經(jīng)皮穴位電刺激對體外循環(huán)下冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)患者肺功能的影響

李 娟，曹福羊，李 亮，李 軍，楊 璐

術(shù)后肺功能障礙是患者心臟手術(shù)后常見的并發(fā)癥之一，尤其是體外循環(huán)（cardiopulmonary bypass,CPB）后的患者，可出現(xiàn)不同程度的肺功能損傷。據(jù)報(bào)道，心臟手術(shù)后有30%~72%的患者會(huì)出現(xiàn)不同程度的肺不張，2%~20%的患者可出現(xiàn)肺部感染，甚至有2%左右的患者可發(fā)生急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome,ARDS）[1-3]。肺部并發(fā)癥的發(fā)生可明顯延長患者術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間和住院時(shí)間，增加患者心臟手術(shù)后死亡風(fēng)險(xiǎn)，顯著影響患者的術(shù)后康復(fù)。

有研究報(bào)道，針灸刺激可改善單肺通氣患者肺內(nèi)分流，減少腹腔鏡下胃癌根治術(shù)患者術(shù)后肺部并發(fā)癥，改善下肢手術(shù)患者術(shù)后肺功能[4-6]。有研究表明，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)電針預(yù)處理可抑制CPB后大鼠肺內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)，減少肺泡上皮細(xì)胞的凋亡，減輕肺組織的損傷[7-8]。但針灸刺激對CPB 下心臟手術(shù)患者術(shù)后肺功能的影響尚不完全清楚。因此本研究擬觀察經(jīng)皮穴位電刺激（transcutaneous electrical acupoint stimulation,TEAS）對 CPB 下冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)（coronary artery bypass grafting,CABG）患者圍術(shù)期肺功能的影響，擬為TEAS 在此類患者中的應(yīng)用提供一定的臨床依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取 2018 年 1 月?2021 年 1 月就診于解放軍總醫(yī)院第六醫(yī)學(xué)中心擬行CPB 下CABG患者60例，年齡50~70歲，性別不限，美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)（American Society of Anesthesiologists，ASA）分級(jí)II~III 級(jí)，美國紐約心臟病協(xié)會(huì)（New York Heart Association，NYHA）心功能分級(jí) II~III 級(jí)。排除左室射血分?jǐn)?shù)≤40%，肝腎功能明顯異常和術(shù)前有感染性疾病、免疫系統(tǒng)疾病或慢性肺部疾病病史的患者。所有患者術(shù)前均簽署知情同意書，并通過我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)研究批準(zhǔn)[s2020?006?02號(hào)]。

1.2 研究方法

1.2.1 分組 采用隨機(jī)數(shù)字表法將納入研究的患者隨機(jī)分為兩組：對照組和TEAS 組（TEAS 組），每組30 例。TEAS 組患者使用經(jīng)皮穴位電刺激儀（南京濟(jì)生醫(yī)療科技有限公司）于麻醉誘導(dǎo)前30 min取雙側(cè)足三里，孔最穴和肺俞穴行經(jīng)皮穴位電刺激，刺激強(qiáng)度以患者能耐受的最大電流強(qiáng)度為宜，一般為8~12 mA，持續(xù)刺激至手術(shù)結(jié)束；對照組患者在相同穴位放置電極片，但不給予電流刺激。

1.2.2 麻醉手術(shù)方式 兩組患者麻醉、手術(shù)和體外循環(huán)方式相同。患者術(shù)前1 h口服地西泮10 mg，術(shù)前30 min 肌肉注射嗎啡0.1 mg/kg。入室后常規(guī)監(jiān)測ECG，HR和SpO2。局麻下行橈動(dòng)脈穿刺置管，動(dòng)脈血壓監(jiān)測。靜脈注射咪達(dá)唑侖0.08~0.1 mg/kg，舒芬太尼0.5~1.0 μg/kg，依托咪酯0.2 mg/kg 和羅庫溴銨0.6 mg/kg 進(jìn)行麻醉誘導(dǎo)，氣管插管后連接麻醉機(jī)行機(jī)械通氣，通氣頻率12~15/min，潮氣量6~8 mL/kg，維持 PETCO2 35~40 mmHg，經(jīng)右側(cè)頸內(nèi)靜脈穿刺置入Swan-Ganz 導(dǎo)管監(jiān)測肺毛細(xì)血管楔壓，術(shù)中持續(xù)泵注丙泊酚4~8 mg/(kg.h)，瑞芬太尼0.1~0.2 ug/(kg.min)，右美托咪定 0.2~0.4 ug/(kg.h)，吸入七氟醚濃度1~2%，間斷注射舒芬太尼，咪達(dá)唑侖，羅庫溴銨進(jìn)行麻醉維持。正中開胸后，常規(guī)升主動(dòng)脈和上下腔靜脈插管后建立CPB，轉(zhuǎn)流期間灌注流量2.0~2.6 L/(min.m2)，維持平均動(dòng)脈壓（mean arterial pressure,MAP）50~80 mmHg，鼻 咽 溫 度 30~32 ℃，在CPB 下行冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)。復(fù)溫后靜脈泵注多巴胺3~8 ug/(kg.min)，硝酸甘油0.3~0.8 ug/(kg.min)，維持平均動(dòng)脈壓70~90 mmHg。

1.2.3 觀察指標(biāo) 記錄術(shù)中CPB 時(shí)間，主動(dòng)脈阻斷時(shí)間，手術(shù)時(shí)間，術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間，ICU 停留時(shí)間，術(shù)后住院天數(shù)，術(shù)后肺不張發(fā)生率和術(shù)后肺部感染發(fā)生率。分別于切皮前（T0）、CPB 結(jié)束后30 min（T1），術(shù)畢時(shí)（T2），術(shù)后12 h（T3）和 24 h（T4）時(shí)取橈動(dòng)脈血樣1 mL 行動(dòng)脈血?dú)夥治觯瑴y定PaO2及PaCO2，并根據(jù)公式計(jì)算氧合指數(shù)（oxygenation index,OI）和呼吸指數(shù)（respiratory index,RI）。分別于T0~T2時(shí)氣管插管狀態(tài)下記錄潮氣量和氣道平臺(tái)壓，并根據(jù)公式計(jì)算肺靜態(tài)順應(yīng)性（static pulmonary compliance,Cst）。同時(shí)于上述時(shí)間點(diǎn)取中心靜脈血樣5~8 mL，行血常規(guī)檢測記錄樣本中中性粒細(xì)胞數(shù)量（polymorphonuclear neurtrophil, PMN）；采用超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）檢測試劑盒（上海碧云天生物技術(shù)有限公司）測定血清中SOD 的活性，并采用酶聯(lián)免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）試劑盒（上海碧云天生物技術(shù)有限公司）測定血清中腫瘤壞死因子?α（tumor necrosis factor?α,TNF?α）和白細(xì)胞介素?6（interleukin?6,IL?6）的含量。

PB 為大氣壓 760 mmHg，F(xiàn)iO2為吸入氧濃度，R為呼吸商0.8。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)（）表示，組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用重復(fù)測量設(shè)計(jì)的方差分析；計(jì)數(shù)資料采用率（%）表示，比較采用卡方檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況比較 兩組患者基本情況和術(shù)中各指標(biāo)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），與對照組比較，TEAS 組患者術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間和ICU 停留時(shí)間顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），而兩組患者術(shù)后住院時(shí)間、肺不張發(fā)生率和術(shù)后肺部感染發(fā)生率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），表1。

表1 兩組患者基本情況比較

2.2 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)肺功能指標(biāo)比較 在T0時(shí)，兩組患者間 OI 值（t=0.243,P=0.808）、RI 值（t=0.065,P=0.948）和Cst（t=1.231,P=0.220）差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在T1時(shí)，與對照組比較，TEAS 組OI 值顯著升高（t=1.972,P=0.049），RI 值顯著降低（t=5.089,P<0.001），Cst 顯著增加（t=5.359,P<0.001）；在T2時(shí)，與對照組比較，TEAS 組OI 值顯著升高（t=2.924,P=0.004），RI值顯著降低（t=11.059,P<0.001），Cst顯著增加（t=4.416,P<0.001）；在 T3時(shí)，與對照組比較，TEAS 組 OI 值顯著升高（t=3.377,P=0.001），RI 值顯著降低（t=6.062,P<0.001）；在T4時(shí)，與對照組比較，TEAS 組 OI 值顯著升高（t=2.259,P=0.025），RI 值顯著降低（t=6.045,P<0.001）。與T0時(shí)比較，對照組和TEAS 組 T1~2時(shí) Cst 均 顯 著 降 低（F=415.754,P<0.001），T1~4時(shí)OI 值均顯著降低（F=61.173,P<0.001）而RI值顯著升高（F=163.191,P<0.001），表2。

表2 兩組患者肺功能相關(guān)指標(biāo)比較（n=30,）

表2 兩組患者肺功能相關(guān)指標(biāo)比較（n=30,）

與對照組比較，*P<0.05；與T0比較，△P<0.05；“…”表示未測

觀察指標(biāo)OI RI T3 282.75±63.52△348.57±78.63*△1.05±0.42△0.68±0.17*△T4 318.75±65.47△362.73±74.36*△0.93±0.21△0.56±0.13*△Cst組別對照組TEAS組對照組TEAS組對照組TEAS組T0 480.54±78.25 476.43±72.36 0.17±0.11 0.18±0.12 35.67±3.58 36.43±2.53 T1 301.24±76.28△338.17±85.42*△1.14±0.27△0.83±0.15*△24.53±1.24△27.75±2.15*△T2 262.12±75.58△317.62±83.44*△1.47±0.38△0.79±0.18*△23.82±1.67△26.52±1.83*△… …… …

2.3 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)炎癥與氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)比較 在T0時(shí)，兩組患者血清中TNF?α 濃度（t=1.343,P=0.180），IL?6 濃度（t=0.299,P=0.766），SOD活性（t=0.521,P=0.603）和 PMN 數(shù)量（t=0.074,P=0.941）差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在T1時(shí)，與對照組比較，TEAS 組患者血清中 TNF?α 濃度（t=2.601,P=0.01）、IL?6 濃度（t=2.995,P=0.004）和PMN 數(shù)量（t=4.391,P<0.001）顯著降低，而SOD 活性顯著升高（t=3.249,P=0.001），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在T2時(shí)，與對照組比較，TEAS 組患者血清中 TNF?α 濃度（t=2.283,P=0.023）、IL?6 濃度（t=3.678,P<0.001）和PMN數(shù)量（t=5.410,P<0.001）顯著降低，而SOD 活性顯著升高（t=3.367,P=0.001），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在T3時(shí)，與對照組比較，TEAS組患者血清中TNF?α濃度（t=3.099,P=0.002）、IL?6 濃度（t=4.618,P<0.001）和PMN 數(shù)量（t=3.412,P=0.001）顯著降低，而SOD 活性顯著升高（t=3.626,P<0.001），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在T4時(shí)，與對照組比較，TEAS 組患者血清中TNF?α濃度（t=3.614,P<0.001）、IL?6 濃度（t=3.326,P=0.001）和 PMN 數(shù)量（t=4.426,P<0.001）顯著降低，SOD 活性顯著升高（t=3.276,P=0.001），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與T0時(shí)比較，對照組和TEAS 組T1~4時(shí)TNF ?α 濃 度（F=49.223,P<0.001），IL?6 濃 度（F=25.713,P<0.001）和 PMN 數(shù)量（F=109.322,P<0.001）顯著升高，而SOD 活性顯著降低（F=332.837,P<0.001），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表3。

表3 兩組患者炎癥與氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)比較（n=30,）

表3 兩組患者炎癥與氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)比較（n=30,）

與對照組比較，*P<0.05；與T0比較，△P<0.05

觀察指標(biāo)PMN(x109/L)TNF-α(pg/ml)SOD(U/ml)IL-6(pg/ml)組別對照組TEAS組對照組TEAS組對照組TEAS組對照組TEAS組T0 4.1±0.7 4.2±1.2 23.4±4.78 21.45±3.67 134.45±13.60 136.62±15.38 88.57±18.42 86.67±22.18 T1 11.1±3.6△8.5±2.7*△34.47±4.75△30.65±5.24*△97.25±14.82△109.27±15.43*△227.85±22.86△207.50±22.12*△T2 13.6±2.7△10.5±2.2*△36.58±4.47△33.12±5.35*△80.23±13.55△92.65±14.57*△242.53±25.82△218.75±23.35*△T3 11.6±1.9△9.6±1.9*△29.87±6.18△25.43±6.52*△57.56±11.74△71.28±14.65*△215.56±31.53△185.36±28.74*△T4 10.9±2.3△8.4±1.5*△29.12±6.58△24.13±6.47*△53.35±12.34△65.43±13.87*△180.42±28.72△158.62±27.45*△

3 討論

目前，關(guān)于CPB后肺損傷的確切機(jī)制尚不完全清楚。有觀點(diǎn)認(rèn)為可能與CPB 后肺組織內(nèi)中性粒細(xì)胞激活，炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激有關(guān)[9-10]。本研究發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)前30 min于足三里，肺俞穴和孔最穴行經(jīng)皮穴位電刺激可降低CPB 下CABG 患者體內(nèi)炎癥因子 TNF?α 和 IL?6 濃度，減少 PMN 數(shù)量并提高血清SOD 活性，減輕CPB 下CABG 患者全身炎癥反應(yīng)，提高圍術(shù)期患者OI 和Cst，降低RI，改善患者圍術(shù)期肺功能。

足三里為圍術(shù)期器官保護(hù)常用穴位之一，有研究表明針刺足三里可上調(diào)肺內(nèi)血紅素氧合酶-1 的表達(dá)，進(jìn)而發(fā)揮抗氧化，抗炎和抗凋亡的作用[11]。容英旋等[12]也發(fā)現(xiàn)圍術(shù)期電針刺激足三里可減少開胸手術(shù)患者圍術(shù)期炎癥反應(yīng)，改善患者OI，進(jìn)而減輕患者單肺通氣相關(guān)肺損傷。孔最穴與肺俞穴為肺臟保護(hù)的常用穴位，其中孔最穴為肺經(jīng)之郄穴而肺俞穴為肺臟的背俞穴，為治療呼吸系統(tǒng)疾病改善肺功能的重要穴位[13]。吳緒平等[14]發(fā)現(xiàn)針刺孔最穴可改善健康成人吸煙后肺部血流狀況，改善吸煙所致肺內(nèi)通氣/血流比例失調(diào)，具有良好的調(diào)節(jié)效應(yīng)；而趙寧俠等[15]發(fā)現(xiàn)針刺肺俞穴可明顯改善健康成人的肺功能指標(biāo)，增加用力肺活量的數(shù)值。此外，針刺孔最穴和肺俞穴對圍術(shù)期肺功能的影響也有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。任秋生等發(fā)現(xiàn)麻醉誘導(dǎo)前30 min針刺孔最穴和肺俞穴可降低開胸患者單肺通氣時(shí)肺內(nèi)分流率，改善患者氧合，減輕患者術(shù)后肺損傷[4]。因此，本研究中選擇足三里、孔最穴和肺俞穴作為刺激穴位，發(fā)現(xiàn)TEAS 能有效改善CPB 下CABG患者術(shù)后肺功能，具有一定的肺保護(hù)作用。

目前認(rèn)為CPB 后肺損傷的主要原因是血液成分接觸CPB 管道誘發(fā)的系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)和肺臟的缺血再灌注損傷[16]。CPB 過程中白細(xì)胞和補(bǔ)體系統(tǒng)的激活可介導(dǎo)TNF?α、IL?6 等多種炎癥因子的釋放，釋放的炎癥因子可進(jìn)一步促進(jìn)PMN 的激活和聚集，誘導(dǎo)系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)；而肺缺血再灌注時(shí)期大量活性氧自由基的產(chǎn)生，抗氧化酶活性的降低等均可導(dǎo)致CPB 后肺功能障礙[16-17]。高嵐等[18]發(fā)現(xiàn)心臟瓣膜置換術(shù)患者CPB 后肺功能的損傷與體內(nèi)氧自由基的生成及炎癥反應(yīng)激活的PMN 和TNF?α 密切相關(guān)。我們在研究中也發(fā)現(xiàn)CPB 后患者血清中炎癥因子 TNF?α 和 IL?6 水平顯著升高，PMN 數(shù)量明顯增加和抗氧化酶SOD 活性的顯著下降；而TEAS 處理可降低CPB 后體內(nèi)炎癥因子的水平，抑制PMN 激活，減輕術(shù)后炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激。本研究推測，這可能是TEAS 對CPB 下CABG 患者肺保護(hù)的機(jī)制之一，而TEAS 如何調(diào)節(jié)體內(nèi)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激本研究尚未做深入研究。有研究表明，針刺可調(diào)節(jié)體內(nèi)交感和迷走神經(jīng)的活性，調(diào)控血管活性物質(zhì)的釋放，這是否是TEAS 影響體內(nèi)炎癥因子的具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究[19]。

綜上所述，TEAS 可減輕 CPB 下 CABG 患者肺內(nèi)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激，減少CPB 相關(guān)肺損傷，縮短術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間和ICU 停留時(shí)間，具有一定的臨床應(yīng)用前景。