肺隔离是在气管隆突或支气管水平将两侧通气径路分隔开的麻醉技术,旨在保护健侧支气管或肺部免受污染,有利于手术野暴露,是胸科手术以及前入路胸椎手术麻醉时确保患者安全和手术顺利进行的重要组成部分。肺隔离单肺通气(OLV)期间,由于流经非通气肺的血液未得到氧合便回到左心,造成静脉血掺杂,通气.灌注比例失调而发生低氧血症,并诱发呼吸机相关性肺损伤。对于曾行一侧肺叶切除术后、一侧毁损肺需要行对侧肺叶切除术的患者,肺功能障碍需行肺叶或全肺切除术的患者,使用双腔支气管导管(DLT)行OLV,会变成单肺叶通气或两肺叶通气,即使采取增加吸入氧分数(FiO2)、对非通气肺的持续气道正压通气或吹入低流量氧气、对通气侧肺作压力控制通气或增加呼气末气道正压等方法也根本无法提供足够的氧合,手术只能在小潮气量双肺通气下进行,这不仅影响了术野暴露和手术进程,特别是在电视辅助下胸腔镜手术(VATS)中容易刺伤肺实质,造成术后持续漏气。研究发现,采用支气管堵塞导管置入叶支气管,仅堵塞拟手术的肺叶,对非手术肺叶和健侧肺通气,可使无法耐受OLV的患者、无法应用DLT的婴幼儿的胸科手术顺利进行,开创了全新的选择性肺叶隔离技术。但因保持通气的肺叶可能影响术野暴露,使该技术应用受到制约,仅局限于上述危重、特殊患者。由于肺功能正常患者在行食管、胸椎等肺外手术需作OLV时,往往较肺叶切除等肺部手术患者更容易发生低氧血症,本研究拟尝试在肺功能正常患者胸科手术中开展选择性肺叶隔离技术,以进一步拓展胸科麻醉肺隔离技术,减少其并发症。目的观察Coopdech支气管堵塞导管行选择性肺叶隔离对开胸手术患者的可行性；探寻该技术在VATS的机械通气策略；并设计针对选择性肺叶隔离技术的专用支气管堵塞导管。方法1、选择性肺叶隔离技术对开胸手术患者的可行性1.1病例选择及分组研究征得南方医科大学南方医院伦理委员会的批准,患者均在术前签署知情同意书。拟行左侧开胸一切口下段食管手术成年患者36例,年龄32-64岁,ASAⅠ或Ⅱ级,体重指数18-25 kg／m2。术前肺功能正常,气管插管条件无异常,未见支气管哮喘或气道高反应病史,无肝、肾病史,无心功能不全及高血压,无贫血,无发热,无呼吸道或肺部感染,无麻醉药物过敏史。随机分成选择性左下肺叶隔离组(LLB组)和右单肺通气组(OLV组),每组各18例。1.2麻醉处理丙泊酚靶控输注静脉诱导后,LLB组插入内径8.0 mm单腔气管导管,FOB引导9Fr Coopdech支气管堵塞导管置入左下肺叶支气管,使堵塞管套囊近端刚好位于左支气管隆突下；OLV组插入左DLT,并以纤维支气管镜(FOB)调整管端位置,使充气的支气管套囊近端刚好位于气管隆突下。插管完成后监测鼻咽温度。行右颈内静脉穿刺置管和足背动脉穿刺置管。两组患者均行机械间歇正压通气,F10260%,吸呼比1：2,潮气量(VT)7-8ml/kg,呼吸频率13次／min。连续监测吸气峰压(Ppeak)、平台压(Pplateau)、肺顺应性(Cdyn)、VT和呼末二氧化碳分压(PETCO2),维持PETCO2于32-40mmHg。双肺通气20 min后摆放右侧卧位,FOB观察并调整支气管堵塞导管或DLT管端位置,OLV组行右OLV,LLB组对堵塞管套囊充气行右肺和左上肺叶通气,并连接负压吸引辅助抽吸左下肺残余气体。20 min后手术开始,全程采用丙泊酚靶控输注维持麻醉并维持双肺通气20min后的机械通气参数。根据失血量、尿量和中心静脉压(CVP)调整静脉输液速度和用量。术毕送入麻醉恢复室,待自主呼吸恢复、VT满意后拔出气管导管,转入胸外科监护室。LLB组术中如需探查食管中上段,则在FOB引导下把支气管堵塞导管退至左主支气管开口处,作短暂右OLV。探查完毕后,把支气管堵塞导管重新放置于左下肺叶支气管开口处。1.3观测与采血时点T1：平卧位双肺通气后20 min；T2：侧卧位右OLV或右肺和左上肺叶通气后20 min；T3：开胸见左肺或左下肺叶完全萎陷后：T4：术毕关胸恢复双肺通气后20min；T5：术后第一天,鼻导管吸氧2 L／min。1.4血标本处理与观测指标于TI-T5采足背动脉血、TI-T4采右心房静脉血各0.4-0.6ml行血气分析,计算肺内分流率(Qs/Qt)和氧合指数。记录T1-T4的SpO2、鼻咽温度,平均动脉血压(MAP)、心率(HR)、CVP, Ppeak、Cdyn、MV、VT和PETCO2,并记录T5的SpO2、腋下温度,MAP、HR、CVP。在切开胸膜后,请手术医生以优、良、差三个等级评价术野清晰度。术后第一天作胸片检查。其余观察项目：(1)支气管堵塞导管或DLT置入满意位置所需的时间(置管时间)；(2)气管插管操作次数；(3)支气管堵塞导管或DLT插入深度；(4)首次确认导管正位后,发现管端错位的例数；(5)需要FOB检查的总次数；(6)肺隔离时间；(7)手术总时间；(8)输液入量、失血量和尿量；(9)术后住院时间。1.5统计学处理应用SPSS13.0统计软件,计量资料用均数土标准差(x±s)表示,需要FOB检查的总次数以中位数表示。患者一般情况的组间比较、组间同一时间点计量资料比较采用独立样本t检验,组内不同时间点的PaO2、混和静脉氧分压(PvO2)、动脉二氧化碳分压(PaCO2)、Qs/Qt、氧合指数、血红蛋白、鼻咽温度、Ppeak、Pplateau、Cdyn、MV、VT和PETCO2比较采用单个重复测量因素方差分,其余计量资料比较采用单向方差分析,多重比较采用最小显著差值法。计数资料比较采用X2检验。P<0.05为差异有统计学意义。2、选择性肺叶隔离技术在电视辅助下胸腔镜手术的通气策略研究2.1病例选择及分组拟行择期VATS右中肺叶或右下肺叶楔形切除术成年患者38例,年龄27-64岁,ASAⅠ或Ⅱ级,男性≥165cm,女性≥160cm。排除标准同第一阶段研究,增加CT或胸片提示右肺叶肿物为恶性肿瘤患者。随机分成选择性右中下肺叶隔离组(RLB组)和左单肺通气组(OLV组),每组各19例。2.2麻醉处理丙泊酚靶控输注静脉诱导后,RLB组插入内径8.0 mm单腔气管导管,FOB引导9Fr Coopdech支气管堵塞导管置入右中间支气管,使堵塞管套囊近端刚好位于右上肺叶支气管开口下。OLV组插管方法、两组右颈内静脉和足背动脉穿刺置管、术毕处理同第一阶段研究。两组患者均行双肺通气,FiO2 60%,吸呼比1:2,VT 8 ml/kg,呼吸频率12次／min。20 min后摆放左侧卧位,潮气量降至6 ml／kg,呼吸频率14-16次／min,OLV组行左OLV,RLB组对堵塞管套囊充气行左肺和右上肺叶通气,并连接负压吸引辅助抽吸右中下肺残余气体。20 min后手术开始,全程采用丙泊酚靶控输注维持麻醉并维持肺隔离后的机械通气参数,麻醉深度、补液速度调整和气道管理方法同第一阶段研究。关胸恢复双肺通气时,VT调整至7-8 ml/kg,呼吸频率12-13次／min。RLB组术中如需探查叶支气管,则在FOB引导下把支气管堵塞导管退至右主支气管开口处作短暂左OLV。探查完毕后,把支气管堵塞导管重新放置于右中间支气管行肺叶隔离。2.3观测与采血时点T1：平卧位双肺通气后20 min；T2：侧卧位左OLV或左肺和右上肺叶通气后20 min；T3：开胸见右肺或右中下肺叶完全萎陷后；T4：术毕恢复双肺通气后20min；T5：术后第一天,鼻导管吸氧2 L／min。2.4血标本处理与观测指标、统计学处理同第一阶段研究。3、叶氏双囊支气管堵塞导管的设计叶氏双囊支气管堵塞导管为经FOB引导或盲探插入的双套囊支气管堵塞导管,用于各种需要堵塞一侧支气管或叶支气管行OLV或选择性肺叶隔离的患者,并配备独立导丝,使其管端易于置入叶支气管内。该新型支气管堵塞导管分别设计置入左侧或右侧两种类型,近端套囊放置于气管隆突下、主支气管开口处,远端套囊放置于支气管隆突下、叶支气管开口处(例如左下肺叶支气管、右上肺叶支气管)。因应置入左或右侧支气管,下段的套囊形状和位置以及远端套囊与近端套囊纵轴的延长线的夹角有差异,但上段和中段的结构一致。结果1、选择性肺叶隔离技术对开胸手术患者的可行性1.1一般情况两组患者的一般情况,手术时间、肺隔离时间,麻醉用药量,晶体、胶体输入量,失血量、尿量,各观察时点的MAP、HR、CVP比较无统计学意义(P>0.05)。LLB组置管时间比OLV组长,FOB使用次数多于OLV组,插管深度也大于OLV组(P<0.05或0.01),但两组的首次插管成功率、管端错位率和术野评价优良率比较无统计学意义(P>0.05)。其中LLB组术野评价优12例,良6例,OLV组术野评价优14例,良4例。术中LLB组有3例患者需探查食管中上段,右OLV时间为11.5±1.8 min。1.2血气分析指标和SpO21.2.1组间比较两组患者T1-T4时点的pH、PaCO2、血红蛋白、鼻咽温度,T1、T4的Qs/Qt, PaO2、PvO2、氧合指数、SpO2比较无统计学意义(P>0.05)。在T2-T3时点,LLB组的Qs/Qt低于OLV组,PaO2、PvO2、氧合指数、SpO2高于OLV组(P<0.05或0.01)。1.2.2不同时点的比较两组患者在T2、T3时点的Qs/Qt高于T1时点,PaO2、PvO2、氧合指数均低于T1时点,(P<0.05或0.01)。T4时点的Qs/Qt与T1比较无统计学意义(P>0.05)。LLB组患者T3时点的SpO2低于T1时点(P<0.05),T4时点的PaO2、PvO2、氧合指数与T1比较无统计学意义(P>0.05)。OLV组患者T4时点的PaO2、PvO2、氧合指数低于T1时点,T2、T3时点的SpO2低于T1时点(P<0.05或0.01)。1.3呼吸力学指标1.3.1组间比较两组患者T1-T4时点的VT、MV、PETCO2、T1、T4时点的Cdyn, T1时点的Ppeak、Pplateau比较无统计学意义(P>0.05)。在T2、T3时点,LLB组的Ppeak、Pplateau低于OLV组,LLB组的Cdyn高于OLV组(P<0.05或0.01)。1.3.2不同时点的比较两组患者在T2、T3时点的Ppeak、Pplateau高于T1时点,Cdyn、VT、PETCO2低于T1时点,OLV组患者在T2、T3时点的MV低于T1时点(P<0.05或0.01)。T4时点的Ppeak、Pplateau、Cdyn、VT、MV、PETCO2与T1比较无统计学意义(P>0.05)。1.4术后情况LLB组术后第一天的PaO2、氧合指数高于OLV组(P<0.01)。LLB组术后无肺不张病例,OLV组有2例发生左下肺不张,因此LLB组的术后住院天数比OLV组短(P<0.01)。2、选择性肺叶隔离技术在电视辅助下胸腔镜手术的通气策略研究2.1一般情况两组患者的一般情况,手术时间、肺隔离时间,麻醉用药量,晶体、胶体输入量,失血量、尿量,置管时间,各观察时点的MAP、HR、CVP比较无统计学意义(P>0.05)。RLB组FOB使用次数多于OLV组,插管深度也大于OLV组(P<0.01),但两组的首次插管成功率、管端错位率和术野评价优良率比较无统计学意义(P>0.05)。其中RLB组术野评价优13例,良6例,OLV组术野评价优15例,良4例。RLB组术中有16例患者因探查需要而行短暂的左OLV,右上肺叶完全萎陷所需时间为6.0±1.1min,左OLV时间为15.2±2.9min。2.2血气分析指标和SpO22.2.1组间比较两组患者T1-T4时点的pH、PaCO2、血红蛋白、鼻咽温度,T1、T4的Pa02、PvO2、氧合指数、SpO2, T1的Qs／Qt比较无统计学意义(P>0.05)。在T2、T3时点,RLB组的PaO2、PvO2、氧合指数、SpO2高于OLV组；RLB组T2-T4的Qs/Qt低于OLV组(P<0.05或0.01)。2.2.2不同时点的比较RLB组患者在T2、T3时点的PaO2、PvO2、氧合指数低于T1时点,T3时点的Qs/Qt高于T1时点(P<0.05或0.01)。T2-T4时点的SpO2,T4时点的PaO2、PvO2、氧合指数,T2、T4时点的Qs/Qt与T1比较无统计学意义(P>0.05)。OLV组患者在T2-T4时点的Qs/Qt高于T1时点,T2-T4时点的PaO2、PvO2、氧合指数低于T1时点,T2、T3时点的SpO2低于T1时点(P<0.05或0.01)。2.3呼吸力学指标2.3.1组间比较两组患者T1-T4时点的PETCO2, T1、T4时点的Cdyn、VT和MV,T1时点的Ppeak、Pplateau比较无统计学意义(P>0.05)。在T2-T4时点,RLB组的Pplateau、Ppeak低于OLV组。在T2、T3时点,RLB组的Cdyn、VT和MV高于OLV组(P<0.01)。2.3.2不同时点的比较两组患者在T2、T3时点的Ppeak、Pplateau高于T1时点,Cdyn、VT、MV和PETCO2低于T1时点(P<0.05或0.01)。2.4术后情况RLB组术后第一天的Pa02、氧合指数高于OLV组(P<0.05或0.01),两组患者术后住院天数比较无统计学意义,术后均无肺不张或持续漏气的病例。结论1、对于行左侧开胸下段食管手术的肺功能正常成年患者,选择性左下肺叶隔离技术可明显降低术中肺内分流率,改善氧合和呼吸力学指标,降低术中低氧血症的发生率,有利于患者术后康复。2、选择性左下肺叶隔离技术并不影响左侧开胸下段食管手术的术野暴露和手术操作,可安全地应用于符合肺隔离技术相对适应证指征的手术。3、采用小潮气量高呼吸频率通气方式的选择性右中下肺叶隔离复合短时间OLV可为VATS右中下肺肿物楔形切除术提供清晰的术野,改善术中术后氧合功能,可安全地应用于此类手术。4、肺叶隔离与OLV转换互补的通气策略可改善OLV造成的低氧血症。5、叶氏双囊支气管堵塞导管的临床应用将使OLV和选择性肺叶隔离得到迅速、准确的转换,令两者转换互补的通气策略实施更为安全。