引用本文： 廖志敏, 羅林麗, 黃偉, 倪娟. 麻醉誘導期面罩機械輔助通氣壓力與潮氣量變化關系的研究. 華西醫學, 2017, 32(4): 559-562. doi: 10.7507/1002-0179.201509154 復制
面罩輔助通氣是全身麻醉誘導期間的重要步驟，通過充分給氧去氮，可以延長患者無通氣安全時限，為氣管插管提供充足的操作時間。但是，由于面罩人工輔助通氣的實施存在較大的隨意性，通氣效果受到諸多因素的影響。不恰當的面罩人工輔助通氣不能很好地控制通氣壓力和通氣頻率，反而可能導致通氣不足或通氣過度[1]，而面罩機械輔助通氣可克服人工面罩輔助通氣的部分問題，提供穩定的通氣壓力和通氣頻率，更符合當前精準醫療的趨勢和要求。因此，本研究旨在探討采用面罩機械輔助通氣期間通氣壓力變化與潮氣量變化之間的關系曲線，為在全身麻醉誘導期間推行面罩機械輔助通氣方案提供依據。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
于 2015 年 1 月—8 月期間，選擇擬于全身麻醉下行擇期婦科手術的患者 120 例。納入標準：① 美國麻醉醫師協會（American Society of Anesthesiology，ASA）分級 Ⅰ～Ⅱ 級；② 年齡 18～50 周歲；③ 擬于全身麻醉下行擇期婦科手術；④ 無心、肝、肺、腎功能和凝血功能異常；⑤ 術前評估氣道通暢且面罩困難通氣評分 1～2 級[2]。排除標準：① 體質量指數（body mass index，BMI）>30 kg/m2；② 孕婦；③ 飽胃患者；④ 習慣性食道反流患者；⑤ 面部及口咽部病變（如鼾癥、扁桃體肥大等）；⑥ 氣管狹窄、頸前區巨大包塊等導致氣管受壓的患者。采用隨機數字表法隨機分成 4 組，即 P5 組、P10 組、P15 組和 P20 組，每組 30 例。本研究經過本院倫理委員會批準，取得所有納入患者同意并簽署知情同意書。
1.2 研究方法
所有患者術前禁食禁飲 8 h 以上，均不使用術前藥。入手術室后開放上肢靜脈通道，常規監測心電圖、無創血壓、脈搏氧飽和度、心率和呼氣末二氧化碳濃度（end-tidal carbon dioxide pressure，PetCO2）。根據患者入組情況在麻醉機（Ohmeda 7900）上預先設定面罩機械輔助通氣壓力[P5 組、P10 組、P15 組和 P20 組分別對應面罩機械輔助通氣壓力為 5、10、15、20 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa）]和通氣頻率（20 次/min），在麻醉誘導前面罩緊閉預氧 3 min（氧濃度 100%，流量 8 L/min）；誘導藥物采用咪達唑侖 0.1 mg/kg，舒芬太尼 0.3 μg/kg，丙泊酚 2 mg/kg，羅庫溴銨 0.6 mg/kg 快速靜脈推注，患者意識消失后置入口咽通氣道，根據患者的入組情況按不同通氣壓力行雙手舉頜法面罩機械輔助通氣（輔助通氣實施者均為三年級以上住院醫師且試驗前經過合理培訓）；注藥后 90 s 在可視喉鏡直視下行氣管插管，研究結束。
1.3 觀察指標
記錄患者的一般情況，包括年齡、身高、體質量、BMI、面罩困難通氣分級及 ASA 分級；記錄穩定的 PetCO2 和平均潮氣量。平均潮氣量定義為：面罩機械輔助通氣期間，當監護儀上連續出現至少 3 個平穩的 PetCO2 波形后，記錄連續 3 次潮氣量，計算平均潮氣量。
1.4 統計學方法
采用 SPSS 15.0 軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差表示，計數資料采用例數和百分比表示。計量資料組間比較采用單因素方差分析，計數資料組間比較用χ2 檢驗；潮氣量與通氣壓力之間變化關系采用曲線-線性回歸分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
4 組患者年齡、身高、體質量、BMI、面罩困難通氣分級及 ASA 分級比較差異均無統計學意義（P>0.05）。見表 1。
表1
各組患者一般情況比較（
n=30）
2.2 潮氣量和 PetCO2 比較
4 組患者面罩機械輔助通氣期間，潮氣量隨著通氣壓力增加而增加，4 組間比較差異有統計學意義（P<0.05）。4 組 PetCO2 比較，P5 組低于其他3組，差異有統計學意義（P<0.05）；其余 3 組組間比較差異無統計學意義（P>0.05）。見表 2。
表2
各組患者通氣參數比較（
n=30，
）
2.3 通氣壓力-潮氣量關系
通氣壓力在 5～20 cm H2O 之間時，潮氣量隨通氣壓力增加而升高，呈正相關關系。分別采用二次曲線模型和線性模型對潮氣量與通氣壓力之間關系進行分析，結果發現兩者擬合度均為 0.90，F 統計量的P 值均<0.001，說明兩個模型都能很好地對潮氣量與通氣壓力之間關系進行分析，但線性模型能更好地反映二者的關系。根據具備常數項–53.155，參考估計值 33.612，得出線性方程為：潮氣量=33.612×通氣壓力–53.155，曲線-線性模型擬合圖形見圖 1，通氣壓力-潮氣量關系模型匯總和參數估計值見表 3。
表3
通氣壓力-潮氣量關系模型匯總和參數估計值
圖1
通氣壓力-潮氣量回歸曲線圖
3 討論
誘導期實施限制氣道壓力通氣的理念來源于改良的快速順序誘導，在急診和飽胃患者麻醉誘導時，通過在經典的快速順序誘導的基礎上對患者實施限制氣道壓力通氣不但可以減少胃脹氣，預防和減少胃食道反流以及誤吸的發生，同時，對于兒童或肺功能殘氣量降低的患者或氧耗量增加的患者，可以增加氧氣儲備，預防低氧血癥[3-5]。隨著對反流誤吸嚴重性認識的逐漸深入，誘導期實施限制氣道壓力通氣的理念已經開始逐漸在擇期手術患者中得以應用。
即使在嚴格禁食的擇期手術患者中，誘導時不合理的面罩通氣仍然可能導致胃脹氣，增加胃內壓力，從而誘發反流誤吸的發生。研究發現，在面罩控制通氣時，通氣壓力在 20 cm H2O 時，胃脹氣發生率為 5%，而當通氣壓力為 30 cm H2O 時則升高到 26%[6]。控制通氣壓力在 10～20 cm H2O 之間，能有效地預防和避免胃脹氣，降低胃食道反流的發生概率[7-9]。人工輔助通氣雖然是臨床上麻醉誘導期最常用的通氣方式，但這種方法在實施過程中受到很多因素的影響，無統一的實施規范和實施標準，操作者控制通氣壓力和通氣頻率的隨意性大，因此也就不可避免地存在許多問題。尤其是當實施單手面罩輔助通氣時，舌后墜、下頜寬大、頸部運動受限等因素均可導致氣道通暢度受限，影響通氣效果，還有可能導致通氣壓力過高，增加發生反流誤吸的概率。Seet 等[10]發現不同通氣模式對胃脹氣也存在影響，機械壓力通氣模式相對于機械容量通氣模式和手控通氣模式更能減少胃脹氣的發生。在本研究中，考慮到人工面罩輔助通氣無統一的實施規范和標準，將其設定為對照組并無實際意義，同時，本研究的主要目的在于探討通氣壓力與潮氣量之間的曲線關系，因此，本研究未設定人工面罩輔助通氣組，試驗組采用了機械壓力通氣模式，壓力設定在 20 cm H2O 以內，是目前限制氣道壓力通氣最常用的也最安全的面罩通氣方式。
本研究中觀察發現，在 P5 組平均 PetCO2 僅為 9.3 mm Hg，明顯低于其他 3 組，而 P10 組、P15 組和 P20 組 PetCO2 值均在 25～27 mm Hg 之間，作者認為主要原因在于，P5 組過低的通氣壓力導致潮氣量過小，肺通氣不足，肺泡不能充分進行氣體交換，故檢測出呼出氣體二氧化碳濃度低，這不是患者體內二氧化碳水平真實的反映；相反，由于通氣不足導致機體二氧化碳蓄積，甚至呼吸性酸中毒，同時紅細胞不能充分氧合，導致無通氣安全時限縮短。在其他 3 組通氣壓力下，肺泡均能充分進行氣體交換，故其他 3 組通氣方案都能避免二氧化碳蓄積。但我們也觀察到，在 P20 組存在過度通氣的情況，長時間可能導致一系列重要病理生理改變，特別是對于本身存在基礎疾病的患者。研究表明，過度通氣導致的低二氧化碳血癥會誘發冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者冠狀動脈痙攣[11]，誘發室上性心動過速[12]；在正常成人，麻醉誘導時過度通氣會導致一過性高血流動力學反應[1]，同時也會導致腦電改變，誘發癲癇[13-15]。故在臨床工作中應盡量避免通氣不足或過度通氣的發生。因此，合理的通氣壓力和分鐘通氣量都是值得關注的問題。
本研究通過統計軟件進行模擬，分析了在 5～20 cm H2O 通氣壓力范圍內，通氣壓力與潮氣量之間的變化關系。結果發現二者呈直線相關，且線性方程為：潮氣量=33.612×通氣壓力–53.155。在這一方程里，對潮氣量影響最關鍵的因素是通氣壓力，也就是說在 5～20 cm H2O 通氣壓力范圍內，潮氣量隨著通氣壓力的增加而呈直線相關性增加。但在超出 20 cm H2O 的范圍以外，由于肺的擴張是有限度的，潮氣量未必能隨著通氣壓力的增加而呈現直線相關性增大。因此，希望單純通過增加通氣壓力來增加潮氣量最終達到增加分鐘通氣量的目的是不合理的，過大的潮氣量還有可能導致胸腔壓力過大，影響靜脈回流。因此，目標分鐘通氣量的獲得應通過合理的設定呼吸頻率與潮氣量相結合的方式。此外，方程中的斜率 33.612 反映的是研究人群的平均肺順應性，也就是說只有當患者具備相對正常的肺順應性的情況下，該公式才能成立。當患者合并肺纖維化等導致肺順應性下降的疾病時，斜率也將隨之減小。這就能解釋，為什么在給予相同的通氣壓力下，合并肺部疾患的患者所獲得的潮氣量更小。因此，研究通氣壓力與潮氣量之間的變化關系的主要意義在于，在患者氣道通暢，面罩通氣分級 1～2 級，誘導時安置口咽通氣道，且操作人員合理培訓后等條件下，通過該模擬方程可以根據預先希望達到的分鐘通氣量，在固定呼吸頻率（如 20 次/min）的情況下，計算需要達到的潮氣量，再根據該公式計算得出需要設定的面罩機械通氣壓力，由此可以在誘導前預先在麻醉機上設定出通氣壓力和通氣頻率，從而避免在麻醉誘導時發生通氣不足或過度通氣的情況。
綜上所述，全身麻醉誘導面罩機械輔助通氣期間，當通氣壓力限定在 5～20 cm H2O 之間時，潮氣量與通氣壓力之間呈正相關直線關系，其相關方程為：潮氣量=33.612×通氣壓力–53.155，預先設定合理的分鐘通氣量且通氣壓力不低于 10 cm H2O 時，能有效地避免通氣不足或過度通氣的發生。
面罩輔助通氣是全身麻醉誘導期間的重要步驟，通過充分給氧去氮，可以延長患者無通氣安全時限，為氣管插管提供充足的操作時間。但是，由于面罩人工輔助通氣的實施存在較大的隨意性，通氣效果受到諸多因素的影響。不恰當的面罩人工輔助通氣不能很好地控制通氣壓力和通氣頻率，反而可能導致通氣不足或通氣過度[1]，而面罩機械輔助通氣可克服人工面罩輔助通氣的部分問題，提供穩定的通氣壓力和通氣頻率，更符合當前精準醫療的趨勢和要求。因此，本研究旨在探討采用面罩機械輔助通氣期間通氣壓力變化與潮氣量變化之間的關系曲線，為在全身麻醉誘導期間推行面罩機械輔助通氣方案提供依據。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
于 2015 年 1 月—8 月期間，選擇擬于全身麻醉下行擇期婦科手術的患者 120 例。納入標準：① 美國麻醉醫師協會（American Society of Anesthesiology，ASA）分級 Ⅰ～Ⅱ 級；② 年齡 18～50 周歲；③ 擬于全身麻醉下行擇期婦科手術；④ 無心、肝、肺、腎功能和凝血功能異常；⑤ 術前評估氣道通暢且面罩困難通氣評分 1～2 級[2]。排除標準：① 體質量指數（body mass index，BMI）>30 kg/m2；② 孕婦；③ 飽胃患者；④ 習慣性食道反流患者；⑤ 面部及口咽部病變（如鼾癥、扁桃體肥大等）；⑥ 氣管狹窄、頸前區巨大包塊等導致氣管受壓的患者。采用隨機數字表法隨機分成 4 組，即 P5 組、P10 組、P15 組和 P20 組，每組 30 例。本研究經過本院倫理委員會批準，取得所有納入患者同意并簽署知情同意書。
1.2 研究方法
所有患者術前禁食禁飲 8 h 以上，均不使用術前藥。入手術室后開放上肢靜脈通道，常規監測心電圖、無創血壓、脈搏氧飽和度、心率和呼氣末二氧化碳濃度（end-tidal carbon dioxide pressure，PetCO2）。根據患者入組情況在麻醉機（Ohmeda 7900）上預先設定面罩機械輔助通氣壓力[P5 組、P10 組、P15 組和 P20 組分別對應面罩機械輔助通氣壓力為 5、10、15、20 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa）]和通氣頻率（20 次/min），在麻醉誘導前面罩緊閉預氧 3 min（氧濃度 100%，流量 8 L/min）；誘導藥物采用咪達唑侖 0.1 mg/kg，舒芬太尼 0.3 μg/kg，丙泊酚 2 mg/kg，羅庫溴銨 0.6 mg/kg 快速靜脈推注，患者意識消失后置入口咽通氣道，根據患者的入組情況按不同通氣壓力行雙手舉頜法面罩機械輔助通氣（輔助通氣實施者均為三年級以上住院醫師且試驗前經過合理培訓）；注藥后 90 s 在可視喉鏡直視下行氣管插管，研究結束。
1.3 觀察指標
記錄患者的一般情況，包括年齡、身高、體質量、BMI、面罩困難通氣分級及 ASA 分級；記錄穩定的 PetCO2 和平均潮氣量。平均潮氣量定義為：面罩機械輔助通氣期間，當監護儀上連續出現至少 3 個平穩的 PetCO2 波形后，記錄連續 3 次潮氣量，計算平均潮氣量。
1.4 統計學方法
采用 SPSS 15.0 軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差表示，計數資料采用例數和百分比表示。計量資料組間比較采用單因素方差分析，計數資料組間比較用χ2 檢驗；潮氣量與通氣壓力之間變化關系采用曲線-線性回歸分析。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 一般情況
4 組患者年齡、身高、體質量、BMI、面罩困難通氣分級及 ASA 分級比較差異均無統計學意義（P>0.05）。見表 1。
表1
各組患者一般情況比較（
n=30）
2.2 潮氣量和 PetCO2 比較
4 組患者面罩機械輔助通氣期間，潮氣量隨著通氣壓力增加而增加，4 組間比較差異有統計學意義（P<0.05）。4 組 PetCO2 比較，P5 組低于其他3組，差異有統計學意義（P<0.05）；其余 3 組組間比較差異無統計學意義（P>0.05）。見表 2。
表2
各組患者通氣參數比較（
n=30，
）
2.3 通氣壓力-潮氣量關系
通氣壓力在 5～20 cm H2O 之間時，潮氣量隨通氣壓力增加而升高，呈正相關關系。分別采用二次曲線模型和線性模型對潮氣量與通氣壓力之間關系進行分析，結果發現兩者擬合度均為 0.90，F 統計量的P 值均<0.001，說明兩個模型都能很好地對潮氣量與通氣壓力之間關系進行分析，但線性模型能更好地反映二者的關系。根據具備常數項–53.155，參考估計值 33.612，得出線性方程為：潮氣量=33.612×通氣壓力–53.155，曲線-線性模型擬合圖形見圖 1，通氣壓力-潮氣量關系模型匯總和參數估計值見表 3。
表3
通氣壓力-潮氣量關系模型匯總和參數估計值
圖1
通氣壓力-潮氣量回歸曲線圖
3 討論
誘導期實施限制氣道壓力通氣的理念來源于改良的快速順序誘導，在急診和飽胃患者麻醉誘導時，通過在經典的快速順序誘導的基礎上對患者實施限制氣道壓力通氣不但可以減少胃脹氣，預防和減少胃食道反流以及誤吸的發生，同時，對于兒童或肺功能殘氣量降低的患者或氧耗量增加的患者，可以增加氧氣儲備，預防低氧血癥[3-5]。隨著對反流誤吸嚴重性認識的逐漸深入，誘導期實施限制氣道壓力通氣的理念已經開始逐漸在擇期手術患者中得以應用。
即使在嚴格禁食的擇期手術患者中，誘導時不合理的面罩通氣仍然可能導致胃脹氣，增加胃內壓力，從而誘發反流誤吸的發生。研究發現，在面罩控制通氣時，通氣壓力在 20 cm H2O 時，胃脹氣發生率為 5%，而當通氣壓力為 30 cm H2O 時則升高到 26%[6]。控制通氣壓力在 10～20 cm H2O 之間，能有效地預防和避免胃脹氣，降低胃食道反流的發生概率[7-9]。人工輔助通氣雖然是臨床上麻醉誘導期最常用的通氣方式，但這種方法在實施過程中受到很多因素的影響，無統一的實施規范和實施標準，操作者控制通氣壓力和通氣頻率的隨意性大，因此也就不可避免地存在許多問題。尤其是當實施單手面罩輔助通氣時，舌后墜、下頜寬大、頸部運動受限等因素均可導致氣道通暢度受限，影響通氣效果，還有可能導致通氣壓力過高，增加發生反流誤吸的概率。Seet 等[10]發現不同通氣模式對胃脹氣也存在影響，機械壓力通氣模式相對于機械容量通氣模式和手控通氣模式更能減少胃脹氣的發生。在本研究中，考慮到人工面罩輔助通氣無統一的實施規范和標準，將其設定為對照組并無實際意義，同時，本研究的主要目的在于探討通氣壓力與潮氣量之間的曲線關系，因此，本研究未設定人工面罩輔助通氣組，試驗組采用了機械壓力通氣模式，壓力設定在 20 cm H2O 以內，是目前限制氣道壓力通氣最常用的也最安全的面罩通氣方式。
本研究中觀察發現，在 P5 組平均 PetCO2 僅為 9.3 mm Hg，明顯低于其他 3 組，而 P10 組、P15 組和 P20 組 PetCO2 值均在 25～27 mm Hg 之間，作者認為主要原因在于，P5 組過低的通氣壓力導致潮氣量過小，肺通氣不足，肺泡不能充分進行氣體交換，故檢測出呼出氣體二氧化碳濃度低，這不是患者體內二氧化碳水平真實的反映；相反，由于通氣不足導致機體二氧化碳蓄積，甚至呼吸性酸中毒，同時紅細胞不能充分氧合，導致無通氣安全時限縮短。在其他 3 組通氣壓力下，肺泡均能充分進行氣體交換，故其他 3 組通氣方案都能避免二氧化碳蓄積。但我們也觀察到，在 P20 組存在過度通氣的情況，長時間可能導致一系列重要病理生理改變，特別是對于本身存在基礎疾病的患者。研究表明，過度通氣導致的低二氧化碳血癥會誘發冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者冠狀動脈痙攣[11]，誘發室上性心動過速[12]；在正常成人，麻醉誘導時過度通氣會導致一過性高血流動力學反應[1]，同時也會導致腦電改變，誘發癲癇[13-15]。故在臨床工作中應盡量避免通氣不足或過度通氣的發生。因此，合理的通氣壓力和分鐘通氣量都是值得關注的問題。
本研究通過統計軟件進行模擬，分析了在 5～20 cm H2O 通氣壓力范圍內，通氣壓力與潮氣量之間的變化關系。結果發現二者呈直線相關，且線性方程為：潮氣量=33.612×通氣壓力–53.155。在這一方程里，對潮氣量影響最關鍵的因素是通氣壓力，也就是說在 5～20 cm H2O 通氣壓力范圍內，潮氣量隨著通氣壓力的增加而呈直線相關性增加。但在超出 20 cm H2O 的范圍以外，由于肺的擴張是有限度的，潮氣量未必能隨著通氣壓力的增加而呈現直線相關性增大。因此，希望單純通過增加通氣壓力來增加潮氣量最終達到增加分鐘通氣量的目的是不合理的，過大的潮氣量還有可能導致胸腔壓力過大，影響靜脈回流。因此，目標分鐘通氣量的獲得應通過合理的設定呼吸頻率與潮氣量相結合的方式。此外，方程中的斜率 33.612 反映的是研究人群的平均肺順應性，也就是說只有當患者具備相對正常的肺順應性的情況下，該公式才能成立。當患者合并肺纖維化等導致肺順應性下降的疾病時，斜率也將隨之減小。這就能解釋，為什么在給予相同的通氣壓力下，合并肺部疾患的患者所獲得的潮氣量更小。因此，研究通氣壓力與潮氣量之間的變化關系的主要意義在于，在患者氣道通暢，面罩通氣分級 1～2 級，誘導時安置口咽通氣道，且操作人員合理培訓后等條件下，通過該模擬方程可以根據預先希望達到的分鐘通氣量，在固定呼吸頻率（如 20 次/min）的情況下，計算需要達到的潮氣量，再根據該公式計算得出需要設定的面罩機械通氣壓力，由此可以在誘導前預先在麻醉機上設定出通氣壓力和通氣頻率，從而避免在麻醉誘導時發生通氣不足或過度通氣的情況。
綜上所述，全身麻醉誘導面罩機械輔助通氣期間，當通氣壓力限定在 5～20 cm H2O 之間時，潮氣量與通氣壓力之間呈正相關直線關系，其相關方程為：潮氣量=33.612×通氣壓力–53.155，預先設定合理的分鐘通氣量且通氣壓力不低于 10 cm H2O 時，能有效地避免通氣不足或過度通氣的發生。
