胸腔鏡單肺通氣心臟手術(shù)與開胸心臟手術(shù)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(yī)院中山院區(qū)麻醉科 400013)

胸腔鏡單肺通氣心臟手術(shù)與開胸心臟手術(shù)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(yī)院中山院區(qū)麻醉科 400013)

胸腔鏡檢查；心臟手術(shù)；單肺通氣；體外循環(huán)；肺損傷

目前，隨著心臟微創(chuàng)外科的不斷發(fā)展，電視胸腔鏡手術(shù)由于具有創(chuàng)傷小、術(shù)中出血少、術(shù)后恢復(fù)快等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，已成為心臟外科發(fā)展的新趨勢(shì)。胸腔鏡心臟手術(shù)為了暴露手術(shù)視野，方便手術(shù)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(shù)需要。然而在OLV過(guò)程中，由于通氣血流比例失衡，肺組織萎陷、肺復(fù)張，肺泡組織經(jīng)歷缺血缺氧和復(fù)氧的過(guò)程，導(dǎo)致氧自由基和炎性介質(zhì)介導(dǎo)的肺組織損傷[3-4]，同時(shí)體外循環(huán)(CPB)等應(yīng)激引起全身炎癥反應(yīng)綜合征，導(dǎo)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(shù)中OLV的肺損傷情況，為胸腔鏡心臟手術(shù)中的肺保護(hù)提供依據(jù)。

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?lián)衿谛袉渭兌獍曛脫Q手術(shù)的患者60例，分為對(duì)照組(開胸直視下行二尖瓣置換術(shù))與觀察組(胸腔鏡下行二尖瓣置換術(shù))，各30例。兩組患者年齡均為20～70歲，美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(ASA)分級(jí)小于或等于Ⅲ級(jí)，未合并糖尿病、腦血管疾病及肝腎疾病等，無(wú)血管栓塞病史，術(shù)后未行二次開胸止血，均在術(shù)后24 h內(nèi)拔管。兩組CPB時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、手術(shù)時(shí)間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表1。本研究已獲本院倫理委員會(huì)審批，患者及家屬均簽署知情同意書。

表1 兩組CPB時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間及手術(shù)時(shí)間比較

1.2方法

1．2.1麻醉方法 術(shù)前用藥：鹽酸嗎啡10 mg，鹽酸戊乙奎醚注射液0.01 mg/kg，術(shù)前30 min肌內(nèi)注射。入手術(shù)室后吸氧，開放外周靜脈補(bǔ)液，常規(guī)監(jiān)測(cè)心電圖、脈搏、血氧飽和度，在局部麻醉下行左橈動(dòng)脈穿刺置管有創(chuàng)動(dòng)脈血壓監(jiān)測(cè)。麻醉誘導(dǎo)：咪達(dá)唑侖1～2 mg，依托咪酯0.3 mg/kg，順苯磺酸阿曲庫(kù)銨0.15 mg/kg，舒芬太尼0.8～1.2 μg/kg，誘導(dǎo)后對(duì)照組患者置入單腔氣管導(dǎo)管，觀察組患者置入雙腔氣管導(dǎo)管(左支)，用纖支鏡定位調(diào)整深度。麻醉誘導(dǎo)后，對(duì)照組于右側(cè)頸內(nèi)靜脈置入7F三腔靜脈導(dǎo)管，觀察組于左側(cè)頸內(nèi)靜脈置入7F三腔靜脈導(dǎo)管，右側(cè)頸內(nèi)靜脈置入上腔引流管。麻醉維持：持續(xù)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(kù)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(duì)照組開胸手術(shù)均采用升主動(dòng)脈-上下腔靜脈轉(zhuǎn)流的CPB方法完成手術(shù)。觀察組胸腔鏡手術(shù)均在右股動(dòng)脈、右頸內(nèi)靜脈、右股靜脈轉(zhuǎn)流的CPB方法下完成手術(shù)。兩組患者均應(yīng)用 MAQUET型人工心肺機(jī)、DIDECO型膜式氧合器。手術(shù)常規(guī)給予肝素400 U/kg，激活全血凝血時(shí)間(ACT)>480 s可以轉(zhuǎn)機(jī)。CPB開始后，逐漸降溫，鼻咽溫度降低到32 ℃時(shí)，阻斷上下腔靜脈，停止機(jī)械通氣。阻斷升主動(dòng)脈后經(jīng)主動(dòng)脈根部灌注停跳液。術(shù)中灌注流量為2.0～2.8 L·min-1·m-2，平均動(dòng)脈壓(MAP)維持在50～70 mm Hg。心內(nèi)操作完成后，開放升主動(dòng)脈和上下腔靜脈，對(duì)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(jī)后均按所用肝素量的1.5倍魚精蛋白進(jìn)行中和。

1.3觀察指標(biāo) 分別于麻醉誘導(dǎo)后(T1)、CPB前(T2)、CPB開始后即刻(T3)、CPB停機(jī)后30 min(T4)、CPB停機(jī)后60 min(T5)，采集動(dòng)脈血，測(cè)定動(dòng)脈血?dú)夥治鲋笜?biāo)[pH值、動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)、動(dòng)脈血二氧化碳分壓(PaCO2)]，計(jì)算呼吸指數(shù)(RI)；采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)各時(shí)間點(diǎn)血漿細(xì)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(shí)采集肺組織(0.5 cm×0.6 cm)，送-80 ℃低溫冰箱保存，采用蛋白質(zhì)印跡法(Western blot)檢測(cè)肺組織核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)表達(dá)水平，并做肺組織病理分析。試劑均采用上海勁馬實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司提供的試劑盒。

2 結(jié) 果

2.1兩組呼吸功能評(píng)價(jià)指標(biāo)比較 兩組PaO2均較T1時(shí)明顯降低，且觀察組T3、T4、T5時(shí)PaO2均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組PaCO2無(wú)明顯變化；兩組RI均較T1時(shí)增高，且觀察組T2、T3、T4、T5時(shí)RI均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表2。

2.2兩組炎性指標(biāo)水平比較 兩組ICAM-1水平均較T1時(shí)明顯升高，且觀察組T2、T3、T4、T5時(shí)ICAM-1水平均較對(duì)照組明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；兩組SP-A水平均較T1時(shí)明顯降低，觀察組T2、T3、T4、T5時(shí)SP-A水平均較對(duì)照組明顯降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表2 兩組血?dú)夥治鲋笜?biāo)和RI比較

續(xù)表2 兩組患者呼吸功能評(píng)價(jià)指標(biāo)比較

*：P<0.05，與對(duì)照組比較；#：P<0.05，與同組T1時(shí)比較

表3 兩組ICAM-1和SP-A水平比較

*：P<0.05，與對(duì)照組比較；#：P<0.05，與同組T1時(shí)比較

2.3兩組肺組織NF-κB轉(zhuǎn)錄活性比較 開胸后兩組NF-κB轉(zhuǎn)錄活性比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；T4時(shí)兩組NF-κB均較開胸后升高，且觀察組高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見(jiàn)表4。

表4 兩組肺組織NF-κB轉(zhuǎn)錄活性比較

*：P<0.05，與對(duì)照組比較；#：P<0.05，與同組開胸后比較

2.4病理分析 光學(xué)顯微鏡下觀察，兩組患者肺泡內(nèi)均有液體滲出、肺間質(zhì)水腫，肺間質(zhì)中有中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，觀察組炎癥表現(xiàn)比對(duì)照組明顯。

A：對(duì)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(shù)與開胸心臟手術(shù)相比，可以減少創(chuàng)傷、輸血，縮短手術(shù)后住院時(shí)間[6]。但同開胸心臟手術(shù)一樣，由于誘發(fā)了全身炎癥反應(yīng)綜合征及轉(zhuǎn)流中肺缺血再灌注損傷，幾乎所有患者術(shù)后都有不同程度的肺損傷[7]。而肺損傷是胸腔鏡心臟手術(shù)患者常見(jiàn)的死亡原因[8]。胸腔鏡心臟手術(shù)常采用雙腔氣管插管行OLV以滿足手術(shù)需要。大量研究已證明，OLV期間患側(cè)肺無(wú)通氣，通氣血流比例失衡，肺內(nèi)分流增加，造成肺內(nèi)缺氧，加之開放患側(cè)肺通氣后，再灌注損傷會(huì)使大量無(wú)氧代謝產(chǎn)物堆積，均會(huì)導(dǎo)致肺泡及微血管內(nèi)皮損傷，肺毛細(xì)血管通透性增加，中性粒細(xì)胞激活，炎性因子和氧自由基釋放，進(jìn)一步加重脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，損傷肺泡膜，形成急性肺損傷[9]。CPB所伴隨的全身炎癥反應(yīng)綜合征和肺缺血再灌注損傷會(huì)加重肺損傷，使肺順應(yīng)性和PaO2下降，通透性增加，導(dǎo)致間質(zhì)性肺水腫、肺通氣和換氣功能降低[10]。

血漿ICAM-1是介導(dǎo)炎癥過(guò)程的關(guān)鍵分子，在炎性反應(yīng)的各個(gè)階段均起重要作用。在正常生理狀態(tài)下ICAM-1主要由內(nèi)皮細(xì)胞低水平表達(dá)，當(dāng)機(jī)體受到炎性因子刺激后ICAM-1可表達(dá)于多種細(xì)胞，可與白細(xì)胞表面淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原1、巨噬細(xì)胞-1分子及CD43結(jié)合，促進(jìn)白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞間的黏附作用，其表達(dá)增加被認(rèn)為與肺損傷程度相關(guān)[11]。CPB伴隨的炎性反應(yīng)損傷Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞，使SP-A減少，并降低其活性[12]。肺組織NF-κB對(duì)眾多基因，尤其是涉及炎癥和免疫反應(yīng)等方面的基因表達(dá)起關(guān)鍵調(diào)控作用，作為重要的轉(zhuǎn)錄因子其在肺部炎癥的細(xì)胞信息傳導(dǎo)調(diào)控中起核心作用。絕大多數(shù)與肺部炎癥有關(guān)的細(xì)胞因子如ICAM-1、白細(xì)胞介素-1等都受其調(diào)控，在炎性介質(zhì)的調(diào)控和表達(dá)中起重要作用[13]。

本研究通過(guò)比較胸腔鏡心臟手術(shù)與常規(guī)開胸心臟手術(shù)，發(fā)現(xiàn)兩組患者均于術(shù)后出現(xiàn)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(duì)照組顯著。術(shù)后兩組肺組織NF-κB、ICAM-1表達(dá)水平升高，SP-A水平降低，提示兩組術(shù)后肺組織均有損傷，觀察組肺損傷程度較對(duì)照組顯著。病理分析兩組術(shù)后肺泡有滲出液、間質(zhì)水腫、中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，觀察組肺組織炎性損傷更明顯。

綜上所述，胸腔鏡心臟手術(shù)采用OLV和常規(guī)開胸心臟手術(shù)均會(huì)造成術(shù)后肺損傷，而胸腔鏡手術(shù)采用OLV對(duì)肺損傷的程度更明顯。麻醉醫(yī)師可以通過(guò)嚴(yán)格的術(shù)前評(píng)估，準(zhǔn)確定位雙腔支氣管導(dǎo)管的位置，選擇合適的麻醉和通氣方式，以及術(shù)中加強(qiáng)肺保護(hù)等方法來(lái)預(yù)防肺損傷[5]。

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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(wèi)生局醫(yī)學(xué)科研基金資助項(xiàng)目(20130016)。

劉毅萍(1971-)，副主任醫(yī)師，本科，主要從事臨床麻醉研究?！?/p>

，E-mail:1195801932@qq.com。

目的比較胸腔鏡單肺通氣(OLV)心臟手術(shù)和開胸心臟手術(shù)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(shù)及胸腔鏡心臟手術(shù)的患者60例，將其分為觀察組與對(duì)照組，各30例。對(duì)照組采用單腔氣管導(dǎo)管行雙肺通氣，觀察組術(shù)中采用雙腔管行左肺OLV。于麻醉誘導(dǎo)后(T1)、體外循環(huán)(CPB)前(T2)、CPB開始后即刻(T3)、CPB停機(jī)后30 min(T4)、CPB停機(jī)后60 min(T5)測(cè)定動(dòng)脈血?dú)夥治鲋笜?biāo)，計(jì)算呼吸指數(shù)(RI)，測(cè)定血漿細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)及肺泡表面活性蛋白A(SP-A)水平；術(shù)中采集肺組織，檢測(cè)肺組織核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)表達(dá)水平，并進(jìn)行肺組織病理分析。結(jié)果觀察組T3、T4、T5時(shí)動(dòng)脈氧分壓低于對(duì)照組，T2、T3、T4、T5時(shí)RI高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后兩組ICAM-1、NF-κB水平均增高，且觀察組高于對(duì)照組(P<0.05)。術(shù)后兩組SP-A水平均降低，且觀察組低于對(duì)照組(P<0.05)。肺組織病理顯示，觀察組肺泡腫脹、中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，間質(zhì)滲出，炎癥表現(xiàn)比對(duì)照組更明顯。結(jié)論胸腔鏡OLV心臟手術(shù)較開胸心臟手術(shù)肺損傷更明顯。

R614

A

1671-8348(2017)29-4057-03

2017-03-23

2017-06-21)