预防外科手术患者的呼吸系统并发症持续改

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Preventionofrespiratoryplicationsofthesurgicalpatient:actionableplanforcontinuedprocessimprovement

综述摘要

目的：

术后呼吸系统并发症（PRCs）增加住院时间，30天死亡率和住院成本高达美元。随着绑定付款变得更加普遍，这些现象更加突显。

最近的发现：

最近的量效研究和临床试验结果提供了一个框架，有助于制定中心-特异性治疗指南，以最大限度地减少PRCs的风险。在院内权威组织的人员公开引导下，外科医生，麻醉医生和其他围手术期利相关人员共同参与实施中心-特异性治疗指南。

总结

术前应对患者进行PRCs风险分层，以便对不同患者进行术中处理和术后治疗。腹腔镜与开腹手术相比呼吸系统结局有所改善。高危患者应由有经验的医师根据既定的处理方案进行治疗，以优化术中治疗，降低转入ICU比率。术中使用肺保护性通气（个体化的呼气末正压，低驱动压力），和适当的限制性液体治疗。为了实现肌肉松弛，应避免使用高剂量的肌松剂（和拮抗剂）以及高剂量阿片类物质。吸入麻醉剂的使用在保护肺部的同时可改善手术条件。患者应在头高位下拔管。术后持续气道正压有助于防止气道塌陷，早期活动能提高认知和呼吸功能。

关键词：

肺保护通气，术后呼吸道并发症，呼吸衰竭，术后呼吸道并发症预测评分（SPORC），上呼吸道，机械通气肺损伤

正文

术后呼吸道并发症（PRCs）是很常见的，一般手术中的发生率为3-7.9%[1,2]，肺部手术的发生率较高[3]。最重要的PRCs是再插管，急性呼吸衰竭，肺水肿，肺炎和肺不张。绑定支付问题越来越普遍，优化资源利用越来越重要[4]。PRCs增加住院时间，死亡率和成本[5,6,7,8]。例如，在接受腹部手术的患者中，术后呼吸衰竭使得围手术期30天死亡率增加约10倍[6]。此外，术后再插管，肺水肿和肺不张是不良出院结局——院内医院、养老院的风险预测因素[5]。

呼吸道并发症的病理学分类可分为呼吸肌功能障碍或气道本身疾病。在功能上，我们可以将PRCs细分为上呼吸道相关疾病[如阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）患者的再插管，图1，上方红色框]或肺部相关疾病（如肺水肿，图1，下方蓝色框）[9,10]。

上呼吸道是软腭，会厌，颏舌肌和脊柱前方软组织之间的解剖区域（图1），其塌陷导致低氧，肺不张和呼吸衰竭。互相拮抗的使肺部扩张和塌陷的外力决定上呼吸道通畅情况[11,12]（图1，上方绿色和黄色框）。扩张力包括咽扩张肌（例如颏舌肌和颚部肌肉）和肺部扩张状态对气管末端的牵引力[以提高呼气末正压（PEEP）进而增加呼气末肺容积]。围手术期，许多因素如镇静剂，阿片类药物或低反应性谵妄均可降低扩张气道肌肉的肌张力。当气管末端牵引力减小（例如，在肺不张或仰卧位）时，肺部扩张力也会降低。塌陷力包括来自周围软组织的外部压力（由咽气道水肿增加，多余脂肪，血肿，肿瘤或仰卧位）和由呼吸肌（主要是膈肌和肋间肌肉）产生的管腔内压力。1-2％的全身麻醉手术患者出现明显的术后肺水肿[4]。非心源性肺水肿的原因包括负压性肺水肿（NPPE，可能是最常见术后发生机制），继发于超负荷的液体分布不均匀，少数情况下也与神经源性水肿（与脑外伤、手术患者的急性高血压相关）和过敏反应有关。

肺水肿可导致不必要的住院治疗，转入ICU治疗，再插管，增加医疗成本[9,10]。导致肺间质液体增加的四种途径均可诱导肺部液体稳态的紊乱：肺毛细血管床中的静水压增加（或间质压力降低），血浆渗透压降低，毛细血管膜通透性增加，淋巴管循环回吸收减少。急性上呼吸道塌陷或喉/支气管痉挛可导致NPPE，即继发于气道闭合产生的高肺部压力（图1，下方橙色框）。肺不张是围手术期低氧血症最常见的机制，由于依赖区域的局部跨肺压降低，常在全身麻醉诱导后几分钟内即可发生[13]。术中肺不张更加严重，包括手术切口，细菌易位，胸壁限制，手术撑开器的位移及仰卧体位均可触发炎症反应从而导致肺不张。术后观察到继发于膈肌功能障碍的限制性呼吸困难，不利于维持呼吸力学指标稳定与气体交换。

围术期肺不张的有害作用可以被疼痛，高驱动压力和炎症放大。因此，围手术期的各种不利因素可以造成“多次打击”性肺损伤，术中机械通气引起的组织应激可进一步加重损伤[14]。即使没有过高的通气压力（气压伤），机械通气肺损伤也有多种原因（图1，下方紫色框）。低扩张肺部区域顺应性下降导致非依赖区的通气肺组织在高跨肺压下发生过度扩张（容量伤）。周期性肺低扩张状态引起低容量损伤（萎陷性损伤）。由生物物理力量释放的局部促炎介质和由手术切口，组织操作，细菌易位和内毒素血症引起的系统性炎症也会导致肺损伤（生物性损伤）[14]。因此，术中最大程度的优化保护性通气策略至关重要。我们探讨了以下多级策略，帮助保持上呼吸道畅通，同时减少机械通气带来的肺损伤。

术前筛查和预防术后呼吸道并发症的措施

术前应筛查患者，确定患者术后呼吸衰竭的风险，为患者选择适当的医疗资源和管理方式。在外科手术患者中，许多人在手术之前看不到麻醉师，而是在手术前通过视频检查来生成或更新电子保健记录。鉴于PRCs与各种并发疾病之间的密切联系，利用现有的人口统计学资料和合并症数据预测呼吸系统并发症风险是可行的，例如术后呼吸道并发症风险预测评分（SPORC），如图2所示[15]。

请注意，SPORC中未纳入的几个风险因素也很重要，但需要患者和检查者的相互合作，例如喘鸣、液体超负荷的临床体征和症状。目前吸烟者在大手术后死亡风险增加[16]。至少术前1年戒烟方可取消术后高死亡风险，降低呼吸系统事件发生率[17]。

入院后早期评估的PRCs风险程度可作为术后呼吸系统并发症和不良出院结局的预测指标[18,19]。虽然术前改善肺功能提高了接受肺癌切除术患者的一秒用力呼气量，但手术后死亡率、发病率或停留时间没有降低[20]。

术中

由于OSA是麻醉诱导过程中面罩通气困难的独立危险因素[21]，在直立体位下麻醉诱导面罩通气阶段优化气道管理可能需要谨慎，例如在无气道保护措施的麻醉诱导期间，拔管即刻，和拔管后。日本千叶县的ShirohIsono博士等研究者，推荐使用一系列针对OSA患者的干预措施来进行术中管理[22]。

在气管插管全身麻醉(GETA)诱导后，肺保护性机械通气通过保持肺组织跨肺压处于局部压力–容积曲线的线性部分，从而避免肺泡发生萎陷而非过度扩张。这项策略在世界范围内的ICU中得到广泛认可，各项大型研究显示使用肺保护性机械通气策略处理急性肺损伤后，并发症发生率和死亡率降低[23,24]。临床医生应致力于实现低跨肺压（通常表示为驱动压力），并应选择患者个体化的PEEP值。在GETA患者中，使用保护性通气与PRCs降低相关，PEEP至少为5cmH2O，平台压需达到16cmH2O或更低，即可将PRCs风险降到最低[25]。PEEP的保护作用似乎是特异性的，因为一项研究发现，在腹部大手术中至少5cmH2O的PEEP可降低PRCs的发生风险，而同样大小的PEEP对开颅手术患者的PRCs没有显着影响[26]。此外，胸壁顺应性差的患者需要较高水平的PEEP，而实现最佳通气则可能需要肺复张[27]。

虽然高FiO2可能改善组织氧合，但它可能会损害肺功能。与低FiO2（平均值为0.31）相比，高FiO2（平均值0.79）剂量依赖性增加PRCs的发生率和30天死亡率[28]。

吸入麻醉剂（挥发性麻醉剂和一氧化二氮）平均最小肺泡浓度的增加与30天死亡率降低，住院成本降低，PRCs风险降低呈剂量依赖性相关。这个发现在多个亚组的敏感性分析中都是成立的，但有趣的是，没有发现低血压患者（平均动脉压55mmHg达到11分钟）存在这种现象[29]。

中效非极化神经肌肉阻滞剂（NMBAs）与术后低SaO2发生的风险增加，拔管后SaO2小于90％，再次插管送入ICU都相关[30]。高剂量新斯的明同样会增加这类的结果的发生，特别是在不应用肌松监测的情况下[30]。在另一项研究也发现，NMBAs及其拮抗剂新斯的明都剂量依赖性地增加呼吸系统并发症的风险。然而，在肌松监测下应用适量的新斯的明逆转肌松，即四个成串刺激计数恢复到2之后使用60mg/kg或更少的新斯的明，可消除增加的PRCs风险[31]。术后肌松残余定义为四个成串刺激T4/T1小于0.9，它与并发症发生增加，麻醉复苏室（PACU）停留时间达60分钟，延长住院时间相关[32,33,34]。与新斯的明相比，Sugammadex可降低术后肌松残余的发生率[35]。然而，在不应用肌松监测的情况下，即使应用sugammadex，肌松阻滞残余仍可高达9.4％[36]。

液体管理影响患者的转归。非限制和限制性液体复苏策略都与呼吸系统并发症（肺水肿或血容量不足）的发生相关，而适度的限制性液体治疗与术后良好转归始终相关[37,38,39]。一些数据表明，在手术期间应用高剂量的阿片类药物与30天的再入院率相关[40]。

除硬膜外或脊髓麻醉之外，与其他麻醉方式相比，神经阻滞在各类疾病中都可能降低术后并发症发生率和死亡率[41]。此外，尽管局部麻醉药对运动功能和交感神经支配有影响，但是硬膜外麻醉可改善术后肺功能，减少PRCs的发生[42]。腹腔镜手术与开胸手术相比也可能对减少术后呼吸道感染有益[43]。表1中描述了可减少PRCs发生的各种术中可调节因素。

术后

在OSA患者中，仰卧位促使上呼吸道塌陷，并且与侧卧位相比AHI指数增加一倍[53]。同样，在对OSA患者的麻醉过程中，坐位显着改善了腭后区及舌后区气道截面积，并且与仰卧位相比降低了闭合压（提示更多的气道空间）[48]。此外，睡眠呼吸紊乱的麻醉患者，其颈部伸展时增加了最大口咽气道尺寸，并降低了气道的闭合压（提示更多的气道空间），而颈部屈曲时则存在咬合张开，表现为相反的效果[54]。比较麻醉OSA患者时的嗅花位（颈部屈曲和上颈部伸展）与中间位的气道情况，嗅花位增加气道横截面积并降低闭合压力（开放更多的气道）[55]。有趣的是，睡眠呼吸暂停在怀孕妇女中比在非妊娠妇女中更常见，并持续到产后早期。产后呼吸道阻塞是造成麻醉相关产妇死亡的主要原因[56]。

与OSA发现相一致，产妇分娩48小时后，上半身高度提高到45度可使咽声反射法测得的上呼吸道的横截面积增加，多导睡眠监测仪监测的睡眠呼吸暂停减轻[49]。在头高位拔出气管导管可减少拔管后气道塌陷的风险。

手术恢复期间可能发生长时间的术后低氧血症[57]。接受阿片类药物术后镇痛的患者尤其面临着由于该类药物可诱导呼吸抑制而造成低氧饱和的风险[46]。药物相互作用试验表明，与通过面罩施加的大气压相比，持续气道正压改善了睡眠呼吸紊乱，缓解了阿片类药物的呼吸抑制作用[47]。此外，在PACU的适当监测可以减少转入ICU的病例数量，并通过监测呼吸系统并发症的早期迹象来改善患者转归[45]。值得注意的是，使用客观标准来判断患者是否需要进入ICU是很重要的。最近的一项研究表明，不入病房而是送入ICU治疗与健康患者的不良结局相关[44]。为提高医疗资源和治疗费用的利用率，将病人收入ICU会使卫生资源分配变得紧张。此外，ICU住院的患者随后表现出较高的5年死亡风险[58]。

肌肉萎缩，衰弱和肌张力是外科ICU患者不良结局和再插管的独立预测因素[19,50,51]。术后早期活动能提高患者各项功能的恢复。我们的数据表明，术后早期有针对性的运动可缩短患者在SICU的停留时间，并改善出院时的机能[52]。在表1中描述了能减少PRCs的术后可调节因素。

院内行动措施：制定和实施中心特异性指南

指导临床决策的路径被计算机算法有效地涵盖。医院和各部门等多学科团队共同开发的算法及其性能改进措施可能是成功的[59]。

一般来说，需要遵循以下步骤：创建计划以在整个系统中实施改进，并持续监控其有效性，并根据需要进行更改。临床医生从阅读目前文献和实践中所知道的事实之间往往存在分歧，这个“知行差距”是通过实践寻求克服的。我们最近发现，正确实施临床算法可以改善患者转归。最重要的是选择权威的组织机构实施，确保所有的情况都被考虑到，并且在算法的基础上制定适当的实施计划[51]。这项工作可以由多学科团队制成算法，用于各型医疗过程中（图3）。

结论

严重的PRCs可造成死亡风险增加10倍以上，导致再插管和送入ICU治疗[5]。因此，术前风险分层以识别PRCs风险增加的患者，并随后通过改善呼吸功能设计麻醉方案。手术类型影响PRCs，腹腔镜手术可改善呼吸系统功能结局。术中使用适当的限制性液体管理，增加吸入麻醉剂的应用（不包括低血压），进行适当的肌松监测以谨慎的滴定使用NMBAs拮抗药，减少阿片类药物使用，并应采用肺保护性通气。术后PRCs高危患者应采用头高位拔管。肥胖患者和OSA患者应接受"OSA院内处理方案"进行治疗[22,60,61]。患者送出PACU时应将其危险分层作为呼吸系统安全评估的关键要素。为优化病人的分诊，需要制定本院的指导方针，并尽早实施。创建本院的算法和方案将有助于实施这些策略，以改善患者的预后。

致谢

我们要感谢Jeff和JudyBuzen的支持。

经费支持和赞助

这项工医院麻醉科、重症医学和疼痛医学科和美国马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的支持。

利益冲突

在过去的2年中，M.E.从Merck和Buzen基金会收到研究者发起的经费支持。他在CalabashBioscience公司拥有股权。目前没有其他关系或活动会影响到提交的工作。

原始文献摘要

CorrespondencetoMatthiasEikermann,MD,PhD,AssociateProfessor,

DepartmentofAnesthesia,CriticalCare,andPainMedicine,Massachusetts

GeneralHospitalandHarvardMedicalSchool,55FruitStreet,

Boston,MA,USA.Tel:+;

e-mail:matthias.eikermann

CurrOpinAnesthesiol,30:–

DOI:10./ACO.

Purposeofreview

Postoperativerespiratoryplications(PRCs)increasehospitalizationtime,30-daymortalityandcostsbyupto$.Theseoutesmeasureshavegainedprominenceasbundledpaymentshavebeemoremon.

Recentfindings

Resultsofrecentquantitativeeffectivenessstudiesandclinicaltrialsprovideaframeworkthathelpsdevelopcenter-specifictreatmentguidelines,tailoredtominimizetheriskofPRCs.Theimplementationofthoseprotocolsshouldbeguidedbyalocal,respected,andvisiblefacilitatorwholeadsproperimplementationwhileinvitingcenter-specificinputfromsurgeons,anesthesiologists,andotherperioperativestakeholders.

Summary

Preoperatively,patientsshouldberisk-stratifiedforPRCstoindividualizeintraoperativechoicesandpostoperativepathways.Laparoscopicparedwithopensurgeryimprovesrespiratoryoutes.Highriskpatientsshouldbetreatedbyexperiencedprovidersbasedonlocallydevelopedbundle-interventionstooptimizeintraoperativetreatmentandICUbedutilization.Intraoperatively,lung-protectiveventilation(procedure-specificpositiveend-expiratorypressureutilization,andlowdrivingpressure)andmoderatelyrestrictivefluidtherapyshouldbeused.Toachievesurgicalrelaxation,high-doseneuromuscularblockingagents(andreversalagents)aswellashigh-doseopioidsshouldbeavoided;inhaledanestheticsimprovesurgicalconditionswhileprotectingthelungs.PatientsshouldbeextubatedinreverseTrendelenburgposition.Postoperatively,continuouspositiveairwaypressurehelpspreventairwaycollapseandprotocolized,earlymobilizationimprovescognitiveandrespiratoryfunction.

Keywords

lung-protectiveventilation,postoperativerespiratoryplications,respiratoryfailure,scoreforpredictionofpostoperativerespiratoryplications(SPORC),upperairway,ventilator-inducedlunginjury

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