一位从业近50年麻醉医生的感悟——心血管手术期间呼吸参数的设置

丁忠运

多年来，临床习惯上把麻醉和术中机械通气的参数设置为潮气量10～12ml/kg，通气频率10～12次/分，在麻醉学及其他相关专业的杂志上都可以见到这样的描述，而且设置这样的呼吸参数，文献上还表述维持呼气末二氧化碳分压在35～40mmHg。设置这样的呼吸参数，如果能够维持呼气末二氧化碳分压在35～40mmHg，不知道动脉血气中的PaCO2会是多少毫米汞柱。如果文献上写道PaCO2能够维持在35～40mmHg，请问，你相信吗？
再者，设置上述的通气参数，除非所使用的麻醉机的设置与众不同，呼气末二氧化碳分压能够维持在35～40mmHg吗？这些麻醉医生几乎每天都要遇到的问题，却很少有人质疑。久而久之，大家习惯了，发表文章时都这么写，杂志社也很少向作者提出过这样的疑问。
21世纪后，随着所谓“Protective Ventilation”观念的提出，麻醉界掀起了对这一机械通气模式研究的兴趣。“Protective Ventilation”从字面翻译过来的汉语名称，就是目前所广泛采用的“保护性肺通气”。
所谓“保护性肺通气”的实质主要是减少了机械通气时每千克体重的潮气量，或者辅以一定数值的PEEP。如果单从“保护性肺通气”的字面上理解，原来的机械通气的参数设置为潮气量10～12ml/kg，通气频率10～12次/分，则应该相对应的为“破坏性肺通气”了，即原来的通气模式可能为破坏性的了吗？
因此，减少每千克体重的潮气量的机械通气模式被翻译为“保护性肺通气”有可能是不恰当的。不管翻译过来的“保护性肺通气”的称谓是否科学，但是却质疑了原来所设置的潮气量较大的机械通气模式是否能够符合生理学。
临床上，麻醉中如果机械通气的参数设置为潮气量10～12ml/kg，通气频率10～12次/分，是难以保持PaCO2在正常范围内（即PaCO2保持在35～40mmHg）的，除非麻醉中患者处于强烈的应激反应或处于高热状态。因为只有在这些情况下，患者的代谢才会处于明显的亢奋状态，体内二氧化碳的产生量才可能会大幅度的增加，在上述潮气量较大的机械通气的模式中，动脉血中的PaCO2才有可能维持在35～40mmHg的水平。既然体外循环领域非常重视PaCO2对组织细胞摄取氧的影响，麻醉和心外科团队的其他成员也应该重视PaCO2的高低对组织细胞摄氧和器官灌注的影响，尤其是对大脑氧供的影响。
大学的生理学教科书已告诉我们，生理状态下人体的潮气量为5～7ml/kg，麻醉状态下既然要维持生理状态下的PaCO2，临床上应用多年的潮气量10～12ml/kg，通气频率10～12次/分的机械通气模式又是从何而来呢？是否与“惧怕二氧化碳蓄积”“宁可过度通气”“降低PaCO2 也不能使PaCO2升高”的传统观念有关呢？
记得20世纪90年代前后，导师谢荣教授曾在《中华麻醉学杂志》上以主编的身份发表过麻醉管理要符合生理学要求的重要文章，指出麻醉管理中的一切措施都要以生理学为原则。相对于潮气量10～12ml/kg 的通气模式，接近人体生理状态下的小潮气量（5～7ml/kg）通气是否应该称为“生理学通气模式”或“生理性通气模式”更为科学呢？
生理情况下，人体的氧耗量和二氧化碳的产生量与年龄、体重、BMI、身体素质、职业等因素有关。年轻、身体强壮等氧耗量高的人群，二氧化碳的产生和排出量就多，而高龄、身体虚弱等氧耗量较低的人群，则二氧化碳的产生和排出量就少，这是很容易理解的。
因此，麻醉状态下呼吸参数中的潮气量和通气频率的设置就不能够简单地仅以体重来计算，必须要参照患者的年龄、心脏功能的优劣、平时活动量的大小、职业、麻醉的深度、镇痛的强度及患者即时的体温等因素。年轻、无心功能障碍、活动量较大、爱好体育锻炼、强体力劳动者等的潮气量设置应大些。高龄、心脏功能差、日常活动量低下、身体虚弱者，潮气量的设置则应小些。而在麻醉和术中，那些心率快、血压高、循环处于亢奋状态的患者所需要的潮气量也大，因为这些患者的氧耗量大。但是处于控制性循环状态中的患者，则潮气量的设置要小些。
另外，由于肥胖的患者和身体消瘦的患者每千克体重的氧耗量和二氧化碳的产生量有明显的差异，因此，按照体重来设置患者的潮气量和通气频率自然也是不科学的。麻醉和手术的过程中科学的呼吸管理应该是所有患者的潮气量和其他通气参数的设置都应该随着麻醉深度和镇痛强度的变化，以及患者体温的下降和升高等因素作出相应的调整，不能够一成不变。
这在本书的第一篇中所举的病例，即在术中的呼吸参数及呼气末二氧化碳分压不断地发生变化的患者，就已经清楚地说明了这一点。
临床上已明确体重相同，但是年龄悬殊较大的患者，在相同的潮气量和通气频率的情况下，呼气末二氧化碳的数值会差异很大，血气分析中的二氧化碳分压数值的大小自然也悬殊很大。如果再加上患者的麻醉方式的不同、麻醉的深度和镇痛强度的差异、手术部位（四肢体表手术和胸腹腔手术）和刺激强度（如冠状动脉旁路移植术中的游离大隐静脉和劈开胸骨）的不同及患者体温（如37℃与32℃相比）的高低等因素，呼气末二氧化碳数值的差别可能就会更大。
因此，设置潮气量时必须要全方位地考虑到各种因素的影响。机械通气时的潮气量和通气频率的设置也必须考虑到胸廓、肺和气道的顺应性。顺应性差的患者气道压力较高，反之则较低，这是临床麻醉最基本的常识问题。所谓机械通气对肺的损伤，其中重要的因素为气道的压力，气道压力高的患者则易于发生肺损伤。因此，顺应性差的患者的潮气量的设置应该小些，通气频率快些，反之，潮气量可以大些，通气频率慢些。
机械通气时影响气道的压力和阻力的另一重要因素是气管导管的口径。如果插入直径较大的气管导管，患者的气道压力和阻力则较低（因为气道的压力与气管导管半径的4次方成反比），这是很容易理解的。
刚到阜外医院进修的同道在准备成年患者的麻醉物品选择气管导管时，一般都是选用7.0F的导管，体重较大的患者也仅选用7.5F的导管，很少有人去选择8.0F或直径更大的气管导管。问起原因，有些进修同事说，没考虑这些问题，原单位老师教的，平时都是选用这些号码的气管导管，习惯了。也有人说，细的气管导管容易插些，对气道的损伤也小些。是否直径小、较细的气管导管对气道的损伤就小呢？气管导管直径粗到何种程度会造成气道损伤呢？
这些解剖学上的问题如果能够认真地想一想是很容易搞明白的。不要说直径8.0F的气管导管，即使是8.5F或直径更粗些的气管导管也不会因导管较粗而对气道造成损伤，阜外医院长期的临床实践早已说明了这一点。而实际上，直径较小的气管导管在相同的潮气量下，气道的压力和阻力均明显升高，高的气道压力和阻力才是肺和气道损伤的真正原因。
况且，即使插入9.0F的气管导管，气管套囊仍需要充入3～5ml 甚至更多的气体，不然，机械通气时就会漏气，无法保证患者的每分钟通气量。因此，插入直径8.0～9.0F的气管导管对发育正常的成年患者的气道不会造成损伤，更不会因为气管导管的直径较粗而造成插管困难。
另外，如果呼吸道内有分泌物，插入直径较细的气管导管吸痰也较困难。如果患者呼吸道发育异常，或因为各种原因造成的呼吸道梗阻，即使选用7.0F或更细些的气管导管也未必能够顺利地插入呼吸道内，并且放置到所需要的正确位置，当然，这些情况就另当别论了。
机械通气时的高气道压力和阻力不仅对肺可造成损伤，而且还可影响到血流动力学的稳定。严重的高气道压力和阻力增加右心的后负荷，妨碍右心室排血，恶化患有右心功能不全患者的右心功能，甚至能够促发右心衰竭。而一旦发生了右心衰竭，患者的左心室的排血功能必然受累，这就要威胁到血流动力学的稳定。另外，高气道压力和阻力也影响Swan-Ganz导管所测参数的解读，这在相关章节中已有讨论。
综上所述，针对气道压的高低，机械通气时呼吸参数的设置可遵循以下原则：气道压偏高的患者，潮气量的设置应小些，相应的通气频率可快些；反之，则潮气量的设置应大些，通气频率相应可慢些，有些患者的通气频率可设置在7～9次/分。气道压低的患者应该采用容量控制通气模式，而高气道压的患者则应该采用压力控制通气模式（气道压超过25cmH2O就应该考虑采用压力控制通气模式。我的习惯是，如果气道的压力达到20cmH2O，就会采用压力控制通气模式）。
麻醉和术中机械通气时，PaCO2应该维持多高呢？从体外循环转流中，对血气交换是采用α稳态还是pH稳态进行管理的讨论中已表明，针对不同的人群和不同的疾病，维持PaCO2的高低应该个体化。一般说来，合并肺动脉高压的患者，PaCO2维持的应低些，但是，成年患者无论如何也不应该低于30mmHg（小儿的PaCO2则可降至25mmHg 左右，甚至更低水平）。老年人的PaCO2维持的应高些，年龄越大，PaCO2应该维持的越高，尤其是合并有颈动脉狭窄和脑缺血的患者，PaCO2甚至可维持在50mmHg左右（原因详见本书第十二章）。
另外，采用小潮气量通气模式时，应定时膨肺，以免发生区域性肺不张。即使采用10～12ml/kg的潮气量，机械通气时间长了也有发生区域性肺不张的可能性。
现行的小潮气量通气模式在非心脏手术的麻醉中常设置有不同压力的呼气未正压（PEEP），但在心血管手术的麻醉中不能照搬，即不能对所有的患者都给予PEEP，原因是因为PEEP对血流动力学的稳定有一定的影响。PEEP对循环的影响与PEEP 的高低密切相关，PEEP越高，对血流动力学的干扰越大，这早已是临床麻醉的常识问题，在此就不再赘述。对心脏功能尚好，血流动力学稳定的患者，如果要在小潮气量通气模式中设置PEEP，应该从较低的压力开始，视其对肺脏气体交换的改善和对血流动力学的影响逐渐增加PEEP的压力。
一般在心血管手术的麻醉中，PEEP的压力设置很少会超过8cmH2O。另外，如果患者的气道压力较高，自然也不能再设置PEEP。吸入纯氧或高浓度氧对机体的危害已经是人所共知，因此，所有的呼吸机治疗基本上都不会吸入纯氧，但是在麻醉和手术过程中吸入气的氧浓度应该给予多少合适，目前并没有一致的意见。
体外循环在使用膜式氧合器前，都是向氧合器内吹入纯氧，但在膜式氧合器问世后，临床上逐渐认识到，吹入过高浓度的氧对机体是有害的，因此，现行临床上，体外循环转流中向氧合器中吹入的气体，都要经过空气、氧气混合器来调节向氧合器内吹入的气体中的氧浓度，氧浓度一般都不会超过40%。
而在临床麻醉中，虽然现行使用的麻醉机基本上都有调节吸入气中氧浓度的功能，但是在某些医院或某些麻醉医生在行机械通气时，很多情况下仍是吸入纯氧，动脉血气分析中可见PaCO2常高达250mmHg以上，甚至超过300mmHg，这显然不符合生理学的要求。实际上，机械通气时吸入气中的氧浓度在50%以下完全可以满足血液氧合的需要，因此，术后ICU在机械通气时，通常会给予40%左右的氧。
我在麻醉开始时设定的吸入氧浓度为39%（如果吸入氧浓度低于39%，阜外医院所用的麻醉机就会报警），然后视血液氧合的情况再决定是否增加吸入氧浓度。多年来，体外循环转流前还从未出现过血液氧合不良，需要增加吸入氧浓度的情况。
至于停机后的吸入氧浓度，由于体外循环对肺脏气体交换的不良影响，吸入的氧浓度可能需要适当地提高。但是，不论体外循环转流时间多长，术前患者的肺脏气体交换功能如何，术中的血流动力学是否稳定，以及出血和渗血多么严重，也都不会需要吸入纯氧。由于目前所有的手术患者都有脉搏血氧饱和度的监测，可以随时看到动脉血的氧合情况，因此，更无必要在机械通气开始时就吸入高浓度的氧，而是应该先吸入较低浓度的氧，视脉搏血氧饱和度的高低，再决定是否需要调节吸入气中的氧浓度。
临床上另一个需要注意的问题是，体外循环手术，在升主动脉开放后何时开始给予机械通气。理论上，为了减少体外循环术后呼吸系统的并发症，体外循环转流中不应该停止机械通气。但是，由于在体外循环转流中持续机械通气不仅会影响到手术的操作，并有可能导致气栓等并发症，因此，现行临床上心脏停搏后都要停止机械通气。
一般情况下，升主动脉开放、心脏复跳后即可以恢复机械通气，以尽快缩短停止呼吸及肺不张的时间。由于此时仍然在并行体外循环转流期间，肺脏并未全部担负气体的交换功能，因此，没有必要给予所需要的分钟通气量。此时在设置通气参数时，只应该减少通气频率，如设置通气频率为3～5次/分，而不应该减少潮气量。
常见有些麻醉医生在并行循环期间，把每次机械通气的潮气量减少至200ml左右。机械通气时给予如此小的的潮气量，不可能充分扩张肺脏，因而也起不到恢复呼吸，缩短呼吸停止时间和肺不张时间的作用。因此，并行体外循环期间通气参数的设置，应该是维持体外循环转流前的潮气量，而只是减少通气的频率。
小潮气量通气模式行机械通气的过程中，如果出现了脉搏血氧饱和度下降的情况，不要立即增加吸入气中的氧浓度，而是应该先行膨肺。肺脏膨胀后，脉搏血氧饱和度通常就会上升，这在前面的章节中已有提及。
由于目前的全麻药物对呼吸道无刺激作用，呼吸道在整个麻醉过程中都可能没有明显的分泌物，因此呼吸道较为干净。正因如此，现在全麻中很少有人去吸引呼吸道。而体外循环手术由于肺脏的缺血再灌注损伤，在脱离体外循环后肺脏会出现分泌物，因此，有必要在停机后进行呼吸道吸引。
另外，胃肠道在麻醉和手术过程中，尤其是在体外循环转流期间会有大量的分泌物，因此，在停机后应该常规进行胃肠道吸引、排空胃肠道，以利于术后尽快地恢复患者的胃肠道功能。

内容简介 作者以自身经历、临床生涯的学习和成长过程为背景，记述了其本人在大学、进修、硕士和博士研究生学习中的感悟。以纪实性的手法，介绍了其本人46年的麻醉生涯及所经历的国家心血管病中心、中国医学科学院阜外医院心血管麻醉和外科的发展历程。作者在记述其本人对心血管麻醉的思考与实践中，以患者最终的转归为目的，逐渐形成了有别于传统观念及临床处理措施的理念和方法，表露了对现代麻醉学、心血管麻醉学及其相关问题，以及临床上广泛流行的处理措施的看法，倡导同道重新对现有理念和临床实践的措施进行思考。
本书可供麻醉医生、心血管外科医生、体外循环医生、心血管内科医生、ICU医生使用，也可作为医学生的学习参考用书。

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