生肺不张的高危人群,特别是对复合多种因素的患者,手术结束时可手法复张或术中机控呼吸时给予呼气末正压(PEEP),维持一定的肺泡张力,防治肺不张的发生。但对于镇静患者,由于患者保留有自主呼吸及一定的意识,此时行正压通气多不能配合,因此如何针对此类患者预防术后肺不张就显得尤为重要。这项临床试验是很好的尝试,通过高流量吸氧形成一定的气道正压,理论上可以减少肺不张的发生率,而该试验的结果也显示高流量鼻吸氧较普通面罩吸氧显著减少肺不张的发生率。虽然该试验的人群是肝癌射频消融患者,但此项措施可适当推广到其他人群行深度镇静治疗时。但同时也不能忽视该试验的一些不足或局限性,详情参见该文讨论部分,这里不再赘述。同时高流量纯氧吸入对于婴幼儿等可能发生氧中毒的人群的适用性存疑,另外,正如该文所述,即使流量达到60L/min,所形成的压力也只有0.8 cmH2O的肺泡扩张压力,这可能不足以进一步防止肺不张,因此还需要研究探索更好的预防肺不张的措施。

翻译:段晓雯

审校、点评:蒋珏


  

本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
射频消融术,肺不张,饱和度,吸氧,气道,血氧

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