柴 旋，王忠慧，汪亚宏，刘光顺，吕振超，邵世豪
（云南省肿瘤医院/昆明医科大学第三附属医院麻醉手术科，云南 昆明 650118）
随着低剂量计算机断层扫描（lower dose helical computed tomography，LDCT）广泛应用于肺癌的筛查，早期肺癌的检出率明显提高。而对于相对早期的肺癌，外科治疗提供了良好的结果。肺段切除作为精准外科手术的代表术式，可在最大限度切除病灶的同时尽可能保留健康肺组织。段间平面的辨认是肺段切除术的关键之一，也是困难环节。良好的段间平面呈现可以为精确肺段段间裁剪提供指引[1]。改良膨胀-萎陷法由于其简单易行且安全有效等独特优势广泛应用于临床[2]。但由于该方法段间平面显示慢，不仅延长了外科医生等待时间，增加了单肺通气时间，还增加了患者围术期通气血流比值失调风险及其所导致的系列并发症[3]。因此，缩短段间平面显示时间对于优化胸腔镜肺段切除术具有重要临床意义。本研究旨在观察不同流量窒息氧合技术对段间平面显示速率、术中氧代谢指标及HIF-1α 的影响，为缩短理想段间平面出现时间提供新的方法，同时为该技术合理安全应用于临床提供证据。
1.1 研究对象
本研究为前瞻性随机双盲对照研究，已取得昆明医科大学第三附属医院伦理委员会批准（伦理审查编号：KYLX2022014），每位患者在随机分组前签署书面知情同意书。选择2021 年12 月至2022 年12 月择期拟行胸腔镜肺段切除术患者75 例。其中男性25 例，女性50 例，ASA I～II级；
NYHA 评分I 级；
年龄22～65 岁，BMI 16.89～27.05 kg/m2。采用随机数字表法按1∶1∶1 比例随机分成3 组：单肺机械通气组（C 组）、经双腔气管导管通气侧给氧3 L/min 行窒息氧合组（T1组）、经双腔气管导管通气侧给氧7 L/min 行窒息氧合组（T2组）。
1.2 纳入及排除标准
纳入标准：（1）ASAI～II 级；
（2）符合美国国立综合癌症网络（NCCN）指南肺段手术适应症[4]；
（3）年龄18～65 岁；
（4）术前肺功能及动脉血气正常的患者。
排除标准：（1）术中段间平面显示不清晰的患者；
（2）术前中重度贫血（Hb <90 g/L）；
（3）术中因失血量多予输血治疗者；
（4）术前甲状腺功能异常的患者；
（5）单肺通气期间SpO2<90%；
（6）段间平面未显示而SpO2<95%；
（7）患者拒绝或不愿意纳入研究。
1.3 研究方法
1.3.1 麻醉方法所有患者禁饮4 h、禁食8 h，入室后行心电监测，局麻下行右侧颈内静脉穿刺置管术、健侧桡动脉穿刺置管术并连接FloTrac/Vigileo 系统HR、MAP、SPO2、CO、CI、SV 等指标监测。为避免信息偏倚，连接FloTrac/Vigileo后，将仪器屏幕遮挡，由麻醉护士定时记录上述监测指标。3 组患者均使用相同麻醉药物及方法，麻醉诱导后行健侧双腔支气管插管，插管及改变体位后均使用小儿纤维支气管镜定位。麻醉后机械通气参数设置：FiO2=1.0，采用容量控制模式，双肺通气时潮气量为6～8 mL/kg、吸呼比为1∶1.5；
单肺通气时潮气量为4～6 mL/kg，呼吸频率则依据PETCO2进行调整。3 组患者术中均采用目标导向性液体治疗作为液体管理策略，即以FloTrac/Vigileo 系统监测为基础，以目标SVV 值8%～10%，CI >2.5 L/（min·m2）为导向进行液体管理，术中维持血压波动于±20%内。
1.3.2 窒息氧合技术方法介绍C 组：外科医生分离切断靶段支气管、动脉和靶段内静脉后，充分吸痰随即予恢复双肺通气，纯氧膨肺，手动控制气道压维持在（15～20）cmH2O 至术侧肺完全膨胀，随后继续予夹闭患侧气管支行健侧单肺机械通气，见图1。
图1 术中单肺机械通气组（C 组）示意图Fig.1 Schematic diagram of the single lung mechanical ventilation group（group C）during operation
T1组：分离切断靶支气管至术侧肺完全膨胀的操作同C 组，随后夹闭患侧气管支，蓝色套囊充气（1～2）mL，将麻醉机呼吸模式转至手控模式，限压阀（APL 阀）完全打开，将通气导管（吸引管与吸痰管连接并封闭负压口形成）一侧连接麻醉机供氧端口，另一侧置入健侧支气管导管内，小儿纤支镜定位通气导管尖端位于隆突上2 cm 后，将新鲜气体流量调至3 L/min 予气管导管内持续给氧（见图2）。若窒息氧合时间 >20 min 段间平面仍未清晰显示，则予复查动脉血气分析，若PaCO2≥70 mmHg 或pH≤7.15，予恢复单肺机械通气，若PaCO2<70 mmHg，则继续予气管内持续供氧直至达观察终点。
图2 术中窒息氧合组（T1、T2 组）示意图Fig.2 Schematic diagram of intraoperative asphyxia oxygenation group（T1 and T2 groups）
T2组：基本操作同T1组，仅把新鲜气体流量调整为7 L/min。
观察终点：（1）SpO2降至95%；
（2）PaO2≤80 mmHg；
（3）pH≤7.15；
（4）动脉血气分析PaCO2≥70 mmHg；
（5）中心静脉血氧饱和度ScvO2≤70%；
（6）血流动力学不稳定或严重心律失常；
（7）窒息氧合时间达20 min；
（8）段间平面出现。
1.3.3 段间平面显示判定方法为了评估边界清晰度的分布，笔者将边界清晰度分为4 个等级：1 级：保留段塌陷不良，一半以上的边界不清晰；
2 级：保留段部分塌陷；
3 级：保留段塌陷，一半以上的边界几乎清晰；
4 级：保留段塌陷，与靶段形成清晰边界。见图3。
图3 术中段间平面显示4 级示例图Fig.3 An example diagram showing the level 4 in the plane between the middle operations
由2 名外科医生（术者和第一助手）对分组不知情，自行独立评估，边界清晰度为3 或4 级被认为是令人满意和理想的。当确定为1 或2 级，且段间平面不会随着时间的延长而改变时，外科医生将靶段肺叶沿着段间静脉分离开（视为改良膨胀萎馅法段间平面显示不清晰，予以排除入组）。理想段间平面出现时间计时方法：段间平面清晰显示所需时间计时起点为靶段结构离断后所在肺叶完全肺复张，终点为靶段与紧邻的正常肺组织之间形成明显的交界面，并且随着时间推移不再移位。
1.3.4 观察指标（1）麻醉诱导前（T0）、双肺通气15 min（T1）、单肺通气15 min（T2）、纯氧双肺复张后（T3）、段间平面显示即刻（T4）、气管拔管后15 min（T5）各时间点患者的SpO2、HR、MAP、CO、CI、SV、pH、Hb、PO2/FiO2、PaCO2、Lac、O2Hb、hHb、ScvO2、CvO2并用反向Fick 公式计算DO2、VO2及O2ER；
（2）分别于术前、术后即刻、术后24 h 抽静脉血3 mL，用ELISA 法检测HIF-1α 水平（欣博盛生物科技有限公司）；
（3）理想段间平面出现时间、单肺通气时间、手术时间、术中输液量、尿量、失血量；
（4）术后苏醒时间、拔管时间、术后住院天数及术后并发症发生情况。
1.4 统计学处理
采用SPSS Statistics27.0 统计软件进行数据分析。计量资料服从正态分布，以均数±标准差（）表示，不同时间点组间及组内比较采用重复测量方差分析，计数资料以频数或百分率（%）表示，采用χ2检验，P<0.05 为差异有统计学意义。
2.1 术前一般资料比较
3 组患者在例数、年龄、性别构成比、体重、身高、体重指数、吸烟史比率、结节大小及位置方面，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性，见表1。
表1 3 组患者临床资料的比较[（ ）/ n（%），n=75]Tab.1 Comparison of clinical data among the three groups[（ ）/ n（%），n=75]
表1 3 组患者临床资料的比较[（ ）/ n（%），n=75]Tab.1 Comparison of clinical data among the three groups[（ ）/ n（%），n=75]
2.2 术中一般资料比较
3 组患者单肺通气时间、手术时间、失血量、尿量及输液量，差异无统计学意义（P>0.05），见表2。
表2 术中一般资料的比较[（），n=75]Tab.2 Comparison of intraoperative general data [（），n=75]
表2 术中一般资料的比较[（），n=75]Tab.2 Comparison of intraoperative general data [（），n=75]
2.3 术中理想段间平面显示时间比较
3 组患者段间平面显示时间比较差异有统计学意义（P<0.05），进一步行LSD-t 检验两两比较示，C 组与T1组，C 组与T2组差异有统计学意义（P<0.05），T1组与T2组，差异无统计学意义（P>0.05），见图4。
图4 3 组患者段间平面显示时间散点图（min）Fig.4 Among three groups of patients section plane shows time scatter plot（min）
2.4 3 组患者不同时间点氧代谢率指标比较
2.4.1 氧供量（DO2）3 组患者不同时间点DO2随时间的发展而变化，时间与组别之间不存在交互效应。3 组患者术中各时间DO2分别低于同组术前水平，差异有统计学意义（P<0.05），见表3。
表3 围术期不同时间点DO2（mL/min/m2）的比较[（），n=75]Tab.3 Comparison of DO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75
表3 围术期不同时间点DO2（mL/min/m2）的比较[（），n=75]Tab.3 Comparison of DO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75
与T0比较，#P <0.05。
2.4.2 氧耗量（VO2）3 组患者不同时间点VO2随时间的发展而变化，时间与组别之间存在交互效应。3 组患者术中各时间VO2分别低于同组术前水平，差异有统计学意义（P<0.05）。与T0时刻比较，3 组患者其余各时间点VO2均较T0 时刻降低，差异有统计学意义（P<0.05）。T0、T1、T2、T3、T5时刻，3 组患者VO2差异无统计学意义（P>0.05）。在T4时刻，3 组患者VO2差异有统计学意义（P<0.05），进一步行多重比较发现T1、T2组VO2均低于C 组，差异有统计学意义（P<0.05），T1组与T2组比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表4。
表4 围术期不同时间点VO2（ml/min/m2）的比较[（），n=75]Tab.4 Comparison of VO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75]
表4 围术期不同时间点VO2（ml/min/m2）的比较[（），n=75]Tab.4 Comparison of VO2（mL/min/m2）at different time points in perioperative period [（ ），n=75]
与C组比较，*P <0.05；
与T0比较，#P <0.05。
2.4.3 氧摄取率（O2ER）3 组患者不同时间点O2ER 随时间的发展而变化，时间与组别之间存在交互效应。3 组患者术中各时间O2ER 分别低于同组术前水平，差异有统计学意义（P<0.05）。T0、T1、T2、T3、T5时刻，3 组患者O2ER 差异无统计学意义（P>0.05）。在T4时刻，3 组患者O2ER 差异有统计学意义（P<0.05），进一步行多重比较发现T1、T2组O2ER 均低于C 组，差异有统计学意义（P<0.05），T1组T2组比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表5、图5。
表5 围术期不同时间点O2ER（%）的比较[（），n=75]Tab.5 Comparison of O2ER（%）at different time points in perioperative period [（），n=75]
表5 围术期不同时间点O2ER（%）的比较[（），n=75]Tab.5 Comparison of O2ER（%）at different time points in perioperative period [（），n=75]
与C组比较，*P <0.05；
与T0比较，#P <0.05。
图5 3 组患者不同时间点氧代谢率变化趋势Fig.5 Variation trend of oxygen metabolic rate of patients in three groups at different time points
2.5 乳酸（Lac）
3 组患者不同时间点Lac 值比较差异无统计学意义（P>0.05），Lac 不随时间的发展而变化，且时间与组别之间不存在交互效应（P>0.05），见表6。
表6 围术期不同时间点Lac（mmol/L）的比较[（），n=75]Tab.6 Comparison of Lac（mmol/L）at different time points in perioperative period [（），n=75]
表6 围术期不同时间点Lac（mmol/L）的比较[（），n=75]Tab.6 Comparison of Lac（mmol/L）at different time points in perioperative period [（），n=75]
2.6 3 组患者不同时间点血流动力学指标比较
3 组患者T0、T1、T2、T3、T4、T5时刻血流动力学指标心率（HR）、平均动脉压（MAP）、每搏量变异度（SVV）、心输出量（CO）、每搏量（SV）、心脏指数（CI）组间比较差异无统计学意义（P>0.05），各血流动力学指标不随时间的发展而变化（P>0.05），且时间与组别之间不存在交互效应（P>0.05）。
2.7 血清低氧诱导因子1α（HIF-1α）水平
3 组患者术后即刻及术后24 h 血清HIF-1α水平均高于术前，差异有统计学意义（P<0.05）。术后24 h 血清HIF-1α 水平较术后即刻稍降低，但差异无统计学意义（P>0.05），见表7。
表7 3 组患者术前、术后即刻及术后24h 血清HIF-1α 水平比较[（），n=75]Tab.7 Comparison of serum hypoxia inducible factor 1α levels before，immediately after and 24h after surgery among the three groups [（），n=75]
表7 3 组患者术前、术后即刻及术后24h 血清HIF-1α 水平比较[（），n=75]Tab.7 Comparison of serum hypoxia inducible factor 1α levels before，immediately after and 24h after surgery among the three groups [（），n=75]
与术前比较，*P <0.05。
2.8 术后指标比较
3 组患者在苏醒时间、拔管时间、术后住院时间天数、术后病理诊断及术后3 月内心脑血管并发症比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表8。
表8 术后一般资料分析[（）/n（%），n=75]Tab.8 Analysis of postoperative general data[（）/n（%），n=75]
表8 术后一般资料分析[（）/n（%），n=75]Tab.8 Analysis of postoperative general data[（）/n（%），n=75]
改良膨胀萎馅法是目前临床最常用于识别段间平面的方法，但存在等待期长、干扰手术视野等缺点[5]。许多研究中提出了优化措施，如靶肺段萎馅法[6]、肺循环单向阻断法[7]、联合应用一氧化氮[8]或借助三维成像技术[9−10]、腔镜超声[11]等设备。但这些方法安全性及有效性尚不明确，可能增加患者费用且需额外设备，不具备较好的普适性。一项回顾性研究表明，影响段间平面因素主要包括年龄、术前肺功能、靶段肺容积与肺总容积、术中动脉血氧分压。进一步研究发现，术中PaO2低的患者段间平面显示速率更快[12]。因此，本研究以PaO2影响段间平面显示速率为切入点，将窒息氧合技术应用于胸腔镜肺段切除术中。目前经气管内给氧行窒息氧合的最佳流量尚不明确。既往动物研究中表明，1 L/（kg·min）为经气管内给氧的标准化流量[13]。但若将此流量标准应用于临床，会导致较高的流速，极大地增加了气压伤风险及呼吸道并发症。Jung DM 等[14]研究发现，经气管导管非通气侧持续给氧5 L/min可有效改善单肺通气期间氧合。结合生理情况下，成人分钟通气量约为5 L/min，故以此流量为标准，2 L/min 为梯度，分别设置低流量组（3 L/min）与高流量组（7 L/min）作为实验组，与传统机械通气模式对比，在探索优化手术方式措施的同时深入验证该技术的安全性及有效性，并为窒息氧合技术的临床应用中氧流量设定标准提供参考。
窒息时CO2向肺泡内排出量为10 mL/min，而O2的消耗量为250 mL/min，肺泡内因此产生一个负压差（-240 mL/min），负压使口咽部的气体移向肺泡，这就是窒息氧合现象。窒息氧合技术就是利用窒息氧合原理，使用高流量导管给氧使其在气道内形成气流，配合负压的作用把更多的氧被动地带到肺泡中[15]。既往研究发现窒息氧合技术在急诊饱胃、肥胖、困难气道、儿童、产妇等患者麻醉诱导中应用获益明显[16−18]。本实验研究发现，两种流量窒息氧合均能在段间平面等待期间维持较好的氧合，且2 组段间平面显示时间无明显差异，均较单肺机械通气组缩短，具备较好的有效性。3 组患者术中各时间点生命体征、HIF-1α 水平及术后住院天数及并发症发生率均无明显差别。在T4时刻，与7 L/min 氧流量相比，3 L/min 组术中PaCO2升高、且pH 较7 L/min 降低，该差异在恢复机械通气后短时间内消除，表明窒息氧合技术具备较好的安全性。但低流量窒息氧合可能会影响二氧化碳的清除，增加高碳酸血症和呼吸性酸中毒风险。
肺萎陷主要包括2 个阶段。第一阶段是由于肺本身的弹性回缩力，肺内气体通过气道排出体外，在单肺通气胸膜打开后立即发生。随着小气道关闭，这一过程通常在60 s 内结束。第二阶段通过持续的肺循环实现气体交换[19]。本研究中发现，窒息氧合组理想段间平面显示时间较单肺通气组明显缩短。分析可能通过影响氧运输、氧消耗及氧摄取过程，从而作用于肺萎陷第二阶段，影响肺内气体交换以加快段间平面显示速率。与对照组相比，窒息氧合组PaO2降低。O2Hb 迅速解离为Hb 与O2，使PaO2维持在正常水平内，完成组织供氧。同时，解离形成的Hb 再次参与到氧摄入过程中，将肺泡内氧气携带至血液以O2Hb 存在。而肺泡中氧浓度则迅速降低，肺泡-动脉血氧分压差（PA-aO2）随之降低或保持不变，一定程度上也增加了肺换气功能。研究中窒息氧合组O2Hb 及PA-aO2较对照组降低，而hHb 较对照组升高也印证了上述观点。此外，研究中发现，与机械通气组相比，窒息氧合组在氧供量不变的基础上，降低了机体氧耗量。窒息氧合过程中，肺组织处于“静息状态”[20]。在减少肺膨胀、过度拉伸、变形和潜在组织损伤的同时，减少能量耗散，降低呼吸做功，并将气压创伤的风险降至最低。在满足机体氧供的同时，将术中氧合维持在偏低水平，还可预防高氧性肺损伤，减少活性氧的产生，降低氧化应激反应及其对细胞内蛋白质、细胞膜造成的损伤[21]。在生物性因素和能量损伤因素中发挥保护性作用，降低急性肺损伤风险。因此，窒息氧合技术的合理应用可使围术期肺损伤最小化。目前临床常用ScvO2间接反应机体氧输送情况。早期发现潜在组织缺氧，可用于指导围术期液体治疗监测和评估机体氧供需平衡、组织氧合的变化情况[22]。本研究中发现，窒息氧合组ScvO2升高，推测可能与呼吸暂停期间氧耗量减少，O2ER 降低相关。研究中窒息氧合组乳酸水平未见明显升高，也印证了机体处于氧供需平衡状态。
综上所述，在胸腔镜肺段切除术中，窒息氧合技术可保证术中充足的氧供量，对机体氧供需平衡及细胞内氧环境无明显影响，在细胞、组织及器官水平均具有较好的安全性。此外，可有效加快段间平面显示速率，为外科医生精准切除肺段提供必要条件。
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