等比通氣對腹腔鏡下老年患者呼吸力學及白細胞介素6的影響

吳 津,劉順順,周金田,王虎山,宋雪松

(吉林大學第一醫院 麻醉科,吉林 長春130021)

*通訊作者

等比通氣對腹腔鏡下老年患者呼吸力學及白細胞介素6的影響

吳 津,劉順順,周金田,王虎山,宋雪松*

(吉林大學第一醫院 麻醉科,吉林 長春130021)

由于腹腔鏡技術的發展及社會的老齡化，越來越多的老年患者要求進行微創治療。但是，老年人心肺儲備功能降低,出現低氧血癥、肺不張、肺損傷等并發癥的風險更大。腹腔鏡手術時CO2氣腹及頭低足高位增加腹內壓、抬高膈肌，使肺容量減少、胸肺順應性下降、氣道阻力增加、肺不張發生，老年患者會加重上述損害[1]。

調節機械通氣參數可在某種程度上降低二氧化碳潴留和低氧血癥發生率，但仍有氣壓傷等導致肺損傷發生，因此，通氣模式的選擇顯得尤為重要。

研究表明，急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的患者，壓力控制的吸呼比為2∶1 的反比通氣模式在氣體交換方面比傳統吸呼比容量控制的通氣模式更有效[2,3]。我們考慮應用反比通氣如2∶1或3∶1，但是由于過度地延長吸呼比有導致氣壓傷或激活細胞因子的潛在風險，就我們所知，這些風險與肺損傷有關系。我們假設1∶1吸呼比是合適的，它能將這些風險降到最低。本項研究的目的是觀察在腹腔鏡結直腸癌根治術中1：1吸呼比與1：2吸呼比相比對老年患者呼吸力學及白細胞介素6的影響，為臨床應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取吉林大學第一醫院擇期行腹腔鏡結直腸癌根治術，年齡在60-75歲之間、ASA分級在Ⅱ-Ⅲ 級的患者40例，其中男性22例，女性18例。排除標準：慢性阻塞性肺疾病、哮喘、氣胸病史；未經控制的高血壓；冠狀動脈閉塞性病史；腦血管疾病；肝腎功能不全；大量吸煙；肥胖(BMI≥30 kg/m2)。這些患者隨機分成兩組，A組，氣腹并且改頭低足高位后就改為1∶1吸呼比，30 min后轉為1∶2吸呼比，B組采用相反的通氣模式。本研究獲醫院倫理委員會的批準，并與患者及家屬簽署知情同意書。

1.2 麻醉誘導與維持 患者入室后常規監測心率、血壓、心電圖和脈搏血氧飽和度并且用 BIS 監測儀監測腦電意識深度。250 ml醋酸鈉林格液在麻醉誘導前輸入，隨后以5 ml/kg/h的速度泵注。麻醉誘導應用芬太尼3-5 μg/kg、順式阿曲庫銨0.15 mg/kg、依托咪酯0.2-0.3 mg/kg或丙泊酚1.5-2 mg/kg，氣管插管成功后(男：管徑 ID7.5；女：管徑 ID7.0)接麻醉機進行機械通氣。誘導后立即行右側橈動脈穿刺和右側頸內靜脈穿刺分別監測有創動脈血壓和中心靜脈壓。麻醉維持應用丙泊酚4-6mg/kg/h，瑞芬太尼0.1-0.3 μg/kg/min，間斷給予肌松藥。麻醉深度維持在 BIS 值 40-60 之間，術畢所有患者均拔管后送入蘇醒室。

1.3 機械通氣 所有患者接受相同的通氣方案：采用壓力控制通氣模式，吸入100%的氧氣，潮氣量6-8 ml/kg，PEEP為5 cmH2O，氣腹開始前吸呼比均為1∶2，氣腹期間手術床傾斜角度保持基本相同(30-45度)。氣腹建立并且頭低足高位后根據實驗分組進行調整，其他參數保持不變。調整呼吸頻率，使得呼末二氧化碳在40±2 mmHg的范圍。術中人工CO2氣腹壓維持13-14 mmHg，術后隨訪患者住院期間的呼吸系統并發癥。

1.4 指標檢測 下列時間點測定動脈、中心靜脈血氣、呼吸力學和血流動力學數據：麻醉誘導后10 min、建立氣腹并且改變體位30 min后、轉變吸呼比30 min后、關閉氣腹10 min后，并且用此結果來計算相應時間點的肺內分流量和生理無效腔，記錄相應時間點的呼吸力學和血流動力學指標，于麻醉誘導后10 min、建立氣腹并且改變體位30 min后兩個時間抽5 ml靜脈血，待測 IL-6(酶聯免疫吸附法ELISA 法)。氣腹期間維持患者血壓及心率在基礎值±20%之間，若超出此范圍，該患者被排除在本項研究，并且給予血管活性藥來維持血流動力學的穩定。用以下方程式來計算動脈血和中心靜脈氧含量：CxO2=1.36*Hb*SxO2+0.0031*PxO2，其中Hb是血紅蛋白濃度(g/dl)，SxO2是血氧飽和度。由于吸入的100%的氧氣，Qs/Qt用以下公式計算：Qs/Qt=(CcO2-CaO2)/(CcO2-CvO2)(CcO2是計算出的毛細血管的氧含量，假定肺毛細血管氧分壓等于動脈氧分壓，中心靜脈氧飽和度等于混合靜脈氧飽和度)。而無效腔率用以下公式計算：Vd/Vt = 1.14 *(PaCO2-PE′CO2)/PaCO2-0.005。計算肺的順應性Cydn=VT/(Peak-PEEP)，其中PEEP為呼氣末正壓通氣。所有統計的數據中，吸呼比為1∶1的收集在一組，吸呼比為1∶2的收集在一組。

1.5 統計學方法 采用SPSS19.0統計軟件包進行統計分析,P<0.05有統計學意義。

2 結果

在氣腹期間，沒有患者發生嚴重的低氧血癥、高碳酸血癥和難以控制的低血壓，因此，40例患者均完成了本項研究。

2.1 一般資料 患者的一般情況、年齡、BMI等一般資料差異無統計學意義。

2.2 各個時間點的血氣分析及呼吸力學參數結果 見表1。

表1 各個時間點的血氣分析及呼吸力學參數

與氣腹前相比，*P<0.05:；與常規組1∶2組相比，□P<0.05

表中可以看出：1∶1組中，Vd/Vt、 Peak明顯低于1∶2組并且PaO2、Cdyn高于1∶2組，另一方面，與氣腹前相比，氣腹后,1：1組、1∶2組，PaCO2、Ppeak、Pmean、Qs/Qt顯著增加，然而，PaO2、Cdyn是下降的。

2.3 各個時間點血流動力學的變化 見表2。

表2 各個時間點血流動力學的變化

與氣腹前相比，*P<0.05:；與常規組1∶2組相比，□P<0.05

監測到的SBP、DBP、HR、CVP與組間相比或與氣腹前相比均無統計學差異。

2.4 IL- 6水平 各個時間點IL- 6濃度見表3。

表3 各個時間點的IL- 6濃度

與氣腹前相比，*P<0.05:；與常規組1∶2組相比，□P<0.05

與氣腹前相比，兩組血清中IL- 6的濃度均明顯升高，差異有統計學意義；與1∶2組相比，1∶1組血清中IL- 6的濃度顯著降低，差異有統計學意義。

3 討論

本項隨機的、對照的交互性研究的目的在于闡明氣腹期間，1∶1吸呼比對老年患者的影響。結果表明，與1∶2吸呼比相比，1∶1吸呼比顯著影響呼吸力學如降低Ppeak和無效腔率，增加了PaO2，改善肺動態順應性，并且，1∶1吸呼比可以降低IL- 6的濃度。

過高的Ppeak常伴隨在腹腔鏡手術中，從而造成肺泡機械傷，甚至引起呼吸機相關性肺損傷。然而，高Ppeak是呼吸機相關性急性肺損傷的最主要的危險因素[4]。老年患者，肺順應性較差，在氣腹與頭低足高位的雙重作用下，氣道阻力明顯增加，肺活量及功能殘氣量降低，肺泡通氣/血流比值失調，更易導致嚴重的肺不張甚至肺損傷[5]。研究證明，一個延長的吸呼比如1.5∶1或1∶1能夠增加氧合[6,7]，因此，在我們的設計中就把這些研究成果聯系起來。反比通氣延長吸氣時間從而延長肺充氣膨脹時間，升高Pmean；呼氣時間的相對縮短能夠增加功能殘氣量，從而有助于增加氧合和改善肺順應性，保持呼氣末肺泡相對開放，改善通氣/血流比值，降低死腔率[8,9]。

本研究采用臨床科研設計中的交叉實驗設計，此方法在循證醫學中作為隨機對照試驗的一種，論證強度較高。為了糾正順序誤差，我們將受試者平均分成兩組，使得兩種處理在受試者中施加的先后順序交叉：A組，建立氣腹并且改變體位后，行1∶1吸呼比，30 min后轉為1∶2，B組采用相反的順序。這種交叉實驗設計有以下優點：可以增加受試者的利用率；避免受試者人口統計學特征等無關變量的影響。

在本項研究中，我們應用PCV而不是VCV。研究顯示，采用壓力控制通氣，能降低術中Ppeak，因此，可以安全有效地應用于腹腔鏡手術麻醉的呼吸管理[10]。

PEEP能夠使得萎陷的肺泡擴張，改善通氣/血流比值，從而增加PaO2。通過肺泡 PaO2的升高，反射性擴張肺血管，降低氣道壓[11,12]。有研究報道，合理應用PEEP可避免機械通氣引起的肺炎癥反應，但是，過高的PEEP則加重肺部炎癥反應[13，14]。因此,我們將PEEP值設為5 cmH2O。

炎癥因子在應激反應中起重要作用，其中IL-6是重要的炎性因子[15]，是機體急性應激反應中最重要最敏感的一種標志物[16],其濃度與肺損傷程度呈正比[17]。本實驗研究結果顯示，氣腹后IL-6的濃度顯著增高，可能與氣腹后引起肺損傷相關。與傳統1∶2吸呼比相比，1∶1吸呼比能顯著減低IL-6的濃度，這可能與1∶1吸呼比能降低Ppeak，增加氧合，改善肺順應性等來降低肺泡的機械性損傷，從而減少IL-6的釋放相關。IL-6濃度的測定未采用交互性的研究，就是防止交互前的通氣模式會對交互后的IL-6測量濃度產生影響。

綜上所述，老年患者在進行腹腔鏡下結直腸癌根治術時，等比通氣下的壓力控制通氣模式能降低Ppeak和無效腔率，增加PaO2，改善肺動態順應性，減少IL-6的釋放，而不引起血流動力學的變化。

[1]Gutt CN,Oniu T,Mehrabi A,et al.Circulatory and respiratory complications of carbondioxide insufflations[J].Dig Surg,2004,21(2):95.

[2]Miller MP,Sagy M.Pressure characteristics of mechanical ventilation and incidence of pneumothorax before and after the implementation of protective lung strategies in the management of pediatric patients with severe ARDS[J].Chest,2008,134(5):969.

[3]Roy S,Habashi N,Sadowitz B,et al.Early airway pressure release ventilation prevents ARDS - a novel preventive approach to lung injury[J].Shock,2013,39(1):28.

[4]Pinheiro DE,Oliveira R,Hetzel M P,et al.Mechanical ventilation with high tidal volume induces inflammation in patients without lung disease[J/OL].Crit Care，2010,14(2)：R39[2010-03-18].

[5]莊心良，曾因明,陳伯鑾.現代麻醉學[M]．第3版.北京:人民衛生出版社,2003:1360-1.

[6]Cole AG,Weller SF,Sykes MK.Inverse ratio ventilation compared with PEEP in adult respiratory failure[J].Intensive Care Med,1984,10:227.

[7]Sinha M,Chiplonkar S,Ghanshani R.Pressure-controlled inverse ratio ventilation using laryngeal mask airway in gynecological laparoscopy[J].J Anaesthesiol Clin Pharmacol,2012,28:330.

[8]Mercat A,Titiriga M,Anguel N,et al.Inverse ratio ventilation (I/E-2/1) in acute respiratory distress syndrome[J].Am J Respir Crit Care Med,1997,155:1637.

[9]Gurevitch MJ,Van Dyke J,Young ES,et al.Improved oxygenation and lower peak airway pressure in severe adult respiratory distress syndrome:Treatment with inverse ratio ventilation[J].Chest,1986,89:211.

[10]葉允榮，楊明華．腹腔鏡手術中壓力和容量控制通氣對患者氣道峰壓及肺氧合功能的影響[J]．中國醫藥指南，2012，10(11):75．

[11]Sundaresan A,Chase JG,Shaw GM，et al.Model-based opti mal PEEP in mechanically ventilated ARDS patients in the intensive care unit [J].Biomed Eng Online，2011，10：64.

[12]Bouhemad B，Brisson H，Le -Guen M，et al.Bedside ultra-sound assessment of positive end -expiratory pressure -in duced lung recruitment[J].Am J Respir Cirt Care Med，2011，183(3)：341.

[13]劉風鳴，謝逢春，黃 彬，等.無創機械通氣在肺栓塞合并呼吸衰竭患者中的應用 [J].廣西醫學，2013，35(3)：321.

[14]Chen HX,Bao JM.Influence of PEEP on pulmonary inflam matory response [J].Clinical Education of General Pratice，2003,4(1 )： 21.

[15]杭燕南,莊心良,蔣 豪.當代麻醉學[M]．上海:上海科學技術出版社，2002:108.

[16]Altemeier WA,Matute BG,Frevent CW,et al.Mechanical ventilation with moderate tidal volumes synergistically in creases lung cytokine response to systemic endotoxin [J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physio,2004,287(3):533.

[17]Bouqren A,Dehoux MS,Setan T,et al.Compartmentalized IL-8 and elastase release within the human lung in unilateral pneumonia[J].Am J Respir Crit Care Med,1996,153(1):336.

1007-4287(2017)06-1034-03

吳津(1990-) ，女，醫學碩士，主要從事疼痛基礎與臟器保護研究;宋雪松(1970-) ，男，醫學博士，副教授，碩士生導師，主要從事疼痛基礎與臟器保護研究。

2016-10-14)