允許性高碳酸血癥策略在嬰兒單肺通氣中的肺保護(hù)作用

李永樂 羅輝 黃微 李海洋 蔡明陽 黎昆偉 胡祖榮 劉晶

廣東省婦幼保健院（廣州 510010）

單肺通氣（OLV）可以為術(shù)者提供更廣闊的操作空間，減少手術(shù)操作對患者的損傷，故為胸科手術(shù)中常用的麻醉技術(shù)，但其引起的機(jī)械通氣相關(guān)肺損傷一直是臨床關(guān)注的重點(diǎn)。然而，目前國內(nèi)外探討嬰兒OLV時(shí)氧合和肺保護(hù)的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。允許性高碳酸血癥（PHC）是一種肺保護(hù)性通氣策略，因其可降低由于過高壓力或過大潮氣量等所導(dǎo)致的機(jī)械通氣相關(guān)性肺損傷的發(fā)生而廣泛應(yīng)用于臨床［1］。我們過去的研究已初步確定了PHC在嬰兒OLV中的可行性和安全性［2］，本研究擬進(jìn)一步探討PHC在嬰兒OLV中的肺保護(hù)作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料本研究經(jīng)廣東省婦幼保健院醫(yī)學(xué)倫理協(xié)會批準(zhǔn)并與患者簽署知情同意書。選擇廣東省婦幼保健院2016年5月至2017年5月?lián)衿谛厍荤R手術(shù)嬰兒64例，采用隨機(jī)數(shù)字法，分成正常碳酸血癥組（N組，n=32）和高碳酸血癥組（H組，n=32）。入選標(biāo)準(zhǔn)：年齡49～351 d，體質(zhì)量4.1～12.1 kg，ASA分級Ⅰ～Ⅱ級，無先天性心臟畸形，無其他相關(guān)肺部疾病，術(shù)前一般檢查無明顯異常。排除標(biāo)準(zhǔn)：動(dòng)脈穿刺置管未完成的患兒；術(shù)中出血量超過血容量20%；OLV時(shí)脈博血氧飽和度（SpO2）無法維持在90%以上或術(shù)中出現(xiàn)難以維持氣道峰壓低于30 cmH2O；OLV時(shí)間＜1 h或手術(shù)時(shí)間超過3 h；術(shù)中因手術(shù)需要轉(zhuǎn)開胸手術(shù)。

1.2 麻醉方案所有患兒術(shù)前靜脈注射長托寧0.01～0.02 mg/kg，入手術(shù)室后常規(guī)監(jiān)測心率（HR）、心電圖（ECG）、平均動(dòng)脈壓（MAP）、SpO2、呼吸末二氧化碳（EtCO2）等生命體征，采用全身麻醉行手術(shù)。靜脈注射咪唑安定0.1～0.2 mg/kg，舒芬太尼0.3～ 0.5 μg/kg，丙泊酚2 ～ 4 mg/kg，順阿曲庫銨0.1～0.2 mg/kg行麻醉誘導(dǎo)，充分給氧去氮后行氣管內(nèi)插管。氣管內(nèi)插管后行動(dòng)脈穿刺置管術(shù)，隨后在纖支鏡引導(dǎo)下將氣管導(dǎo)管移至健側(cè)主支氣管內(nèi)以實(shí)施OLV。改變體位后，通過聽診和纖支鏡檢查再次確認(rèn)導(dǎo)管位置。術(shù)中采用靜吸復(fù)合麻醉，持續(xù)吸入1.5%～3%七氟醚，并根據(jù)術(shù)中情況間斷給予順阿曲庫銨0.1 mg/kg，舒芬太尼0.3 μg/kg以維持麻醉深度。手術(shù)完成后，先將氣管導(dǎo)管移回主氣管實(shí)施雙肺通氣（TLV），隨后再將患兒送至麻醉復(fù)蘇室行麻醉復(fù)蘇。

1.3 通氣策略所有患兒均采用壓力控制通氣模式。術(shù)中通過調(diào)節(jié)氣道壓力（Ppeak）和呼吸頻率（RR）確定不同的潮氣量（Vt）和分鐘通氣量（MVV），以調(diào)整患兒EtCO2。術(shù)前使兩組使EtCO2維持在正常水平（30～40 mmHg），F(xiàn)iO2為100%，以利于OLV時(shí)術(shù)側(cè)肺部萎陷。術(shù)中使N組EtCO2維持在正常水平（30～40 mmHg），H組EtCO2維持在較高水平（50～70 mmHg）。除此以外，所有患兒術(shù)中均采取下列呼吸參數(shù)：吸呼比，1∶1.5；新鮮期流量2 L/min；呼氣末正壓（PEEP）4～6 cmH2O；吸入氧濃度（FiO2），初始設(shè)為50%，并視術(shù)中氧合情況調(diào)整。所有患兒術(shù)中Ppeak應(yīng)低于30 cmH2O，否則剔除實(shí)驗(yàn)。

1.4 數(shù)據(jù)與標(biāo)本采集記錄患兒氣管插管后10 min（TLV，T1），人工氣胸后30 min（OLV，T2）和60 min（OLV，T3）以及術(shù)后30 min（TLV，T4）4個(gè)時(shí)間點(diǎn)的一般生命體征（包括HR、MAP、SpO2以及體溫）和呼吸通氣參數(shù)（包括Ppeak、Vt、RR、MVV、FiO2），并同時(shí)行動(dòng)脈血?dú)夥治?。此外，于術(shù)前（支氣管插管后，Ta）和術(shù)后（氣管導(dǎo)管退至主氣管前，Tb）行支氣管灌洗，灌洗使用1 mL/kg的溫生理鹽水，支氣管灌洗液（BALF）通過負(fù)壓回收至一次性無菌硅化收集器收集。利用公式計(jì)算氧合指數(shù)（OI），OI=PaO2/FiO2。采用酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA）檢測BALF中晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（RAGE）的表達(dá)水平。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。所得計(jì)量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用重復(fù)測量方差分析，計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料59例患兒最終入選本研究。其中，在N組有1例患兒術(shù)中改為開胸手術(shù)，1例患兒術(shù)中出現(xiàn)難以Ppeak維持低于30 cmH2O，以及1例患兒OLV通氣時(shí)間少于1 h；在H組有1例患兒出現(xiàn)難以維持SpO2于90%以上，以及1例患兒OLV時(shí)間少于1 h，兩組合計(jì)5例患兒剔除本研究。兩組患兒術(shù)前一般情況以及胸片示術(shù)后第2天常見并發(fā)癥發(fā)生率的比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組患兒一般情況和術(shù)后恢復(fù)情況比較Tab.1 General conditions between groups±s

注：與N組比較，P＞0.05

組別年齡（d）體質(zhì)量（kg）男性/女性（例）ASA分級（Ⅰ/Ⅱ級，例）OLV（右肺/左肺，例）失血量（mL/kg）尿量［mL/（kg·h）］OLV時(shí)間（min）手術(shù)時(shí)間（min）拔管時(shí)間（min）PACU停留時(shí)間（min）術(shù)后第2天X線（患側(cè)/健側(cè)，例）胸腔積液肺不張N組（n=29）201.1±70.3 7.4±2.1 15/14 16/13 15/14 1.2±0.20 1.6±0.5 98.4±11.4 126.1±10.3 33.6±5.7 111.2±12.2 H 組（n=30）198.1±62.6 7.3±2.2 16/14 17/13 16/14 1.1±0.17 1.5±0.4 94.4±9.5 121.2±13.8 35.7±6.4 116.0±11.8 2/0 1/0 1/0 1/0

2.2 一般生命體征和呼吸通氣參數(shù)兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)中RR均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。于T1和T4時(shí)，兩組患兒間的一般生命體征及呼吸參數(shù)均無明顯差異。與T1相比，兩組患兒于T4時(shí)的一般生命體征及呼吸參數(shù)均無明顯差異，但于T2和T3時(shí)Ppeak均明顯升高。N組于T2和T3時(shí)MAP較T1時(shí)降低，H組于 T2和 T3時(shí) HR 較 T1時(shí)升高，而 Ppeak、Vt以及 MVV均降低。與N組相比，兩組患兒于T1和T4時(shí)一般生命體征以呼吸參數(shù)均無明顯差異，但于T2和T3時(shí)，H組MAP以及HR均明顯升高，Ppeak、Vt以及MVV均明顯降低。見表2。

表2 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)一般生命體征和呼吸參數(shù)的比較Tab.2 Hemodynamics and ventilatory parameters at different time points±s

表2 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)一般生命體征和呼吸參數(shù)的比較Tab.2 Hemodynamics and ventilatory parameters at different time points±s

注：與N組比較，#P＜0.05；與T1比較，△P＜0.05

指標(biāo)MAP（mmHg）T1 T2 T3 T4 HR（次/min）Ppeak（cmH2O）Vt（mL/kg）RR（次/min）MVV（mL/kg）組別N組H組N組H組N組H組N組H組N組H組N組H組51.9±5.3 52.7±5.0 120.4±12.0 119.7±10.6 12.8±2.5 13.0±2.4 8.2±1.2 8.1±1.1 24.3±2.7 23.7±3.1 194.4±32.9 185.8±33.5 43.8± 4.4△54.6±5.3＃114.9±11.6 136.2± 10.5?！?5.1± 2.4△22.2± 1.4?！?.3±1.1 6.1± 0.6?！?6.2±4.4 27.9±4.2 211.7±58.2 151.5± 37.6?！?2.5±4.6△55.4±4.2＃113.4±11.7 136.7± 10.3?！?5.2±2.2△21.4± 2.0?！?.1±1.2 6.3± 0.5?！?6.8±4.6 28.6±5.1 221.0±61.1 155.3± 39.9?！?0.1±4.9 52.0±4.3 116.6±12.0 119.4±11.5 13.8±2.2 13.7±2.1 7.8±1.1 8.1±1.3 23.4±2.2 25.5±2.3 206.8±31.1 198.7±30.4

2.3 動(dòng)脈血?dú)夥治鰞山M患兒于不同時(shí)間點(diǎn)時(shí)體溫和OI均無明顯差異。于T1和T4時(shí)，兩組患兒間的一般生命體征及呼吸參數(shù)均無明顯差異。與T1相比，兩組患兒于T4時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均無明顯差異，但于T2和T3時(shí)PaO2明顯下降。H組于T2和T3時(shí)Pa?CO2較T1明顯升高，而pH值以及Lac則明顯降低。與N組相比，兩組患兒于T2和T3時(shí)PaO2無明顯差異，但H組PaCO2明顯升高，pH值以及Lac明顯降低。見表3。

表3 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)動(dòng)脈血?dú)夥治龅谋容^Tab.3 Arterial blood gas analysis at different time points±s

表3 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)動(dòng)脈血?dú)夥治龅谋容^Tab.3 Arterial blood gas analysis at different time points±s

注：與N組比較，#P＜0.05；與T1比較，△P＜0.05

指標(biāo)pH值T1 T2 T3 T4 PaO2（mmHg）PaCO2（mmHg）乳酸（Lac，mmol/L）體溫（℃）氧合指數(shù)（OI）組別N組H組N組H組N組H組N組H組N組H組N組H組7.38±0.04 7.38±0.03 417.6±72.2 419.8±82.7 39.3±3.6 38.3±3.1 0.70±0.17 0.71±0.17 36.6±0.2 36.5±0.2 417.6±72.2 419.8±82.7 7.36±0.04 7.20± 0.02?！?24.4±38.2△123.8±37.7△40.8±2.8 65.8± 6.3＃△0.72±0.18 0.47± 0.20?！?6.5±0.2 36.6±0.2 173.4±47.1△182.6±43.7△7.36±0.05 7.21± 0.02?！?25.4± 36.6△124.5± 38.3△40.9±3.0 66.6± 8.1?！?.72±0.21 0.49± 0.17＃△36.5±0.2 36.5±0.2 178.2± 50.2△176.1± 49.2△7.37±0.04 7.38±0.04 343.9±74.7 340.9±73.0 40.7±3.0 41.6±3.1 0.70±0.21 0.69±0.22 36.6±0.2 36.5±0.2 382.9±64.6 374.7±61.3

2.4 RAGE表達(dá)水平兩組患兒術(shù)前RAGE表達(dá)水平并無差異（P＞0.05），且兩組術(shù)后RAGE較術(shù)前明顯增高。與N組相比，H組RAGE表達(dá)水平較低。見表4。

3 討論

維持機(jī)體氧供氧耗平衡是實(shí)行OLV時(shí)首要解決的問題。然而，由于嬰兒有效肺容量小，胸廓支持力量較弱，加之人工氣胸下通氣側(cè)肺順應(yīng)性下降，以及側(cè)臥位下肺內(nèi)分流導(dǎo)致的通氣/血流比值進(jìn)一步失衡等因素，嬰兒在胸腔鏡手術(shù)中實(shí)行OLV時(shí)，更為容易出現(xiàn)缺氧和高碳酸血癥等并發(fā)癥［3］。根據(jù)過往的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)行OLV時(shí)常用較大Vt以保證足夠的通氣量，來維持患者的PaO2和PaCO2盡量接近于正常水平。然而，越來越多的研究提示，過量的Vt或Ppeak是引起機(jī)械通氣相關(guān)性肺損傷的主要危險(xiǎn)因素［4-5］。由此，我們擬探討PHC在嬰兒OLV中應(yīng)用時(shí)的氧合以及肺保護(hù)效果。

表4 兩組患兒術(shù)前和術(shù)后RAGE表達(dá)水平的比較Tab.4 Concentration of RAGE in BALF between groups x ± s，pg/mL

PHC是指在實(shí)行機(jī)械通氣時(shí)，在患者PaO2在可接受的前提下，使用較小的潮氣量，允許患者PaCO2在一定范圍內(nèi)升高，從而避免過量的氣壓或容量相關(guān)的肺損傷。在本研究中，各組入選患兒的年齡、體質(zhì)量、男女比例，ASA分級，左右肺OLV比例，OLV時(shí)間、手術(shù)時(shí)間、麻醉時(shí)間等一般情況差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且均為擇期胸腔鏡下肺葉切除術(shù)，具有較好的可比性。根據(jù)過去的研究，小兒PHC策略一般是以通過合適的呼吸參數(shù)使小兒PaCO2逐漸上升在55 ～ 80 mmHg之間較為合適［6］。考慮EtCO2更易于監(jiān)測且EtCO2和PaCO2在一般情況下相差約5～10 mmHg，我們選擇通過調(diào)整MMV的方式，使H組患兒術(shù)中EtCO2維持在50～70 mmHg之間?？紤]壓力模式控制氣道壓更有利于減少患者血流動(dòng)力學(xué)的波動(dòng)，更適用于應(yīng)用單肺通氣的胸科手術(shù)患者，故本研究采用壓力通氣模式［7］。

研究結(jié)果顯示，H組OLV時(shí)所需MVV明顯少于N組。此外，盡管H組OLV時(shí)PaCO2明顯高于N組，兩組OLV時(shí)的PaO2和OI卻無明顯差異，且H組Lac水平明顯低于N組。其中，Lac可反應(yīng)組織的缺氧程度。綜上提示，PHC策略在較低的通氣量下，即可維持和傳統(tǒng)通氣策略相當(dāng)?shù)难鹾纤?，并且在改善組織氧合上可能更有優(yōu)勢。這可能與下列因素相關(guān)［8-10］：（1）PHC策略可增加心排量，提高肺順應(yīng)性，減少肺內(nèi)分流，改善通氣/血流比失衡。（2）高碳酸血癥引起氧離曲線右移，促使氧釋放。（3）高碳酸血癥引起微血管擴(kuò)張，組織灌流量增加，改善組織氧合。

由于PHC時(shí)所需MVV明顯減少，H組OLV時(shí)Ppeak和Vt較N組顯著降低。根據(jù)最近的一篇薈萃分析［11］，使用較大的Vt亦與患者TLV術(shù)后肺部并發(fā)癥的發(fā)生相關(guān)，提示大潮氣量通氣即便是在雙肺通氣中也需要謹(jǐn)慎應(yīng)用。因此，不少研究建議機(jī)械通氣時(shí)采用較低的Vt（6 mL/kg或更低），以及盡量控制Ppeak低于35 cmH2O［12］。在本研究中，H組患者OLV時(shí)Vt維持在6 mL/kg左右，且Ppeak在22 cmH2O左右，這提示在嬰兒OLV時(shí)采用PHC策略在理論上應(yīng)有更好的肺保護(hù)效果。為此，我們進(jìn)一步地檢測兩組患兒術(shù)前術(shù)后的肺泡灌洗液中RAGE水平。RAGE主要表達(dá)于肺泡Ⅰ型細(xì)胞中，它的釋放與肺部急性損傷高度相關(guān)［13］。結(jié)果顯示，盡管兩組患兒術(shù)后RAGE水平較術(shù)前均明顯增高，H組術(shù)后RAGE水平仍較N組要低，說明PHC可在某程度上減輕肺部相關(guān)損傷。這除了與低潮氣量引起的機(jī)械通氣保護(hù)作用相關(guān)外，還可能與PHC策略引起的CO2水平升高有關(guān)。機(jī)械通氣引起的壓力牽拉可激活肺泡細(xì)胞內(nèi)ASK?1?JNK/p38通路，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡，而高水平CO2可有效地抑制該通道的激活，從而減輕肺損傷［14］。還有相關(guān)的研究報(bào)道，允許性高碳酸血癥能抑制胸腔鏡手術(shù)患者血漿TNF?α的產(chǎn)生，從而對肺組織有一定的保護(hù)作用［15-17］。此外，在嬰兒OLV時(shí)使用較大Vt的臨床意義并不大。具體來說，在胸腔鏡手術(shù)實(shí)行OLV時(shí)，通氣側(cè)肺均在下側(cè)。由于嬰兒個(gè)體較小且胸廓較軟，下側(cè)肺在受壓的情況下彈性形變能力受限。因此，采用過大Vt往往只能引起氣道壓的升高和肺順應(yīng)性的降低，可以提高的通氣效率有限。由此，我們認(rèn)為需要潮氣量更小的PHC策略更為適合在嬰兒OLV中應(yīng)用。

最后，在血流動(dòng)力學(xué)方面，H組OLV時(shí)HR、MAP更高，這可能與通氣Ppeak降低，回心血量及心搏出量增加，以及高碳酸血癥興奮交感神經(jīng)作用相關(guān)。兩組患兒拔管時(shí)間和PACU停留時(shí)間差異無顯著性，且術(shù)后第2天X線顯示兩組患兒術(shù)后肺部并發(fā)癥發(fā)生率并無差異，提示兩種通氣策略安全性相當(dāng)?？紤]本研究中OLV通氣時(shí)間較短，我們認(rèn)為這一結(jié)果未必能充分體現(xiàn)PHC策略在肺保護(hù)方面的優(yōu)勢。

綜上所述，嬰兒實(shí)施OLV時(shí)采用PHC策略可在保證氧合的同時(shí)，有效改善組織氧合，并且有一定的肺保護(hù)意義，可在臨床上視情況選擇使用。

［1］BAUTISTA A F，AKCA O.Hypercapnia：is it protective in lung injury？［J］.Med Gas Res，2013，3（1）：23.

［2］LIU J，LIAO X，LI Y，et al.Effect of low tidal volume with PEEP on respiratory function in infants undergoing one?lung ventilation［J］.Anaesthesist，2017，9（66）：667?671.

［3］MCHONEY M，MACKINLAY G，MUNRO F，et al.Effect of patient weight and anesthetic technique on CO2 excretion dur?ing thoracoscopy in children assessed by end?tidal CO2［J］.J Laparoendosc Adv Surg Tech A，2008，18（1）：147?151.

［4］GU W J，WANG F，LIU J C.Effect of lung?protective ventila?tion with lower tidal volumes on clinical outcomes among pa?tients undergoing surgery：a meta?analysis of randomized con?trolled trials［J］.CMAJ，2015，187（3）：E101?E109.

［5］CURLEY G F，LAFFEY J G，ZHANG H，et al.Biotrauma and Ventilator?Induced Lung Injury：Clinical Implications［J］.Chest，2016，150（5）：1109?1117.

［6］胡華琨，李強(qiáng)，鐘惠真，等.胸腔鏡下新生兒先天性食道閉鎖手術(shù)的麻醉處理［J］.江西醫(yī)藥，2015（3）：259?262.

［7］黃德輝，劉襯云，陳惠英，等.容量控制與壓力控制單肺通氣對胸科手術(shù)患者血流動(dòng)力學(xué)影響的比較［J］.廣東醫(yī)學(xué)，2016，37（4）：539?541.

［8］AKCA O，DOUFAS A G，MORIOKA N，et al.Hypercapnia improves tissue oxygenation［J］.Anesthesiology，2002，97（4）：801?806.

［9］HAGER H，REDDY D，MANDADI G，et al.Hypercapnia im?proves tissue oxygenation in morbidly obese surgical patients［J］.Anesth Analg，2006，103（3）：677?681.

［10］SINCLAIR S E，KREGENOW D A，STARR I，et al.Therapeu?tic hypercapnia and ventilation?perfusion matching in acute lung injury： low minute ventilation vs inspired CO2［J］.Chest，2006，130（1）：85?92.

［11］HEMMES S N，SERPA N A，SCHULTZ M J.Intraoperative ventilatory strategies to prevent postoperative pulmonary compli?cations：a meta?analysis［J］.Curr Opin Anaesthesiol，2013，26（2）：126?133.

［12］PETRUCCI N，De FEO C.Lung protective ventilation strategy for the acute respiratory distress syndrome［J］.Cochrane Data?base Syst Rev，2013（2）：D3844.

［13］CROSS L J，MATTHAY M A.Biomarkers in acute lung injury：insights into the pathogenesis of acute lung injury［J］.Crit Care Clin，2011，27（2）：355?377.

［14］劉海軍.支氣管哮喘急性發(fā)作患者應(yīng)用多索茶堿治療效果觀察［J］.醫(yī)藥前沿，2017，7（8）：37?38.

［15］YANG W C，SONG C Y，WANG N，et al.Hypercapnic acido?sis confers antioxidant and anti?apoptosis effects against ventila?tor?induced lung injury［J］.Lab Invest，2013，93（12）：1339?1349.

［16］黃重峰，焦豐，陳華敏，等.圍手術(shù)期利多卡因干預(yù)對老年胸科手術(shù)患者炎癥因子及術(shù)后認(rèn)知功能的影響［J］.現(xiàn)代醫(yī)院，2017，17（3）：418?420，424.

［17］劉文捷，李玉成.容許性高碳酸血癥對胸腔鏡手術(shù)患者血漿腫瘤壞死因子?α的影響［J］.實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2009，25（6）：926?928.