保留自主呼吸静脉麻醉在外科手术中应用的研究进展
吴春风1 黄维勤2 应建新1 曲 巍1▲
1.武汉亚心总医院泌尿外科,湖北武汉 430050;2.武汉亚心总医院麻醉科,湖北武汉 430050
[摘要]保留自主呼吸静脉麻醉因其微创及在快速康复(ERAS)中的优势,在外科领域被广泛应用,绝大多数需要气管插管全麻的手术得以在保留自主呼吸静脉麻醉下完成。但既往文献在保留自主呼吸静脉麻醉的病理生理、气道管理等方面罕见有系统报道。本文通过与传统气管插管全麻比较,从病理生理、具体麻醉管理、适宜及排除人群、学习曲线、ERAS方面较为详细地阐述了保留自主呼吸静脉麻醉的可行性与安全性及在ERAS方面的优势,从而论证了在积极准备条件下,保留自主呼吸静脉麻醉可以在临床广泛开展。
[关键词]保留自主呼吸;静脉麻醉;外科手术;快速康复
保留自主呼吸静脉麻醉,由于术中不使用肌松剂、气管插管及机械通气,也不阻断患者自主呼吸,保证了神经、肌肉和心肺的生理状态,从而减少手术和麻醉给患者带来的损伤。患者术后苏醒较快,肺部并发症明显减少,达到术后快速康复(enhanced recovery after surgery,ERAS)的目的。自从2004年Pompeo等[1]首次报道非气管插管静脉麻醉用于肺外周结节的楔形切除,保留自主呼吸静脉麻醉在外科领域应用越来越广泛,尤其适用于术前肺功能较差、估计术后脱机困难的患者。本文就保留自主呼吸静脉麻醉在外科手术中的应用作一综述。
1 传统气管插管机械通气并发症
传统双腔气管插管有利于肺泡通气,可防止异物进入呼吸道,利于及时清除气管和支气管内的分泌物。但气管插管时暴力操作或用力不当,可致牙齿脱落,或损伤口、鼻腔和咽喉部黏膜,引起出血。导管过粗、过硬,容易引起喉头水肿,长时间留置甚至出现喉头肉芽肿。在麻醉和手术过程中,气管插管是最强的刺激,浅麻醉状态下进行气管插管可引起剧烈呛咳、憋气甚至支气管痉挛,严重情况下自主神经系统过度兴奋而产生心动过速、心律失常、心室颤动。在1974年,Webb等[2]首先发表了关于机械通气导致肺损伤的报告,指出实验大鼠在气道压45 cmH2O、呼气末正压(PEEP)为0、机械通气1 h,所有大鼠均死于爆发性的肺损伤。现有很多动物和临床试验证实,大容量、超过3 h机械通气是肺损伤的主要决定因素[3]
2 保留自主呼吸静脉麻醉气道管理
2.1 术前
患者应戒烟2周以上,做吹气球运动,改善胸廓的活动度,形成有效的呼吸模式,改善呼吸功能,建立“控制呼吸”信心。肺部感染患者可以适当使用抗菌药物,或者糖皮质激素、支气管扩张剂、黏液溶解剂雾化吸入治疗,使术前痰液达到白色、量少,疑难手术术前行胸部CT检查、气道三维重建。
2.2 术中
保留自主呼吸静脉麻醉目前术中通气方式有三种:单纯面罩机械通气、喉罩机械通气、鼻咽气道机械通气,三种方式中喉罩气道较易管理,临床应用最广泛。若使用喉罩机械通气需连续监测以下呼吸力学参数:吸气峰压(Ppeak)、平台压(Pplateau)、肺顺应性、分钟通气量(minute ventilation,MV)、潮气量、呼气末二氧化碳分压(PETCO2)。间歇正压通气(intermittent positive pressure ventilation,IPPV)机械通气具体参数设置为:潮气量6~8 ml/kg,呼吸频率12~14次/min,保持气道峰压15 cmH2O,PETCO2<40 mmHg。喉罩固定后,麻醉医师应及时听诊患者颈部,并注意观察呼吸回路,尽可能早地发现喉罩漏气现象。更有喉罩小潮气量、高频通气报道[4]:潮气量3~5 ml/kg,呼吸频率25~40次/min,吸入氧浓度50%。相关报道也指出小潮气量通气能减少急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者的死亡率[5-6]。术中气道管理要达到足够认识,应观察患者生命体征、动脉血气变化,及时清理呼吸道分泌物,防止气道扭曲。常规准备可视喉镜、纤维支气管镜、双腔或单腔气管导管、支气管堵塞器。喉罩保留自主呼吸静脉麻醉术中吸入纯氧,氧流量3~5 L/min,维持脑电双频指数(bispectral-index,BIS)40~60,形成镇静遗忘[7-8]
2.3 手术结束时气道管理(喉罩作为气道管理工具)
手术即将结束时,观察无明显漏气、胸腔积液及活动性出血时,可以带喉罩挤压呼吸囊彭肺。喉罩拔除后患者进入复苏室,继续监测动脉血气、生命体征。喉罩的安全使用时间为2~10 h[9],Costa E Silva等[10]曾报道一例患者由于使用喉罩长达8 d,而仅出现咽后壁溃疡。喉罩拔除时,一般不需要吸痰,也不会有气管导管拔除时的各种不良反射。保留自主呼吸静脉麻醉术后往往需要较强镇痛,以便维持呼吸、血压、心率稳定,抑制不良反射,使体动、呛咳达到最小化,提供良好氧供,降低氧债,使内环境稳定[11]。保留自主呼吸静脉麻醉所选用的麻醉药物应尽可能是快速、短效、对呼吸抑制小、可拮抗的药物,以便术中出现意外情况时可以使用拮抗剂迅速逆转。
3 保留自主呼吸静脉麻醉术中常见问题病理生理学机制及处理方法
3.1 低氧血症
保留自主呼吸由于纵膈移位和摆动作用,导致肺泡通气与血流比值(V/Q)失调;过多的阿片类药物使用导致潮气量、呼吸频率降低,可引起低氧血症。保留自主呼吸静脉麻醉可通过麻醉机呼吸囊手控辅助通气,也可以容量控制机械通气,血氧饱和度、呼气末二氧化碳波形很快恢复正常,术毕用吸引器吸尽呼吸道分泌物,麻醉医师通过面罩加压给氧,促使萎陷的肺组织尽快完全复张。若动脉血氧分压(PaO2)持续低于60 mmHg,中转气管插管麻醉是唯一的办法。
3.2 允许性高碳酸血症
正常动脉血气分析二氧化碳分压(PaCO2)为35~45 mmHg,保留自主呼吸静脉麻醉术中由于患者呼吸减慢,瑞芬太尼持续输注,患者会出现高碳酸血症,PaCO2为60 mmHg左右的高碳酸血症在可接受范围之内,对血流动力学影响较轻。当PaCO2持续增高时,在最初的数小时内,二氧化碳通过刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢,反射性地使呼吸加深、加快,肺通气量增加。PaCO2升高7 mmHg就可以实现上述代偿过程。若患者无颅内病变或心功能障碍时,在没有显著肺动脉高压的情况下,二氧化碳适度升高,通常有很好的耐受性。根据多中心临床经验,自主呼吸静脉麻醉手术中若PaCO2≥100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)、pH<7.2[12],必须暂停手术予以面罩辅助通气,甚至机械通气,来改善肺的气体交换及通气功能。以上措施仍无效,必须中转麻醉方式,快速侧卧位气管插管。
3.3 纵膈、膈肌摆动
保留自主呼吸时,由于未使用肌松药,膈肌没有被阻滞,呼吸运动尚存,会出现左右侧胸腔因为压力的不同而出现纵膈移动,影响术者操作,严重者引起循环功能障碍。短时间内纵膈摆动的发生率不高。术中处理方式包括通畅气道、加深麻醉。如果经过上述处理,纵膈摆动幅度仍过大,影响手术进行并且导致血流动力学不稳定,应及时侧卧位气管插管。
3.4 呼吸抑制、自主呼吸消失
在保留自主呼吸静脉麻醉手术中,麻醉诱导完成、喉罩留置后,部分患者自主呼吸无法立刻恢复,二氧化碳波形消失,此时需靠人工呼吸囊辅助呼吸约1 min,自主呼吸往往恢复。但仍有部分患者需用呼吸机容量或IPPV,这个过程大约需要10 min,之后自主呼吸多能恢复,这期间呼气末二氧化碳波形会由窄尖变得宽平,潮气量恢复正常。
3.5 内分泌、免疫系统改变
传统的气管插管麻醉,由于机械通气不断重复拉伸肺组织,循环开闭肺泡,以及应激、机械应力的增加,都可能直接激活肺细胞和体液免疫反应,激发肺内前列腺素、细胞因子、细菌内毒素和细菌,导致肺组织中性粒细胞浸润[13]。而肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-8(interleukin-8,IL-8)都是急性肺损伤的生物性标志物[14]。Liu等[15]及其团队在一项大样本调查中发现保留自主呼吸静脉麻醉患者术后支气管肺泡灌洗液中的TNF-α、IL-8水平与气管插管组比较有明显的下降(P<0.05),这也就解释了保留自主呼吸患者术后抗生素使用时间要明显短于传统气管插管患者。且有研究证实[16],保留自主呼吸静脉全麻较传统气管插管全麻能够提高自身免疫水平,降低对术后淋巴细胞反应的影响,从而抵抗肿瘤扩散和提高生存率[17]。研究数据还显示,与机械通气全身麻醉的等效方案相比,保留自主呼吸静脉麻醉的应激反应减弱,对内分泌激素影响较小[18-19]
3.6 反流与误吸
使用喉罩时较易出现反流,这可能与应用喉罩时食管下段括约肌(LOS)张力降低有关[20]。喉罩对口咽部的持续压迫作用与食物团块对咽部的作用相似,均可导致LOS反射性松弛。Rosenblatt等[21]统计使用喉罩时肺误吸的发生率为2/10 000,与使用面罩和气管插管的发生率无显著差异。但在实际操作过程中,经喉罩清除气道分泌物较经气管导管清除困难。除非有反流物沿着喉罩周围流出,否则不应拔除喉罩,因为此时拔除喉罩只会失去对呼吸道的控制,并且在拔除喉罩的过程中,患者可能咬住喉罩从而造成呼吸道梗阻。如果出现反流,当立即将患者处于仰卧位,头端放低约30°,将呼吸通路断开4~5 s以便反流物流出,重新连接呼吸回路、纯氧通气,亦可静脉注射异丙酚加深麻醉以预防喉痉挛。
4 保留自主呼吸静脉麻醉的纳入及排除人群
尽管保留自主呼吸静脉麻醉是安全可行的,但其气道的评估需要麻醉医生术前通过病史、胸部CT或气管重建仔细评估,术中气道维持还需要随时查看通气装置是否有异位,呼气末二氧化碳波形是否存在,故术前需对患者进行严格的筛选。无全身麻醉禁忌证,心肺功能良好,气道分泌物少等情况下均可以实施。但随着手术医生、麻醉医生专业技术的提高,微创理念的提升,绝大多数需要全麻的外科手术都可在保留自主呼吸麻醉下完成。保留自主呼吸麻醉手术尤其适用于下列人群:①重症肌无力行胸腺切除术患者[22];②重度慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructivepulmonary disease,COPD)行肺减容术;③肌松药过敏者;④妊娠妇女需全麻手术者[23];⑤气管肿瘤切除、隆突重建术;⑥接受多次胸部手术患者、残肺功能不足于行传统气管插管单肺通气者;⑦播音员、歌手等特殊职业人群对咽喉保护要求较高者。当然,保留自主呼吸静脉麻醉也有非适宜人群,下列人群不适宜:①体重指数(body mass index,BMI)≥28 kg/m2的肥胖患者;②美国麻醉协会麻醉风险分级Ⅲ级以上;③Mallampati气道分级≥3级;④血流动力学不稳定、凝血功能障碍;⑤胃肠道疾病存在高反流风险,胃肠功能紊乱;⑥严重的呼吸系统疾病,如支气管扩张、支管管哮喘;⑦精神系统疾病且不能合作患者;⑧有睡眠呼吸暂停病史。
5 保留自主呼吸静脉麻醉手术学习曲线
保留自主呼吸静脉麻醉覆盖了外科绝大多数手术[24],要开展此项技术,可从简单手术开始。保留自主呼吸静脉麻醉手术亦对手术护理人员提出要求,其中包括对潜在危机管理、紧急情况处理方面的培训。团队护士至少3名,发生紧急情况时,1名护士与外科医生配合,另1名护士与麻醉师配合。但保留自主呼吸静脉麻醉手术是麻醉和外科发展的一种趋势,如果遵循一定的学习曲线,也是安全可行的[25]
6 保留自主呼吸静脉麻醉在ERAS方面的优势
ERAS核心理念是减少创伤与应激。传统气管插管全麻术后患者不适主诉排在前三位的是:疼痛、咳嗽、呼吸困难。保留自主呼吸麻醉由于不采用肌松药物,有效减少全麻药物应用,降低气管插管、机械通气给患者肺功能造成的不利影响,还可以减少患者术后恶心、呕吐、便秘、尿潴留的发生,对护理的需求减少。患者进食时间早,肠内营养增加,有利于伤口的愈合;下床时间提前,减少下肢静脉栓塞。炎症、应激反应降低,缩短术后抗菌药物使用,住院时间缩短。间质性肺炎、气胸患者还可以改善肺功能[26]。采取多学科综合治疗(model development tools,MDT)模式,临床外科、麻醉科、疼痛科等多个科室共同参与患者ERAS,也促进了各个学科的发展。
综上所述,保留自主呼吸静脉麻醉手术是一项安全有效的麻醉、手术方式,较传统气管插管全麻手术有明显的优势,跨过一定的学习曲线后是安全可行的。但保留自主呼吸静脉麻醉的管理比全身麻醉管理困难,仍有约5%转换率[27-28]。由于米勒麻醉学、现代麻醉学等专业麻醉学指南中并未保留自主呼吸静脉麻醉相关推荐,喉罩保留自主呼吸和传统气管插管死亡率之间的差异不太清楚[29],国际、国内开展此类手术的中心较少,循证医学相关数据还有待完善。但随着手术、麻醉医生微创理念的增加,患者获益增多,相信保留自主呼吸静脉麻醉方式会被越来越多医疗单位采用。
[参考文献]
[1]Pompeo E,Mineo D,Rogliani P,et al.Feasibility and results of awake thoracoscopic resection of solitary pulmonary nodules[J].Ann Thorac Surg,2004,78(5):1761-1768.
[2]Webb HH,Tierney DF.Experimental pulmonary edema due to intermittent positivepressureventilation with high inflation pressure.Protection by positive end-expiratory pressure[J].Am Rev Respir Dis,1974,110(5):556-565.
[3]Ranieri VM,Suter PM,Tortorella C,et al.Effect of mechanical ventilation on inflammatory mediators in patients with acute respiratory distress syndrome:a randomized controlled trial[J].JAMA,1999,282(1):54-61.
[4]蔡开灿,王向东,叶靖,等.喉罩全麻与气管插管全麻胸腔镜手术治疗肺大疱的临床对照研究[J].南方医科大学学报,2013,33(5):756-760.
[5]Acute Respiratory Distress Syndrome Network,Brower RG,Matthay MA,et al.Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome[J].N Engl J Med,2000,342(18):1301-1308.[6]Brochard L,Roudot TF,Roupie E,et al.Tidal volume reduction for prevention of ventilator-induced lung injury in acute respiratory distress syndrome.The Multicenter Trail Group on Tidal Volumereduction in ARDS[J].Am JRespir Crit Care Med,1998,158(6):1831-1838.
[7]Hung MH,Hsu HH,Chan KC,et al.Non-intubated thoracoscopic surgery using internal intercostal nerve block,vagal block and targeted sedation[J].Eur JCardiothorac Surg,2014,46(4):620-625.
[8]Hung WT,Hsu HH,Hung MH,et al.Nonintubated uniportal thoracoscopic surgery for resection of lung lesions[J].JThorac Dis,2016,8(Suppl 3):S242-S250.
[9]Verghese C,Brimacombe JR.Surgey of laryngeal mask airway usage in 11,910 patients:safty and efficacy for conventional and nonconventional usage[J].Anesth Analg,1996,82(1):129-133.
[10]Costa E Silva L,Brimacombe JR.The laryngeal mask for carotid endarterectomy[J].JCardiothorac Vasc Anesth,1996,12(10):972-973.
[11]Yang JT,Hung MH,Chen JS,et al.Anesthetic consideration for nonintubated VATS[J].JThorac Dis,2014,6(1):3-10.[12]Ryu J,Haddad G,Carlo WA.Clinical effectiveness and safty of permissive hypercapnia[J].Clin Perinatol,2012,39(3):603-612.
[13]Memtsoudis SG,Besculides MC,Zellos L.Trends in lung surgery:United States 1988 to 2002[J].Chest,2006,130(5):1462-1470.
[14]Ware LB,Koyama T,Billheimer DD,et al.Prognostic and pathogenetic value of combining clinical and biochemical indices in patientswith acutelung injury[J].Chest,2010,137(2):288-296.
[15]Liu J,Cui F,Li S,et al.Nonintubated video-assisted thoracoscopic surgery under epidural anesthesia compared with coventional anthesthetic option:a randomized control study[J].Surg Ionnov,2015,22(2):125-130.
[16]Vanni G,Tacconi F,Sellitri F,et al.Impact of awakevideothoracoscopic surgery on postoperative lymphocyte responses[J].Ann Thorac Surg,2010,90(3):973-978.
[17]Tacconi F,Pompeo E,Sellitri F,etal.Surgical stresshormones response is reduced after awake videothoracoscopy[J].Interact Cardiovasc Thorac Surg,2010,10(5):666-671.
[18]Chen KC,Cheng YJ,Hung MH,et al.Non-intubated thoracoscopic lung resection:a 3-year experience with 285 cases in a single institution[J].JThorac Dis,2012,4(4):347-351.
[19]Yoo MJ,Joffe AM,Meyer TK.Tubeless Total Intravenous Anesthesia Spontaneous Ventilation for Adult Suspension Microlaryngoscopy[J].Ann Otol Rhinol Laryngol,2018,127(1):39-45.
[20]Rabey PG,Murphy PJ,Langton JA,et al.Effect of the laryngeal mask airway on lower esophageal sphincter pressure in patients during general anaesthesia[J].Br JAnaesth,1992,69(4):346-348.
[21]Rosenblatt WH,Murphy M.The intubating laryngeal mask:use of a new ventilating-intubating device in the emergency department[J].Ann Emerg Med,1999,33(2):234-238.
[22]Kiss G,Claret A,Desbordes J,et al.Thoracic epidural anaesthesia for awake thoracic surgery in severely dyspnoeic patients excluded from general anaesthesia[J].Interact Cardiovasc Thorac Surg,2014,19(5):816-823.
[23]Onodera K,Noda M,Okada Y,et al.Awake video-thoracoscopic surgery for intractable pneumothorax in pregnancy by using a single portal plus puncture[J].Interact Cardiovasc Thorac Surg,2013,17(2):438-440.
[24]Dong Q,Liang L,Li Y,et al.Anesthesia with nontracheal intubation in thoracic surgery[J].JThorac Dis,2012,4(2):126-130.
[25]孔敏,陈保富,马德华,等.非气管插管保留自主呼吸麻醉下胸腔镜手术临床分析[J].现代实用医学,2017,29(10):1290-1292.
[26]Pompeo E,Dauri M,Awake Thoracic Surgery Research Group.Is there any benefit in using awake anesthesia with thoracic epidural in thoracoscopic talc pleurodesis?[J].Thorac Cardiovasc Surg,2013,146(2):495-497.
[27]Mineo TC,Tacconi F.From"awake"to"monitored anesthesia care"thoracic surgery:A 15 year evolution[J].Thorac Cancer,2014,5(1):1-13.
[28]Gonzalez-Rivas D,Bonome C,Fieira E,et al.Non-intubated video-assisted thoracoscopic lung resections:the future of thoracic surgery?[J].Eur J Cardiothorac Surg,2016,49(3):721-731.
[29]Lesser TG.Laser application enables awake thoracoscopic resection of pulmonary nodules with minimal access[J].Surg Endosc,2012,26(4):1181-1186.
Research advances in the application of intravenous anesthesia with spontaneous breath in surgery
WU Chun-feng1 HUANG Wei-qin2 YING Jian-xin1 QU Wei1
1.Department of Urology,Wuhan Asia General Hospital,Hubei Province,Wuhan 430050,China;2.Department of Anesthesiology,Wuhan Asia General Hospital,Hubei Province,Wuhan 430050,China
[Abstract]Intravenous anesthesia with spontaneous breath is widely used in the surgical field due to its minimally invasive nature and advantages in enhanced recovery after surgery(ERAS).Most operations that require general anesthesia with endotracheal intubation can be performed under this anesthesia.However,previous literature is rarely reported on the pathophysiology and airway management of intravenous anesthesia with spontaneous breath.This paper compares intravenous anesthesia with spontaneous with traditional endotracheal intubation anesthesia from the aspects of pathophysiology,specific anesthesia management,exclusion or suition population,learning curve and ERAS to illustrate its feasibility,safety and advantages in ERAS,and thus demonstrates that it can be widely used in clinic under the condition of active preparation.
[Key words]Spontaneous breath;Intravenous anesthesia;Surgery;Enhanced recovery after surgery
[中图分类号]R614
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2020)8(c)-0037-04
▲通讯作者
(收稿日期:2020-03-12)