全麻诱导期氧浓度对儿童肺不张形成的影响：一项前瞻性随机对照试验

2021-10-31 21:18 古麻今醉

传统上常使用纯氧进行麻醉诱导，从而有足够的时间来耐受呼吸暂停。但有几项研究报道，在麻醉诱导和维持期间使用纯氧可能会加重肺不张的形成，其发生率从68%到100%不等。

上海市儿童医院

引言

传统上常使用纯氧进行麻醉诱导，从而有足够的时间来耐受呼吸暂停。但有几项研究报道，在麻醉诱导和维持期间使用纯氧可能会加重肺不张的形成，其发生率从68%到100%不等。吸入纯氧后，肺泡中的氮气被氧气取代，而氧气更易溶于血液、快速扩散到肺血管中。这可能导致肺泡中没有足够的气体来维持肺泡开放，从而导致肺萎陷，即吸收性肺不张。在麻醉期间和麻醉后，肺不张可引起低氧血症。尤其高危儿童接受复杂手术时，肺不张可能增加呼吸机造成的肺损伤的风险，并可能与术后肺部并发症相关。

在成人中，诱导时使用低氧浓度可减少肺不张的形成而不增加低氧血症的发生率。较低的吸入氧浓度可能会减少患者呼吸暂停而氧合维持正常的时间。此外，由于儿童代谢率高、气道狭窄、功能残气量较低的特点，在麻醉诱导过程中更易出现缺氧，这对于合并气道或肺部疾病的患儿来说都是非常重要的。因此，医生必须谨慎选择小儿麻醉诱导时的吸入氧浓度，同时考虑呼吸暂停可能导致肺不张和动脉氧合下降的情况。

很少有人研究过麻醉诱导时氧浓度对小儿肺不张形成的影响。肺不张很容易通过CT和MRI诊断。但CT有辐射伤害，MRI不能作为床边工具使用。最近，Acosta等报道经胸肺超声可作为一种准确、安全、简单的诊断儿童麻醉诱导相关肺不张的床边检查方法。2021年《Pediatr Anaesth》发表了题为“The effect of oxygen concentration on atelectasis formation duringinduction of general anesthesia in children: A prospective randomized controlledtrial”的文章，作者Hyun Il Kim等人使用肺超声对比研究了在麻醉诱导期间接受不同氧浓度的儿童肺不张的形成情况。

研究方法

于2015年2月16日至2016年1月1日共纳入54名患儿，年龄在1个月至7岁，拟择期行下腹部手术，ASA分级 I或II级。排除心、肺、胸膜疾病、胸壁疾病、困难气道患儿。患者被随机分为三组：100%、80%、60%氧浓度组。

麻醉与监测

所有患儿均无术前用药。入手术室后常规监测无创血压、心电图和脉搏氧饱和度。采用面罩通气吸入诱导麻醉，并根据分组情况给予七氟醚混合100%、80%、或60%氧浓度通气。实施麻醉诱导的麻醉医生知晓吸入的氧浓度。随后，当患儿意识消失、自主呼吸变弱或消失时，给予罗库溴铵0.6 mg/kg和芬太尼1.5mg/kg。三分钟后，置入带囊气管插管。确认插管成功后，采用8ml kg/kg潮气量的容积控制模式进行机械通气。调整呼吸频率以维持呼气末CO ₂ 35-40mmHg。麻醉维持在七氟醚0.8-1.0 MAC和50%氧浓度。如果面罩通气失败，手控通气不能达到6ml/kg的潮气量，或在麻醉诱导期间出血低氧饱和度(SpO 2 < 95%)，则排除该患儿。记录麻醉恢复室至出院期间的并发症，如低氧血症(呼吸空气时SpO 2 < 95%)、发热(>38.3°C)和肺炎。

肺超声检查

每个患儿均进行2次肺超声检查：麻醉诱导后（第一次给氧后15分钟）和手术结束时。病人在进行肺超声检查时均为50%氧浓度。肺超声由一名不知道分组情况麻醉医生完成。肺超声和肺不张的诊断与先前的研究方法相同。胸部共分成12个区域，如果发现胸膜下实变、支气管充气征、B线、脉搏征象、A线缺失或肺滑动征，则诊断该区域为肺不张。如果患儿有一个以上的肺不张区域，则诊断为麻醉相关的肺不张。

统计分析

使用SPSS 25.0进行统计学分析。主要结果是麻醉诱导后和手术结束时肺超声检查发现肺不张区域个数。在初步研究中肺超声检查出100%、80%和60%氧浓度诱导后肺不张区域的平均数量分别为3.9、2.6和2.3，计算出每组需16名受试者。假设为脱落率为10%，我们每组需18名受试者，共54人。采用单因素方差分析比较患儿特征，使用Kruskal- Wallis非参数单因素方差分析比较三组间肺不张区域的数量。p<0.05认为有统计学意义。

结果

54例接受腹股沟疝成形术、睾丸固定术和鞘膜积液切除术的患儿被随机分为三组。60%组和100%氧浓度组各有1例患儿因麻醉诱导时面罩通气不足或氧饱和度下降而被排除。所有气管插管均一次成功。最后，共有52名儿童被纳入研究，并进行肺超声检查。三组在一般资料和围手术期资料具有可比性。除60%氧浓度组麻醉诱导后1例，60%、80%氧浓度组术后各1例外，其余患儿均发现1个以上的肺不张区域。麻醉诱导后肺不张区域数量明显增加，三组之间存在差异， 60%与100%氧浓度组之间存在差异。然而在手术结束时，三组肺不张区域的数量没有差异。相对常见的肺超声表现为胸膜旁实变、A线缺失和B线。肺不张常见于背部。

讨论：

在本研究中，我们使用肺超声来评估麻醉诱导期间氧浓度对儿童肺不张形成的影响。麻醉诱导后，不同氧浓度的肺不张区数有显著性差异。吸入60%氧浓度的患儿肺不张区域数量明显少于吸入纯氧的患儿；吸入80%氧浓度与吸入纯氧的患儿之间没有显著差异。而这些差异在手术结束时均已消失。

低氧浓度已被证明在成人和儿童中均可以预防麻醉诱导的肺不张的形成。呼吸暂停经常发生在在麻醉诱导建立气道的过程中。如果面罩通气、气管插管或声门上通气困难，则呼吸暂停的持续时间会延长。因此经常吸入高浓度的氧气，以减少因呼吸暂停延长造成的低氧血症。因此，选择麻醉诱导过程中的合适氧浓度对麻醉医生来说是一项挑战，特别是当预计到困难气道时。然而，短时间暴露于高浓度氧气会在何种程度上导致肺不张还未被证实。麻醉诱导时氧浓度对肺不张的影响有待于临床研究。据我们所知，本研究首次使用肺超声研究了诱导时氧浓度对肺不张形成的影响，排除了其他可能影响肺不张形成的因素，如手法复张、PEEP等。

根据本研究的结果，在儿童麻醉诱导过程中，低氧浓度可能更好地减少肺不张的形成。在本研究中，气管插管前分别给60%、80%、100%氧浓度，机械通气开始后将氧浓度设置为50%。即使在麻醉诱导期间暴露于高浓度氧的时间相对较短，但建议使用较低浓度的氧以防止肺不张的形成。在以前对成人患者进行的一项研究中，与纯氧相比，使用80%的氧浓度足以减少麻醉诱导期间肺不张的形成。而在我们的研究中，使用80%的氧气并不能减少肺不张的发生，相较于纯氧，60%的氧浓度可以减少肺不张的形成。

综上所述，本研究结果的临床意义如下。虽然在麻醉诱导过程中经常使用高浓度的氧来防止缺氧，但高浓度的氧会增加麻醉诱导后立即发生的肺不张，从而对麻醉诱导后的氧合能力产生不利影响。因此，在儿童麻醉诱导过程中，在确保气道安全方面没有问题的情况下，最好使用较低浓度的氧气。另外根据我们的发现，在儿童中，用80%的氧气代替100%的氧气不足以防止肺不张的形成，应该用60%的氧气来防止肺不张。

在手术结束时各组间肺不张区域的数量在变得相似。这意味着在麻醉诱导过程中低氧浓度对肺不张形成的有利影响可能不会持续到手术结束。但是，肺不张是否发生也会受到与通气相关的各种因素的影响。在本研究中，使用了8ml/kg的潮气量，并且没有使用PEEP。气道压力和呼气末CO 2 分别维持在15-17cmH 2 O和35-40mmHg，手术时间为50 - 60分钟。这些研究结果需谨慎应用于不同类型的机械通气。

当选择诱导期间的氧浓度时，麻醉医生必须考虑几个因素，如患儿的肺部情况、循环系统或气道解剖，以防止诱导后的不良事件。特别是如果麻醉医生计划使用相对较低的氧浓度来防止肺不张的形成，必须考虑到在气管插管过程中，呼吸暂停患者进行预充氧后，氧饱和度开始下降的时间。根据以往的研究，给纯氧时婴儿的下降(SpO2从100%下降到90%)时间约为97 s, 2-5岁患者约为160 s。目前还没有关于给患儿纯氧以外的不同浓度的氧气时，氧饱和度下降程度的研究。在气道解剖正常的儿科患者中，由于麻醉诱导建立气道的过程相对简单，因此氧饱和度降低的时间并不重要。然而在有困难气道或肺部疾病的儿童中，必须慎重地决定氧浓度，并考虑患者低氧血症的风险。我们认为本研究的结果和先前的研究结果将对决策有帮助。

本研究中最常见的肺超声发现是胸膜下实变，而肺滑动征消失和搏动征出现相对少见。这些发现与以前的研究结果一致，肺滑动消失和脉搏征象出现时多为较大的胸膜下实变，提示肺不张较严重。这可能是为什么在我们的研究中，与胸膜下实变相比这两个征象更少出现的原因。

与之前的研究结果一致，肺不张多见于两肺背段。根据呼吸生理学，重力依赖的肺部通气灌注比低，容易形成肺不张。高氧浓度的应用引起吸收性肺不张的发生，加速肺不张形成。这可能解释了以往研究和我们的研究结果中主要发生在肺后段的不对称肺不张形成的原因。

这项研究有五个关键的局限性。首先，只纳入气道结构正常且ASA I级或II级的儿童。因此，将本研究结果应用于其他患儿时必须谨慎。其次，我们的研究缺乏麻醉诱导前的肺超声图像。根据纳入和排除标准，认为入组患者的肺是正常的。第三，我们无法评估在肺超声检查中是否存在操作的差异。因为在本研究中，同一麻醉医生进行了所有的肺超声检查。但由于本研究中的肺超声检查相对简单，因此检查结果是较为准确的。第四，由于本研究的设计，实施麻醉诱导的麻醉医生对分组情况知情。由于麻醉诱导过程中的操作可能影响肺不张的形成，麻醉施行者知情可能会影响我们的研究结果。最后，在首次给氧15min后进行麻醉诱导后的肺超声检查。理想情况下根据本研究的目标，肺超声检查应在诱导后立即进行。然而由于麻醉诱导所需时间不同，我们固定在15分钟以保持吸氧时间一致，这可能是一个混杂变量。相反，这样做会导致患者接受50%的氧气持续时间不同，这可能会影响本研究的结果。

结论

使用较低的氧浓度麻醉诱导，可以减少儿童麻醉诱导后即刻形成的肺不张。另外，用80%的氧浓度代替100%的氧浓度不足以防止肺不张的形成，应使用60%氧浓度来减少肺不张。但这些效果不会持续到手术结束。

小爱说：

传统麻醉诱导观点是“去氮给氧”，增加氧储备，以耐受插管操作过程中呼吸暂停造成的缺氧。但随着设备、技术的进步，在可视喉镜等气道工具的帮助下，困难插管相对减少，气管插管操作耗时越来越短。多项研究表明，围术期吸入高浓度的氧气更易造成肺不张。因此麻醉医生应当更新观点，适当降低吸入氧气浓度，以减少肺不张的发生。但绝大多数肺不张在手术结束时通过手法复张，甚至患儿哭闹、咳嗽均可实现肺复张。对于预计可能的困难气道、肺部疾病等病人时，仍建议使用较高的氧浓度，以减少低氧血症的发生，确保病人安全。因此麻醉医生应根据患儿的实际情况，谨慎的选择吸入氧浓度，实施肺保护性通气策略，减少肺不张等并发症的发生，确保病人安全平稳的度过围术期。

编译：邹天笑

审校：章赛吉

参考文献：

Kim HI, Min JY, Lee JR, Kwan Woong C, Cho MR, Byon HJ.The effect of oxygen concentration on atelectasis formation during induction ofgeneral anesthesia in children: A prospective randomized controlled trial.Paediatr Anaesth. 2021 Oct 6.