【醉仁心胸】全身麻醉支气管镜诊疗中预防肺不张的通气策略：一项多中心随机对照试验（VESPA试验）

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随着锥形束计算机断层扫描（Cone Beam CT，CBCT. 注释：扇形束和锥形束主要区别在于它们的形状和成像原理，扇形束用于传统CT成像，而锥形束则用于CBCT成像，后者能够更快地获取三维图像）等先进技术的应用，临床发现在全身麻醉下进行支气管镜诊疗时肺不张的发生率极高。肺不张会严重影响外周肺结节的诊断性检查，可能导致CT图像与实际解剖结构出现偏差（CT-体偏差），干扰导航系统的准确性；可能遮蔽目标病灶；或在径向探头支气管内超声（RP-EBUS）检查中产生假阳性图像。此外，对于需要同时进行纵隔淋巴结分期和外周结节活检的患者，若先进行耗时较长的纵隔分期操作（CP-EBUS）检查，稍后的的外周结节活检可能会因肺不张的加重而失败。因此，临床迫切需要一种能够安全预防并持续抑制肺不张的通气策略用于全身麻醉下的支气管镜诊疗，Moiz Salahuddin等人进行了一项多中心随机对照试验，提出了一种新型的安全有效的通气策略，该结果发表于CHEST杂志。

摘要

背景：肺不张会对外周支气管镜检查产生负面影响，增加CT-体偏差，遮蔽目标病灶，并产生径向探头支气管内超声（RP-EBUS）的假阳性图像。

研究问题：在全身麻醉下的支气管镜检查中，特定的通气策略能否降低肺不张的发生率？

研究设计和方法：这项随机对照研究将接受支气管镜检查的患者随机分配至两组（1:1）：标准通气组（使用喉罩，吸入100%纯氧，零呼气末正压）和预防肺不张通气策略组（VESPA，包括气管插管、随后进行肺复张手法、滴定吸入氧浓度（<100%）以及维持8-10 cmH₂O的呼气末正压）。所有患者在建立人工气道后（T1，时间点1）和20-30分钟后（T2，时间点2）均接受胸部CT检查和针对肺不张的RP-EBUS探查（目标段：右B6、9、10和左B6、9、10）。胸部CT由设盲的胸部放射科医生进行评估。RP-EBUS图像由3位独立的、设盲的评估者进行判定。主要终点是T2时，通过胸部CT评估的存在任何肺不张（单侧或双侧）的患者比例。

结果：共分析了76例患者，每组38例。T₂时，通过胸部CT评估的存在任何肺不张的患者比例，在标准通气组为84.2%（95% CI，72.6% - 95.8%），在VESPA组为28.9%（95% CI，15.4% - 45.9%，p < 0.0001）。T2时，出现双侧肺不张的患者比例，在标准通气组为71.1%（95% CI，56.6% - 85.5%），在VESPA组为7.9%（95% CI，1.7% - 21.4%）（p < 0.0001）。T2时，标准通气组平均有3.84 ± 1.67个探查的支气管段被认为存在肺不张，而VESPA组为1.21 ± 1.63个（p < 0.0001）。两组并发症发生率无差异。

结论：VESPA策略能显著降低肺不张的发生率，且耐受性良好，其效果在（EBUS）纵隔分期操作过程中仍能持续。当需要避免支气管镜检查中出现肺不张时，应考虑采用VESPA策略。

引言

随着全身麻醉在高级别支气管镜诊疗操作中的普及以及锥形束CT在临床中的应用，支气管镜检查过程中肺不张的发生逐渐被临床医生所关注，先前本团队通过I-LOCATE试验（肺不张的发生率和位置）对这一现象进行了深入的研究。I-LOCATE是一项前瞻性观察性队列研究，旨在量化在全身麻醉支气管镜检查中，使用RP-EBUS探查肺不张在肺下叶依赖区段的发生率。研究发现肺不张的发生率非常高，超过一半的患者在全身麻醉30分钟后，所有下叶依赖区肺段均出现肺不张，而至少有一个肺段出现肺不张的患者比例高达89%。不出所料，较高的体重指数和更长的全身麻醉时间与更多支气管肺段发生肺不张相关。

肺不张可能通过完全遮蔽目标病灶或导致RP-EBUS图像假阳性来对周围型支气管镜检查产生不良影响，从而导致取样检查失败。肺不张也是导致CT-体偏差的部分原因，而这正是精确支气管镜导航的主要障碍。当计划在同一操作中同时进行肺外周结节诊断和CP-EBUS纵隔分期时，如果现场快速细胞学评价可用，应首先进行分期操作——因为在淋巴结的现场快速细胞学评价中发现恶性肿瘤，将可避免进行并发症率更高的外周支气管镜检查，在活检前进行CP-EBUS的净效应是降低并发症和成本。然而在CP-EBUS分期过程中，肺不张会随时间推移而加重，从而影响后续外周支气管镜检查的敏感性，导致对此操作顺序的质疑。

Bhadra等人回顾性报告了他们在使用CBCT引导的外周支气管镜检查中，采用一种专用的肺导航通气方案的经验。报告显示，与接受常规通气的历史对照组相比，接受该方案的患者肺不张发生率显著降低。遗憾的是，由于这些通气参数并非严格研究方案的一部分，患者之间存在异质性，且他们未报告评估肺不张时（使用CBCT）的全身麻醉持续时间。因此，我们不清楚他们的策略能在多长时间内有效预防肺不张，也不清楚两组的评估时间点是否一致，这可能影响其结果的可靠性。

因此，我们开展了一项多中心随机对照研究，以明确我们的预防肺不张通气策略（VESPA）与常规机械通气相比，是否能减少全身麻醉下支气管镜检查过程中肺不张的发生。

方法

研究对象

本研究在得克萨斯大学MD安德森癌症中心，以及通过癌症研究网络合作的班纳博斯韦尔医疗中心开展，所有研究方案均经MD安德森癌症中心机构审查委员会批准（批准号：2019-0387）。研究入组时间为2020年7月至2021年12月，纳入因淋巴结分期需接受CP-EBUS（伴或不伴周围型支气管镜检查）的成年患者，所有患者均签署知情同意书。所有入选患者支气管镜检查前4周内完成必须胸部CT。排除标准为：胸部CT显示肺实变或间质性病变、肺通气依赖区存在肺部肿瘤（本研究的靶区域）、妊娠、已知存在胸腔积液、腹水、膈肌麻痹，以及必须行气管内插管指征（如困难气道、严重胃食管反流）的患者。

研究设计和操作流程

本研究为一项前瞻性、随机对照试验（1:1），对比接受常规机械通气的对照组与采用 VESPA 通气策略的试验组患者，在全身麻醉下支气管镜检查过程中术中肺不张的发生情况（见图 1）。随机化操作在支气管镜检查前即刻实施，采用计算机生成随机序列，并根据体质量指数进行分层（>30 kg/m² 与≤30 kg/m²）。所有胸部计算机断层扫描影像均由一名对分组情况设盲的胸部影像专科放射科医生（扬尼斯・弗拉霍斯）阅片评估。径向探头支气管内超声影像的初次分类由操作的支气管镜医生完成，术后再由另外两名独立阅片者重新评估；该两名阅片者对分组情况及初次分类结果均设盲。

所有患者均遵循本院临床诊疗规范实施支气管镜检查，麻醉方式为全凭静脉麻醉，且均使用肌肉松弛剂；所有患者均接受容量控制通气。对照组通过喉罩通气道（LMA）实施通气，潮气量（VT）设置为 6~8 mL / kg理想体质量（IBW），吸入氧浓度（FiO₂）为 100%，未设置呼气末正压（PEEP）。VESPA 试验组通过气管内导管（ETT）实施通气，潮气量同样为 6~8 mL / kg理想体质量，FiO₂＜100%（在维持血氧饱和度≥94%的前提下，尽可能调低吸入氧浓度），呼气末正压设置为8~10 cmH₂O。此外，试验组患者在气管插管后立即实施肺复张手法：采用压力控制模式，以40 cmH₂O的平台压、20 cmH₂O的呼气末正压完成 连续10 次通气。若通气回路与气管内导管发生意外脱开，或为调整气管内导管位置而放气导管气囊，需重复上述肺复张手法。

人工气道固定后，在开始指定的支气管镜操作前，所有患者均完成首次（T1）双肺底锥形束计算机断层扫描（CBCT）（使用西门子医疗 Cios Spin 或 Artis Zeego 设备，德国福希海姆），随后进行T2 的径向探头支气管内超声（RP-EBUS）肺不张筛查。随后启动支气管镜检查操作，在完成第一次（T1）径向探头支气管内超声（RP-EBUS）肺不张筛查后的 20~30 分钟，若检查尚未结束则暂时中断，开展第二次（T2）锥形束计算机断层扫描（CBCT）联合 RP-EBUS 的肺不张评估。RP-EBUS 的筛查方式与 I-LOCATE 试验中描述的操作方法一致。研究采用 4cm 深度标尺，对肺部依赖区的 6 个研究靶段进行系统性评估，具体为：右肺 6、9、10 段（RB 6, 9, 10）及左肺 6、9、10 段（LB 6, 9, 10）；每个支气管段均评估 2 个亚段（a、b）。将径向探头缓慢送入各亚段，直至感受到阻力，操作过程中持续监测超声图像；随后将探头回撤约 3 厘米，同时继续监测超声图像。若仅观察到充气肺组织，记录探头移动轨迹中任意一点的图像即可；若在探头移动轨迹的至少 2 厘米范围内观察到异常图像（除血管外，直径≥2 厘米的任意低回声灶），则记录该非充气灶的影像学表现。超声图像分为两类，即充气肺组织（呈 “暴风雪” 征）和非充气 / 肺不张灶（见图 2）。首次图像分类由操作的支气管镜医生完成，术后再由另外两名独立阅片者重新评估图像；该两名阅片者对前期的分类结果、CT 图像及患者病历资料均设盲。研究同时收集其他相关数据，包括患者基本人口统计学信息、支气管镜检查指征（凸探头支气管内超声检查（CP-EBUS）和 / 或周围型支气管镜检查）、从麻醉诱导及人工气道建立至完成图像采集的时长、通气参数、麻醉用药情况，以及并发症发生情况。本研究对并发症类型进行了预先定义，从支气管镜检查开始至术后 48 小时，通过电子病历结合护士的随访电话，对并发症进行全程监测。研究相关数据均由本院搭建的研究电子数据采集系统（REDCap）进行收集和管理。

肺不张定义、主要和次要终点

当计算机断层扫描（CT）显示存在至少 2 厘米的致密肺实质实变区（测量方式：从实变区最外缘至最内缘，作垂直于胸壁的直线距离）时，即判定为存在肺不张（见图 2）。磨玻璃影（GGO）不纳入肺不张的判定范畴，肺不张的记录结果分为无、单侧、双侧三种。对于径向探头支气管内超声（RP-EBUS）的评估标准：若某一支气管段的 2 个亚段（a、b）中，至少有 1 个亚段被 3 名独立阅片者中至少 2 名判定为非充气表现，则认为该支气管段存在肺不张。肺不张支气管段的计分值最低为 0 段，最高为 6 段。

本研究的主要研究终点为：对比 VESPA 通气策略与常规机械通气，能否降低全身麻醉（GA）下支气管镜检查过程中术中肺不张的发生率，该终点通过比较T2 时胸部 CT 评估显示存在任意肺不张的患者比例进行判定。

次要研究终点包括组间评估与对比以下指标：时间 1 时胸部 CT 判定的肺不张患者比例；T1 和T2 时经 RP-EBUS 评估的肺不张患者比例及肺不张支气管段数；T1 至T2 期间经胸部 CT 评估的肺不张进展情况（定义为从无肺不张进展为单侧或双侧肺不张，或从单侧肺不张进展为双侧肺不张）。同时，本研究还对两组患者支气管镜检查术中及术后的并发症发生率进行了描述与组间对比。

统计

本研究样本量基于 I-LOCATE 试验报道的肺不张发生率确定。采用基于非合并方差的双侧两样本率检验，设定检验效能 80%、检验水准 α=0.05，若要检出肺不张发生率从 50% 降至 20% 的差异，共需纳入 76 例患者（每组 38 例）。在入组第 38 例患者后进行了无效性中期分析。

对患者基线资料进行描述性统计，包括频数、构成比、均数、标准差及范围。估算各时间点经胸部 CT 诊断为术中肺不张的患者比例及其 95% 置信区间（95% CI）。采用Fisher 精确检验比较试验组与对照组在各时间点的术中肺不张发生率。计算每位患者在各时间点经 RPEBUS 判定为肺不张的肺段数量及占所有评估肺段的比例，并采用均数 ± 标准差或中位数、范围及四分位距描述该比例的分布。估算经胸部 CT 判定为肺不张进展的患者比例及其 95% CI，并采用 Fisher 精确检验进行组间比较。估算支气管镜术中及术后并发症发生率及其 95% CI，并采用 Fisher 精确检验进行组间比较。在每个时间点对每个亚段，采用Kappa 统计量评估 3 名阅片者对 RPEBUS 图像判读的一致性，并采用 ShroutFleiss 法计算 ‘组内相关系数（ICC）’。以 P＜0.05 为差异具有统计学意义。使用 SAS 9.4（SAS Institute INC, Cary, NC）进行数据分析。

研究注册

本研究在ClinicalTrials.gov注册，编号为NCT04311723。

结果

共有 76 名患者被纳入分析，每组 38 人（图 1）。通气方案的依从性在对照组为 100%，在 VESPA 组为 97.4%（1 名患者未接受肺复张手法，但接受了 VESPA 策略的其余部分，并被纳入分析）。患者基线特征和手术特征详见表 1。基于胸部 CT 判读，在T2 存在任何肺不张的患者比例（主要终点），对照组为 84.2%（95% CI，72.6% - 95.8%），VESPA 组为 28.9%（95% CI，15.4% - 45.9%）（p<0.0001）。T2出现双侧肺不张的患者比例，对照组为 71.1%（95% CI，56.6% -85.5%），VESPA 组为 7.9%（95% CI，1.7% -21.4%）（p<0.0001）。表 2 描述了T1 和 T2 的所有 CT 发现。三名 RP-EBUS 评估者之间的所有组内相关系数均大于 0.9，表明信度极佳。在时间点 2，对照组平均有 3.84±1.67 个（均值±标准差）评估的支气管段被认为存在肺不张，而 VESPA 组为 1.21±1.63 个（均值±标准差）（p<0.0001）。在T1，对照组平均有 2.00±2.04 个（均值±标准差）评估的支气管段被认为存在肺不张，而 VESPA 组为 0.76±1.42 个（均值±标准差）（p=0.0031）。两组在时间点T1和T2时每个特定支气管段的肺不张发生率如图 3 所示。两组在并发症方面未检测到显著差异。两组均未发生重大并发症。无气胸或纵隔气肿病例。支气管镜检查期间并发症在对照组有 10 例患者（26.3%）报告，VESPA 组有 12 例患者（31.6%）（P=0.6130）。对照组有 9 名患者（23.7%），VESPA 组有 11 名患者（28.9%）（P=0.6024）出现需要血管加压药的一过性全身性低血压（单次给药，无需持续输注）。对照组中有一名患者出现房颤，VESPA 组中有一名患者在肺复张手法期间出现心动过缓；两者均为一过性。唯一的支气管镜术后并发症是对照组中一名患者出现短暂缓解的低血压。

讨论

在此，我们首次报道了一项旨在降低全身麻醉下支气管镜检查过程中肺不张发生率的通气策略的随机对照试验。我们证明了VESPA能显著降低肺不张的发生率，耐受性良好，并且其效果能持续存在，尽管在EBUS纵隔分期过程中存在促进肺不张的操作。

我们之前在I-LOCATE试验中已证明全身麻醉支气管镜检查中肺不张的发生率很高，我们认为这一现象对那些进行外周支气管镜检查的人构成了重大挑战。I-LOCATE试验还显示，全身麻醉时间越长，发生肺不张的肺段比例越高。这一点对于怀疑肺癌且同时有纵隔分期指征的患者尤为重要。在设计VESPA试验时，我们特意在操作开始时和时间点2都进行了肺不张评估，以探究VESPA的效果是否会随时间持续。我们也主动纳入了大部分接受EBUS纵隔分期的患者，以评估在分期操作过程中VESPA是否仍然有效。这模拟了真实世界的临床环境，并表明在可能促进肺不张的不利条件下，VESPA仍然有效。

我们在I-LOCATE试验中通过RP-EBUS探查评估了肺不张。尽管我们纳入了三名独立的评估者并计算了组内相关系数，但RP-EBUS图像的解释并不总是直截了当。因此，为了加强当前研究的结果，除了记录RP-EBUS图像外，我们还对双肺底进行了锥形束胸部CT扫描。我们研究中对肺不张的CT定义是至少2 cm的致密实变肺实质区域。我们选择这个定义是因为我们认为这种程度的肺不张足够大，足以遮蔽我们的目标病灶、在RP-EBUS上显示为实性病变，或导致CT-体偏差。此外，与RP-EBUS相比，致密实变的存在与否在CT上更容易识别，且观察者间变异更小。

尽管我们通过VESPA实现了肺不张的显著减少，但并未完全消除它。Bhadra等人在其回顾性报告中使用了比VESPA更积极的通气策略，然而他们的结果与我们的相似。鉴于此，本团队最近报道了另一种克服肺不张的策略，即基于患者体位的改变——侧卧位支气管镜检查。这种体位策略可能对后部小病灶患者有用，我们认为值得进一步研究。

VESPA被证明耐受性良好，两组并发症发生率无差异。尽管VESPA组气道压力较高，并使用了肺复张手法，但需要血管加压药的一过性全身性低血压发生率并无差异。我们的研究中没有气胸病例。

本研究存在多个局限性。对照组采用的通气方式可能与其他机构的常规做法不同。为了更准确地评估肺不张，我们排除了通气依赖区有肺肿块、间质性肺病、胸腔积液和腹水的患者，这降低了我们研究结果在这些人群中的普适性。我们不清楚VESPA能否在45-50分钟之后继续预防肺不张。本研究中只有8名患者进行了外周支气管镜检查，因此，VESPA对外周操作中并发症的影响尚不清楚。RP-EBUS图像假阳性、肺不张遮蔽目标或CT-体偏差对诊断率的精确影响尚未被描述。我们的研究并未试图评估VESPA是否能提高外周支气管镜的诊断率，这一理论上的优势需要进一步研究。

结论

肺不张会对外周支气管镜的实践产生负面影响。在这项多中心随机对照试验中，VESPA被证明能显著降低肺不张的发生率，耐受性良好，并且其效果在EBUS纵隔分期过程中能持续存在。当需要避免支气管镜检查中出现肺不张时，应考虑采用VESPA。