鲁达 作者：苏建华 车国卫
单位：四川大学华西医院
车国卫教授，主任医师，博士生导师，现任四川大学华西医院胸外科副主任。中国医师协会胸外科医师分会微创专家委员会常务委员，四川省医学会胸心外科分会常委，四川省医学会胸心外科分会青年委员会副主任委员。
外科治疗是肺癌患者获得根治的主要方法，但 术后并发症（肺部相关并发症）是影响患者围手术期快速康复及术后生存质量的主要因素，甚至威胁患者生命。患者术前肺功能状态直接与术后并发症相关，因此，肺功能测试是肺癌患者术前必备检查之 一。肺功能检测（PFT）目前仍 延用 1992 年美国麻醉协会推荐的检测方法及评价标 准，主要适用于肺叶切除术及全肺切除术的术前评估，临床上以其简单、易用和良好的预测效能得到世界范围内的广泛认可。但随着肺癌外科治疗人群的变化及手术方式的发展，肺功能检查的局限性日渐 显露。肺癌外科治疗人群的变化：1）早期肺癌（如小结节等），新辅助化疗和二次手术（转移瘤、肺重复癌）患者比例均增加；2）高龄（>65 岁）和具有伴随疾病（如：糖尿病、高血压和慢性阻塞性肺疾病）的患者显著增加。手术方式的变化：胸腔镜手术已成为主流术式（80%以上），开放手术已成为腔镜手术的补充。肺段切除比例增加，肺叶切除有所降低，全肺切除显著减少。准确的术前肺功能评估及肺康复训练是预防术后并发症的主要措施，同时也是加速肺康复的主要内容。本文结合国内外术前肺功能评估应用的现状及研究进展进行综述。
术前肺功能检查的常用指标及其优势与不足
当前肺功能测试的主要优势为简单、医疗成本低、重复性好。研究表明一秒用力呼气容积（FEV1）和用力肺活量（FVC）是术前评估肺功能的主要指标。术前肺功能测试在上世纪50年代被认为是评估胸外科术后并发症发生率和死亡率最有效的方法。直到70年代仍提 示 FEV1<1.2L，残气量>3.3L 和肺总量（TLC）>7.9L 与术后并发症发生率呈正相关。近年来人们对肺功能的认识不断加深，对肺术后并发症发生原因的分析显示，术前肺功能指标FEV1和FVC等已不能准确评估肺功能状况和预测肺切除术后的风险， 需增加一氧化碳弥散量（DLCO）等指标。
1.1 FEV1
1971年，有学者，研究发现针对支气管肺癌行肺叶切除术后，发生肺部相关并发症的患者术前肺功能评估FEV1 均<2L，认为术前 FEV1 绝对值大小与术后并发症发生与否密切相关。研究术前 FEV1 大小与术后并发症发生的关系发现，肺切除术需 FEV1>2L，肺叶切除术需 FEV1>1 L，肺段切除术需 FEV1>0.6 L，这个标准以其临床应用的可靠性和简便性一直被沿用至今。根据上世纪70年代 3 个研究中心超过2000份病例的研究显示，当肺叶切除FEV1>1.5 L和全肺切除 FEV1>2L时患者的死亡率< 5%，英国胸科协会（BTS）指南要求肺叶切除术需 FEV1>1.5 L和全肺切除术需FEV1>2L。但单纯用 FEV1 绝对值预测肺功能数值较低（如老年、身材瘦小和女性）的肺癌手术患者术后并发症，其预测变异性较大。尤其是近年来肺 外科技术和管理的进步对肺功能的要求呈下降趋 势，使 FEV1 绝对值在临床应用中的不足更加突出。
FEV1 绝对值受年龄、身高、体重等因素的影响，不能完全满足肺外科手术风险的评估，而 FEV1%则 是个体化的评价指标，对肺切除术可行性的预测价 值受到了研究者的关注。术前 FEV1%（实测值/预计 值）<30% ，患 者术后呼吸相关并发症发生率高达 43%，而 FEV1%>60%者并发症发生率仅为12%。 研究表明 FEV1%是肺切除术后肺部并发症独立预测 因素且优于 FEV1 绝对值。另一研究也得到了相似 的结果：FEV1 每下降 10%，肺相关并发症发生率增加1.1 倍，而心血管并发症发生率增加 1.3 倍。也有建议把 FEV1%和 MVV%结合来预测左全肺切除术后心 肺并发症发生率。因此，认为 FEV1%=60%是预测 术后肺部并发症最佳临界值，或 FEV1%≥80%，则不 需要进一步评估就能进行肺切除手术。2013 年美国胸科医师协会（ ACCP）肺切除术前评估指南中，初筛没有FEV1绝对 值和百分比的相关推荐，建议术前用预计术后肺功能作为预测指标。
1.2 一氧化碳弥散量（DLCO）
20世纪80年代有研究发现若术前患者DLCO<60%， 则术后肺部并发症发生率约为40%，且死亡率高达20%， 并认为DLCO 可作为术前评估肺切除手术风险的重要指标。DLCO 的临床价值在于可以预测术后并发症 发生率、死亡率、再入院率和术后生存质量。
肺叶切除术患者DLCO是否为术前必需和常规检查项目存在争议，争议在于 DLCO检查是否应为术前常规检查，还是针对术前 FEV1 低下的患者。仅 57%的患者有术前弥散功能检查结果，欧洲胸外科数据库中只 有23%的肺切除患者有弥散值。研究提示FEV1>80% 的患者中，约 40%的患者 DLCO<80%，7%的患者 PPO DLCO<40%，因而 ERS/ESTS 指南建议 DLCO 检查应为肺切除患者术前常规。
预计术后肺功能（PPOPF）临床应用进展
2003 年 ACCP 指南 PPO FEV1 计算公式如下：
肺叶切除 PPO FEV1=术前实测 FEV1×（剩余肺段数/总肺段数）
全肺切除 PPO FEV1=术前实测 FEV1×（1-切除的有灌注的肺）。 依据此公式提出肺叶切除术 PPO FEV1 的下限为 0.8 L。有学者认为 PPO FEV1 值 为 0.7 L 时也可耐受开胸肺癌肺叶切除术。因此，采用这个公式得出的 PPO FEV1 也可能存在和 FEV1绝对值同样的问题，会影响那些如老年患者，身材瘦小和女性患者等本来肺功能数值较低者的术前评估。因此 2007 年 ACCP 指南建议用 PPO FEV1 百分比作为评估手术风险的指标。2007 年和 2013 年 ACCP 指南 PPO FEV1%计算公式如下：
全肺切除 PPO FEV1%=术前实测 FEV1×（1-切除的有灌注的肺）
肺叶切除 PPO FEV1%= 术前实测 FEV1 ×（1-y/ z），其中 y 为被切除的有功能的或者通畅的肺段，z 为 有功能的肺段总数，术前实测 FEV1 值最好是使用支气管扩张剂后测得。
肺切除术前评估 PPO FEV1 的临床作用是为进一步测试或者排除手术治疗提供线索。有研究报道 当 PPO FEV1%<40%，术后并发症发生率和死亡率会增加到 16%～50%。也有发现 PPO FEV1%<30%时， 术后并发症发生率增加至 60%。两项研究（一项研究 6例患者，死亡3例；另一项研究10例，死亡5例） 均显示 PPO FEV1%<40%，时死亡率达 50%，但两项 研究存在样本量太小的局限，因此需要进一步验 证。另有报道13例患者 PPO FEV1%<40%，其中 5 例在手术后死亡；4 例相似肺功能患者，其中2例在围手术期死于呼吸衰竭。一项包含 400 例接受肺切除术患者的研究发现，随着PPO FEV1 和 PPO DLCO 的下降，术后肺部并发症发生风险增加（PPO 肺功能每下降 5%，并发症风险增加 10%）。有学者认为 PPO FEV1%是肺切除术后并发症的最佳预测指标。
PPO FEV1 临床应用中存在以下问题：术后实际 肺功能被高估，一项前瞻性研究结果表明术后第1天实际 FEV1 比预计低 30%。所以，2009 年 ERS/ESTS 指南建议：对中、重度 COPD 合并肺癌患者，PPO FEV1 不能单独作为肺切除高危因素的唯一标准。若 FEV1>70%，则 PPO FEV1%可显著预测肺切除术 后并发症，而 FEV1<70%时，二者相关性不明显；（对 这种现象的解释可能是因为“肺减容效应”），在中度到重度COPD合并肺癌患者，切除肺实质后可能改善肺弹性回缩，改善气道阻力和改进通气/血流比。“肺减容效应”在肺切除早期就发生，对161例肺切除术患者测试术后肺功能（中位数为 8 天），发现术前 FEV1<70%者平均 FEV1 损失 12.6%，而术前 FEV1>70%者平均FEV1 损失为 30%；这一发现也被类似研究证实，肺叶切除后第一天肺功能损失和 COPD 指数成反比关系。
PPO FEV1 的这种不足仅限于根据肺段和术前 FEV1 计算应用时，弥补方法有两种。一是采用术后肺功能，通过回归分析发现术后第一天实测 FEV1 比 PPO FEV1 有更好的预测作用 ；二是建议计算 PPO FEV1 时采用定量通气/灌注显像等影像学技术。在实际临床工作中，这种影像技术不是常用技术，但是 灌注显像是用于预测肺切除术后肺功能最广泛的方法。ERS2009 年指南建议如果支气管镜检查或 CT 检查没有发现有气管阻塞，计算术后肺功能可以基于肺段计算。
上世纪 90 年代有学者第一次提出 PPO DLCO 可以预测肺切除术后肺部并发症发生率和死亡率，其计算方法和 PPO FEV1 相同。研究表明 PPO DLCO 低 于 40% 的患者，术后死亡率高达 23%，建议把 PPO DLCO 作为预测肺切除术后肺部并发症独立高危因 素。有研究选取了 PPO FEV1 或 PPO DLCO<40%的65 例患者，术后死亡 4 例，心肺并发症 34 例。考虑 到围手术期护理和手术技巧的进步，建议把 PPO DLCO 极限值定为 30%。有学者建议结合预测术后肺功能，把 PPO FEV1×PPO DLCO<1650 视为不能进行手术；也有建议把 PPO DLCO 值作为患者术后进入ICU的依据，以减少手术风险。
手术方式的改进和 VATS 的成熟运用促进了患者术后恢复，接受 VATS 手术患者比接受开胸手术患者术后肺功能下降程度低。应加强围手术期管理和治疗，根据情况选取局部切除等方法，制定个体化的治疗方案，取得更好的临床效果。因此，ACCP 指 南（2013 版）建议 PPO FEV1 和 PPO DLCO>60%则肺切除手术风险低危；当 PPO FEV1 或 PPO DLCO 介于 30% 和 60% 之间 ，则 建议行简易运动试验 ；当 PPO FEV1 或 PPO DLCO<30%时，则建议行心肺运动试验 以评估手术风险。
运动测试临床应用进展
目前，肺癌手术患者呈现高龄化和伴发疾病增多的趋势，尤其是高血压和糖尿病患者的增多使隐匿的心脏疾病增多，导致术后风险增加，而现有术前肺功能检测只能发现肺通气是否存在障碍，不能确定术前是否存在心肺功能障碍。但运动试验可用于补充现今肺切除术前评估心肺功能的不足。开胸手术引起的氧耗量由静息时的110mL/（min·m2）增加到术后的 170mL/（min·m2），增加幅度为50%，与运动试验中氧耗增加类似，同时高氧耗量持续时间长，因此需要足够的心肺功能储备才能满足术后氧耗量的增加，从理论上证明术前足量心肺功能储备的重要性。
3.1 简易运动测试
简易运动测试可以粗略估计患者有氧运动能力， 具有简单易操作的优点，缺点为有氧运动能力检测方 法比较粗略。常用方法有：6 分钟步行试验；步行往返 试验（shuttle walk test，SWT）；爬楼梯试验SCT（stair climb test）。
3.1.1 6分钟步行试验（6MWT）
6分 钟步行距离与COPD 和肺移植患者的健康调查和最大 耗氧量（VO2max）密切相关， 然而步行试验测试结果和肺切除术后并发症风险关系 还需研究，一些研究者发现 6 分钟步行测试和术后并发 症无相关性。因而ERS/ESTS 指南建议不把 6 分钟步行 试验作为术前评估方法。
3.1.2 SWT
SWT是指患者在10m距离来回步行， 步行跟随已录制的固定节律，速度逐渐增加，直到呼吸困难或者不能继续步行为止，记录步行距离、每30秒检测一次血氧饱和度、Borg 评分、恢复时间和运动停止原因。如果患者不能完成 250 米的步行距离，其VO2max<10 mL/（min·m2），则手术风险高危，而步行距离超过 450 m，且 VO2max>15 mL/（min·m2），则手术风险低危。研究发现 SWT 会低估 VO2max，ERS/ESTS 指南建议不能把 SWT 单独作为评估术后风险的指 标，可以作为一个筛选试验。完成 250 m 以上的患者有 90%表现出 VO2max>15 mL/（min·m2），因此建议COPD 患者不能完成心肺功能运动试验（CPET）时，SWT 可作为筛选试验。
3.1.3 SCT
一项研究对 640 例肺切除患者进行症状 限制性 SCT，爬楼高度低于 12 m 的患者术后并发症 的发生率是能完成高度 22 米患者的 2 倍，死亡率高 达 13 倍；能完成高度 22 m 以上的患者死亡率在 1%以 下，并且在能完成 22 m 的患者中，即使 PPO FEV1 和/ 或 PPO DLCO<40%，死亡率也为 0，而<12 m 的患者死 亡率为 20%。另一种标准化爬楼梯测试显示，参考 指标为爬楼梯的速度而不是高度。用爬楼阶梯数代 替高度来标准化运动测试，Brunelli 发现这个标准值 是老年患者肺切除术后心肺并发症的重要预测指 标。ERS/ESTS 指南建议把标准化症状限制性 SCT 作 为肺切除术前第一线筛选试验。
3.2 CPET
CPET得出的指标被认为是术前评价肺切除手术风险的金标准，与简易运动测试相比，CPET 具有以下优点：1）在受控制的环境中连续监测各种心源性和呼吸参数；2）是一个标准化运动测试，具有良好的可重复性；3）可 准确地识别氧转运系统中的各种问题，从而在围手术 期中及时处理，以提高心肺整体功能状态。峰值耗氧量（VO2peak）是可直接获得且 最重要的可反映运动能力的参数。
CPET 被最早报道可用于全肺切除手术患者的术 前评估，VO2max 与肺切除术后死亡率密切相关。 同时发现 VO2max 用于评价不同年龄和身高的患者， 利用绝对值可能会过多排除那些适合肺切除手术的 患者，建议 VO2max 应用体重进行校正，以最大公斤耗 氧量评估手术风险更为科学，并发现如果 VO2max<15 mL/（ min·m2），肺切除术后并发症发生率达 100%，而 VO2max>20mL/（min·m2）时 并 发 症 发 生 率 为10%。Bolliger 等运用大数据分析发现 VO2max 占预 计值的百分比也是一个很好的预测术后并发症的参 数，患者 VO2max占预计值的 75%以上，肺切除术后并 发症发生率为 10%，而 VO2max 占预计值的 43%以下，术后并发症发生率为 90%。2013 年 ACCP 指南建议 VO2max>20 mL/ （ min·m2）或预计值高于 75%，肺切除术后并发症风险低；而 VO2max<10 mL/（min·m2）或预计值低于 35%，则为手术禁忌。
问题与展望
目前术前肺功能检查指标仍不能满足临床需 要，主要体现在以下几个方面：1）肺功能检查主要以 通气指标为主，不能完全反映肺功能的真实状态。 2）静态肺功能检测不能检测到患者的运动耐力和心 脏功能储备。3）肺切除术后肺部并发症主要原因是 痰潴留，而目前检测方法不能预测患者术后的排痰 能力。4）微创手术的大量运用，当前的肺功能检测 标准也不能真实反映术前的危险因素。从理论和实 践上，应该和手术方式同样变化的术前评估体系和 高危因素预防治疗却未发生变化。肺功能检测已从 单纯的肺通气和部分换气功能检测，延伸到亚极量（登楼试验）和极量（心肺运动试验）检测，以及最近 研究比较多的最大氧耗量和能量代谢，以期达到准 确的心肺功能评价。当前的研究及标准方案的制订 仍存在临床应用单一的问题，能否正确评估术前肺 功能，以简单、实用的术前临床应用肺功能评估方法 是目前的研究方向和重点。
节选自：中国肿瘤临床2017年第44卷第7期