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青少年特发性脊柱侧凸(adolescentidiopathicscoliosis,AIS)矫正手术在预防因疾病进展引起的肺功能恶化和在远期改善肺容积方面效果显著。然而呼吸系统及肺功能障碍并发症可能在术后立即发生。围术期呼吸系统并发症是脊柱侧弯术后主要并发症。在接受脊柱侧弯矫正手术的患者中,3.47%病例发生急性呼吸衰竭,1.27%的病例再插管。此外,术后即刻肺功能测试(PFT)值下降了60%。术后1周肺功能仍明显降低,仅为术前基线值的一半。据报道,手术后立即行床旁肺超声(lungultrasound,LUS)有助于诊断呼吸系统并发症。LUS已被证明可以在床旁有效诊断气胸,具有较高的灵敏度和特异性(分别为78.6%和98.4%),并且比床旁胸透或体检更能发现肺泡实变和胸腔积液等异常。既往关于AIS患者围手术期呼吸监测的研究主要集中在评估术后肺部并发症(如再次插管或术后胸腔积液)的发生率。目前还没有使用LUS评估围手术期肺功能恶化导致的通气损失的研究。这项研究的目的是利用LUS将术前LUS与术后LUS的差异与围手术期氧合状态(PaO2/FiO2比值)的变化联系起来。方法患者和研究方案
这是一项研究者发起的前瞻性观察性研究。纳入标准:计划接受选择性脊柱侧凸矫正手术,年龄在13岁至22岁之间,在手术前一天入院时即被纳入研究。排除标准:拒绝接受肺超声检查、拒绝参与研究、术前血流动力学不稳定、体重指数30kg/m2,有胸腔内手术史,有严重肺部疾病(1秒用力呼气量小于预测值的30%),或无法进行动脉插管者。
麻醉方法
所有患者均行全凭静脉麻醉,持续泵注丙泊酚和瑞芬太尼。机械通气参数:容量控制模式,潮气量为8mlkg-1,吸呼比为1:2,PEEP为5cmH2O。调整呼吸频率,使ETCO2持在30-35mmHg,FIO2为0.5。麻醉维持至术后LUS检查结束。在病人恢复自主呼吸和意识后,拔管并转移到PACU。出PACU后,患者在高护理病房监护24小时。
手术方法
所有患者均采用俯卧位,仅行后路手术。在微创手术中,所有的椎骨被固定形成一个全椎弓根螺钉结构。通过小切口游离皮肤及软组织放置大小适宜的螺钉。另一方面,在开放手术过程中,外科医生将脊柱骨膜下解剖至各级椎体横突的顶端。在所有的椎弓根螺钉放好后,插入两个杆纠正大多数的畸形。短根部肋骨切除的胸廓成形术同时进行微创和开放手术。采用5mm去毛刺法治疗凸侧凸肋的脊柱后凸畸形。
经胸肺超声和数据收集
所有的超声检查都是由同两位麻醉医师进行,他们有超过例成人LUS检查的经验。采用6-12MHZ线性探头,默认扫描深度设置为4.9cm,如果怀疑是b线,增加深度以排除包括z线在内的伪影,已知z线在较浅深度时淡出。每名患者在三个时间点进行LUS检查:患者在俯卧位开始机械通气20min后(术前)、术后平卧位(术后)、至PACU后20min。患者在俯卧位采用Monastesse及其同事描述的LUS检查方法(图1)。胸部由腋前线、腋后线、乳头下水平线划分为12个区域。扫描和分析每个区域的12个肋间隙。通过计算修改后的LUS评分来评估通气损失,该评分主要使用b线的数量来计算(表1)。两名肺超声检查人员同时检查后分别对每个区域进行评分,如果不一致,则重新评估并达成共识。将每个半胸的6个象限分数相加,计算半胸的LUS评分(0-18),得分越高,通气损失越严重。收集年龄、性别、手术时间、麻醉时间、术前血清白蛋白水平、术后血清白蛋白水平、术中出血量、术中静脉输液量等资料。在全麻下收集每个研究点的呼吸状态数据,包括动脉血气分析、机械通气参数(潮气量、呼吸频率、PEEP、吸入氧浓度)、吸气峰值压力、吸气末平台压力、SPO2、动脉血氧分压、预计供给的FIO2。采用NRS评分法评估术后疼痛。全身麻醉后划皮前,缝皮和拔管之间,以及术后第1天,行动脉血气分析。当每个肺超声区域的胸膜间低回声液体均大于10mm时诊断为胸腔积液。注意鉴别胸腔积液下的肺区域。
统计分析
样本量的计算基于先前的研究,和LUS评分差异(术前与术后)与PaO2/FiO2比值变化之间的关系。假设这两个因素之间的相关性为0.45,即该组的样本量通过相关系数计算得出:具有精确分布的双变量正态模型,显著性水平为0.05,把握度为0.8。则参加研究的样本人数为29人。
使用GraphPadPrism7.03版进行统计分析。结果以平均值(标准差)和中位数(范围)或患者人数(%)表示。Pearson相关分析评估LUS评分的差异(术前与术后,术前与PACU)和术前与术后PaO2/FiO2比值的变化之间的相关性。采用斯皮尔曼等级相关分析评价PaO2/FiO2比值或LUS评分与手术或患者变量之间的相关性。采用年龄、性别、Cobb’s角、体重指数、LUS术前术后变化等自变量进行多元回归分析,预测O2指数变化程度。采用方差分析(ANOVA)和正态性检验比较凸侧LUS和凹侧LUS评分变化的显著性差异。
结果年8月至年3月,29例接受脊柱侧凸矫正手术的AIS患者接受了LUS检查。所有AIS侧凸曲线均向右凸。患者基线特征及手术参数见表2。在研究中,一名患者在术后出现右侧气胸,无法在术后评估LUS评分(术后和PACU),两名患者血压不稳定,被转到重症监护病房。因此,总共有3名患者被剔除。26名患者完成了研究。如表3和图2所示,术前LUS与术后LUS的差异与术前、术后第1天PaO2/FiO2比值的变化呈显著负相关(P=0.,r=-0.40),与术后第1天PaO2/FiO2比值呈中度负相关(P=0.,r=-0.35)。Cobb角度与术前、术后、PACULUS评分显著相关(P分别=0.,0.,0.),但是与术后或术后第1天PaO2/FiO2比值无相关性(P=0.,P=0.)。在多元回归分析中,术前至术后LUS变化是与O2指数变化相关的显著预测因子(表4)。根据双因素方差分析,凸侧的平均LUS评分变化显著大于凹侧(P=0.,图3)。在术后和PACU时间点,凹侧(右侧)和凸侧(左侧)的LUS平均差值也显著增加[均值:分别为1.64和1.79;95%置信区间(CI):分别为0.61~2.68和0.75~2.82]。图4显示了LUS结果的可视化模型。与凹侧肺相比,凸侧肺的在术后和PACU时间点表现出更多暗色分隔(颜色的暗或亮与LUS相对应)(图4)。在PACU期间,没有出现低氧饱和或过度通气、深度镇静、躁动或严重的术后无法控制的手术疼痛。2例患者在术后全LUS图像上表现为严重的肺不张。在连续使用4次5s30cmH2OPEEP后,作者观察到LUS图像改善,拔管后无不良事件发生。术后第1天有16名病人因缺氧或呼吸困难予吸氧。在研究评估期间未诊断胸腔积液,但是8例患者胸膜增厚大于5mm,5名患者诊断为凸侧胸腔积液,术后行胸腔穿刺术。讨论
目前该观察性研究证明了以下几点。首先,26例中有16例病人因为术后氧饱和度低或呼吸困难给与鼻导管吸氧。因此,作者检查了许多因素(表3)与术后第1天PaO2/FiO2比值的相关性,其中脊柱侧弯矫正手术后LUS评分与术后第1天PaO2/FiO2比值显著相关。该研究发现术前和术后LUS值的急剧增加导致术后PaO2/FiO2比值的进一步降低。该研究结果提示围手术期LUS检查可用于预测术后氧合情况。因此,术前和术后总LUS的变化似乎可以预测术后PO2的快速变化。既往文献主要