围术期肺功能的评估

围术期肺功能评估及其临床意义南昌大学一附院马龙先一、肺功能的发展历史•Borelli(1679)首先进行肺容积测量•Donder（1849）首先论证促发呼气的容积为3.3~4.9•Stroll（1919）首先提出用力肺活量（FVC）这一检查方法•Hermannsen（1933）首先直接测量最大通气量•Tiffaneace（1947）介绍第一秒用力呼出量的概念•Leualler（1955）最大呼气中期流速一、肺功能的发展历史•我国肺功能的研究与开展也有50多年的历史。•1956年吴绍青等发表了通气功能测定方法及我国人通气功能的常数。•汪士等1957年介绍并使用单腔支气管导管分测肺功能测定方法。二、呼吸功能监测意义•(1)有提示异常呼吸机制的情况,指示术中要控制呼吸,也可能术后短期内要控制呼吸;•(2)有可能致肺氧气交换异常的情况,如肺实质性病变或气道疾病、肥胖、脊柱后侧突、高龄和先心病等;•(3)有急性或潜在的上呼吸道梗阻;•(4)有潜在或诱发术中支气管痉挛的情况,如哮喘或气管炎;•(5)有异常的气体或液体空腔,如含气囊肿、气胸、肺脓疡或脓胸;•(6)有可能损伤胸膜的外科手术,如胸廓切开术、胸骨切开术、肾切除术、纵膈或颈部、肋骨等部位的手术。三、呼吸功能监测内容•基本肺容量(静态肺容量)•(1)潮气容量(VT)：这是指平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。•正常参考值：500ML(成人)•(2)补吸气量(IRV)：指平静吸气后再用力吸入的最大气量。•正常参考值：M(男)：2.16L左右F(女)：1.5L左右•(3)补呼气量(ERV)：指平静呼气后再用力呼出的最大气量。•正常参考值：M(男)：0.9L左右F(女)：0.56L左右基本肺容量(静态肺容量)•(4)残气量(RV)：为补呼气后，肺内不能呼出的残留气量。•正常参考值：M(男)：1.380+0.631LF(女)：1.301+0.466L•(5)深吸气量(IC)：指平静呼气后能吸入的最大气量(潮气量+补吸气量)。•(6)肺活量(VC)：最大吸气后能呼出的最大(全部)气量。(潮气量+补吸气量+补呼气量)•正常参考值：M(男)：3.5L左右F(女)：2.4L左右•(7)功能残气量(FRC)：指平静呼气后肺内所含气量(补呼气量+残气量)。•正常参考值：M(男)：2.77+0.8LF(女)：1.86+0.5L•（8）肺总量（TLC）：为深吸气后肺内所含的全部气，即余气量、补呼气量、潮气量、补吸气量之和。正常参考值：M(男)：5.02L左右F(女)：3.46L左右（二）肺的通气功能（动态肺容量）•单位时间内进出肺的气体量。•反映肺的通气机能。2、肺通气量（1）每分钟通气量：*等于潮气量x呼吸频率*3升为通气不足，10升为通气过度2、肺通气量（2）最大自主通气量：•以最快的速度及最大的幅度进行呼吸时的分钟通气量。•通气机能的贮备能力。•胸外手术预后的指标之一，若50%预计值有风险，且术后置于呼吸监护。2、肺通气量（3）死腔与肺泡通气量：•解剖死腔：从鼻到终末细支气管（不参与气体交换）•人体解剖死腔毫升数=本人理想体重英镑数成人约120~150ML（1英镑=0。45公斤）•肺泡死腔：通气良好而血液灌注不良的肺泡解剖死腔+肺泡死腔=生理死腔正常参考值：4.2L（升）左右2、肺通气量•有效肺泡通气量:每分钟进入肺泡可以进行气体交换的气量其大小=（潮气量-死腔量）呼吸频率分钟通气量相同时，深缓呼吸的肺泡通气量浅速呼吸不足—缺O2和CO2潴留，过度—呼吸性碱中度2、肺通气量（4）用力肺活量（FVC）：深吸气后以最大的力量所呼出的气量。•FEV1.0:一秒用力呼气量•FEV1.0%=FEV1.0/FVC100%•FEV1.0%的意义：考核通气功能损害的程度，以及鉴别阻塞性与限制性通气功能障碍。•FEV1.0%正常=80%，FEV1.0%70%提示气道阻塞。2、肺通气量（5）最大呼气流量容积曲线：•呼出的流量为纵轴，与相应的呼出容积为横轴。•图形可反映出正常、阻塞性和限制性通气功能障碍。•最大呼气或吸气流量容积曲线对测定上呼吸道阻塞有重要诊断价值。2、肺通气量（5）最大呼气流量容积曲线：2、肺通气量（5）最大呼气流量容积曲线：2、肺通气量上呼吸道不同阻塞情况下的最大吸气和呼气流量容积曲线图可变胸外阻塞气道压力与流量-容积环可变胸内阻塞气道压力与流量-容积环固定上气道阻塞气道压力与流量-容积环吸气性呼吸困难外周气道阻塞与等压点上移呼气时等压点理论示意图（三）小气道功能检查•小气道是指在吸气状态下，内径小于2mm的细支气管。•1．三秒钟用力呼气容积（FEV3O）和三秒率（FEV3.0／FVC％、FEV3.0％）；最大呼气中段流量（MMEF、MMF）；最大呼气中段时间（MET）；用力呼气流量75％～85％（FEF75%～85%）。•2．闭合容积（CV）、闭合总量（CC）采用一口气氮测定法，受试者先缓慢呼气至残气位，然后缓慢吸纯氮至肺总量位，再缓慢呼气至残气位，测定呼出气体氮浓度的改变，由肺量仪自动绘出曲线（称闭合容积曲线）2、肺通气量上呼吸道不同阻塞情况下的最大吸气和呼气流量容积曲线图正常肺容量正常肺容量限制性通气障碍肺顺应性降低限制性通气障碍肺容量变化①②③④⑤阻塞性通气障碍气道阻力增加阻塞性通气障碍肺容量变化①②③④⑤•（1）闭合容积（CV）：指从肺总量位一次呼气过程中，肺底部位小气道开始闭合时，所能继续呼出的气量（L）。通常以CV／VC％来表示。•（2）闭合总量（CC）：是指肺底部位小气道开始闭合时的总肺容量，即闭会容积（CV）与残气容积（RV）之和。常以CC／TI。C％表示。•（3）Ⅲ相斜率：从Ⅲ曲线相与水平线的斜度计算得出；即肺泡平段每升呼出气体，所增多的平均氮浓度。通常以ANZ／L表示。一氧化碳弥散DLCO计算肺切除术后的预计值，计算方法同ppoFEV1%ppoDLCO40%预计值通常预示着较高的术后心肺系统并发症3.换气功能切除的功能性肺组织所占百分数的估计方法分侧肺功能:这项技术是在40年代早期结核外科盛行期间被首次介绍的。它可以分别分析左右肺的单独通气功能,尤其用于对全肺切除者的术前评价。其结果虽然较准确,但因为需要在麻醉下进行,因此并不能准确反映患者的生理状况。此外,它属有创性检查,对操作技术要求较高,因此已基本不用。切除的功能性肺组织所占百分数的估计方法侧位肺功能这一早期试验是Bergan于1960年设计的。左右肺的相对功能可由患者从仰卧位变为左或右侧卧位时功能残气量的变化决定。方法虽然简单,但准确性欠佳,多已不被采用。暂时性单侧肺动脉阻塞这项技术首先由Carlens等[11]描述。它通过右心导管顶端气囊暂时性地闭塞术侧肺动脉,然后测定肺循环压力、血管阻力及动脉血氧分压的改变。这种医源性的肺动脉阻塞产生了“生理性的全肺切除”,因而可作为肺血管储备力及顺应性的指标用于术前评价。但是,这项有创性检查在实施中失败率较高,并且有较多并发症,因此现在应用已不多。运动试验登车运动方案（1）增量运动，空负荷登车，随后每隔1分钟运动负荷增加，直至运动极限（2）恒量运动固定运动负荷下登车，直至运动极限切除的功能性肺组织所占百分数的估计方法同位素扫描最常用的是99mTc2大颗粒聚合人血清白蛋白肺灌注扫描,能估计被切除肺占全肺血流灌注的比例,从而较准确地预计术后保留的肺功能。此外,还可作99mTc-DTPA气溶胶肺通气显像定量分析,以了解分侧肺通气百分比。5.心肺联合功能试验可精确控制患者的工作功率可进行多个生命体征监测，包括：心率、心电图、呼吸频率、作功量、氧耗量（VO2）、二氧化碳产生量（VCO2）、氧通气当量（VE/VO2）、二氧化碳通气当量（VE/VCO2）、动脉血乳酸、无氧阈等心肺联合运动试验的绝对禁忌证i.近期内静息心电图出现明显的改变，提示心肌梗死或其它急性心脏事件ii.近期内并发急性心肌梗死或不稳定心绞痛iii.尚未控制的室性心律失常iv.房性心律失常尚未得到控制，且引起心功能异常v.Ⅲ度房室传导阻滞，未安装起搏器心肺联合运动试验的绝对禁忌证vii.急性充血性心衰viii.严重主动脉瓣狭窄ix.可疑或已有主动脉夹层分离x.活动性或可疑的心肌炎和心包炎xi.血栓性静脉炎或心内血栓形成xii.近期内体循环或肺循环栓塞xiii.急性感染xiv.明显的精神萎靡，抑制无氧阈（AT）是出现由无氧代谢补充有氧代谢供能的位点，通常以此时的氧耗量表示最大氧耗量（VO2max）是指患者运动-摄氧曲线进入平台期（即氧耗量不随运动功率的增加而上升）时的耗氧量。＞20ml/kg/min并发症0-10%＜10ml/kg/min并发症43-100%（1）肺动脉阻断试验阻断拟切除肺叶的肺动脉，如患者能耐受由此产生的肺动脉高压和低氧血症，则可胜任手术阻断后PaO2应不低于45mmHg，肺动脉压不高于35mmHg。（2）支气管扩张试验6.其它检查术前肺功能测定的意义1.估计手术的风险及术后并发症预测2.制订术前准备3.手术方案的设计和修改4.术后处理和监测的预案.术前影响肺功能的因素•1年龄因素PaO2=100-(0.4×年龄)mmHg•2肥胖•3慢性阻塞性肺病(COPD)1s用力呼气容积(FEV1)占预计值≤50%,提示COPD气流阻塞属重度;Hb160g/L,Hct50%,提示COPD合并慢性缺氧;屏气10s,提示有手术和麻醉危险•4外伤骨折病人•5吸烟•6胸部外伤病人肺功能评估方法1.病史•现病史•既往史、个人史：伴发症、住院、手术、用药情况、麻醉史、围术期情况、吸烟史2.体检可发现异常体征3.胸部平片4.呼吸功能检查肺总容量(TLC)肺活量(FVC)时间肺活量(FEV1.0)FEV1.0/FVC残气量限制性通气障碍↓↓↓↑↓阻塞性通气障碍↑↓↓↓↑限制性与阻塞性通气障碍肺容量改变比较术前FEV12L安全1-2L有一定风险0.8L风险极大缺点：没有考虑病人身高、体重、年龄、性别没有考虑手术切除范围VC50%预计值FEV150%预计值RV/TLC50%预计值DLco50%预计值缺点：没有考虑手术部位、手术范围安全手术的术前肺功能要求预测开胸术后并发症最有意义的单项指标是术后预计FEV1%(PPO-FEV1%)其计算公式如下：PPO-FEV1%=术前FEV1%(1-切除的功能性肺组织所占的百分数)要求PPO-FEV1至少大于800ml或大于预计值的33%术后预测肺功能1248108目前为大家所接受的保证肺叶切除术后长期存活的最低标准为FEV1%50%，PaCO250mmHgPPO-FEV1%40%对肺切除手术危险性的术前评价•IndexSafeDangerousVerydangerousorontraindication•FEV1(L)1.51.0-1.51.0•FEV1%50%40%-50%40%•MVV%50%35%-50%35%•FEV1ppo(L)1.00.8-1.00.8•DLCO%60%50%-60%50%•PaO2(mmHg)6050-6050•PaCO2(mmHg)4040-4545•VO2max2015-2010-15(Verydangerous)•(ml·kg-1·min-1)10(Contraindication)综合评价方案运动试验最大耗氧量VO2max定量FEV1ppo肺扫描DLCO%常规FEV1肺功能试验DLCO手术步骤一步骤二步骤三提供其它治疗方式40%15ml·kg-1·min-150%60%40%15ml·kg-1·min-1常见的术后严重呼吸系统并发症（PPCs）1.感染：肺炎、支气管炎2.肺不张3.支气管痉挛4.心原性或非心原性肺水肿5.肺栓塞6.长时间留置气管导管7.呼吸衰竭PPCs的病理生理机制1.肺容量减少2.气体交换障碍3.呼吸中枢驱动削弱4.膈肌功能受损5.肺防御机制削弱引起PPCs的因素患者因素手术因素麻醉因素1.患者因素老龄换气功能肥