機(jī)械通氣對室間隔缺損修補(bǔ)術(shù)嬰兒血流動力學(xué)的影響

甄子鉑 謝思遠(yuǎn) 馬駿 歐陽川

1首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院（北京100029）；2首都兒科研究所附屬兒童醫(yī)院（北京100020）

先天性心臟?。╟ongenital heart disease，CHD）患兒心臟手術(shù)術(shù)后神經(jīng)功能的不良反應(yīng)一直是大家關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，CHD 患兒心臟術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率約為2%～25%［1?2］，體外循環(huán)、麻醉、外科操作都會對其產(chǎn)生影響。因此筆者運(yùn)用多種監(jiān)測手段，指導(dǎo)術(shù)中及術(shù)后的操作和治療，以降低神經(jīng)系統(tǒng)的損傷為目的，希望對降低患兒術(shù)后并發(fā)癥具有指導(dǎo)意義，提高先心病患兒的遠(yuǎn)期預(yù)后。

先心病患兒腦血流阻力下降，血流增多，血管的順應(yīng)性增加，腦循環(huán)就有所改善［3?4］。研究發(fā)現(xiàn)［5］，腦血管對PaCO2很敏感，PaCO2是改變腦血流量的重要因素之一。輕至中度的高碳酸血癥在腦缺血后的神經(jīng)保護(hù)方面具有積極作用［6］。經(jīng)顱多普勒超聲（transcranial doppler ultrasound，TCD）和血流動力學(xué)監(jiān)測儀Most Care?可分別無創(chuàng)監(jiān)測腦血流、心功能和外周血管功能等一系列參數(shù)。通過比較不同機(jī)械通氣狀態(tài)下腦血流和體循環(huán)血流參數(shù)的變化，分析機(jī)械通氣變化對其的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2017年11月至2018年6月于我院進(jìn)行室間隔修補(bǔ)術(shù)的患兒83 例，年齡＜1周歲，ASA 分級Ⅰ-Ⅱ級，隨機(jī)將其分為傳統(tǒng)組（T組，n＝34）和調(diào)控組（C 組，n＝49）。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）嚴(yán)重肺動脈高壓（平均肺動脈壓力＞50 mmHg）；（2）經(jīng)方波試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)動脈壓力信號欠阻尼和過阻尼。

1.2 麻醉方法 所有患兒入室后常規(guī)行心電圖（ECG）、足指末端氧飽和度（SpO2）監(jiān)測，開放靜脈通道，經(jīng)靜吸復(fù)合麻醉后行氣管插管，給予定容通氣模式，吸入氧濃度50%，調(diào)整潮氣量（Vt/kg）和呼吸頻率（F），維持T 組呼氣末二氧化碳（PetCO2）于30～35 mmHg，C 組PetCO240～45 mmHg。行橈動脈穿刺置管，監(jiān)測有創(chuàng)動脈壓，連接血流動力學(xué)監(jiān)測儀器MostCare（Vytech Health?，Padova，Italy）持續(xù)監(jiān)測血流動力學(xué)參數(shù)。麻醉維持采用哌庫溴銨0.08～0.16 mg/（kg·h），咪達(dá)唑侖0.2～0.4 mg/（kg·h）及舒芬太尼2～4 μg/（kg·h）。術(shù)中及時(shí)調(diào)整麻醉深度復(fù)合使用血管活性藥物（多巴胺3～5 μg/（kg·min）或鹽酸腎上腺素0.03～0.05 μg/（kg·min）維持血流動力學(xué)各參數(shù)波動于基礎(chǔ)值±20%以內(nèi)。

1.3 觀察指標(biāo) （1）分別于麻醉誘導(dǎo)后（T1）、開心包（T2）、體外循環(huán)結(jié)束（T3）、改良超濾結(jié)束（T4）、術(shù)畢（T5）記錄心率（HR）、收縮壓（Psys）、舒張壓（Pdia）、重脈壓（Pdic）、心指數(shù)（CI）、全身血管阻力指數(shù)（SVRI）、脈壓變異度（PPV）、心臟循環(huán)效率（CCE）和最大壓力梯度（dP/dt）。（2）于各時(shí)間點(diǎn)在患兒顴弓上方眼眶外緣和耳間的顳窗放置TCD（DB?1887，DWL 公司，德國）探頭，將大腦中動脈作為靶血管，深度約為45～50 mm，待TCD 頻譜較為滿意后及時(shí)記錄腦血流速度（cerebral blood flow velocity，CBFV）（包括腦血流速度峰值Vmax、最低值Vmin 及平均值Vmean）及搏動指數(shù)（PI）與阻力指數(shù)（RI）。（3）記錄各時(shí)間點(diǎn)的Vt/kg、F 并根據(jù)體重計(jì)算每分鐘通氣量（Mv/kg）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用重復(fù)測量資料的方差分析比較組內(nèi)參數(shù)在不同機(jī)械通氣水平下的變化，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間對比，參數(shù)之間相關(guān)性采用Pearson 相關(guān)分析。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 兩組患兒均順利完成手術(shù)，術(shù)畢帶氣管導(dǎo)管回重癥監(jiān)護(hù)病房。術(shù)中無與使用TCD 相關(guān)的不良事件發(fā)生。兩組患兒性別、月齡、體質(zhì)量等差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組患兒的一般情況Tab.1 Comparison of general data between two groups±s，例

表1 兩組患兒的一般情況Tab.1 Comparison of general data between two groups±s，例

注：T 組為傳統(tǒng)組，C 組為調(diào)控組

組別月齡（月）體質(zhì)量（kg）性別（男/女）ASA（I/II）T 組（n=34）7.2±2.8 6.6±1.4 14/20 30/4 C 組（n=49）7.1±2.5 6.3±1.2 25/24 41/8 P 值＞0.05＞0.05＞0.05＞0.05

2.2 通氣狀態(tài) T 組：Vt/kg 6～13 mL/kg，Mv/kg 110～360 mL/（min·kg），F(xiàn) 15～31 次/min；C 組：Vt/kg 6～13 mL/kg，Mv/kg 60～280 mL/（min·kg），F(xiàn) 12～26 次/min。

2.3 組間比較 與T 組比較，C 組患兒T1 時(shí)間點(diǎn)Vmax 增高，T4、T5 時(shí)間點(diǎn)Vmin 增高，T1、T2、T4、T5 時(shí)間點(diǎn)Vmean 均增高，T5 時(shí)間點(diǎn)PI 降低（P＜0.05），其余各項(xiàng)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。與T 組比較，C 組患兒T1、T2 時(shí)間點(diǎn)Psys、Pdia、Pdic 均降低，SVRI、PPV 均增高（P＜0.01），其他時(shí)間點(diǎn)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。HR、CI、CCE 各時(shí)間點(diǎn)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

2.4 組內(nèi)比較 兩組患兒Vmean 于T3 時(shí)間點(diǎn)低于T1、T2、T4、T5，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見圖1A。兩組患兒PI、RI 于T3 時(shí)間點(diǎn)明顯高于T1、T2、T4、T5，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見圖1B、C。兩組患兒Psys、Pdia、Pdic 與CI 均呈現(xiàn)T3時(shí)間點(diǎn)低于T1、T2，且T4、T5 較T1、T2 有升高趨勢，見圖2A?D。SVRI 呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，見圖2E。

表2 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)腦血流動力學(xué)的比較Tab.2 Comparison of cerebral hemodynamics in two groups at different time points±s

表2 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)腦血流動力學(xué)的比較Tab.2 Comparison of cerebral hemodynamics in two groups at different time points±s

注：*代表組間對比，P＜0.05，**代表組間對比，P＜0.01。T 組為傳統(tǒng)組，C 組為調(diào)控組

指標(biāo)Vmax（cm/s）Vmin（cm/s）Vmean（cm/s）PI RI組別T 組C 組T 組C 組T 組C 組T 組C 組T 組C 組T1（麻醉誘導(dǎo)后）94±20*105±19*22±11 26±10 45±14*53±13*1.71±0.51 1.60±0.40 0.77±0.11 0.76±0.08 T2（開心包）97±16 100±22 23±12 26±11 47±12*54±14*1.68±0.60 1.50±0.40 0.77±0.12 0.75±0.10 T3（體外循環(huán)結(jié)束）105±29 95±28 7±10 6±11 39±11 38±17 2.70±0.90 2.70±0.90 0.93±0.11 0.94±0.10 T4（改良超濾后）98±27 101±30 18±15*25±15*45±16*53±18*2.00±1.00 1.60±0.50 0.80±0.16 0.77±0.10 T5（術(shù)畢）92±24 99±28 19±12*27±17*42±12*51±19*1.90±0.90*1.50±0*0.79±0.14 0.73±0.20

表3 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)體循環(huán)血流動力學(xué)的比較Tab.3 Comparison of systemic circulation hemodynamics in two groups at different time points±s

表3 兩組患兒不同時(shí)間點(diǎn)體循環(huán)血流動力學(xué)的比較Tab.3 Comparison of systemic circulation hemodynamics in two groups at different time points±s

注：*代表組間對比，P＜0.05，**代表組間對比，P＜0.01。T 組為傳統(tǒng)組，C 組為調(diào)控組

指標(biāo)HR（次/min）Psys（mmHg）Pdia（mmHg）Pdic（mmHg）SVRI PPV CI CCE組別T 組C 組T 組C 組T 組C 組T 組C 組T 組C 組T 組C 組T 組C 組T 組C 組T1（麻醉誘導(dǎo)后）111±12 108±13 44±7**38±6**89±11**82±11**61±9**53±8**1 452±221**1 301±181**13.8±6.9*10±5*3.09±0.48 2.90±0.43 0.04±0.22 0.04±0.27 T2（開心包）130±18 127±15 45±8**40±6**93±13**85±11**60±9*54±10*1 604±302**1 510±466*16.2±10 15±11 2.90±0.51 2.79±0.57 0.06±0.25-0.01±0.33 T3（體外循環(huán)結(jié)束）146±18 146±19 38±9 37±6 81±13 79±13 48±11 47±10 1 933±694 1 822±575 21.9±11 23±11 2.30±0.49 2.38±0.48-0.24±0.38-0.37±0.41 T4（改良超濾后）147±17 148±15 51±10 51±12 104±15 106±16 66±12 66±16 1 697±292 1 565±284 16.9±8 15±10 3.14±0.59 3.30±0.75-0.19±0.32-0.23±0.34 T5（術(shù)畢）144±16 145±16 50±9 50±9 102±13 104±14 64±11 63±13 1 627±220 1 593±279 15±7 16±8 3.10±0.59 3.20±0.64-0.14±0.29-0.18±0.31

3 討論

隨著外科水平的進(jìn)步、麻醉與體外循環(huán)管理的提高，小兒先心病手術(shù)的死亡率有了極大的降低。據(jù)報(bào)道，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常在CHD 患兒中更常見［7?8］，因此臨床醫(yī)生更加關(guān)注于先心病患兒神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，以保證遠(yuǎn)期生活質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)［5］，腦血管對PaCO2很敏感，PaCO2是改變腦血流量的重要因素之一，輕度高碳酸血癥可以使人腦氧代謝率降低13%。當(dāng)PaCO2在25～75 mmHg 范圍內(nèi)時(shí)，PaCO2每升高1mmHg，腦血流量會增加4.0 mL/（100 g·min）。輕至中度的高碳酸血癥在腦缺血后的神經(jīng)保護(hù)方面具有積極作用［6］。

圖1 兩組患兒各時(shí)間點(diǎn)腦血流動力學(xué)的比較Fig.1 Comparison of cerebral hemodynamics at different time points between two groups

圖2 兩組患兒各時(shí)間點(diǎn)體循環(huán)血流動力學(xué)的比較Fig.2 Comparison of systemic hemodynamics at different time points between two groups

大腦中動脈腦血流速度（CBFV）是通過機(jī)體對二氧化碳分壓（PaCO2）、大腦代謝、動脈血壓（BP）、神經(jīng)原活性和心輸出量的反應(yīng)來調(diào)節(jié)的。成年人通過運(yùn)動使PaCO2升高，從而升高CBFV，隨著運(yùn)動強(qiáng)度增加到最大，大腦新陳代謝可能以線性方式增加［9］。通氣改變與腦血管灌注之間的這種關(guān)聯(lián)在嬰兒身上仍有待探討。Vmean 比Vmax和Vmin 更不容易受到偽影的影響，且能提示單位時(shí)間內(nèi)通過動脈的血容量的最高相關(guān)性［10?12］，因此被認(rèn)為是反映腦血流量更客觀的指標(biāo)。本研究顯示，C 組患兒Vmean 除體外循環(huán)結(jié)束（T3）時(shí)，其他時(shí)間點(diǎn)均高于T 組。這說明，通過改變Vt/kg 和F 從而降低Mv/kg，使PetCO2維持于正常值的高限能有效增加腦血流量，從而增加腦灌注。另外，Vmean 與Mv/kg 具有明顯的負(fù)相關(guān)（P＜0.01），說明高通氣狀態(tài)下使PetCO2維持于較低水平時(shí)，腦血流會相對減少；維持適當(dāng)高PetCO2水平會對腦灌注產(chǎn)生積極的影響。筆者考慮T3 時(shí)間點(diǎn)與其他各時(shí)間點(diǎn)的差異是由于體外循環(huán)期間及循環(huán)建立之初，心肌缺血再灌注損傷產(chǎn)生炎性介質(zhì)對腦血管的影響。體外循環(huán)期間非搏動灌注導(dǎo)致腦部及機(jī)體各組織器官血流氧供需的失衡，增加了術(shù)后發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)及其他并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

PI 主要反映動脈的順應(yīng)性和彈性，RI 則反映被檢測腦血管阻力的變化，其準(zhǔn)確性受年齡及其血管條件影響，與腦血流速度有著密切的關(guān)系。PI、RI 值增高多見于高血壓、動脈硬化、動脈狹窄、動脈痙攣、顱內(nèi)高壓，降低則見于動靜脈畸形。本研究發(fā)現(xiàn)，除T5 時(shí)間點(diǎn)C 組PI 低于T 組，其他時(shí)間點(diǎn)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。由此推斷，機(jī)械通氣的改變對腦血管的順應(yīng)性、彈性與血管阻力無明顯影響。原因可能為本次研究納入患者均為嬰兒，順應(yīng)性彈性條件好，外界因素對其影響小。全組患兒T3 時(shí)間點(diǎn)PI、RI 均明顯高于其他四點(diǎn)且CBFV 顯著降低（P＜0.05），說明體外循環(huán)期間各種因素對腦血管本身的功能造成了影響，成為術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)損傷的危險(xiǎn)因素之一。

壓力記錄分析法（PRAM）是一種脈沖輪廓描記法，通過對動脈脈搏波形的分析來估計(jì)血流動力學(xué)參數(shù)［13］。應(yīng)用儀器Most Care?根據(jù)動脈壓波型對CO 進(jìn)行評估［14］，連續(xù)測量HR、Psys、Pdia、Pdic、SVRI、PPV 和CCE。研究中，C 組Psys、Pdia、Pdic、SVRI 于T1、T2 時(shí)間點(diǎn)均低于T 組（P＜0.01）。HR、CI、CCE、PPV 各時(shí)間點(diǎn)均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。這說明，體外循環(huán)前通過改變通氣狀態(tài)可以促進(jìn)外周血管的收縮，增加外周阻力，從而提高外周血壓。體外循環(huán)結(jié)束后，外周血管的順應(yīng)性及彈性遭到破壞，兩組Psys、Pdia、Pdic、SVRI 趨于相等。反觀腦血流變化曲線，體外循環(huán)結(jié)束后T4、T5 點(diǎn)兩組差異仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），說明體外循環(huán)對腦血管功能的干擾作用較小。HR、CI、PPV、CCE 各時(shí)間點(diǎn)均無明顯差異，說明低通氣對心臟自身功能影響并不明顯。兩組患兒Psys、Pdia、Pdic 與CI 均呈現(xiàn)T4、T5 較T1、T2 升高的趨勢，SVRI 呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。筆者考慮這種情況的出現(xiàn)與體外循環(huán)后運(yùn)用血管活性藥有關(guān)。兩組患兒Mv/kg 與Psys、Pdia、Pdic、PI、RI 呈正相關(guān)，與CBFV 呈負(fù)相關(guān)（P＜0.05），這說明通過通氣量對血壓及血管阻力的影響突出，對心臟本身功能的影響較小。

本研究中PetCO2維持在40～45 mmHg 時(shí)，患兒術(shù)中腦血流動力學(xué)明顯優(yōu)于30～35 mmHg，且并不影響心功能，可以認(rèn)為PetCO2在40～45 mmHg 時(shí)的機(jī)械通氣狀態(tài)，其腦保護(hù)效果更好。首先，入組的研究對象較少，對這一結(jié)果的分析缺乏代表性。未來將擴(kuò)大樣本量，進(jìn)一步證實(shí)與體循環(huán)血流動力學(xué)相比，機(jī)械通氣的變化對腦血流速度的影響更為明顯；其次，入組嬰兒的出生狀況、喂養(yǎng)方式數(shù)據(jù)不詳，這些混雜因素會對結(jié)果造成一定的影響；最后，由于系統(tǒng)誤差的存在，PetCO2參數(shù)與PaCO2參數(shù)出現(xiàn)一定偏倚，這種偏倚在統(tǒng)計(jì)學(xué)可以接受的范圍內(nèi)。

綜上所述，在嬰兒室間隔缺損修補(bǔ)術(shù)中，與體循環(huán)血流動力學(xué)相比，機(jī)械通氣的變化對腦血流速度的影響更為明顯，調(diào)控組的腦血流動力學(xué)優(yōu)于傳統(tǒng)組。