體外循環(huán)前空氧混合通氣對(duì)紫紺型先天性心臟病患兒術(shù)后肺功能的影響

(江西省兒童醫(yī)院，南昌330006)

肺損傷是心臟直視手術(shù)后常見的并發(fā)癥，體外循環(huán)(CPB)導(dǎo)致的肺缺血—再灌注損傷和CPB觸發(fā)的全身炎癥是主要原因之一［1］。紫紺型先天性心臟病患兒手術(shù)后更容易出現(xiàn)。麻醉中在氣管插管后常常采用純氧通氣，以便盡可能地提高機(jī)體的氧分壓，逆轉(zhuǎn)全身的缺氧狀態(tài)，但忽然增加的氧分壓會(huì)對(duì)機(jī)體造成氧自由基介導(dǎo)的再氧合損傷［2］，從而加重肺缺血—再灌注損傷。本研究探討了CPB前空氧混合通氣對(duì)紫紺型先心病患兒肺功能的影響?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2010年10月～2011年6月在我院進(jìn)行手術(shù)治療的紫紺型先天性心臟病患兒40例。入選標(biāo)準(zhǔn):術(shù)前肺部無炎癥;無貧血或輸血，術(shù)前未用過激素、維生素C、維生素E及鈣離子通道阻滯劑;非急診手術(shù);臨床癥狀穩(wěn)定，無缺氧發(fā)作;術(shù)前非呼吸機(jī)支持的患兒。將患兒隨機(jī)分為P、M組各20例，P 組男15 例、女 5 例，年齡(7.8 ±3.0)個(gè)月，體質(zhì)量(7.6 ±1.8)kg。術(shù)前 PO2(42.6.±11.7)mm-Hg，CPB 時(shí)間(105.4 ±25.8)min，主動(dòng)脈阻斷時(shí)間(48.9±9.8)min;法洛四聯(lián)征11例，右室雙出口3例，完全性肺靜脈異位引流6例。M組男16例、女4 例，年齡(8.4 ±2.9)個(gè)月，體質(zhì)量(7.4 ±1.7)kg，術(shù)前 PO2(45.6 ±9.4)mmHg，CPB 時(shí)間(107.5 ±28.9)min，主動(dòng)脈阻斷時(shí)間(49.6 ±10.4)min;法洛四聯(lián)征16例，完全性肺靜脈異位引流3例，肺動(dòng)脈瓣閉鎖1例。兩組在年齡、體質(zhì)量、術(shù)前PO2、CPB時(shí)間及主動(dòng)脈阻斷時(shí)間方面均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均＞0.05)。

1.2 方法

1.2.1 麻醉及治療方法 所有患兒采取氣管插管全麻。入室后予以咪唑安定0.1 mg/kg，舒芬太尼2 μg/kg，維庫溴胺0.1 mg/kg靜脈誘導(dǎo)后行氣管插管，成功后接Drager麻醉機(jī)進(jìn)行機(jī)械通氣，容量控制模式，術(shù)中潮氣量10 mL/kg，呼吸頻率25～35次/min。P組從誘導(dǎo)到 CPB開始前吸入氧濃度(FIO2)為100%，M組FIO2則控制在40%。術(shù)中靜脈泵入舒芬太尼1.5～2.5 μg/(kg·h)，維庫溴銨80μg/(kg·h)，必要時(shí)吸入七氟醚維持麻醉。體外轉(zhuǎn)流均采用膜肺，中度低溫(25～28℃)，小劑量預(yù)充，預(yù)充靜脈液膠體主要由濃縮紅細(xì)胞及白蛋白組成，預(yù)沖液采用21%氧氣氧合循環(huán)，PO2100～150 mmHg，CPB 5～10 min后改為30% ～60%氧氣進(jìn)行CPB，灌注流量全量約150～180 mL/(kg·min);CPB后平行循環(huán)階段使用常規(guī)超濾以及停CPB后使用改良超濾。腔靜脈開放后兩組患兒恢復(fù)通氣，采用相同呼吸參數(shù)和FIO2，直至拔管。

1.2.2 檢測方法 分別在誘導(dǎo)前(T1)，CPB前(T2)，CPB后2 h(T3)、6 h(T4)記錄各項(xiàng)呼吸指標(biāo)即FIO2、氣道峰壓等，測動(dòng)脈血?dú)?并根據(jù)公式計(jì)算出氧合指數(shù)(OI=PaO2/FIO2)、呼吸指數(shù)(RI=A-aDO2/PaO2)，肺泡—?jiǎng)用}血氧分壓差(A-aDO2)=(PB－PH2O)×FiO2－PaCO2/R －PaO2，PaO2為動(dòng)脈血氧分壓，PB為大氣壓，PH2O為37℃水蒸氣壓，PaCO2為肺二氧化碳分壓，R為呼吸商;同時(shí)經(jīng)中心靜脈抽血進(jìn)行離心(1 500 r/min)，血清置于－20℃低溫冰箱保存，采用化學(xué)法測定各時(shí)點(diǎn)的丙二醛(MDA)和過氧化物歧化酶(SOD)(試劑為南京建成生物制品研究所提供)。同時(shí)記錄兩組患兒術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間、重癥監(jiān)護(hù)時(shí)間、術(shù)后住院時(shí)間及死亡例數(shù)等臨床指標(biāo)。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用 SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料以±s表示，組間均數(shù)比較采用重復(fù)測量方差檢驗(yàn)，組內(nèi)均數(shù)比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)。P≤0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組臨床指標(biāo)比較 兩組患兒術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間、重癥監(jiān)護(hù)時(shí)間、術(shù)后住院時(shí)間及死亡例數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均＞0.05)。見表1。

表1 兩組臨床指標(biāo)比較(±s)

表1 兩組臨床指標(biāo)比較(±s)

組別 n 機(jī)械通氣時(shí)間(h)重癥監(jiān)護(hù)時(shí)間(d)術(shù)后住院時(shí)間(d)死亡(例)P組20 21.5 ±3.8 2.8 ±0.7 10.18 ±1.13 0 M組20 22.3 ±2.9 2.6 ±0.5 9.82 ±1.10 0

2.2 兩組肺功能指標(biāo)及MDA、SOD比較 見表2。兩組患兒在T1時(shí)點(diǎn)各項(xiàng)肺功能指標(biāo)比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均＞0.05)，但在T2、T3、T4時(shí)點(diǎn)P組氣道峰壓、RI較M組高，OI低于M組(P均＜0.05)。T1時(shí)點(diǎn)兩組MDA、SOD比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均＞0.05)，而在T3、T4時(shí)點(diǎn)兩組血漿SOD活性均下降，MDA產(chǎn)生增加;且P組在T2時(shí)的SOD活性較T1也下降，MDA產(chǎn)生增加(P 均 ＜0.05);T2、T3、T4 時(shí)，與M 組比較，P組的MDA高、SOD低(P均＜0.05)。

表2 兩組肺功能指標(biāo)、MDA、SOD比較(±s)

表2 兩組肺功能指標(biāo)、MDA、SOD比較(±s)

注:與P 組同時(shí)間比較，*P ＜0.05;與同組 T1比較，#P ＜0.05

組別 n 氣道峰壓(cmH2O) OI RI MDA(nmol/mL)SOD(nU/mL)P組20 T1 13.9 ±1.1 65.2 ±9.6 5.42 ±0.83 4.3 ±0.1 106.9 ±1.9 T2 16.6 ±1.1# 57.8 ±8.9# 6.74 ±0.68# 5.3 ±0.6# 98.2 ±1.7#T3 19.5 ±0.9# 256.2 ±23.6# 0.72 ±0.13# 6.8 ±0.4# 88.4 ±1.4#T4 22.1 ±1.3# 220.8 ±28.3# 0.91 ±0.15# 7.6 ±0.5# 80.2 ±1.4#M組 20 T1 13.8 ±0.9 65.7 ±8.9 5.51 ±0.91 4.2 ±0.1 105.3 ±2.3 T2 15.5 ±1.3*#64.9 ±9.1* 5.52 ±0.89* 4.5 ±0.4* 102.5 ±1.4*T3 18.1 ±1.3*#308.8 ±30.1*#0.59 ±0.17*#5.9 ±0.3*#94.3 ±2.0*#T4 20.8 ±1.0*#283.5 ±30.6*#0.64 ±0.13*#6.5 ±0.4*#89.3 ±1.3*#

3 討論

紫紺型先天性心臟病患兒心臟直視手術(shù)后肺損傷是一個(gè)非常重要的臨床問題，臨床表現(xiàn)各異。其原因是多方面的，目前認(rèn)為主要與以下因素有關(guān):①CPB時(shí)肺無血流或低灌注造成肺缺血損傷及缺血后的再灌注損傷［3］;②全身炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的損傷［4］。

介導(dǎo)缺血再灌注損傷和全身炎癥反應(yīng)的重要因子是氧自由基。氧自由基可以通過以下機(jī)制參與肺損傷:①氧自由基作用于花生四烯酸，產(chǎn)生多種趨化因子，導(dǎo)致單核多形核白細(xì)胞激活，并在肺內(nèi)聚集，釋放許多彈性蛋白水解酶，加重肺損傷［5］。②氧自由基可促進(jìn)花生四烯酸轉(zhuǎn)變?yōu)榍傲邢偎谿2，激活前列腺素的合成途徑，抑制前列環(huán)索生成，加速血栓素A2(TXA2)生成。大量的TXA2引起強(qiáng)烈的血小板聚集作用，造成肺微血管微血栓的形成;它還可通過收縮肺血管引起肺動(dòng)脈高壓，增加肺微血管的通透性，促進(jìn)液體外滲，影響肺換氣［6］。③氧自由基可通過對(duì)生物膜的多不飽和脂肪酸的氧化作用，破壞細(xì)胞膜及細(xì)胞器膜，使肺泡上皮和毛細(xì)血管內(nèi)皮通透性增加，引起滲透性肺水腫［7］。

大量研究發(fā)現(xiàn)，氧自由基的產(chǎn)生與機(jī)體通氣時(shí)的氧濃度有關(guān)。紫紺型先天性心臟病患兒在術(shù)中更易遭受氧自由基的損傷，因?yàn)樽辖C型先天性心臟病患兒術(shù)前均存在不同程度的慢性缺氧，降低了機(jī)體抗氧化的儲(chǔ)備能力和內(nèi)源性超氧化物歧化物、過氧化物歧化物及谷胱甘肽的水平［8］，使得機(jī)體對(duì)缺氧復(fù)氧更敏感。在術(shù)中如果氧濃度較高，機(jī)體暴露在突然升高的氧張力下，會(huì)激活白細(xì)胞，尤其是中性粒細(xì)胞，導(dǎo)致在抗氧化能力有限的機(jī)體中產(chǎn)生大量的氧自由基。而缺氧的組織又無法將其及時(shí)清除，從而造成了氧自由基介導(dǎo)的肺損傷，而且氧自由基的產(chǎn)生和肺損傷的程度和患兒自身的氧分壓和再給氧后的氧分壓差呈正比。

MDA是脂質(zhì)過氧化的分解產(chǎn)物，血中MDA含量的變化反映了組織中氧自由基含量的變化［9］;SOD可介導(dǎo)機(jī)體內(nèi)源性抗氧化機(jī)制，是機(jī)體清除自由基的主要酶，SOD活性高低間接反映組織清除自由基的能力;所以通過測定MDA和SOD可以反映機(jī)體氧自由基的產(chǎn)生情況。RI和OI是準(zhǔn)確反映肺功能狀態(tài)的重要指標(biāo)，主要受通氣/血流比、肺彌散功能及通氣狀況的影響，其變化與肺功能的狀態(tài)明顯相關(guān)。

本研究中，麻醉前患者無輸血和貧血，術(shù)前未用過激素、維生素C、維生素E及鈣離子通道阻滯劑，排除了藥物對(duì)氧自由基的影響。肺功能的各項(xiàng)指標(biāo)顯示，P組較 M組在T2、T3、T4時(shí)的氣道峰壓、OI低，RI增高，即P組肺損傷較M組嚴(yán)重;而SOD的消耗及MDA的產(chǎn)生P組較M組增多，即氧自由基的產(chǎn)生較多。這就說明P組因?yàn)橥鈺r(shí)氧濃度較高，增加了機(jī)體與誘導(dǎo)前的氧分壓差，導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生了更多的氧自由基，從而加重了臟器的再灌注損傷和全身炎癥反應(yīng)，加重了肺損傷。因此，對(duì)紫紺型先天性心臟病患兒在CPB前通過吸入空氧混合氣體降低FIO2，可以縮小機(jī)體與術(shù)前的氧分壓差［9］，減少氧自由基的產(chǎn)生，有利于術(shù)后肺功能的恢復(fù)。但兩組患兒術(shù)后的臨床指標(biāo)比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因可能是患兒術(shù)中的肺損傷是多因素所致的，必須綜合多種措施才可以使臨床指標(biāo)產(chǎn)生差異。

綜上所述，紫紺型先天性心臟病患兒CPB前空氧混合通氣可以減輕術(shù)后的肺損傷。

［1］Banz Y，Rieben R，Zobrist C，et al.Addition of dextran sulfate to blood cardioplegia attenuates reperfusion injury in a porcinemodel of cardiopulmonary bypass［J］.Eur J Cardiothorac Surg，2008，34(3):653-660.

［2］Allen BS.The reoxygenation injury:is it clinically important［J］.J Thorac Cardiovasc Surg，2002，124(1):16-19.

［3］Ranucci M，Balduini A，Ditta A，etal.A systematic review of biocompatible cardiopulmonary bypass circuits and clinical outcome［J］.Ann Thorac Surg，2009，87(4):1311-1319.

［4］Apostolakis EE，Koletsis EN，Baikoussis NG，et al.Strategies to prevent intraoperative lung injury during cardiopulmonary bypass［J］.JCardiothorac Surg，2010，5:1.

［5］Ware LB，Koyama T，Billheimer DD，et al.Prognostic and pathogenetic value of combining clinical and biochemical indices in patients with acute lung injury［J］.Chest，2010，137(2):288-296.

［6］Friedman M，Wang SY，Sellke FW，et al.Pulmonary injury after total or partial cardiopulmonary bypass with thromboxane synthesis inhibition［J］.Ann Thorac Surg，1995，59(3):598-603.

［7］Pizov R，Weiss YG，Oppenheim-Eden A，et al.High oxygen concentration exacerbates cardiopulmonary bypass-induced lung injury［J］.JCardiothorac Vasc Anesth，2000，14(5):519-523.

［8］晏馥霞，李立環(huán).小兒心臟麻醉學(xué)［M］.4版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2008:215.

［9］楊輝劍，連環(huán)，田相亭，等.血漿丙二醛和高敏C-反應(yīng)蛋白與急性心肌梗死的相關(guān)性研究［J］.現(xiàn)代醫(yī)院，2011，11(7):35-37.

［10］章征兵，明騰，謝維炎，等.體外循環(huán)前空氧混合通氣在紫紺型先天性心臟病患兒術(shù)中應(yīng)用的意義［J］.實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2012，28(9):1475.