作者：路雯珺，刘峰，孙丽，张谅，李江静，高昌俊，孙绪德，空军军医大学唐都医院麻醉科

随着医学的不断发展与进步，全麻手术总量日益增加，随之而来的是围手术期呼吸机相关肺损伤(ventilator-associated lung injury，VALI)导致患者预后不良，延长了患者住院时间、增加了病死率，加重了医疗负担。VALI主要由气压伤、容积伤、肺不张伤和生物伤导致。

首先大潮气量和高气道压力可导致局部肺泡过度紧张，若肺泡张力超过了肺泡的弹性回缩力，则会影响肺泡-毛细血管层气体交换导致局部炎症反应，最终导致肺泡和间质水肿。

其次机械通气常导致肺泡不断塌陷和扩张，在肺泡扩张-塌陷过程中产生的剪切力造成的损伤称为肺不张伤，肺不张造成的损伤甚至超过了气压伤和容积伤，肺不张可造成许多不利的后果，包括肺内分流、顺应性降低、肺血管阻力增加以及炎性肺损伤。

同时，肺组织在机械通气过程中由于对机械力应激而激活炎症反应，释放炎性介质，导致肺泡上皮和毛细血管损伤，这属于生物伤。为了预防VALI，最重要的措施是选择个体化的肺保护通气策略（lung-protective ventilation strategy，LPVS）以降低气压伤、容积伤、肺不张伤和生物伤导致的肺损伤。

目前LPVS主要包括小潮气量、呼吸末正压（positive end-expiratory pressure，PEEP）、间断肺复张（recruitment maneuver，RM）、低氧浓度、允许性高碳酸血症等。肺保护性通气策略虽然改善了VALI，但不能使肺内气体均匀分布，特别是在肺顺应性不均匀时会增加局部肺泡张力。所以需要实时监测肺局部通气以防止肺通气不均匀，从而避免肺泡过度膨胀或塌陷。

大量研究表明电阻抗断层成像（electrical impedance tomography，EIT）获得的通气图像对肺局部通气的监测具有可行性和可靠性。EIT已被证明用于肺复张、PEEP滴定、肺容量估计以及肺内气体分布均匀性评估。EIT指导的机械通气能更好得保护肺泡结构，改善氧合，降低机械通气带来的损伤。

1. EIT肺功能呈像基本原理

EIT是一种无创、无辐射的新兴技术，EIT设备主要由3部分组成：等间距电极带、分析电极信号的软件和显示分析结果的显示器。它可以在床边监测肺通气量和血流的局部分布。EIT电极带对胸廓施加小交流电使胸部组织与电极带之间产生阻抗，阻抗会随时间和胸腔内气体血流的分布不断变化，EIT依据阻抗的时间和空间变化规律重建肺内气体分布变化和血流分布变化的二维平扫图像。

为了进行数据分析，将潮气量图像平均分为4个区域（腹侧、腹中侧、背中侧和背侧）。目前EIT可监测机械通气的患者，监测气胸、胸腔积液、肺不张的患者，评估危重患者脱机失败的风险，评估胸部理疗的益处。自2011年以来，EIT监测仪已经在欧洲上市，但在中国，临床研究几年前才刚刚开始，还有许多值得研究的方向。

2. EIT确定最佳PEEP

2.1 EIT确定最佳PEEP的原理及优势

在全身麻醉机械通气中，PEEP有利于维持足够的氧合，防止呼气末肺泡塌陷，并在不增加机械损伤的情况下最大限度地减少肺不张带来的损伤，从而降低呼吸机导致的肺损伤风险。尽管如此，PEEP值过高可能会导致肺泡过度扩张并加重机械损伤，同时高PEEP会使胸腔压力增大导致静脉回流减少和右心室后负荷增加造成血流动力学损伤。

目前有许多试验通过不同的方法探究术中患者的最佳PEEP并探究PEEP对术中呼吸力学和术后肺部并发症发生率的影响，例如：利用氧饱和度，肺顺应性，二氧化碳容积，跨肺压，驱动压，PEEP/吸入氧浓度等指标确定PEEP。这些指标只考虑了肺的整体通气情况，忽略了肺的局部通气，具有局限性。

COSTA等根据电阻抗原理设计了一种算法使得通过EIT确定最佳PEEP成为一种新的方法。具体过程是将PEEP值进行阶梯式依次递减，在这一过程中EIT计算区域肺顺应性的变化并绘制两条曲线，分别为肺泡膨胀百分比曲线和肺泡塌陷百分比曲线，两条曲线交点所对应的PEEP对肺顺应性影响最小，该PEEP值被定义为最佳PEEP。这种滴定方法已在全身麻醉下择期腹部手术，腹腔镜减肥手术和单肺通气期间胸腔镜手术的患者中应用。

2.2 EIT确定的最佳PEEP对肺的影响

有研究探讨腹部手术麻醉中应用EIT滴定的个体化PEEP对术后肺功能的影响。与固定PEEP值（4 cm H2O）相比，EIT滴定PEEP组的患者术后肺不张发生率降低，术中驱动压降低，术中氧合水平更高且不产生显著的不良影响。还有研究结果表明在肥胖患者中，RM结合个体化PEEP值可以在麻醉期间有效恢复肥胖病人的呼吸末容积、改善肺区域通气和氧合，但这些作用在拔管后不再持续。因此，肺保护策略应当持续到术后恢复期。以上研究均证实了EIT确定的个体化PEEP可改善术中肺通气，改善患者预后。

2.3 EIT确定最佳PEEP与电磁导航的结合

空军军医大学唐都医院胸外科与麻醉科联合探究利用EIT确定的最佳PEEP是否可以提高电磁导航定位肺结节的效率。分析目前收集的病例发现，EIT确定的最佳PEEP明显缩短了肺下叶结节的定位时间，且获得的最佳PEEP明显高于经验取值，指导了外科医生对肺结节定位。

3. EIT对局部肺通气的监测

3.1 局部肺通气监测的重要性

近年来，在术中使用EIT评估通气的方法已经取得了进展，其有效性也得到了证实。研究的重点是监测局部肺通气的变化以防止或尽量减少与呼吸机相关的肺损伤。因为通常利用氧合或呼吸系统力学参数调整的机械通气数值反应的是肺组织整体，此时整体参数虽然在正常值范围内，但局部肺通气可能出现过度通气或通气过少的情况，这突出了局部肺通气监测的必要性。

3.2 EIT在麻醉诱导期间局部肺通气监测

麻醉诱导期间要对患者进行预氧合确保患者插管时的氧储备，功能残气量(functional residual capacity，FRC)与麻醉诱导期间患者的预氧合有关,若FRC低于闭合容积会导致通气/血流比例失调及PaO2/FiO2下降；若FRC高于正常值，则增加跨肺压。这说明可以利用EIT监测麻醉诱导期间的FRC指导预充氧。

3.3 EIT在术中局部肺通气的监测

一项前瞻性观察性研究，纳入行非胸外科手术的5岁以下健康儿童，在手术前和整个手术期间使用EIT持续监测。发现肺重力依赖区通气百分比与手术进程和自主呼吸密切相关。另一项研究对23名无肺部疾病的儿童进行了EIT监测，观察手术期间局部肺通气分布和呼气末容积变化量，发现两者的变化与插管、麻醉机通气模式（压力控制通气和压力支持通气）相关。但通气模式对局部肺通气以及通气中心（center of ventilation，CoV）影响有待进一步研究。

3.4 EIT在术后局部肺通气的监测

肺通气的术后再分配与临床相关性也是近几年研究的热点。HOCHHAUSEN等进行了一项观察性试验，观察了107例肺不张患者术后恢复室（post anesthesia care unit，PACU）期间肺不张的发生和恢复情况，发现体重对术后肺复张有影响。结果显示在PACU内肥胖患者的指数显著高于体重正常患者，呼气末容积变化量随时间推移显著增加，潮气量阻抗变化（tidal impedance variation，TIV）明显低于出PACU后的TIV。

同时可利用EIT测量术前术后的CoV，对术前术后CoV的变化进行研究。一项前瞻性、观察性队列研究观察了肺部手术术后CoV变化，结果显示术后肺CoV向健侧移位，移位具有时间相关性。

另一项研究纳入了接受择期腹部手术和非腹部手术共计69名有术后肺部并发症中高风险的患者，在术前、术后第一日和第三日进行EIT监测，计算背腹方向的通气中心。腹部手术组患者术后腹侧肺通气重新分布并持续到术后第三日，表明手术位置与术后肺通气再分配有关。同时说明EIT可以监测患者术后肺功能恢复的个体差异，使患者能够在拔管后进行个性化治疗和护理。

3.5 EIT证明麻醉肺复张的有效性

一项动物实验利用EIT证明了RM的有效性，该试验通过温生理盐水(50 mL/kg)反复灌洗支气管肺泡建立了16个急性肺损伤的猪仔模型，进行全身麻醉，观察肺复张对双肺通气分布的影响，结果表明在EIT监测下实施肺复张的动物模型通气更均匀，有助于恢复重力依赖区的肺通气。肺复张做为肺保护性通气策略措施已广泛用于胸腔镜手术。

3.6 EIT在麻醉插管中的应用

支气管内插管是麻醉期间气管插管最常见的并发症之一。据统计左侧双腔管误入右主支气管的发生率为12.5%。目前临床上常用的判断双腔管位置的方法是纤维支气管镜检查，但纤维支气管镜检查需要经验丰富的麻醉医生操作且较费时。EIT可用于早期无创诊断意外支气管内插管，但因为EIT无法识别具体的位置偏差，因此无法取代纤维支气管镜。

尽管如此，由于EIT可以在插管后立即对位置偏移较大的双腔管进行可靠的可视化诊断，因此它具有很大的临床意义。EIT也可用于监测单肺通气，在胸科手术摆放体位时，改变患者体位后发生管道移位的情况很常见，在这种情况下，监测和及时纠正双腔管移位至关重要。

3.7 EIT在非插管麻醉中的应用

近年来随着诊疗技术的发展临床上需要保留自主呼吸的麻醉病例越来越多，如何保证这种情况下肺部的正常通气有待进一步研究。EIT监测此类患者麻醉过程中肺容量变化为EIT应用于麻醉管理提供了新的可能性。有研究利用EIT评估进行脑MRI检查的儿童在保留自主呼吸的静脉深度镇静下的FRC和通气均匀性的变化，结果表明在镇静期间局部肺通气不良发生率显著上升，但镇静对肺通气的这种影响在麻醉停止后约2 h至出院前完全消失且整个过程中肺通气均一性不受影响。

非插管胸外科手术（non-intubated thoracic surgery，NITS）的兴起也为EIT提供了新的平台。常规进行NITS时没有实时监测肺通气分布情况，对于NITS过程中肺通气变化情况不清楚。有人利用EIT监测了53例接受NITS的患者，实现了NITS中肺通气的可视化并利用EIT说明不是所有非手术侧肺通气性更好。

4. 讨论

在手术室和恢复室中，机械通气可能会对患者造成肺部损伤，因此必须进行保护性肺通气，以预防或减少VALI。在麻醉患者中，EIT技术可以测量局部肺通气分布，可根据电导率分布变化判断PEEP的变化对肺泡的影响，同时EIT可应用于肺部手术后通气相关并发症的检查，如肺不张、急性呼吸窘迫综合征和气胸，与传统的X射线片和胸部CT相比，EIT不存在由于辐射剂量导致诊疗次数受限制的问题，也更利于医患交流与沟通。

但很明显EIT也有限制因素：①肺EIT采集的电信号容易受到手术过程中电刀、双极电凝等器械干扰；②EIT需要将胸带固定于手术患者的乳头平面，以相关区域为术区的患者则无法应用EIT；③EIT滴定最佳PEEP受胸腔压力的影响，滴定的最佳PEEP有时会增加胸腔压力从而限制了回心血流导致血压下降，在体质量较轻的人群中更易出现；④个体化PEEP的可变性在0~87%，持续的个体化PEEP即使在手术开始时能够通气，但不足以在整个手术的动态过程中保持这种优势。因此，仍需根据手术进展进一步优化PEEP的设置。

来源：路雯珺,刘峰,孙丽,等.电阻抗断层扫描在临床麻醉中的应用研究进展[J].空军军医大学学报,2025,46(03):408-411.DOI:10.13276/j.issn.2097-1656.2025.03.022.

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