肺段切除术后的肺功能：预测和评价

风和日丽 · 发表于 2023-10-4 00:42:50

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一、肺功能的预计和评估
肺段切除术后所保留的肺功能对患者预后存在影响，特别是对于合并慢性肺部疾病患者，往往因为肺功能的受限而限制包括肺段切除术在内的肺部手术的可行性。因此术前即预测术后肺功能尤为重要。目前单独针对肺段切除术后对肺功能的预测研究相对较少。对于肺切除手术(主要包括全肺切除术和肺叶切除术)术后肺功能的预测主要包括：肺段计数法和肺灌注示踪法。

（一）肺段计数

采用肺段计数的方法可以对术后保留的肺功能进行初步评估。Nakahara等[31]提出了一种根据术前支气管造影或支气管纤维镜检查结果，进行术后肺功能进行预测的方法。他们基于肺部存在42个肺亚段的前提，考虑到肺切除术前可能存在部分肺段梗阻的情况，提出了一个预测第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume during 1 second, FEV1)数值的公式：术后FEV1＝[1-(b-n)/(42-n)](术前FEV1)，n和b分别指代切除肺组织中梗阻的亚段数和总亚段数。Kristersson等[32]和Ali等[22]曾提出基于肺段计数的肺切除术后的预测评估相关公式，当切除肺段数较大时，其公式所计算肺功能预计值与实际值存在良好的相关性。Gu等[33]也在有关肺脏切除程度与肺功能保留的关系的研究中发现在肺段切除术中，每个肺段切除平均丧失的肺功能为术前肺功能的10%[FVC 10.4%、FEV1 12.7%、一氧化碳弥散量(carbon monoxide diffusing capacity，DLCO) 9.1%]。

肺段计数法对术后肺功能储备情况进行预测相对简单，所需条件设备要求不高，实施难度小。但这种方法进行肺功能评估的前提是每一亚段计算单位的肺功能对于整体肺功能的贡献比基本相等，且需要保留的肺段在术前和术后的肺功能应保持一致，其计算的前提过于理想化，因此在临床上的应用范围有限。

（二）肺灌注示踪法

自1972年Kristersson等[34]提出利用133Xe进行放射性肺功能测定后，包括锝99m标记大颗粒聚合人血白蛋白(technetium-99m-labeled macroaggregated albumin，Tc-MAA)在内的各种示踪剂被应用于肺切除术术后肺功能预测评估[22,32,35]。目前灌注闪烁成像技术被用于对拟切除的肺组织的肺功能的贡献率进行评估，并且可以通过屏气灌注闪烁成像与同一呼吸周期的肺部CT成像叠加，用于准确发现微小的灌注缺陷区并描述其边界。与传统的灌注闪烁成像法相比，可以更加准确的描述患者术后保留肺功能[36,37]。

另外还有许多基于放射影像学技术的局部肺功能预测方法：定量CT肺功能检测[38,39]可以使相应软件对局部肺容积进行评估，并且可以将肺形态异常作为客观影响因素对肺功能进行预测评估。灌注磁共振成像[40]和双能量CT肺功能检测[41]等技术相对灌注闪烁成像能够更加准确的预测肺功能。

二、术后肺功能的影响因素
（一）手术入路的选择

理论上传统开胸手术切断胸壁肌肉、肋骨、肋间肌肉及肋间神经，胸骨撑开器过度牵拉胸壁引起损伤，造成术后患者疼痛，出现术后胸廓限制型呼吸障碍；胸腔镜手术减小了创伤，缩短了开、关胸时间，减少了对肋骨及肋间神经的损伤，缩短术后恢复时间，相对于开胸手术更大程度地保留肺功能。针对行肺叶切除术的肺癌患者的研究表明，胸腔镜肺叶切除术后3天和术后3个月肺功能均优于开胸手术，且随着术后胸壁损伤恢复等因素的作用，两组患者术后3个月肺功能指标较术后3天有显著恢复[25]。

然而，也有部分学者所得出的试验结果并不完全支持这一观点。Salati等[42]通过对肺叶切除术患者进行肺功检测发现，接受开胸手术患者术后3个月FEV1、DLCO和最大摄氧量(maximal oxygen consumption，VO2max)较术前分别下降10%、11.9%和5.5%，而胸腔镜手术的相应指标下降为7.2%、10.6%和6.9%，虽然胸腔镜的肺功能指标下降程度更小，但两组患者肺功能各项指标差异并不具有统计学意义，分析可能是由于术者的操作习惯、开放切口的大小和手术时间等因素的不一致所造成。目前对于手术入路对肺功能影响的研究大多数基于全肺切除术和肺叶切除术入路的选择，在肺段切除术中，该项因素是否具有相同的影响还有待进一步的研究。

（二）肺段平面分离方式

目前，肺段平面分离主要采取基于能量平台的电刀或超声刀分离、切割吻合器分离或两种方法联用。在使用电刀和手术剪分离肺段平面时，可以根据术中确定的肺段平面进行细致的分离，但切割吻合器只能做到与所确定的肺表面的肺段平面齐平的切割，其吻合口会所造成的脏胸膜的过度牵拉进而影响胸膜顺应性，同时也较容易损伤段间静脉，影响血液的回流，这些都会引起肺功能受限。理论上，相对于电刀切割，切割吻合器在肺功能保护方面存在一定的劣势。Okada等[43]认为直线切割吻合器法是一种新型简单快速的肺段分离方法，可以有效控制肺段截面的出血和漏气，但是在保留肺功能方面不及电刀肺段平面分离的方法。动物模型实验表明，单纯使用切割吻合器进行肺组织分离，会严重限制肺脏的扩张，相对于手术剪分离在肺功能保留上有劣势[44]。同时也有研究表明，切割吻合器与电刀在肺段切除术对肺功能保留方面作用类似，并未发现两者存在明显的优、劣势[45,46,47]。这可能是由于肺段分界平面使用电刀止血时，会诱发局部成纤维细胞聚集，进而使交界平面发生纤维化，若该纤维化未被得到合理的控制，局部瘢痕组织会发生收缩，影响肺组织顺应性的同时，也容易发生交界平面出血漏气的情况，最终对患者肺功能恢复产生影响。

（三）手术方式的选择

目前肺部的外科治疗中，肺切除主要包括全肺切除术、肺叶切除术、肺段切除术和楔形切除术等。肺段切除术相对于全肺切除术和肺叶切除术，其对肺功能的影响更小[28]，如果患者需要行进一步肺切除手术，则肺段切除术获益相对更大[48]，更好地保留肺功能；相对于楔形切除术，肺段切除术从解剖结构上对肺部病变进行根治性切除，有助于减小术后复发。

然而，还有一些学者提出相对于肺叶切除术，虽然肺段切除术保留了更多肺组织，但是在肺功能方面并未表现出明显优势[49,50]。所以目前关于肺段切除术对于肺功能影响的预后有待前瞻性临床试验进一步明确。

（四）是否行放、化疗

随着新辅助放、化疗的应用，研究人员发现肿瘤患者在手术前、后进行的放、化疗会加重手术对于肺功能的影响，虽然放射线和化疗药物对肺功能产生影响的机制还未被阐明，但已经有研究表明围手术期放、化疗可能是影响肺段切除术后肺功能恢复的因素之一。Nomori等[51]将行肺切除术的患者分为新辅助放、化疗组和对照组，结果显示术前行放、化疗的患者较对照组术后肺功能平均低10%。Perentes等[52]在有关肺癌患者肺切除术前新辅助放、化疗对肺功能的影响的研究中发现，在术前行放、化疗后出现FEV1和DLCO下降的患者分别占37%和68%，与对照组相比，新辅助放、化疗组在术后1个月和术后3个月所测肺功能均低于对照组。

（五）术后肺功能恢复存在时间依赖性

肺段切除术后极早期，由于术中全身麻醉，呼吸肌麻痹使得双肺功能性残气量减小，因此容易导致小气道的塌陷和局部肺不张，若患者存在慢性阻塞性肺疾病等肺部基础疾病则此种现象将更加明显。随着麻醉药物的失效，自主呼吸功能的恢复，肺功能也将逐渐改善。另外，开胸手术或胸腔镜手术引起胸廓损伤和术后疼痛的情况下，引起胸廓顺应性的下降将会直接引起肺功能的改变，随着术后疼痛消失和胸壁的愈合，肺功能也将逐渐恢复。肺段切除术后所出现的漏气和咯血等常见并发症也会影响肺功能，术后长期随访中，随着并发症的改善，肺功能也将恢复。

有研究表明，肺切除手术(肺段切除术和肺叶切除术)术后极早期肺功能下降最显著，而随着随访时间的延长，肺功能将会逐渐恢复，对于切除体积小的手术，甚至可以接近或达到术前水平。Brocki等[53]对包括肺段切除术在内的肺切除患者进行研究，分别检测患者术后2周和术后6个月的FVC和FEV1等肺功能指标，发现术后6个月，各项肺功能指标均较术后2周存在好转，该研究中患者术前FVC与FEV1指标基础水平分别为(3.4±0.9)L和(2.3±0.8)L，术后2周随访显示FVC与FEV1指标分别为(2.8±0.9)L和(1.8±0.7)L，术后6个月随访显示FVC与FEV1指标分别为(3.2±0.1)L和(2.1±0.7)L；FVC平均值在术后2周和术后6个月时分别恢复至基础值的82.4%和94.1%，FEV1平均值在术后2周和术后6个月时分别恢复至基础值的78.3%和91.3%，说明其术后恢复具有时间依赖性。也有学者针对肺切除术后肺功能的恢复开展了更长期的随访研究，结果显示肺功能在术后短期随访中所呈现的时间依赖性在长期随访中表现并不明显[54]。

三、术后肺功能的代偿作用
对肺切除患者的长期随访研究发现，保留肺组织的代偿反应对于肺功能的恢复存在一定贡献。Nomori等[55]纳入103例肺段切除术患者和103例肺叶切除术患者进行回顾性分析，所有患者在术前和术后6个月时分别行单光子发射计算机断层扫描(SPECT)/计算机断层扫描(CT)扫描用以评价每一肺叶的肺功能情况，发现肺段切除术后手术肺叶所保留的肺功能甚至达到术前的一半，非手术侧肺的肺功能也较术前存在代偿性的增加。Takahashi等[56]对137例行肺切除术后的NSCLC患者进行长期随访发现，代偿反应的出现与吸烟频率以及相关免疫组化分子的表达存在关联，不吸烟组存在更好的肺功能预后。分析可能是不吸烟患者体内前体表面活性蛋白C(pro-surfactant protein C，proSPC)、甲状腺转录因子(thyroid transcription factor-1，TTF-1)和血管内皮生长因子受体2(vascular endothelial growth factor receptor 2，VEGFR2)等分子的高表达，这些分子通过促进肺组织代偿反应以获得更好的肺功能预后[56]。Shigemura等[57]在对弹性蛋白酶诱导的大鼠肺气肿模型进肺切除术后观察到了肺组织的代偿性生长，并认为干细胞生长因子(hepatocyte growth factor，HGF)作为一种强有力的肺组织营养因子能够使得受损肺组织再生，通过生长因子诱导肺切除术后肺组织再生是提高患者远期预后的策略之一。

人类在肺切除术后的肺功能代偿性的反应是否是因为存在肺泡组织代偿性生长还存在争议。Glenet等[58]的研究发现在肺切除术后1年内，未通过影像学检查观察到患者肺组织代偿性增长，也未检测到胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor-1，IGF-1)和胰岛素样生长因子结合蛋白3(insulin-like growth factor binding protein-3，IGFBP-3)升高，认为肺功能指标的改善，可能是肺部毛细血管扩张引起的血流动力学改变所导致，而非新生毛细血管引起，目前针对肺段切除术后肺功能的代偿作用还有待于更多临床或基础研究。

小结
肺段切除术后患者肺功能指标由于各种因素影响出现不同程度的降低，术后伤口疼痛的缓解、胸廓肌肉损伤的恢复等因素，肺功能指标也将会随之改善。术后肺功能的保留除受到切除肺段的体积和数目影响外，还受手术方式、手术入路、肺段平面分离方式和是否行放、化疗等其他各种因素的影响。值得一提的是，有研究表明肺段切除术后可能存在有肺功能代偿机制，对术后肺功能的保留存在一定影响，

目前肺段切除的相关技术发展较快，而肺切除术后肺功能的评估尚局限于切除肺体积等单个变量，且多集中于对全肺切除术和肺叶切除术的研究，因此有关肺段切除术的预后，尤其是针对肺段切除术后肺功能评估的临床研究还相对较少，对于肺段切除术后肺功能改变的机制未完全阐明，还需要开展具有针对性的临床对照试验来进一步评估肺段切除术在治疗肺部疾病中的疗效和患者的预后。目前全球范围内开展的有关肺段切除术预后相关临床研究包括：NCT00499330、NCT01707888、NCT02288026、NCT02011997等，均暂未给出明确结论。

参考文献
汤海，苏杭，陈昶. 肺段切除术技术要点及其对肺功能影响的评价. 中华胸心血管外科杂志, 2020,36(01): 48-53. 汤海，苏杭，陈昶.
肺部术后的肺功能

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