肝、脾聯合傷后非氣腹狀態和氣腹狀態對兔肺功能影響的對比研究

姚 健 余利堅

四川省瀘州市人民醫院普通外科 646000

腔鏡外科是近十余年來外科手術領域最重要的進展之一,具有相當于或優于開放手術的術中顯露,且并發癥率低、術后不適輕、康復時間縮短。另一方面,早期的正確診斷和正確處理是降低胸腹創傷死亡率和并發癥發生率的關鍵,胸腹創傷有時診斷困難,臨床上或擴大剖腹(胸)探查指征,但約有20%的病人做了不必要的探查手術[1,2];或觀察治療而延誤手術時間。但是目前腹腔鏡多以CO2氣腹腔鏡為主,對于腹內臟器特別是實質臟器的聯合損傷情況下,建立氣腹提升腹腔內壓將進一步影響血流動力學和主要臟器功能,采取氣腹腹腔鏡進行診治必然要面對較大的、潛在的風險[3]。因此,本研究通過建立肝脾聯合損傷的動物模型,研究在非氣腹和氣腹狀態下對肺功能的影響,以期待為臨床提高非氣腹腹腔鏡應用的安全性提供幫助,為今后非氣腹腹腔鏡的廣泛開展提供前期基礎研究。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 健康雄性新西蘭兔48只(體重2.0～3.1kg,平均2.56kg),由第三軍醫大學大坪醫院野戰外科研究所醫學動物實驗中心提供,scxk(渝)2007-0005,動物于實驗前一晚禁食,只供應水。實驗嚴格遵守國家《動物實驗管理條例》不虐殺動物,動物尸體定點丟棄處理。按不同肝脾致傷程度和氣腹情況隨機分為6組(根據隨機數據表進行分配),每組8只,見表1。

表1 實驗動物分組

1.2 主要儀器 血氣分析儀;自制簡易二氧化碳氣腹裝置和測壓儀;PE-50型導管等。

1.3 動物模型 雄性新西蘭白兔戊巴比妥鈉30mg/kg(即1ml/kg)經耳緣靜脈進行麻醉,取仰臥位固定四肢及頭部于兔臺上,頸部、劍突下及右后肢內側腹股溝部備皮、常規消毒以備插管。插入導尿管,留置尿袋收集并記錄各時相點尿量。于頸部正中行逐層切開皮膚及肌肉,暴露及分離氣管,T型切開氣管,常規留置氣管插管,保持自主呼吸。右腹股溝肌間溝剪開皮膚、分離組織,仔細游離股動脈和股靜脈,結扎動靜脈分支,插動脈導管后接血壓計確認在動脈內,用以抽取動脈血樣標本;置靜脈導管接注射器回抽靜脈血確認插入靜脈,用以抽取血樣本和滴注林格式溶液。實驗過程中右股靜脈持續滴注林格式溶液(10ml?kg-1?h-1)。劍突下腹部正中切口,長約3cm,順白線逐層切開皮膚、皮下組織、肌肉及腹膜進入腹腔,暴露肝、脾后肝脾損傷參照Moore[4]分級標準分級(Ⅱ級肝損即肝內深度1～3cm,長度＜10cm,Ⅲ級肝損傷即肝裂傷深度＞3cm;脾損傷:裂傷長約8～10mm,深約4～5mm)造肝脾聯合損傷模型。將檢測肝血流量探針放置于肝左中葉表面,右上腹壁另做洞口引出,調整肝血流量探測儀見信號良好后用絲線固定。術后迅速腹壁分兩層嚴密縫合,肝、脾聯合傷完成后保持0.5h后,氣腹組向腹腔內充入CO2氣體并保持一定的壓力,非氣腹組則將腹壁懸吊起后保持。

1.4 指標檢測 非氣腹組于傷后0.5h、1h、2.5h、3h,氣腹組與氣腹前、氣腹后0.5h、氣腹后2h及撤去氣腹后0.5h 檢測(后文分別以 T1、T2、T3、T4代替),經股動脈抽取動脈血1ml行動脈血氣(ABG)分析;同時觀測計數呼吸頻率(RR);實驗結束后用動脈氣體栓塞法處死動物。

2 結果

肝、脾聯合傷后非氣腹狀態和氣腹狀態對兔呼吸頻率(RR)和動脈血氣分析的影響,見表2、3、4、5。

表2 各組兔呼吸頻率的變化(,次/min)

表2 各組兔呼吸頻率的變化(,次/min)

注:與組內T1時相點比較,*P＜0.05;與同時相點比較,△P＜0.05。

組別 T1 T2 T3 T4Ⅰ 39.53±9.02 49.36±9.27* 57.36±9.28* 50.36±9.28*Ⅱ 42.20±10.0354.65±10.29*△ 63.65±11.90*△ 67.65±10.29*△Ⅲ 41.00±8.23 50.12±8.96* 59.68±9.16* 58.12±8.96*Ⅳ 39.78±11.6559.36±12.83*△ 72.06±12.08*△ 68.32±11.18*△Ⅴ 45.63±9.61 50.69±9.03 55.03±9.50 54.60±9.07Ⅵ 42.65±10.96 54.60±9.50* 56.96±9.09 52.16±10.04

表3 各組pH變化()

表3 各組pH變化()

注:與組內T1時相點比較,*P＜0.05;與同時相點比較,△P＜0.05。

組別 T1 T2 T3 T4Ⅰ 7.45±0.25 7.41±0.05* 7.35±0.62* 7.43±0.42*Ⅱ 7.46±0.19 7.39±0.29* 7.36±0.09*△ 7.42±0.32*△Ⅲ 7.47±0.04 7.47±0.04* 7.47±0.04* 7.47±0.04*Ⅳ 7.49±0.14 7.35±0.60* 7.30±0.23*△ 7.36±0.33*△Ⅴ 7.44±0.86 7.42±0.11 7.38±0.36 7.42±0.44Ⅵ 7.48±0.41 7.42±0.51 7.48±0.41 7.48±0.41

3 討論

免氣腹腔鏡技術是通過腹壁的機械懸吊為腹腔內手術提供操作空間,該技術開始時應用腹壁全層懸吊、腹壁全層懸吊加腹壁皮下懸吊或腹壁皮下多點懸吊。由于無需人工氣腹操作中不必擔心漏氣,因而操作更為方便,它避免了人工氣腹時盲法穿刺的并發癥、CO2氣腹及其形成的腹腔內壓力產生的并發癥。

表4 各組PaCO2變化(,mmHg)

表4 各組PaCO2變化(,mmHg)

注:與組內 T1時相點比較,*P＜0.05;與同時相點比較,△P＜0.05。

組別 T1 T2 T3 T4Ⅰ 41.25±1.35 38.50±1.75* 44.25±1.47* 46.20±1.02*Ⅱ 42.55±1.65 38.34±0.65*△ 49.23±1.37*△ 52.13±1.34*△Ⅲ 40.88±2.01 37.28±1.11* 46.08±1.44* 48.29±1.38*Ⅳ 42.55±1.65 38.34±0.65*△ 50.63±1.49*△ 57.11±1.46*△Ⅴ 41.10±1.95 38.12±1.05 40.10±1.95 43.99±1.32Ⅵ 40.99±1.39 36.28±2.25 41.99±2.05 44.25±1.56

表5 各組 PaO2變化(,mmHg)

表5 各組 PaO2變化(,mmHg)

注:與組內 T1時相點比較,*P＜0.05;與同時相點比較,△P＜0.05。

組別 T1 T2 T3 T4Ⅰ 70.18±1.38 67.33±1.68* 60.20±1.63* 61.11±1.70*Ⅱ 69.28±1.74 62.06±1.30*△ 58.22±1.09*△ 60.39±1.81*△Ⅲ 71.37±1.58 68.29±1.90* 61.00±1.01* 60.18±1.37*Ⅳ 72.68±1.52 63.09±1.52*△ 55.32±1.19*△ 58.33±1.00*△Ⅴ 70.77±1.09 68.48±1.41 66.57±1.04 66.08±1.74Ⅵ 71.89±1.16 66.30±1.61* 62.30±1.69* 67.36±1.67*

3.1 肝、脾聯合傷后非氣腹狀態和氣腹狀態對兔呼吸頻率(RR)的影響 本研究表明:隨著氣腹時間的延長,在非氣腹狀態兔的呼吸頻率有所增加,但是與T1相比,差異沒有顯著性(P＞0.05)。而氣腹狀態下各組兔的呼吸頻率有所增加,差異有顯著性(P＜0.05)。相同的時相點相比,氣腹組Ⅲ級肝損傷/脾損傷組,即Ⅱ、Ⅳ組呼吸頻率明顯大于其他各組(P＜0.05),其余各組相比差異無顯著性(見表2)。這表明氣腹和肝脾創傷都可以使兔呼吸頻率,而在相同的創傷狀態,非氣腹狀態下的影響就比較小。

3.2 肝、脾聯合傷后非氣腹狀態和氣腹狀態對兔pH 、PaCO2、PaO2的影響 本研究表明:隨著氣腹時間的延長,在非氣腹狀態兔的pH有所下降,但是Ⅱ級肝損傷/脾損傷組與T1時相比,差異沒有顯著性(P＞0.05)。而非氣腹在Ⅲ級肝損傷/脾損傷組pH下降與T1時相比差異有顯著性(P＜0.05)。這表明非Ⅲ級肝損傷/脾損傷可能通過創傷刺激比如增加呼吸頻率等方式,使兔過度通氣,導致pH下降。氣腹組Ⅱ、Ⅲ級肝損傷/脾損傷組,即Ⅱ、Ⅳ組呼吸頻率明顯大于其他各組,而pH下降也有類似的趨勢,這表明氣腹和肝損傷/脾損傷對呼吸和pH下降的影響有疊加作用。而且PaCO2、PaO2也有類似的趨勢這表明呼吸頻率pH、PaCO2、PaO2等的變化有相同的趨勢,是氣腹和肝損傷/脾損傷刺激后的一系列相關變化。隨氣腹和創傷時間延長,RR下降;動脈血pH值、PaO2持續下降,PaCO2持續升高。CO2氣體注入腹腔內維持一定的壓力,此壓力能使膈肌上升,肺底部肺段受壓,呼吸系統順應性降低,氣道壓力上升,功能殘氣量下降,潮氣量及肺泡通氣量減少,從而影響通氣功能,同時氣腹可通過干擾肺內氣體分布和通氣/灌流(V/Q)比例而影響機體氧合功能,大量CO2氣體充入腹腔內可很快被腹膜吸收入血,從而引起體內酸堿平衡變化。CO2在體內還具有很強的組織穿透性,順濃度梯度彌散,而腹膜腔有豐富的血管系統,氣腹形成后,CO2很易彌散入腹膜的毛細血管,在體內碳酸酐酶的作用下,約占93%的CO2通過紅細胞轉運,其余7%以溶解的形式進行。除了通過肺排泄外,吸收的CO2亦可儲存于體內[5]。正常情況下,機體的CO2生成和排出處于動態平衡之中,血液和組織中的CO2含量處于一個相對恒定的水平,即所謂的CO2穩態。正常機體在CO2氣腹時吸收的多余CO2可以順利排出,保持CO2穩態不被破壞。是否出現高碳酸血癥,與腹內壓的高低、全身組織細胞代謝狀態、腹部血流、肺的通氣功能等因素有關[6]。CO2氣腹一方面機械性壓迫膈肌及腹內臟器,膈肌抬高引起胸腔受壓,肺容量被動性減少,潮氣量減少,CO2潴留致PaCO2升高。PaCO2對呼吸運動的調節主要通過中樞機制,其次通過刺激主動脈體和頸動脈體化學感受器[7,8]。化學刺激敏感的區域位于延髓腹側面,對H+濃度特別敏感。然而H+不易通過血腦屏障,CO2很容易通過血腦屏障,形成碳酸后分解產生 HCO3-和H+,間接控制化學敏感區域,化學感受器的激活刺激了吸氣中樞,加快RR。另一方面CO2通過腹膜吸收,引起高碳酸血癥或呼吸性酸中毒,pH值下降。機體通過加快RR排出過多的CO2。

總之,在肝脾聯合損傷時非氣腹狀態下比氣腹狀態對兔的呼吸頻率和pH、PaCO2、PaO2影響更小,也更為安全,所以在肝脾等實質臟器損傷時,現在的腹腔鏡技術很大程度都需要氣腹,但是氣腹對于嚴重創傷和嚴重心肺合并癥的患者尚有禁忌,特別是腔鏡所需的氣腹導致腹腔臟器血流量減少,在低血容量時更為明顯,無疑將加重創傷性失血性休克導致的腹腔內臟器缺血缺氧性損害。隨著失血量的增加及氣腹壓力的升高,創傷并失血后建立氣腹是極為危險的[9]。而在這時采用非氣腹腹腔鏡技術也似乎是更為合理的選擇。

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