胸腔鏡單肺通氣心臟手術與開胸心臟手術肺損傷比較

劉毅萍，杜 耘，喬 欣，楊洪軍，張小飛，席文佳，祝文秀，姚小平

(重慶市人民醫院中山院區麻醉科 400013)

胸腔鏡單肺通氣心臟手術與開胸心臟手術肺損傷比較

劉毅萍，杜 耘△，喬 欣，楊洪軍，張小飛，席文佳，祝文秀，姚小平

(重慶市人民醫院中山院區麻醉科 400013)

胸腔鏡檢查；心臟手術；單肺通氣；體外循環；肺損傷

目前，隨著心臟微創外科的不斷發展，電視胸腔鏡手術由于具有創傷小、術中出血少、術后恢復快等優點[1-2]，已成為心臟外科發展的新趨勢。胸腔鏡心臟手術為了暴露手術視野，方便手術操作，臨床上常采用雙腔氣管插管行單肺通氣(OLV)以滿足手術需要。然而在OLV過程中，由于通氣血流比例失衡，肺組織萎陷、肺復張，肺泡組織經歷缺血缺氧和復氧的過程，導致氧自由基和炎性介質介導的肺組織損傷[3-4]，同時體外循環(CPB)等應激引起全身炎癥反應綜合征，導致患者肺功能降低，引起低氧血癥[5]。因此，本研究探討胸腔鏡心臟手術中OLV的肺損傷情況，為胸腔鏡心臟手術中的肺保護提供依據。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇本院2013年5月至2015年12月擇期行單純二尖瓣置換手術的患者60例，分為對照組(開胸直視下行二尖瓣置換術)與觀察組(胸腔鏡下行二尖瓣置換術)，各30例。兩組患者年齡均為20～70歲，美國麻醉醫師協會(ASA)分級小于或等于Ⅲ級，未合并糖尿病、腦血管疾病及肝腎疾病等，無血管栓塞病史，術后未行二次開胸止血，均在術后24 h內拔管。兩組CPB時間、主動脈阻斷時間、手術時間比較，差異無統計學意義(P>0.05)，見表1。本研究已獲本院倫理委員會審批，患者及家屬均簽署知情同意書。

表1 兩組CPB時間、主動脈阻斷時間及手術時間比較

1.2方法

1．2.1麻醉方法 術前用藥：鹽酸嗎啡10 mg，鹽酸戊乙奎醚注射液0.01 mg/kg，術前30 min肌內注射。入手術室后吸氧，開放外周靜脈補液，常規監測心電圖、脈搏、血氧飽和度，在局部麻醉下行左橈動脈穿刺置管有創動脈血壓監測。麻醉誘導：咪達唑侖1～2 mg，依托咪酯0.3 mg/kg，順苯磺酸阿曲庫銨0.15 mg/kg，舒芬太尼0.8～1.2 μg/kg，誘導后對照組患者置入單腔氣管導管，觀察組患者置入雙腔氣管導管(左支)，用纖支鏡定位調整深度。麻醉誘導后，對照組于右側頸內靜脈置入7F三腔靜脈導管，觀察組于左側頸內靜脈置入7F三腔靜脈導管，右側頸內靜脈置入上腔引流管。麻醉維持：持續泵入1%丙泊酚2 mg·kg-1·h-1，間斷給予舒芬太尼和順苯磺酸阿曲庫銨，間斷吸入七氟烷維持合適的麻醉深度。兩組患者氣管插管后均行間歇正壓通氣，潮氣量8～10 mL/kg，頻率10～12次/分鐘，吸入氧濃度60%，呼氣末二氧化碳分壓維持35～45 mm Hg。觀察組在胸腔鏡操作期間，采用OLV，潮氣量6～8 mL/kg，頻率16～18次/分鐘。

1.2.2CPB方法 對照組開胸手術均采用升主動脈-上下腔靜脈轉流的CPB方法完成手術。觀察組胸腔鏡手術均在右股動脈、右頸內靜脈、右股靜脈轉流的CPB方法下完成手術。兩組患者均應用 MAQUET型人工心肺機、DIDECO型膜式氧合器。手術常規給予肝素400 U/kg，激活全血凝血時間(ACT)>480 s可以轉機。CPB開始后，逐漸降溫，鼻咽溫度降低到32 ℃時，阻斷上下腔靜脈，停止機械通氣。阻斷升主動脈后經主動脈根部灌注停跳液。術中灌注流量為2.0～2.8 L·min-1·m-2，平均動脈壓(MAP)維持在50～70 mm Hg。心內操作完成后，開放升主動脈和上下腔靜脈，對照組即正常通氣，逐漸脫離CPB。觀察組先行OLV，待胸腔鏡操作完成后，再行雙肺通氣。停機后均按所用肝素量的1.5倍魚精蛋白進行中和。

1.3觀察指標 分別于麻醉誘導后(T1)、CPB前(T2)、CPB開始后即刻(T3)、CPB停機后30 min(T4)、CPB停機后60 min(T5)，采集動脈血，測定動脈血氣分析指標[pH值、動脈血氧分壓(PaO2)、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)]，計算呼吸指數(RI)；采用酶聯免疫吸附試驗檢測各時間點血漿細胞間黏附分子-1(ICAM-1)水平和肺泡表面活性蛋白A(SP-A)水平；在開胸后和T4時采集肺組織(0.5 cm×0.6 cm)，送-80 ℃低溫冰箱保存，采用蛋白質印跡法(Western blot)檢測肺組織核轉錄因子-κB(NF-κB)表達水平，并做肺組織病理分析。試劑均采用上海勁馬實驗設備有限公司提供的試劑盒。

2 結 果

2.1兩組呼吸功能評價指標比較 兩組PaO2均較T1時明顯降低，且觀察組T3、T4、T5時PaO2均低于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)；兩組PaCO2無明顯變化；兩組RI均較T1時增高，且觀察組T2、T3、T4、T5時RI均高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表2。

2.2兩組炎性指標水平比較 兩組ICAM-1水平均較T1時明顯升高，且觀察組T2、T3、T4、T5時ICAM-1水平均較對照組明顯升高，差異有統計學意義(P<0.05)；兩組SP-A水平均較T1時明顯降低，觀察組T2、T3、T4、T5時SP-A水平均較對照組明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)，見表3。

表2 兩組血氣分析指標和RI比較

續表2 兩組患者呼吸功能評價指標比較

*：P<0.05，與對照組比較；#：P<0.05，與同組T1時比較

表3 兩組ICAM-1和SP-A水平比較

*：P<0.05，與對照組比較；#：P<0.05，與同組T1時比較

2.3兩組肺組織NF-κB轉錄活性比較 開胸后兩組NF-κB轉錄活性比較，差異無統計學意義(P>0.05)；T4時兩組NF-κB均較開胸后升高，且觀察組高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表4。

表4 兩組肺組織NF-κB轉錄活性比較

*：P<0.05，與對照組比較；#：P<0.05，與同組開胸后比較

2.4病理分析 光學顯微鏡下觀察，兩組患者肺泡內均有液體滲出、肺間質水腫，肺間質中有中性粒細胞浸潤，觀察組炎癥表現比對照組明顯。

A：對照組；B：觀察組

圖1肺組織石蠟染色切片(×200)

3 討 論

胸腔鏡心臟手術與開胸心臟手術相比，可以減少創傷、輸血，縮短手術后住院時間[6]。但同開胸心臟手術一樣，由于誘發了全身炎癥反應綜合征及轉流中肺缺血再灌注損傷，幾乎所有患者術后都有不同程度的肺損傷[7]。而肺損傷是胸腔鏡心臟手術患者常見的死亡原因[8]。胸腔鏡心臟手術常采用雙腔氣管插管行OLV以滿足手術需要。大量研究已證明，OLV期間患側肺無通氣，通氣血流比例失衡，肺內分流增加，造成肺內缺氧，加之開放患側肺通氣后，再灌注損傷會使大量無氧代謝產物堆積，均會導致肺泡及微血管內皮損傷，肺毛細血管通透性增加，中性粒細胞激活，炎性因子和氧自由基釋放，進一步加重脂質過氧化反應，損傷肺泡膜，形成急性肺損傷[9]。CPB所伴隨的全身炎癥反應綜合征和肺缺血再灌注損傷會加重肺損傷，使肺順應性和PaO2下降，通透性增加，導致間質性肺水腫、肺通氣和換氣功能降低[10]。

血漿ICAM-1是介導炎癥過程的關鍵分子，在炎性反應的各個階段均起重要作用。在正常生理狀態下ICAM-1主要由內皮細胞低水平表達，當機體受到炎性因子刺激后ICAM-1可表達于多種細胞，可與白細胞表面淋巴細胞功能相關抗原1、巨噬細胞-1分子及CD43結合，促進白細胞與血管內皮細胞間的黏附作用，其表達增加被認為與肺損傷程度相關[11]。CPB伴隨的炎性反應損傷Ⅱ型肺泡上皮細胞，使SP-A減少，并降低其活性[12]。肺組織NF-κB對眾多基因，尤其是涉及炎癥和免疫反應等方面的基因表達起關鍵調控作用，作為重要的轉錄因子其在肺部炎癥的細胞信息傳導調控中起核心作用。絕大多數與肺部炎癥有關的細胞因子如ICAM-1、白細胞介素-1等都受其調控，在炎性介質的調控和表達中起重要作用[13]。

本研究通過比較胸腔鏡心臟手術與常規開胸心臟手術，發現兩組患者均于術后出現肺功能降低，PaO2下降，RI升高。觀察組采用OLV，患者肺功能損傷程度較對照組顯著。術后兩組肺組織NF-κB、ICAM-1表達水平升高，SP-A水平降低，提示兩組術后肺組織均有損傷，觀察組肺損傷程度較對照組顯著。病理分析兩組術后肺泡有滲出液、間質水腫、中性粒細胞浸潤，觀察組肺組織炎性損傷更明顯。

綜上所述，胸腔鏡心臟手術采用OLV和常規開胸心臟手術均會造成術后肺損傷，而胸腔鏡手術采用OLV對肺損傷的程度更明顯。麻醉醫師可以通過嚴格的術前評估，準確定位雙腔支氣管導管的位置，選擇合適的麻醉和通氣方式，以及術中加強肺保護等方法來預防肺損傷[5]。

[1]Kogut KA，Bufo AJ，Rothenberg SS，et al．Thoracoscopic thymectomy for myasthenia gravis in children[J]．J Pediatr Surg，2000，35(11)：1576-1577．

[2]程云閣，王躍軍，張泉，等．完全胸腔鏡下體外循環心臟手術674例臨床分析[J]．中國現代藥物應用，2015，45(22)：1521-1523．

[3]Jordan S，Mitchell JA，Quinlin GJ，et al．The pathogenesis of lung injury following pulmonary resection[J]．Eur Respir J，2000，15(4)：790-799．

[4]Sivrikoz MC，Tun??zgür B，Cekmen M，et al．The role of tissue reperfusion in the reexpansion injury of the lungs[J]．Eur J Cardiothorac Surg，2002，22(5)：721-727．

[5]靳紫彬，王古巖，陳雷．胸腔鏡心臟手術單肺通氣時低氧血癥的原因及防治[J].中國分子心臟病學雜志，2016，16(2)：1679-1681.

[6]郭惠明，張曉慎，謝斌，等．胸腔鏡輔助下微創小切口房間隔缺損修補術20例[J]．實用醫學雜志，2011，27(7)：1239-1241．

[7]羅佛全．體外循環心臟手術肺保護的研究進展[J]．基礎與臨床研究，2008，15(6)：358-361．

[8]陳賢，檀文好．胸腔鏡心臟手術麻醉管理的研究進展[J]．中國臨床新醫學，2016，9(8)：752-755．

[9]賈方，張華．單肺通氣損傷因素研究與防治進展[J]．河北聯合大學學報(醫學版)，2011，13(6)：772-774．

[10]董國華，景華，李德閩，等．體外循環術后消化系統功能障礙的臨床分析[J]．中國醫師雜志，2004，6(11)：1498-1500．

[11]Valley MP，Bannon PG，Hughes CF，et al．Endothelial cell adhension molecules and cardiopulmonary bypass[J]．Asian Cardiovasc Thorac Ann，2000，9(3)：A185．

[12]張慧，黃敬孚．肺表面活性物質相關蛋白A與肺疾病[J]．中國小兒急救醫學，2002，9(3)，178-179．

[13]Fan J，Ye RD，Malik AB．Transcriptional mechanisms of acute lung injury[J]．Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2001，281(5)：1037-1050．

Comparisonoflunginjuryinpatientsundergoingthoracoscopiccardiacsurgerywithone-lungventilationandthoracotomy*

LiuYiping，DuYun△，QiaoXin，YangHongjun，ZhangXiaofei，XiWenjia，ZhuWenxiu，YaoXiaoping

(DepartmentofAnesthesiology,ChongqingGeneralHospital,Chongqing400013,China)

[Abstract]ObjectiveTo compare the lung injury in thoracoscopic cardiac surgery with one-lung ventilation (OLV) and thoracotomy cardiac surgery.MethodsA total of 60 patients underwent thoracotomy cardiac surgery (control group) or thoracoscopic cardiac surgery with OLV (observation group) in our hospital from May 2013 to December 2015 were enrolled,30 patients in each group.Two-lung ventilation was performed with a single-lumen endotracheal tube in the control group.In observation group,left lung ventilation was performed with a double-lumen endotracheal tube.Arterial blood gas analysis parameters,levels of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) and surfactant protein A (SP-A) were detected after the induction of anesthesia (T1),before cardiopulmonary bypass (CPB)(T2),immediately after the onset of the CPB (T3),30 min after CPB (T4) and 60 min after CPB (T5),and the respiratory index (RI) was calculated at the above time points,as well.Lung tissues were collected during operation for nuclear factor-κB (NF-κB) detection and pathological analysis.ResultsCompared with the control group,arterial partial pressures of oxygen (PaO2) were decreased at T3,T4and T5,and RI values were increased at T2,T3,T4and T5in the observation group(P<0.05).After surgery,the serum levels of ICAM-1 and expression levels of NF-κB in both two groups were increased,and serum levels of SP-A in both two groups were decreased;moreover,the levels of ICAM-1 and NF-κB in the observation group were significantly higher than those in the control group (P<0.05),and the level of SP-A in the observation group was significantly lower than that in the control group (P<0.05).The lung histopathological changes showed alveolar swelling,neutrophil infiltration and interstitial exudation in the observation group,and inflammation in the observation group was more obvious than that in the control group.ConclusionComparing with thoracotomy cardiac surgery,lung injury is more serious in thoracoscopic cardiac surgery with OLV.

thoracoscopy；cardiac surgery；one-lung ventilation；extracorporeal circulation；lung injury

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.29.008

重慶市衛生局醫學科研基金資助項目(20130016)。

劉毅萍(1971-)，副主任醫師，本科，主要從事臨床麻醉研究。△

，E-mail:1195801932@qq.com。

目的比較胸腔鏡單肺通氣(OLV)心臟手術和開胸心臟手術的肺損傷情況。方法選取該院2013年5月至2015年12月行開胸直視心臟手術及胸腔鏡心臟手術的患者60例，將其分為觀察組與對照組，各30例。對照組采用單腔氣管導管行雙肺通氣，觀察組術中采用雙腔管行左肺OLV。于麻醉誘導后(T1)、體外循環(CPB)前(T2)、CPB開始后即刻(T3)、CPB停機后30 min(T4)、CPB停機后60 min(T5)測定動脈血氣分析指標，計算呼吸指數(RI)，測定血漿細胞間黏附分子-1(ICAM-1)及肺泡表面活性蛋白A(SP-A)水平；術中采集肺組織，檢測肺組織核轉錄因子-κB(NF-κB)表達水平，并進行肺組織病理分析。結果觀察組T3、T4、T5時動脈氧分壓低于對照組，T2、T3、T4、T5時RI高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)。術后兩組ICAM-1、NF-κB水平均增高，且觀察組高于對照組(P<0.05)。術后兩組SP-A水平均降低，且觀察組低于對照組(P<0.05)。肺組織病理顯示，觀察組肺泡腫脹、中性粒細胞浸潤，間質滲出，炎癥表現比對照組更明顯。結論胸腔鏡OLV心臟手術較開胸心臟手術肺損傷更明顯。

R614

A

1671-8348(2017)29-4057-03

2017-03-23

2017-06-21)