开胸手术病人术前肺功能检查

近年来随着胸部外科手术、麻醉技术和围手术期处理水平的不断提高，以及人们对术前肺功能的检查以预测开胸手术后并发症的准确性不断提高，使术后并发症和病死率不断下降，手术适应证也不断扩大，从而使部分以前认为是高危患者重新获得手术机会，许多学者对开胸术前、后的肺功能比较做了大量的对比研究。

1 开胸手术对肺功能的影响

1.1 胸部手术对肺功能的影响 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，胸膜腔内保持负压，肺脏处于扩张状态。开胸后，该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，肺泡萎陷。肺泡萎陷可使肺泡通气面积锐减(甚至减少50%左右)，同时肺循环阻力增加。在大气压作用下，吸气时健肺内压低于大气压，纵膈移向健侧；呼气时健侧肺内压高于大气压，纵膈被推向术侧，部分呼出气进入术侧肺内使之扩张。如此呼吸周期引起纵膈摆动和反常呼吸，导致有效通气量减少，缺氧和二氧化碳潴留。术中对胸壁、支气管和肺组织的损伤造成呼吸运动减弱；挤压或牵拉肺组织过剧，损伤健康肺组织，故在开胸当时即对呼吸、循环功能造成严重影响。肺脏手术中，肺脏可能长时间受到挤压和捻搓，开胸侧肺组织存在不同程度的肺水肿，影响了肺泡内气体交换。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。一般而论，全肺切除术时肺功能下降最大，第1秒用力呼气量(FEV1)平均下降34%~36%，用力肺活量(FVC)下降36%~40%，最大氧耗量(VO2max)下降20%~28%若行肺叶切除术，FEV1平均下降9%~17%，FVC下降7%~11%，VO2max下降0%~13%。肺段切除对肺功能影响较小，单侧肺段切除肺功能减少低于20%。开胸探查手术创伤小，无肺组织丢失，术后1个月肺功能无明显改变。因术后伤口疼痛，患者不敢用力呼吸、咳嗽，引起FVC下降FVC的下降，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(VPQ)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，并损害了肋间肌及胸膜粘连等导致了肺的限制性通气障碍。另外，开胸手术可因胸壁软化、膈神经损伤、胸腔积液积气、疼痛、敷料包扎过紧等限制呼吸运动幅度，影响患者肺功能。因此，肺部手术时应尽量保存正常肺的功能，既避免过度挤压，又定时充气防止萎陷，保证肺泡单位的换气。食管手术时，显露术野时应尽量减少挫伤肺，膈肌切口不要过长，尽量缩短手术及麻醉时间。另外，在术式选择上，应最大限度地保存正常肺组织，食管手术尽可能选择食管床颈部食管胃吻合等。

1.2 麻醉、止痛措施对肺功能的影响 全身麻醉可抑制呼吸中枢，减少肺活量致小气道陷闭，引起VPQ失调，抑制黏膜上皮细胞纤毛功能。常用的吸入和静脉麻醉药，在亚麻醉剂量或镇痛剂量时，无明显通气抑制。患者意识消失后，开始出现呼吸抑制，其程度因药物种类和剂量不同而异。大部分麻醉药可降低缺氧反射，减少通气量麻醉期间，患者全部或部分丧失知觉，肌肉松弛张力低，因卧位限制了胸廓或膈肌运动，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、呼吸道分泌物排出受阻等，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，继续有呼吸中枢抑制，或麻醉后肌松剂残余效应，亦可降低呼吸运动幅度。术后有效的止痛措施能促进患者早期膈肌运动、咳嗽排痰，减少对肺功能的损害和肺部合并感染并发症。

2 肺功能的预测

2.1 预计公式 通过术前肺功能来预测患者肺切除术后的肺功能，已成为预防和减少术后并发症不可缺少的手段之一。术前肺功能测定对决定麻醉措施和手术方式，减少术后并发症发生率和病死率均有重要意义。近年发展的趋势是早期评估肺切除患者术后中期和长期的肺功能，以预防术后并发症。根据解剖学或放射性核素肺扫描可以准确计算术后肺功能。采用Juhl和Frost的公式计算，预测术后FEV1(predicted postoperative FEV1，FEV1-ppo)=术前FEV1(1-s/19)，式中S代表切除的支气管肺单位。计算结果与根据Xe133通气灌注检测的结果相一致，但公式计算的结果往往会低估有气道阻塞患者的术后肺功能，因此该方法仅适用于无气道阻塞的患者；对合并有肺阻塞的患者，采用放射性核素定量肺扫描计算FEV1-ppo的方法进行预测。通过99mTc对肺进行灌注扫描，计算切除肺组织的功能占总肺功能的比例，得到公式FEV1-ppo=术前FEV1(1-切除肺组织所占总肺的功能比例)。采用同样的方法可以计算预测术后一氧化碳弥散量(predicted postoperative diffusing capacity of the lung for carbon monoxide，Dlco-ppo)，和术后最大耗氧量(predicted postoperative VO2max，V02max-ppo)放射性核素肺扫描。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(肺通气显像)；或通过注射可经肺呼出的核素反映肺组织的血流灌注分布，代表了肺各区域的肺血管床数量(肺灌注显像)，因而能反映全肺、肺叶或肺段肺的形态及功能改变，并具有无创伤、安全、方便的特点，已逐步代替了其他有创性的分侧肺功能试验。

2.2 预测指标

2.2.1 FEV1-ppo 在一项前瞻性研究中提出，FEV1-ppo%是预测患者术后死亡的最佳指标。在这项研究中，当FEV1-ppo>40%时，术后病死率为0，而当FEV1-ppo%>40%时，手术病死率达50%。FEV1-ppo降低是术后发生并发症危险性增高的最有效的指标，并且多因素分析证明是惟一的具有统计学意义的风险因子。

2.2.2 Dlco DLco与术后肺功能和肺部并发症的相关性已经越来越引起人们的关注。DLco的高低能反映患者肺气肿或肺毛细血管床减少的程度。由于肺毛细血管床减少，气体交换能力下降，这些患者更易出现术后心肺并发症。而在肺组织损害时患者多伴有肺气体交换单位和弹性组织的丧失，因此DLco能更灵敏地反映肺结构及其功能。有研究表明，当Dlco<60%的预计值时，肺部并发症的发生率为45%；当Dlco>100%预计值时，肺部并发症的发生率仅为11%。Dlco-ppo已成为肺部并发症发生率及病死率的预测因素之一。与FEV1相比，DLco在综合判断患者的生理状况中具有更重要的地位。

2.2.3 VO2-max 近年来国外比较推崇心肺运动功能试验(Cardiopulmonary exercise testing，CPX)。随着运动负荷的增加，受试者通气量、摄氧量、二氧化碳产生量、脉率及心排血量都相应增加，即增加整个心肺系统及氧运输系统的负荷，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。在极量CPX中与肺切除手术有关的主要指标是VO2max。除FEV1-ppo和Dlco-ppo外，利用肺灌注扫描可以预测术后V02max，全肺切除患者的Vo2max-ppo与实测值间有很好的相关性，与FEV1-ppo、Dlco-ppo相似，Vo2max-ppo也可以预测术后并发症。在三个预测术后肺功能指标中，VO2max-ppo是预测术后并发症和病死率的最好的指标。虽然FEV1-ppo<30%被认为有高手术风险，但如果同时V02max-ppo≥10mL/(kg.min)则被认为有手术指征；VO2max-ppo10mL/(kg.min)预示100%的病死率，因此禁忌手术。VO2max-po已被认为是评估肺功能不理想的患者能否耐受开胸手术的一项有效指标。

2.2.4 最大自主通气量(MVV) MVV是阻塞性、限制性通气功能障碍、肌力、营养状况等因素的综合反映。国内外学者在肺功能检测中对MVV颇为重视，将该指标是否降低作为判断肺切除术危险性大小以及术后是否发生呼吸衰竭的重要指标之一，并指出MVV术前预计值70%为安全者，50%~69%为慎重者，30%~49%为危险者，30%为禁忌者[16，17]

3 临床应用

肺功能是评估肺切除术适应证的重要方法，其目的在于评估患者手术风险，即明确能否耐受全身麻醉、能否耐受手术、能耐受何种术式、能否安全渡过围术期等，以防止出现术后肺部并发症，改善患者术后的生活质量。对于肺功能处于边缘状态的患者，需要确定病变部位对肺功能的影响以及肺血管顺应性改变，进一步的区域肺功能检查及心肺运动试验可以给高风险患者提供安全手术的机会。除肺间质性疾病或用力呼吸困难外，FEV1>2L或80%预计值的患者能耐受全肺切除术，FEV1〉1.5L的患者能耐受肺叶切除术。如果有证据表明患者存在间质性肺疾病或用力呼吸困难，则需进一步测定Dlco。如果经初步检查患者术前FEV1或DLco80%的预计值而无法明确是否耐受手术时，则应预测患者术后肺功能。如果FEV1或Dlco<40%预计值时，应考虑做心肺运动试验。患者VO2max10mL/(kg.min)时，或VO2max<15mL/(kg.min)，并且FEV1-ppo和Dlco<40%预计值时，患者有很高的围手术期病死率和心肺并发症的风险，此时应考虑选择其他的治疗方法。而FEV1-ppo<30%预计值或FEV1-ppo及DLco都<35%预计值时，则禁忌开胸手术。

开胸手术术前肺功能检查对决定手术方式、手术切除范围、麻醉措施，提高术后生存质量及减少肺部并发症发生率和病死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。尽管目前仍没有一项单一的肺功能指标可准确判断患者的手术耐受性，但随着对开胸手术影响肺功能的多个因素的认识不断加深，以及更加科学的术前综合评估，我们将可以为更多的患者提供最佳的治疗方案。