【爱儿小醉】全身麻醉下气管插管和呼气末正压对无肺损伤儿童呼吸力学的影响

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关键词：

麻醉 （anesthesia）， 机械通气（mechanical ventilation），儿科学（pediatrics），呼气末正压（positive end‐expiratory pressure），呼吸力学（respiratory mechanics）

研究背景：

机械通气（MV）通过肺部消耗能量以产生气流并维持呼吸功。吸气过程中产生的压力反映了呼吸功中阻力、弹性及阈值成分的总和。吸气峰压（PIP）包含了所有这些成分，而平台压（P_PLAT）和呼气末正压（PEEP）则可用于区分它们各自的相对贡献。

全身麻醉常常需要气管插管和机械通气，设置PEEP可防止肺泡塌陷,改善顺应性和氧合。由于儿童和成人存在发育的差异，这些干预措施对阻力和弹性做功以及能量消耗的综合影响仍存在争议，且结果往往是从成人数据中推断出来的。在儿童中，有研究证实PEEP可改善麻醉中儿童的肺部弹性负荷，但证据有限，PEEP与气管插管所致额外阻力负荷之间的相互作用尚未在儿童群体中得到系统评估。

本研究的目的是通过测定吸气峰压（PIP）、平台压（P_PLAT）、驱动压（ΔP = P_PLAT-PEEP）和机械功率（MP）探讨全身麻醉时，气管插管和PEEP对无肺损伤儿童阻力和弹性做功以及能量消耗的综合影响。

研究方法：

1.参与者

本研究纳入2022年8月至11月接受全身麻醉和气管插管、ASA分级I- II级的1月至15岁的儿童共60例。排除标准包括慢性肺部疾病（包括哮喘病史）、胸部手术史、胸部或气道畸形、已知颅面畸形以及气管切开术。此外，在麻醉前或麻醉期间出现干扰数据采集的紧急事件的患儿也会被排除，比如，鼻炎、分泌物、喉痉挛、支气管痉挛、气胸或气管导管漏气量大于潮气量（VT）10%。

2.实验设计

患儿入室后监测心率、呼吸频率、脉搏血氧饱和度、无创动脉血压和体温，根据主麻医生的偏好进行静脉或吸入诱导。若采用吸入诱导，吸入七氟烷时吸入氧浓度（FiO₂） 设置为0.4。若采用静脉诱导，给予丙泊酚3-5mg/kg。诱导后，所有患者均给予芬太尼2µg/kg和罗库溴铵0.6mg/kg。麻醉维持使用七氟烷和瑞芬太尼。在整个测量过程中，头部和颈部位置标准化并保持不变。所有患儿均使用容量控制通气，参数设置：潮气量6-8mL/kg（按理想体重计算），呼气末正压为0（ZEEP）；吸呼比1:2；调整呼吸频率维持呼气末二氧化碳分压（EtCO₂）40±5mmHg，FiO₂ 0.4。EtCO₂作为通气是否充分的实时监测指标。通过监测流速-时间曲线确保充足的呼气时间，确认不存在内源性PEEP（autoPEEP）。在测量期间停用气管导管漏气补偿。麻醉诱导后、气管插管前，采用密闭面罩通气。通过吸气和呼气潮气量的稳定以及EtCO₂确认面罩无漏气。

3.测量指标

每个患儿按以下顺序测量4组, 每组测量间隔3-5分钟。

–面罩通气无PEEP

–面罩通气PEEP 5cmH₂O

–气管插管通气无PEEP

–气管插管通气PEEP 5cmH₂O。

使用呼吸机内置的吸气暂停功能执行吸气末暂停来获得P_PLAT，每组测量均暂停2秒，确保在压力测量前完全停止吸气气流。每组记录三次连续呼吸取平均值。随后测量以下变量：PIP（cmH₂O）、P_PLAT（cmH₂O）、PEEP（cmH₂O）、TV（mL·kg^–1）以及平均吸气流量（L·min^–1）。静态条件下，PIP、P_PLAT与PEEP之间的差异可分别用于量化阻力做功和弹性做功。

阻力功通过PIP-P_PLAT和气道阻力（Raw=[PIP-P_PLAT]/吸气流量，cmH₂O·L^–1·s^–1）进行评估。

弹性功通过∆P=P_PLAT-PEEP（cmH₂O）和静态顺应性（Crs：TV/∆P，mL·cmH₂O^–1·kg^–1）进行评估。

能量消耗通过MP （J·min^–1）进行评估，公式为：MP=0.098×RR×TV×(PIP-[(P_PLAT-PEEP)/2])。

MP的标准化计算方法是用TV/ IBW（mL·kg⁻¹）来替代TV。

统计分析：

根据在麻醉儿童中报道的PEEP 5cmH₂O与ZEEP之间的中位数ΔP差异为 -2.0cmH₂O，假设标准差为3.0cmH₂O，α=0.05，检验效能为90%，需要47例患儿。考虑到20%的脱落率，计划纳入56例患儿。

分类变量以百分比表示，非正态分布的数据以中位数和四分位数间距（IQR）表示。重复测量数据采用线性混合模型, 每个模型将气道装置（气管插管vs. 面罩）和呼气末正压水平（PEEP vs. ZEEP）及其交互作用作为固定效应，并将个体作为随机效应。模型估计后，计算所有气道装置和PEEP水平组合的估计边际均值及成对边际对比。在同一模型内进行多重比较时，使用Bonferroni校正法评估统计显著性。数据使用Stata 18.0 B.E.（StataCorp LLC，美国）进行分析。p<0.05具有统计学意义。

研究结果：

1.阻力部分

面罩通气时，PEEP使PIP-P_PLAT（95%CI：-0.26 – 0.50，p=0.543）和气道阻力（95%CI：-2.57 – 3.99，p=0.671）略有增加但不显著。气管插管时，PEEP使PIP-P_PLAT增加23.9%（95%CI：0.46 – 1.22，p<0.001），气道阻力增加16.4%（95% CI：0.970 – 7.54，p=0.011）。

气管插管和PEEP的联合效应进一步使PIP-P_PLAT增加32.6%（95%CI：0.77 – 1.54，p<0.001），气道阻力增加26.3%（95%CI：3.49 – 10.10，p<0.001）。

弹力部分

面罩通气时，加用PEEP使驱动压降低29.1%（95%CI：-2.54 – -1.79 cmH₂O，p<0.001），并使顺应性增加46.7%（95%CI：0.42 – 0.59，p<0.001）。相比之下，气管插管时PEEP使驱动压增加20.4%（95%CI：1.15 – 1.90，p<0.001），并使顺应性降低14%（95%CI：-0.23 – -0.06，p=0.001）。气管插管和PEEP的联合效应使驱动压降低7.9%（95%CI：-0.97 – -0.21，p=0.002），使顺应性增加20.1%（95%CI：0.12 – 0.30，p<0.001）。

2.能量消耗

面罩通气时，加用PEEP使机械功率增加50%（95%CI：0.05 – 0.07，p<0.001）。气管插管时机械功率增加得较为温和（95%CI：0.02 – 0.04，p<0.001），而加用PEEP则使其增加更多（95%CI：0.10 – 0.11，p<0.001）。

2岁以下儿童在阻力部分和弹性部分方面与年长儿童表现出相似的力学特征。然而，他们在所有时间点的气道阻力均高于年长患儿（p<0.001），且机械功率也更高（p<0.001）。

结论：

研究结果表明，在无肺部疾病的患儿中，气管插管通过增加驱动压力和降低肺顺应性显著损害呼吸力学，而呼气末正压（PEEP）的应用可以减轻这些影响，表现为驱动压降低和顺应性改善，但是应用PEEP会增加能量的消耗。

爱儿小醉 点评

本研究表明气管插管会增加吸气峰压和驱动压并降低顺应性，加用PEEP能部分减轻气管插管对气道压力的影响，但不能减轻对机械功率的影响。由于驱动压（ΔP=P_PLAT-PEEP）间接反映了呼吸系统静态顺应性，并与危重患者的死亡率及不良预后直接相关，被认为是呼吸机所致肺损伤（VILI）的主要决定因素之一。机械功率（MP）是评估呼吸系统能量负荷的综合性指标，在危重患者中与不良预后相关。因此该结果提示机械通气中加用PEEP可能有助于在儿童麻醉期间维持更安全的呼吸力学，从而降低VILI的风险。但是本研究中的呼吸力学是在手术前、经过短暂PEEP应用后进行评估的，因此这些结果可能无法推广到术中或术后阶段，在这些阶段PEEP在预防肺塌陷方面的保护作用可能更为显著。在未来的研究中，可以延长随访时间，评估PEEP的应用对术后呼吸相关并发症的影响。

原始文献：

Cristiani F, Camporesi A, Cruces P, et al. Effects of Tracheal Intubation and PEEP on Respiratory Mechanics in Children Without Lung Injury Under General Anesthesia. Pediatr Pulmonol. 2026 Jan;61(1):e71468. doi: 10.1002/ppul.71468.