警惕先心病患兒術后肺不張：預防、診斷全梳理

先天性心臟病患兒術后肺不張預防和診斷的研究進展

張珠1 黃延輝2 汪鑫2

1遵義醫科大學第二臨床學院

2上海交通大學醫學院附屬上海兒童醫學中心貴州醫院麻醉手術中心

通信作者：汪鑫

Email: 110667637@qq.com

基金項目：貴州省衛生健康委科學技術基金項目（gzwkj2024-172）

【摘要】近年來，肺部超聲指導肺復張、電阻抗斷層掃描滴定最佳PEEP、食管壓監測指導通氣被證實可進一步減少肺不張，但目前多限于重癥監護室使用，尚未普及。減少先天性心臟病患兒術后肺不張的發生，有助于加快康復，并縮短其在重癥監護室及總住院時間。術中PEEP聯合小潮氣量通氣可有效降低肺不張，但早產患兒需警惕低血壓風險。目前尚無統一的最佳方法能最大程度減少患兒術后肺不張，未來可向個體化通氣參數設定與人工智能輔助影像診斷等方向進一步探索。本綜述旨在總結現有可減少此類患兒術后肺不張的方法，以提升臨床對該問題的重視與理解。

【關鍵詞】先天性心臟病；小兒；肺不張；肺保護性通氣策略

先天性心臟病是一種常見的先天性疾病，約占所有活產嬰兒的1%，絕大多數患兒在嬰兒期即表現出明顯癥狀，不僅影響其生長發育，甚至可能危及生命[1]。選擇合適的時機進行手術治療可以取得較好的效果，然而，由于患兒呼吸系統發育尚未成熟，肺泡數量需至8歲后才能達到成人水平，術后肺部并發癥（postoperative pulmonary complications， PPCs）在此類患兒中較為常見，特別是肺不張的發病率極高。戴紅臣等[2]研究表明，患兒圍術期肺不張的發生率可達68%～100%，而先天性心臟病手術患兒術后肺不張的發生率為41%～71%。術中常采用小潮氣量通氣，重力依賴性肺區通常會發生肺不張[3]。患兒的功能殘余容量較小，閉合體積較大，胸壁順應性高，其圍術期發生肺不張的風險顯著高于成人。肺不張與肺部感染、呼吸困難、低氧血癥[4]等其他肺部并發癥等顯著相關。因此，尋找有效的方法預防和治療肺不張對于先天性心臟病患兒術后恢復至關重要。

在先天性心臟病手術中，患兒通常采用仰臥位或側臥位兩種體位。在這兩種體位中，術后肺不張通常發生于重力依賴性肺區，這些肺區的跨肺壓最低[5]，因此更容易發生肺不張。目前的研究多集中于術中保護性通氣策略，Kneyber等[6]研究表明，成年患者采用小潮氣量（6 ml/kg）聯合PEEP的肺保護性通氣模式，而患兒因其胸壁順應性高、肺容量相對較小等獨特的呼吸系統生理特點，其發生呼吸機誘發肺損傷的機制和風險因素與成人存在顯著差異。因此，成年患者的臨床實踐不能直接推廣至患兒。在進行機械通氣時，建議保持患兒的潮氣量低于10 ml/kg，同時聯合PEEP 5～6 cmH2O，該策略能夠維持同等水平的動脈氧合，且避免了單純使用高潮氣量而不聯合PEEP的弊端，并減少高潮氣量對肺部造成的張力性肺損傷。然而，目前尚無數據表明多大的潮氣量可以最大程度減少先天性心臟病手術患兒術后肺不張的發生。

盡管研究人員對患兒圍術期肺不張給予高度重視，但相比成年患者，患兒的相關數據較少，且大部分為單中心研究。現有文獻對先天性心臟病患兒圍術期肺不張的肺保護性通氣策略缺乏共識。本文將結合現有研究的創新點與不足，側重于動態監測的肺不張預防策略，探討先天性心臟病患兒圍術期肺不張的最新進展，為臨床實踐提供參考。

患兒先天性心臟病手術后肺不張的預防

呼吸道評估和處理先天性心臟病患兒的免疫力及心肺功能較一般正常患兒低，研究[7]表明，先天性心臟病患兒最常見的合并癥是圍產期疾病 （患病率約為87.50%），約有3.74%的患兒合并有呼吸系統疾病，特別是呼吸道合胞病毒感染尤為常見[8]。為減少患兒PPCs的發生，縮短拔管及住院時間，術前應對患兒的呼吸道感染等進行治療，改善患兒肺功能。

術前鍛煉和呼吸訓練Williams等[9]對15項隨機對照研究進行分析，與常規護理比較，所有類型的身體活動干預（體育活動促進、運動訓練和吸氣肌訓練）可能對心肺健康和身體活動水平有一定的益處，但對健康相關生活質量的影響很小甚至是沒有益處。Ntelios等[10]研究表明，先天性心臟病患者存在最大吸氣壓力與呼氣壓力降低，提示呼吸肌力量損害。而大部分父母出于對患兒的保護，通常會限制其活動，從而導致身體機能低下，進一步加重心力衰竭等。建議先天性心臟病患者應進行骨骼肌與呼吸肌的鍛煉，提高身體機能[11]。目前臨床上推薦成年患者術前進行適量的身體鍛煉及呼吸肌鍛煉，但由于各種因素，在小兒心臟專科中，身體活動的建議還未明確[12]。

麻醉方法低齡患兒進行各類手術時，由于患兒無法聽懂指令，也無法進行配合，一般首選全身麻醉。Xu等[13]進行單中心研究表明，相比于常規麻醉，進行超快速通道麻醉可以縮短患兒術后帶管時間、ICU內過渡時間及住院時間，而不良反應無明顯增加，同時可大大減少由于術后長時間機械通氣引起的相關肺部并發癥。

肺保護性通氣策略由于患兒的各項系統未發育完善，患兒的功能殘余容量較小，閉合體積較大，胸壁順應性更高，因此與成人比較，患兒全身麻醉后的肺不張更常見[14]。在先天性心臟病手術中進行肺保護性通氣時可以減少PPCs，促進患兒康復，縮短住院時間。目前得到證實及廣泛使用的肺保護性通氣策略是術中使用小潮氣量和高水平的呼氣末正壓通氣，一般為6～8 ml/kg（理想體重），應避免潮氣量大于10 ml/kg，同時聯合5～6 cmH2O的PEEP[6]。但實際上患兒受到呼吸機引起肺損傷的影響并不明顯，在兒科中也尚未有研究證明潮氣量與死亡率之間有明確關聯。此外，Vedrenne-Cloquet等[15]的研究表明，針對急性呼吸窘迫綜合征以及兒科重癥需要機械通氣行呼吸支持的患兒可以進行個體化機械通氣，但在兒科領域，相關證據較弱，實踐時不能常規進行。目前臨床上還是按照低潮氣量聯合中等水平的呼氣末正壓通氣進行基礎的肺保護性通氣。

除控制潮氣量及PEEP外，一氧化氮及氮氣的使用也可以通過改善肺功能進行肺保護。Kolcz等[16]研究表明，在進行心臟手術心肺轉流（cardiopulmonary bypass, CPB）時，在氧合器中吸入一氧化氮可以改善短期臨床結果：縮短機械通氣時間和重癥監護時間；減輕炎癥反應，減少炎性因子生成，增加抗炎因子；改善心肌和肺保護。除此之外，氮氣也可發揮肺保護的功能[17-18]，降低肺血管阻力，減輕肺水腫。

FiO2的優化同樣重要。術中長時間使用高濃度氧氣可加速肺泡塌陷，加重肺不張。因此，建議在保證充分氧合的前提下，術中FiO2盡量控制在0.4以下。心肺轉流脫機后，由于肺血管通透性增加及表面活性物質功能受損，應更加謹慎地滴定FiO2，以SpO2不低于94%為目標，逐步下調FiO2至0.3~0.4，避免因高氧誘發肺損傷或低氧導致復張失敗。

在實施上述肺保護性通氣策略的基礎上，對于肺泡發育尚不成熟的患兒，尤其是先天性心臟病患兒，潮氣量與PEEP的設置需采取更為精細的個體化分層策略。不同年齡段的患兒其肺泡發育程度并不完全相同，這對術中機械通氣設定呼吸參數也有一定的影響。故潮氣量設置在患兒機械通氣中仍具有顯著的可變性（范圍4～15 ml/kg），目前尚未確定最佳模式，關于PEEP的諸多指南也沒有統一的標準[19]。大部分先天性心臟病患兒肺部發育常常落后于實際年齡，所以其具體情況需結合輔助檢查（如肺超聲、CT等）進行動態評估[20]，并根據心臟病理類型進行參數調整，建議使用肺超聲或者電阻抗斷層成像進行動態滴定[21-22]，個體化調整呼吸參數。

機器學習預測模型目前有研究[23]表明，機械通氣期間可進行PEEP滴定，最佳PEEP水平約為7～8 cmH2O，但這種結論并不適用于所有患者，最佳方法是機械通氣過程中對每個患者均進行PEEP滴定，進行個性化通氣策略。此時，肺部動態順應性、驅動壓[24]、電阻抗斷層成像等均可作為已知指標，借助計算機輸入已知數據后對通氣參數進行調整預測，Zappalà等[25]研究開發了基于XGBoost的實時撤機預測模型，整合動態呼吸力學參數（如驅動壓、順應性）和血氣指標，曲線下面積達0.847。

肺復張方法肺復張常用于胸科手術及心外科手術時，可通過使用高潮氣量，使大部分肺單位產生均一的生理膨脹，盡可能使所有肺單位完全復張。一般肺復張方法有呼吸末正壓通氣、持續充氣、壓力控制通氣、手動肺復張策略[26]。一般進行肺復張操作時可予氣道壓力30 cmH2O持續15～20 s，但這種復張手法可能會降低靜脈回流，導致血流動力學不穩定。有研究[27]表明術中行遞增呼氣末正壓復張策略可以有效減少心臟手術的患兒術后肺不張的發生，同時改善了氧合狀況和每公斤體重呼吸系統動態順應性，血流動力學相對較穩定。Acosta等[28]研究表明，術中實施體位性肺復張策略，保持驅動壓力（中等PEEP水平）不變，逐級增加PEEP至10 cmH2O，分別于左側臥位和右側臥位維持90 s，之后于平臥位維持3 min，此時肺順應性更好，且術后肺不張發生率低，進行肺復張操作時血流動力學也更加穩定。

避免過度肺萎陷當術中肺過度萎陷時，萎陷側肺肺泡通氣量極低，引起肺泡死腔增加，導致肺部通氣-血流比例異常，往往與術后各種不良反應顯著相關。而Shostak等[29]研究表明，肺泡死腔分數和動脈SpO2可預測術后不良結果，肺泡死腔分數的增加及SpO2的降低會延長術后機械通氣時間、ICU住院時間及胸腔引流時間。

減輕手術創傷和炎癥反應患兒先天性心臟手術時或多或少會對周圍器官組織產生損傷，引起術后炎癥和感染以及肺部并發癥。全身炎癥反應綜合征是患兒先天性心臟病手術后的常見并發癥，經歷過術后感染的患兒死亡率可能性是未經歷感染患兒的兩倍[30]。Zeng等[31]研究表明，術后嚴重并發癥的發生與血糖水平顯著相關，建議血糖不超過8.1 mmol/L。因此，減輕手術創傷和炎癥反應以及控制圍術期血糖水平尤為重要。

患兒先天性心臟病手術后肺不張的診斷方法

成人肺不張的臨床表現取決于患者狀態，清醒時主要表現為呼吸困難等癥狀和聽診異常等體征。全麻狀態下，癥狀與體征常不明顯，其診斷更依賴于SpO2降低、呼氣末二氧化碳分壓異常[32]等監護指標的改變。而當肺不張發生于患兒時，癥狀、體征可能均相對較輕[33]，由于患兒在呼吸過程中對壓力的變化比較敏感，所以患兒在一定程度的肺不張情況下能夠維持相對穩定的氧合和通氣功能，耐受性較成人好，癥狀不明顯，診斷也較成人困難。

胸部X線片、CT、MRI檢查在進行肺不張的診斷時，影像學檢查無疑是最直觀的一種檢查，通過對肺部形態學的直接觀察而得到診斷結果。但是胸部X線片檢查可能會遺漏肺葉背段以及與心臟相重疊部位的病變。CT由于其準確性及相對MRI結果較快，目前仍較多用于診斷肺部疾病，是診斷和量化肺泡塌陷的公認標準，可用于辨別識別梗阻或積液來引起的肺不張，而MRI的T2加權成像也可以用于提示肺不張原因[34] 。有研究[35]表明，胸部X線片檢查在診斷氣胸時優于肺超聲，而在胸腔積液及肺實變方面較肺超聲差。此外，胸部X線片檢查時結果不能立即獲取，且具有一定的輻射性，臨床使用局限性較大，特別是對于需要持續放射學檢查的危重癥患者。許多心臟術后患兒會反復地進行胸部X線片檢查，累積的輻射量不可小覷，同時患兒家長也會對檢查產生反感與疑問。目前胸部X線片檢查常用于胸腔積液、肺不張、肺實變、肺炎等的診斷。

肺部超聲檢查肺部超聲檢查相比其余影像檢查具有很大的便捷性，可行床旁檢查，且靈活、無創、無輻射、操作安全，故近幾年肺超聲已廣泛應用于兒科及重癥監護室，成為評估患兒肺部情況的重要工具，特別是在需要密切監測肺部情況的嬰幼兒中具有很重要的價值[36]。目前也有越來越多的研究探討關于肺超聲在兒科心臟病中的應用價值，例如通過評分進行患兒術后并發癥及ICU停留時間的評估[37]。已有研究[38]表明，肺超聲對于CHD術后肺不張的診斷具有很大的價值。此外，在術中應用超聲還可以指導最佳呼氣末正壓，在相同的氧飽和度情況下降低吸入氧濃度，減少術后肺部并發癥的發生。目前肺部超聲用于進行肺不張評估時主要與MRI評估肺不張時的分區相對應，檢查時分為12個區域。使用胸骨旁、前腋窩和后腋窩縱線以及兩條軸向線將每個半胸分為6個區域[39]。所以使用肺超聲可以精準定位肺不張區域，特別是肺部后基底面，并且可以提示肺不張產生原因。不過肺超聲也有一定的局限性，肺超聲無法識別局限于肺內、未到達胸膜表面的實變[40]。此外，超聲檢查結果與操作者的技術水平以及細節觀察能力也有很大關系，所以肺超聲不能完全取代胸部X線檢查。

電阻抗斷層成像電阻抗斷層成像是一種無創無輻射技術，可用于床旁行肺部通氣分布評估，提示肺不張等[41]。肺部存在氣體及液體時，空氣導電不佳，會導致高阻抗，而水或血液是導電良好，阻抗較低，所以通氣不好的區域比通氣正常的區域阻抗低[42]。電阻抗斷層成像通過在胸部周圍的連續相鄰電極對之間注入非常小的交流電，記錄電極之間的電壓差將其轉換為區域阻抗值，從而識別空氣和組織內容物，并使用軟件重建被電極包圍的肺部分的二維切片圖像[43]，間接評估通氣分布。此外，電阻抗斷層成像目前還可運用于機械通氣時的最佳PEEP選擇，有研究[21]表明，電阻抗斷層成像用于全身麻醉時指導最佳PEEP的選擇可以減少術后肺不張。但其使用時也有一定的局限性，會受到電極數量、位置以及呼吸機設置的影響，雖然電阻抗斷層成像在臨床上的應用逐漸增多，但目前也未得到廣泛使用。

目前在圍術期實現肺不張的動態監測并無單一的“金標準”。盡管計算機斷層掃描在科研中被視為形態學參照，但其輻射暴露與無法床旁實施的缺點限制了術中應用。目前，肺部超聲因其無創、實時與高效的特點，已成為術中動態評估肺通氣狀況、指導肺復張與PEEP滴定的核心床旁工具，而電阻抗斷層成像作為新興技術，能無輻射地監測區域性肺通氣和灌注變化，為個體化精準通氣提供了極具前景的新維度（圖1）。

生物標志物除影像學與床旁監測技術外，特定的生物標志物也為肺不張的管理提供了重要信息。它們不僅有助于肺不張的早期診斷，更能通過對炎癥、內皮損傷等病理過程的反映，實現對患者肺不張風險的評估與預測。目前研究提示有幾類生物標志物可能與術后肺不張風險相關。（1）炎性因子：術后肺部炎癥及感染可顯著增加肺不張等肺部并發癥的發生風險。這些炎性因子主要有白細胞介素-6、白細胞介素-8、Clara細胞分泌蛋白16、髓過氧化物酶及腫瘤壞死因子-α[44-45]。（2）肺泡表面活性物質相關蛋白（surfactant-associated protein, SP）：肺表面活性劑可降低肺泡表面張力，防止肺不張。表面活性劑包括二棕櫚酰磷脂酰膽堿和四種表面活性劑相關蛋白 SP-A、SP-B、SP-C 和 SP-D。降低表面張力主要由SP-B 和 SP-C 與二棕櫚酰磷脂酰膽堿一起發揮作用，所以SP的降低也可預測肺不張的發生風險[46]。

小 結

目前，針對肺不張的預防策略主要涵蓋術前物理鍛煉、術中肺保護性通氣及術后早期呼吸肌鍛煉等多個階段。然而，在核心的術中管理環節，關于術中肺保護性通氣的最佳潮氣量和呼氣末正壓設置，目前仍缺乏公認的統一標準。在監測與評估方面，除傳統的胸部X線檢查外，肺超聲已在心臟手術后評估中得到了廣泛應用，部分醫療中心的重癥監護室中還嘗試通過連續食管測壓估計跨肺壓，或電阻抗斷層成像等技術指導個體化呼吸支持。但目前肺超聲及電阻抗斷層成像等新型技術的臨床應用仍面臨諸多限制，其設備在多數基層醫院尚未普及，且操作者需接受系統培訓并積累一定經驗，方能保證評估結果的準確性。此外，當前大多數肺保護性通氣研究均以成年患者為研究對象，對于患兒，特別是先天性心臟病患兒的大樣本研究仍較為匱乏，使得該群體的肺保護策略缺乏充分證據支持，未來需開展多中心、大樣本研究以驗證策略的普適性。

參考文獻略。

DOI:10.12089/jca.2026.04.016