第五节 胸外科手术中应用的肺功能指标
肺功能状态是判断胸外科手术可行性的主要依据。
一、术前检测肺功能的目的
1.估计胸外科手术的风险。
2.制订术前准备。
3.评估全身麻醉的耐受性。
4.术后并发症的预测和预防。
5.手术方案的设计和修改。
6.术后处理和监测的预案。
7.术后肺功能和活动能力的预计。
8.指导术后呼吸管理和康复锻炼。
二、胸外科手术后肺功能的影响因素
1.手术部位
手术中肺部分切除对于肺容积的丧失导致限制性通气功能障碍，而其他部位的手术如食管、纵隔、上腹部手术造成的术后胸膜增厚、粘连、膈肌上抬和胃肠胀气等也会引起限制性通气功能减退。
2.肺切除部位的影响
如为有效的肺组织切除，对术后肺功能的损伤是永久性的；如只是病灶切除而无肺功能部位切除，对术后恢复的影响较小。肺减容手术为解除病灶对健康肺组织的压迫，使术后肺功能明显改善。
3.全身麻醉
胸外科手术多采用全身麻醉及支气管内插管，单侧肺通气，因此在未剖胸前便可因术侧肺无通气或少通气而血流灌注仍存在导致静动脉分流量增加，使动脉血氧分压（arterial partial pressure of oxygen，PaO2）下降，但PaCO2可因健侧肺过度通气纠正。麻醉时一些强效的吸入麻醉药（氟烷、恩氟烷、异氟烷等）、麻醉性镇痛药（哌替啶、芬太尼等）及静脉麻醉药（硫喷妥钠、氯胺酮等）均可抑制呼吸中枢，降低缺氧的反射，并可随着剂量的增加而加深抑制。清醒患者仰卧时，由于腹内脏器将膈肌推向胸腔内约4cm，使FRC减少约0.8L，全身麻醉下FRC再减少0.4L，胸外科手术如患者需侧卧位时，健侧膈肌向胸腔内升高更明显，加上心脏、纵隔下移，健侧肺容积减少，FRC进一步减少，同时丧失膈肌的代偿性通气作用，通气量显著减少，在重力作用下血流进一步增加，易产生严重的通气血流比例失调。
4.手术方式
由于手术本身的创伤大小对术后肺功能有很大的影响，因此，手术方式的选择会影响健侧肺和胸廓的损伤。随着近年来微创胸腔镜手术在临床上越来越广泛地应用，手术指证和手术范围不断扩大。相对于传统的开胸手术，胸腔镜手术由于不切断胸壁肌肉，不撑开肋骨，与常规开胸手术相比很大程度上保留了胸廓的完整性和患者的呼吸功能，且术后疼痛较轻、咳嗽有力，有利于排痰，因此患者术后肺功能恢复情况、速度和活动能力均优于常规开胸手术患者。
5.气管插管的损伤
胸外科手术多应用人工气道，需气管插管，气管插管的内径和术后拔管对机体是一个较强的刺激，能引起强烈的应激反应，造成肺功能损伤。
6.患者的一般情况
如年龄、身高、体重、运动能力、性别、原有的合并症等均对术后肺功能的恢复有明显影响。老年患者因本身的肺功能减退，对手术的耐受性和术后的功能恢复能力均较年轻者明显下降。
7.患者的营养状况
术前血白蛋白、血红蛋白、电解质水平对围术期并发症和术后肺功能恢复具有重要作用。
三、胸外科手术对肺功能的影响
肺处于封闭的胸腔内，正常情况下肺为扩张状态。当术中一侧剖胸后，胸腔内负压不复存在，肺由于本身弹性回缩作用而萎陷，纵隔被推向健侧，有效呼吸和气体交换面积明显减少，通气血流比例下降，肺功能受到严重影响。胸外科手术后肺功能的影响根据疾病的特点、手术方式的选择、对肺功能影响的程度、时效等方面，可分为永久性减退、永久性改善和暂时性减退等。
（一）术后肺功能的永久性减退
主要见于术后胸膜肥厚、粘连和肺部分切除的影响。
1.手术对胸廓和胸腔的直接损伤
根据临床观察，肺、食管、纵隔等胸部手术，剖胸术后即刻关闭，术后VC、MVV均明显减少，直到术后6周后才逐渐恢复，但多不能回复至术前水平，主要原因是胸部的创伤、胸膜粘连等引起的限制性通气功能障碍，其中纵隔胸膜粘连的影响最大。
2.肺部切除手术
肺段、肺叶、全肺切除术后必然导致肺容积减小和限制性通气功能减退。但肺的代偿能力强大，切除少量肺组织对肺功能的影响有限，肺的代偿能力与年龄、基础肺功能状态等有关，年龄越大，基础肺功能越差，代偿越差。部分支气管的切除和解剖无效腔的减少、健康肺代偿性容积增多，可以通过代偿性呼吸增快，MVV有所增大。如果手术创伤不大，VC的下降程度可低于切除的肺容积、FEV1、MVV的下降幅度更小。肺容积和通气功能的下降幅度也取决于手术部位和病变特点。由于下肺扩张度大，膈肌运动产生的VT、MVV占绝对优势，因此一侧下肺切除丧失的肺容积大约占1／4，但MVV的下降则大约占1／3；而上肺则相反，因此上肺叶切除是远比下肺叶更安全的手术。
如果手术肺叶的基础病变重而受伤部位轻，则通气功能的下降幅度小，反之明显增大，这主要见于不均匀性肺气肿或合并肺大疱等疾病。
肺组织切除过多，如一侧全肺切除后可逐渐出现胸廓畸形、肺气肿或慢性肺动脉高压，十几年后将导致生命质量减退，在残腔处理不当的情况下或更易发生，故应尽可能避免该类手术。
（二）术后肺功能的永久改善
1.肺内感染病灶或有分流的肺组织切除，尽管VC可能下降，但MVV多改善，最有效的是肺脓肿、支气管扩张、阻塞性肺不张的切除术。由于切除了炎症或化脓性病灶，机体一般状况改善，呼吸肌力增大；减少或解除了病变部位的Qs／Qt，低氧血症改善；切除无效病灶可提高通气效率。
2.肺大疱切除术、肺减容术、巨大肿块切除术、张力性气胸和（或）血胸引流、减压术、胸膜剥脱术、脓胸切除术，均可解除病灶对健康肺组织的压迫，直接改善肺功能，术后患者的VC、FEV1、MVV均有不同程度增大。其改善幅度取决于病变特点和手术部位，如上肺减容术后下肺活动度增大，肺功能明显改善，而下肺减容术则无明显效果；若气肿周围被压迫的有效肺组织多，术后肺功能明显改善。
（三）术后肺功能的暂时性丧失
手术前后麻醉药和镇静剂的作用。镇痛药对呼吸运动和咳嗽反射等具有抑制作用。胸部手术对呼吸中枢、膈神经、膈肌的损伤，呼吸道纤毛运动咳嗽反射的抑制，健侧肺组织的挤压等均对肺功能有明显影响。一般在术后48小时内最明显，1~2周后恢复正常。
（四）术后局部并发症对肺功能的影响
主要是肋骨切除较多、胸壁软化以及术中损伤膈神经使膈肌麻痹，均可引起反常呼吸。胸腔内大量积液或积气、胸膜粘连和胸腔引流管放置过低可严重限制呼吸运动，亦可削弱咳嗽的效能。手术、麻醉使胃肠道蠕动减弱，胃内积存大量空气和胃液，术后如应用具有催吐性不良反应的镇痛药，或因吸痰等对咽喉部刺激，均可导致反射性呕吐或误吸。误吸可引起吸入性肺炎和ARDS，甚至窒息。
四、胸外科手术评估的肺功能指标
胸外科手术前应常规做肺功能检查，初步判断肺功能的状况，有无手术指征，并对围术期治疗提供指导。尤其对于那些高危人群，如40岁以上有吸烟史者、有慢性咳嗽咳痰者、老年患者、肥胖者、胸廓畸形者以及合并神经肌肉疾病者。对于高风险的手术患者还需要做一些非常规的肺功能检测，对手术的耐受性、手术方式、手术范围选择、围术期治疗做进一步评估。
1.通气功能 一般认为安全手术的术前肺功能要求VC>50%预计值，FEV1>65%预计值或>1.0L，RV／TLC>50%，MVV>60%。一侧肺叶切除，VC下降约1／4，如果手术肺叶的基础病变重，则VC下降幅度小。国外学者较重视MVV数据，认为MVV占预计值70%以上无手术禁忌证，50%~69%应严格考虑；30%~49%应尽量保守或避免手术，<30%禁忌证。
预测开胸术后并发症最有意义的单项指标是术后预计FEV1%（PPO-FEV1%），PPO-FEV1%=术前FEV1%×（1-切除的功能性肺组织所占的百分数），要求PPO-FEV1至少大于800ml或大于预计值的33%。目前为大家所接受的保证肺叶切除术后长期存活的最低标准：FEV1%>50%，PaCO2<50mmHg。
最大峰流速PEF与术后咳嗽排痰能力明显相关，大于3L／min，排痰能力较强，术后发生痰液阻塞的机会较少。而V75、V25等与术后小气道分泌物引流差引起肺部感染的可能性有关，如果均低于1L／min，则感染机会大。
2.弥散功能 有人认为如果DLCO可作为预计术后风险的独立指标，建议如果DLCO<60%，则不论其他肺功能指标如何，应避免做较大范围的胸外科手术。
3.动脉血气分析 如术前有明显的低氧血症，低流量吸氧不能明显提高血氧分压，则手术风险较大。
4.如常规肺功能检测不能判别手术安全性，则需要加做一些其他检测项目来综合考虑手术指征。如分侧肺功能：在有明显肺功能损害的患者，分侧肺功能是判别肺手术的可靠方法，左右侧两肺各占45%和55%的功能，在需全肺切除患者分侧肺功能可以判断是否能耐受手术以及术后维持正常的日常生活。但该检测方法因操作复杂，误差大，有创伤，故目前临床上以卧位肺功能来代替。
5.放射性核素通气血流显像 用标记的放射性核素分别测定两肺的通气和血流灌注分布，从而了解手术切除肺叶的功能，判断是否做切除手术以及术后保留肺的功能情况。
6.心肺运动试验 术前运动能力的确定对术后并发症和病死率的预测具有重要意义。心肺运动试验中的运动能力反映呼吸系统，心血管系统甚至全身各系统的配合，能精确的反映患者心、肺、肌肉、骨骼等功能情况可发现静息时不能发现的病理生理改变。最大氧耗量、MVV、无氧阈值等，其中最大氧耗量是评估术后风险较经精确指标，比FEV1更具有临床价值。
7.六分钟步行试验 能检测受试者的运动耐力，相对心肺运动试验简便，易行，安全性好。
胸外科手术对肺功能的影响，取决于病变部位、手术范围、手术方式、围术期治疗，以及患者的一般状况等多方面因素，手术对肺功能有不同程度的损害，可使肺功能进一步减退，因此术前肺功能的评估至关重要。