体位和气腹对气道的影响
众所周知,腹腔镜手术中体位改变和CO2气腹会影响呼吸力学,引起肺功能和气体交换的改变(表6-1)。这些变化是由于体位和气腹导致的腹内压增高和CO2的吸收引起的。
表6-1 腹腔镜手术时的肺部改变

注:PO2:氧分压;PCO2:二氧化碳分压;CO2:二氧化碳。
(一)体位和气腹对呼吸力学的影响
1.气腹的影响 腹腔镜手术时腹腔内气体的注入对术中呼吸力学有很大影响。气腹使腹腔容积增加,引起腹内压上升,导致膈肌和纵隔结构向头部位移,膈肌上移会导致肺容积减小,功能残气量(functional residual capacity,FRC)和肺顺应性降低,从而减少了氧气储备量。顺应性较差的区域肺部体积减小会造成在麻醉期间肺部塌陷并形成肺不张,进一步增加了腹腔镜手术缺氧的风险。此外,在腹腔镜手术中经常使用11~15 mm Hg的压力向腹部充气,这会使横膈膜和胸壁变硬,导致肺顺应性降低,呼吸系统的压力-容积曲线向右严重偏移。另外,与腹膜内注气相比,腹膜后注气(如在肾脏或肾上腺手术期间)肺顺应性的变化可能较小。
2.体位的影响 在腹腔镜手术中,Trendelenburg体位对呼吸系统的影响较大。其特点与气腹的影响类似,两者均会引起膈肌的上移,引起气道压的升高,而同时增加患者气胸、肺不张和纵隔气肿的风险。这些不良影响在合并肺部疾病(如慢性阻塞性肺病)的患者中更为明显和持久。而以上影响可通过反向Trendelenburg体位(上腹部手术)减轻。研究发现,根据Trendelenburg体位的程度和腹部充气压力的大小,肺顺应性可降低30%~50%。
(二)体位及气腹对于气道压的影响
腹腔镜手术时,Trendelenburg体位和气腹导致的呼吸力学的紊乱均会转化为较高的气道压力,其具体原理解释如下:
根据公式(6-1),恒定流量通气时的气道压力(airway pressure,Paw)反映了呼吸系统顺应性(compliance,C)。
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根据公式(6-2),气道压反映了肺(跨肺压,transpulmonary pressure,Ptp)和胸壁(胸腔内压,pleural pressure,Ppl)的特性。
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因此,气道压力的变化是由于肺或胸壁顺应性的改变。生理学家将肺和胸壁顺应性之间的区别称为“分割”。因此,呼吸系统(C)、肺(Cl)和胸壁(Ccw)的顺应性的关系参考式6-3:(https://www.daowen.com)
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由于顺应性与弹性阻力(elastance,E)成反比,即1/C=E,因此肺和胸壁的力学关系又可以简化为式6-4:
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因此,任何弹性阻力的增加(即顺应性的降低)都可以更容易地分为肺顺应性和胸壁顺应性的改变,继而导致气道压的升高。
肺充气可导致气道压增高,因为根据公式Paw=Ptp+Ppl,肺充气时,胸腔内压增高,因此气道压增高。而在气腹及Trendelenburg体位时,膈肌和胸壁变硬,导致肺和胸壁顺应性降低(弹性阻力增加),引起气道压增高。
大多数用于麻醉的呼吸机均显示气道峰压(peak airway pressure)和气道平台压(plateau airway pressure),因此可以区分由于气道阻力(气道峰压和气道平台压的差值)和弹性特性(气道平台压减去呼气末正压)导致的潮气量输送期间的压力消耗。气腹期间由于传导气道的狭窄和变形,使气道峰压和气道平台压的压差升高,导致气道阻力增加。另外,肺不张会导致较高的气道平台压。
上述概念对于腹腔镜手术期间监测机械通气具有重要意义。从实际角度来看,这意味着需要密切监测肺-腹腔充气时的气道压,考虑到肺-胸壁弹性的变化、气道狭窄和肺变形,应设定一个新的气道压力作为参考点。相反,随着时间的推移,监测气道压力的变化更容易揭示动态的过度充气或肺不张的形成。
气腹对呼吸力学的有害影响在气腹解除时是迅速可逆的,根据上述相同的原则,应在该时间对呼吸力学进行重新评估。
(三)气腹时CO2吸收
腹腔镜手术中CO2气腹的使用可以导致高碳酸血症和相关性酸中毒,因此需要增加分钟通气量以补偿CO2的吸收,维持正常的呼气末CO2分压和血中PaCO2。对于患有COPD,哮喘和病态肥胖的患者,特别是在Trendelenburg体位,过度通气可能是困难的。在COPD患者和老年患者中,呼气末二氧化碳浓度(fractional con-centration of end-tidal carbon dioxide,FetCO2)可能无法准确反映血中PaCO2;在这些患者中,可能需要动脉血气来监测通气。手术技术可能会影响CO2吸收的程度。多项研究发现,腹腔镜手术引起的皮下气肿与CO2吸收增加有关。与腹膜内注气相比,在腹膜后注入CO2期间皮下气肿可能更常见,但不清楚腹膜后入路是否会增加CO2吸收。
(四)气腹和体位对呼吸系统的其他影响
1.气腹对通气血流比的影响 气腹导致的功能残气量减少和肺不张,理论上可能导致肺内分流和通气/血流比失调;但是,在健康的患者中,即使Trendelenburg体位,这些影响也很小并且耐受性良好。
2.气腹和体位对气管导管的影响 气腹和Trendelenburg体位可能导致隆突向头侧移动,可能导致气管导管移位至支气管内,引起缺氧和高吸气压。此外,在腹腔镜手术期间,一些患者的气管导管气囊内压力会增加。