心脏手术体外循环 (CPB) 期间的通气

目标和假设：

与 CPB 期间未通气的对照组相比，确定接受择期心脏手术的成年患者在体外循环 (CPB) 期间继续机械通气（低潮气量通气）是否会降低术后肺不张的程度。

将使用无创肺超声 (LUS) 成像评估和量化肺不张的程度。

我们将进行初步的观察性研究（pilot study）来评估这项研究的可行性。 该试验将对 40 名患者进行，所有患者在 CPB 期间都将不通气。 我们想要确定的具体可行性问题是：1) LUS 可以在 CPB 时未通气的患者身上显示肺不张的程度，2) 在手术室 (OR) 完成 LUS 所需的时间和在重症监护病房 (ICU) 中，鉴于繁忙的手术室时间表，这是否有效和可行，3) 帮助确定扫描患者以显示肺不张最大程度的最佳时间，以及 4) 帮助估计数量我们需要在最终研究中显示肺不张的差异。

主要假设：与 CPB 期间未通气的对照组相比，成人心脏手术的 CPB 期间低潮气量通气减少了肺不张的数量。

背景：

心脏手术后的呼吸功能障碍相对常见，文献中引用的发生率为 2-25%。 肺部并发症是影响术后患者发病率和死亡率的一个重要因素，因此是医疗资源的负担。 (1)

CPB 后肺功能障碍的病因是多因素的，包括 CPB 引起的全身炎症反应、体温过低、手术、麻醉、通气和输血。 (2-3) 除其他外，上述因素的改变可能导致术后更好的肺功能。 策略包括减少 CPB 时间，或使用微型电路最大限度地减少体外表面积。 CPB 期间肺动脉灌注的部分恢复可能有助于预防肺缺血和肺功能障碍。 使用超滤清除促炎因子可能对肺功能有保护作用。 (4) 同样，使用皮质类固醇和白细胞去除过滤器可能具有保护作用。 (5-6) 减少心脏切开吸引装置的使用，以及游离血液和心包之间的接触时间，可能证明是有益的。 然而，大多数这些干预措施的结果益处的证据都很薄弱。 (3-7)

在标准护理中，在 CPB 期间，肺部不通气和放气，血液循环从肺血管系统分流。 正常灌注的恢复导致氧自由基的释放，导致脂质过氧化和肺内皮损伤（缺血再灌注损伤）。 (8-9)

体外循环期间的持续通气已被实验证明可以保护肺动脉内皮功能。 (10) 再灌注损伤的一个重要后果是肺血管内皮功能障碍，一氧化氮 (NO) 生成减少，导致继发性血管收缩和血管通透性增加。 这导致肺动脉高压、肺水肿和缺氧。 (10)

不通气可能导致缺血性肺损伤。 在搭桥期间，没有血液流过肺动脉。 唯一的血管和因此向肺部的氧气供应是通过支气管循环。 (11) 在实验性猪旁路模型中，已经表明在 CPB 期间支气管动脉流量显着降低。 (12-13) 据推测，肺在生理肺泡内压力下的反复充气和收缩对于继发于血管周期性压缩和松弛的正常支气管动脉流动是必要的。 在那种情况下，在搭桥期间停止通气会减少支气管流量并容易发生缺血性肺损伤。 (13)

John 等人 (11) 在他们的随机研究中表明，在 CPB 期间，潮气量为 5 ml/Kg 的通气导致血管外肺水显着减少（使用脉搏轮廓心输出量 (PiCCO) 系统测量）和更短的时间-拔管。 然而，在 CPB 期间保持通气的明确临床益处的证据并不一致。 这些研究中的问题是异质性结果终点和小样本量。 (11;14)

本研究旨在调查 CPB 期间持续低容量通气是否会减少心脏手术患者术后出现的肺不张量。 肺容量的减少发生在 CPB 非通气期间。 如果在围手术期未通过积极的肺复张和物理治疗加以解决，肺不张可能会导致术后肺部并发症。 在大多数接受 CPB 的患者中，可以轻松安全地应用低容量通气，而不会妨碍手术进展。

肺部超声 (LUS) 将用于对不同时间点（术前和术后过程中）出现的肺不张进行分级。 LUS 是一种非侵入性、易于使用的床旁检查工具。 LUS 得到了很好的验证，并在手术室和重症监护病房中用于诊断肺部病理。 它已被证明在确定肺部实变以及其他肺部病理方面比胸部 X 光平片更准确。 (13) LUS 在之前的研究中也显示出与肺部 CT 发现的紧密相关性。 2012 年发布了第一个国际循证医学现场 LUS 推荐。 (16) 它已成为临床实践中有用且广泛使用的方式。 (17-18)

几项基于经食管超声心动图检查左下叶的超声研究证实了评估肺复张的可行性 (19-20)。 另一项研究表明，LUS 可以准确评估抗生素治疗对呼吸机相关性肺炎的缓解情况：发现抗生素给药 7 天后计算机断层扫描 (CT) 肺通气增加与超声再通气评分之间存在紧密相关性基于观察到的超声模式变化 (21)。 因此，有理由假设任何治疗（例如，CPB 期间的通气）导致的肺通气变化将通过 LUS 模式的相应变化检测到。