小兒機(jī)器人輔助腹腔鏡腎盂成形術(shù)中動脈血二氧化碳分壓對局部腦氧飽和度的影響

史素慧，范春玲，劉永哲，吳安石

1首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院麻醉科，北京 100020；2解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心麻醉科，北京 100700；3北京大學(xué)首鋼醫(yī)院麻醉科，北京 100144；4解放軍總醫(yī)院第三醫(yī)學(xué)中心麻醉科，北京 100039

先天性腎盂輸尿管連接部梗阻(ureteropelvic junction obstruction，UPJO)是小兒腎積水最常見的病因之一[1]，機(jī)器人輔助腹腔鏡腎盂成形術(shù)(robot assisted laparoscopic pyeloplasty，RALP)具有失血量少、手術(shù)時間短及并發(fā)癥少等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸應(yīng)用于小兒UPJO的治療[2-5]。此類手術(shù)所需的CO2氣腹常導(dǎo)致動脈血二氧化碳分壓(arterial carbon dioxide partial pressure，PaCO2)發(fā)生變化。PaCO2是腦血流量(cerebral blood flow，CBF)的主要調(diào)節(jié)劑[6]，當(dāng)PaCO2為20～80 mmHg時，CBF與PaCO2呈正相關(guān)，PaCO2每變化1 mmHg，CBF即增加或減少2%～4%[7]。小兒腦血流調(diào)節(jié)速度較成人快，但其腦血管彈性自動調(diào)節(jié)范圍較窄[8]，因此，維持合適的PaCO2對于維持小兒腦組織氧供需平衡至關(guān)重要。局部腦氧飽和度(regional cerebral oxygen saturation，rScO2)可無創(chuàng)、實(shí)時、連續(xù)反映局部腦組織氧供需狀態(tài)[8-10]，對及時發(fā)現(xiàn)患兒圍手術(shù)期腦功能異常及減少術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥具有重要意義[11]。研究發(fā)現(xiàn)，rScO2隨PaCO2的增高而增加，并隨PaCO2的降低而降低[12]，通過對rScO2進(jìn)行監(jiān)測，可快速準(zhǔn)確地判斷腦組織的氧供需平衡狀態(tài)。本研究探討了PaCO2對小兒RALP術(shù)中rScO2的影響，以明確此類患兒術(shù)中PaCO2的安全范圍，為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1研究對象 本研究為前瞻性研究。選擇2019年2月－2020年2月于解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心小兒泌尿外科行RALP的45例患兒為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(ASA)分級Ⅰ－Ⅱ級；(2)性別不限；(3)年齡≤2歲；(4)體重≥3.5 kg；(5)無重要臟器嚴(yán)重疾病。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)早產(chǎn)兒(孕齡<38周)；(2)術(shù)前有腹部手術(shù)史；(3)合并穿孔、梗阻、嚴(yán)重感染、中重度脫水、重度營養(yǎng)不良、高熱等；(4)嚴(yán)重心、肝、腎功能異常及惡性腫瘤；(5)術(shù)中出現(xiàn)重大并發(fā)癥，如心跳驟停、肺栓塞、死亡等。根據(jù)既往研究結(jié)果[13]進(jìn)行分組，將患兒按照就診順序編號，依據(jù)術(shù)中PaCO2范圍區(qū)間分為N組(PaCO235～45 mmHg)、M組(PaCO230～34 mmHg)與L組(PaCO225～29 mmHg)，每組15例。本研究經(jīng)解放軍總醫(yī)院第七醫(yī)學(xué)中心醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)(2021-12)，患兒家屬均簽署知情同意書。

1.2麻醉方法 患兒入室前建立外周靜脈通路，靜脈注射咪達(dá)唑侖0.1 mg/kg、長托寧0.02 mg/kg、甲潑尼龍1 mg/kg；待患兒入睡后入室，常規(guī)監(jiān)測心電圖(electrocardiogram，ECG)、無創(chuàng)血壓(noninvasive blood pressure，NIBP)、心率(heart rate，HR)、經(jīng)皮脈搏氧飽和度(pulse oxygen saturation，SpO2)及腦電雙頻指數(shù)(bispectral index，BIS)。麻醉誘導(dǎo)：靜脈注射丙泊酚3 mg/kg、芬太尼4 μg/kg、羅庫溴銨1 mg/kg，誘導(dǎo)后行氣管插管，采用容量控制呼吸，調(diào)節(jié)呼吸機(jī)參數(shù)為新鮮氣體流量2 L/min，潮氣量(tidal volume，VT) 8～10 ml/kg，吸呼比1:1.5，吸入氧濃度(fraction of inspired oxygen，F(xiàn)iO2)50%～70%。麻醉后行橈動脈或股動脈穿刺動脈測壓。吸入2%～4%七氟醚維持麻醉，手術(shù)開始前和結(jié)束前分別追加芬太尼2 μg/kg和1 μg/kg，根據(jù)手術(shù)需要間斷靜脈注射羅庫溴胺，維持BIS在40～60。術(shù)中氣腹壓維持在6～8 mmHg，采用麻黃素維持平均動脈壓(mean arterial pressure，MAP)在基礎(chǔ)值的±20%。術(shù)中補(bǔ)液采用復(fù)方醋酸鈉林格液8～10 ml/(kg.h)。術(shù)后采用靜脈自控鎮(zhèn)痛泵：芬太尼20 μg/kg，昂丹司瓊1 mg/kg，加入生理鹽水至100 ml，背景劑量為2 ml/h，自控給藥單次劑量0.5 ml，鎖定時間15 min。術(shù)中根據(jù)呼氣末CO2分壓(end-tidal carbon dioxide pressure，PETCO2)及間斷動脈血?dú)夥治?，通過調(diào)節(jié)VT和呼吸頻率使患兒PaCO2維持在相應(yīng)范圍。當(dāng)rScO2下降超過基礎(chǔ)值的20%或絕對值低于50時即刻停止干預(yù)措施，將PaCO2調(diào)節(jié)至正常水平，患兒退出本研究。

1.3 rScO2監(jiān)測 使用酒精棉球擦拭患兒額頭，將rScO2監(jiān)測組織血氧探頭放置于額頭手術(shù)側(cè)，連接近紅外組織血氧參數(shù)無損監(jiān)測儀(EGOS-600A，蘇州愛琴生物醫(yī)療電子有限公司)，持續(xù)監(jiān)測rScO2。每隔1 min記錄1次，連續(xù)記錄3次，取平均值作為該時間點(diǎn)的rScO2值。

1.4 觀察指標(biāo) 記錄患兒性別、年齡、體重、氣腹壓力、手術(shù)時間。記錄麻醉前(T0)小兒患側(cè)rScO2、SpO2、HR；動脈穿刺成功后，在氣管插管后10 min (T1)、側(cè)臥位手術(shù)開始前(T2)、氣腹后30 min (T3)、氣腹結(jié)束后10 min (T4)、手術(shù)結(jié)束恢復(fù)平臥位后10 min (T5)分別記錄患側(cè)rScO2、SpO2、HR、MAP、咽溫(pharyngeal temperature，T)、pH值、PaCO2及血紅蛋白(hemoglobin，Hb)水平。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 25.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。定性資料以例(%)表示，組間比較采用Pearsonχ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法；符合正態(tài)分布的定量資料以±s表示，多組間比較采用方差分析，進(jìn)一步兩兩比較采用重復(fù)測量的方差分析；非正態(tài)分布的定量資料以M(Q1，Q3)表示，組間比較采用克魯斯卡爾-沃利斯檢驗(yàn)(Kruskal-Wallis test)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 三組患兒一般情況比較 三組均未出現(xiàn)由于rScO2下降超過基礎(chǔ)值20%或絕對值低于50而退出研究者。三組患兒性別、年齡、體重、氣腹壓力、手術(shù)時間、手術(shù)體位比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表1)。

表1 三組患兒一般情況比較(n=15)Tab.1 Comparison of the general information in three groups of children (n=15)

2.2 三組患兒各時間點(diǎn)相關(guān)指標(biāo)比較 三組患兒T0－T5各時間點(diǎn)SpO2、HR、MAP、T、pH值、Hb組間及組內(nèi)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表2)。

表2 三組患兒各時間點(diǎn)相關(guān)指標(biāo)比較(±s, n=15)Tab.2 Comparison of related indicators at each time point in the three groups of children (±s, n=15)

表2 三組患兒各時間點(diǎn)相關(guān)指標(biāo)比較(±s, n=15)Tab.2 Comparison of related indicators at each time point in the three groups of children (±s, n=15)

SpO2. 經(jīng)皮脈搏氧飽和度；HR. 心率；MAP. 平均動脈壓；T. 咽溫；Hb. 血紅蛋白；N. PaCO2 35～45 mmHg；M. PaCO2 30～34 mmHg；L. PaCO2 25～29 mmHg

指標(biāo) T0 T1 T2 T3 T4 T5 SpO2(%)N組 99.00±1.00 99.08±0.62 99.38±0.65 99.33±0.78 99.15±1.14 99.31±0.95 M組 98.78±0.97 99.33±0.42 99.78±0.44 99.75±0.46 99.56±0.73 99.44±0.73 L組 99.00±1.15 99.50±0.58 98.00±0.90 98.50±0.58 98.50±0.58 98.50±0.58 HR(次/min)N組 127.67±6.41 130.92±13.40 132.00±16.37 127.83±15.53 133.25±20.08 131.50±6.60 M組 127.00±9.70 123.89±14.22 125.78±15.36 123.89±10.55 129.11±16.50 127.56±11.22 L組 120.50±13.03 128.50±9.54 122.75±17.02 122.25±16.07 122.75±17.23 120.75±19.41 MAP(mmHg)N組 - 66.17±10.79 66.25±6.37 69.00±10.12 70.75±11.45 66.75±11.64 M組 - 70.67±10.26 69.56±11.93 67.89±13.96 71.78±8.51 73.11±10.23 L組 - 63.50±14.01 68.25±7.09 59.75±13.70 66.50±2.89 65.75±8.14 T(℃)N組 - 36.66±0.46 36.56±0.62 36.45±0.47 36.57±0.48 36.55±0.54 M組 - 36.68±0.50 36.63±0.54 36.67±0.55 36.74±0.31 36.53±0.35 L組 - 36.55±0.58 36.50±0.50 36.45±0.58 36.50±0.63 36.65±0.39 pH值N組 - 7.35±0.03 7.32±0.04 7.40±0.01 7.31±0.03 7.34±0.03 M組 - 7.38±0.03 7.36±0.01 7.38±0.02 7.35±0.01 7.36±0.01 L組 - 7.35±0.02 7.35±0.03 7.35±0.03 7.33±0.01 7.33±0.03 Hb(g/L)N組 - 101.80±2.10 102.25±1.91 101.74±2.91 105.12±0.03 101.90±3.00 M組 - 100.50±2.94 102.50±1.82 101.50±3.74 103.50±2.04 104.10±1.05 L組 - 100.00±3.31 101.50±2.74 102.00±1.96 100.25±3.06 104.00±1.77

2.3 三組患兒不同時間點(diǎn)rScO2比較 與T0時比較，N組、M組、L組患兒T1時rScO2均明顯升高，L組患兒T3時rScO2明顯降低(P<0.05)；與T2時比較，L組患兒T3時rScO2明顯降低(P<0.05)；與T3時比較，L組患兒T4、T5時rScO2明顯升高(P<0.05)。與N組比較，L組患兒T3時rScO2明顯下降(P<0.05)(表3)。

雙因素方差分析結(jié)果顯示，三組患兒T1與T2、T4與T5時組別和體位之間均無交互關(guān)系(P>0.05)；與T1時比較，三組患兒T2時r S c O2無明顯變化(P>0.05)，與T4時比較，三組患兒T5時rScO2無明顯變化(P>0.05)。三組患兒T2與T3、T3與T4時組別和氣腹之間均無交互關(guān)系(P>0.05)；與T2時比較，L組患兒T3時rScO2明顯降低(P<0.05)，與T3時比較，L組患兒T4時rScO2明顯升高(P<0.05)(表3)。

表3 三組患兒不同時間點(diǎn)rScO2比較(%, ±s, n=15)Tab.3 Comparison of the rScO2 in the three groups of children at different time points (%, ±s, n=15)

表3 三組患兒不同時間點(diǎn)rScO2比較(%, ±s, n=15)Tab.3 Comparison of the rScO2 in the three groups of children at different time points (%, ±s, n=15)

rScO2. 局部腦氧飽和度；N. PaCO2 35～45 mmHg；M. PaCO2 30～34 mmHg；L. PaCO2 25～29 mmHg；T0、T1、T5時為平臥位，無氣腹；T2、T4時為側(cè)臥位，無氣腹；T3時為側(cè)臥位，氣腹；與T0時比較，(1)P<0.05；與T2時比較，(2)P<0.05；與T3時比較，(3)P<0.05；與N組比較，(4)P<0.05

組別 T0 T1 T2 T3 T4 T5 N組 64.16±5.87 67.20±5.32(1) 65.14±3.46 65.86±2.55 66.03±6.93 66.25±5.59 M組 64.03±2.72 67.02±2.24(1) 65.36±4.94 65.04±3.71 66.22±4.82 66.41±5.66 L組 64.13±3.56 66.70±2.47(1)(3) 66.58±2.39 62.00±3.44(1)(2)(4) 66.39±2.42(3) 67.20±1.62(3)

3 討 論

本研究結(jié)果顯示，R ALP術(shù)中患兒PaCO2為25～29 mmHg時，氣腹可導(dǎo)致術(shù)側(cè)rScO2明顯下降。成人血壓在50～170 mmHg范圍內(nèi)波動時大腦可通過自動調(diào)節(jié)來維持CBF穩(wěn)定[6]，而小兒CBF及腦血管的結(jié)構(gòu)、形態(tài)與成人差別較大，腦血流調(diào)節(jié)速度雖然較成人快，但腦血管自動調(diào)節(jié)范圍較窄[8]。2歲以下小兒基礎(chǔ)血壓較低，發(fā)生腦缺血的風(fēng)險增加。有研究發(fā)現(xiàn)，rScO2在12～36個月兒童組中最高，在6個月以下兒童組中最低[14]，監(jiān)測rScO2可及時反映CBF降低、腦灌注不足以及腦氧供需失衡[15-16]，有助于臨床采取相應(yīng)干預(yù)措施以降低圍手術(shù)期神經(jīng)認(rèn)知障礙風(fēng)險，減少術(shù)后認(rèn)知功能障礙的發(fā)生[9,14]。

研究發(fā)現(xiàn)，體位會對腦血流產(chǎn)生影響。當(dāng)患者行肩關(guān)節(jié)手術(shù)時，全麻下沙灘椅位可引起大腦血供下降并易導(dǎo)致低血壓事件，rScO2明顯降低[17]。在非麻醉的志愿者中，坐位與仰臥位時rScO2沒有明顯差異，但患者麻醉后坐位時的rScO2明顯低于仰臥位，原因可能為全身麻醉削弱了包括外周血循環(huán)調(diào)節(jié)和大腦自動調(diào)節(jié)在內(nèi)的代償機(jī)制[18]。由此可見，體位與rScO2關(guān)系密切。本研究發(fā)現(xiàn)，由平臥位轉(zhuǎn)換至側(cè)臥位時(即由T1至T2時)，三組患兒rScO2均略有下降，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，當(dāng)手術(shù)結(jié)束患兒由側(cè)臥轉(zhuǎn)為平臥位時(即由T4至T5時)，rScO2略有升高，但差異亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明單純側(cè)臥位變化并未對患兒術(shù)側(cè)rScO2造成明顯影響。

手術(shù)所需的CO2氣腹可影響腦灌注，氣腹導(dǎo)致靜脈回流減少，中心靜脈壓(central venous pressure，CVP)和顱內(nèi)壓(intracranial pressure，ICP)增高[12]。腦灌注壓為MAP與CVP或ICP的差值，所以除非MAP改變，氣腹所致的CVP或ICP增加可使腦灌注壓下降。本研究結(jié)果顯示，患兒MAP在氣腹前后的變化并不明顯，存在腦灌注壓降低的風(fēng)險，因此腹腔鏡手術(shù)中監(jiān)測rScO2非常有必要。CO2也具有影響血管平滑肌張力、調(diào)節(jié)微循環(huán)的作用，高碳酸血癥已被證實(shí)對腦血管有舒張作用[19]。低碳酸血癥可導(dǎo)致腦血管收縮，誘發(fā)性低碳酸血癥常被用于治療腦損傷患者的高ICP[20]。研究發(fā)現(xiàn)，rScO2與PaCO2呈明顯正相關(guān)[12]。室間隔缺損患兒在麻醉誘導(dǎo)階段，當(dāng)PETCO2維持在30～45 mmHg范圍內(nèi)時，rScO2隨著PETCO2的升高而升高，≥6個月患兒的rScO2明顯高于<6個月患兒，表明年齡較小的患兒因腦血管儲備功能有限，腦氧合受PETCO2波動的影響更大[21]。本研究中，在平臥位、無氣腹的T0、T1、T5時間點(diǎn)，三組患兒的rScO2僅在氣管插管后T1時明顯增高，表明即使PaCO2維持在低于正常值的25～34 mmHg范圍內(nèi)，rScO2并未出現(xiàn)明顯下降，這可能與麻醉誘導(dǎo)時吸入氧濃度增加及腦血管的調(diào)節(jié)作用有關(guān)。但L組患兒側(cè)臥位氣腹后的rScO2明顯低于基礎(chǔ)值以及同一時間點(diǎn)的N組，雖然本研究并未直接監(jiān)測腦灌注壓，但此時rScO2降低表明患兒腦灌注欠佳，因此應(yīng)密切關(guān)注PaCO2的變化并及時干預(yù)；當(dāng)氣腹解除后rScO2明顯回升，表明當(dāng)PaCO2在25～29 mmHg時，體位與氣腹的雙重作用具有致使患兒腦灌注不足的風(fēng)險，提示在側(cè)臥氣腹?fàn)顟B(tài)下，為防止rScO2過低而導(dǎo)致腦灌注不足，PaCO2不宜過低，30～45 mmHg為安全范圍。此外，當(dāng)PaCO2在25～29 mmHg時，雖然氣腹后rScO2明顯降低，但均未低于基礎(chǔ)值的20%，在研究過程中未發(fā)生患兒因rScO2過低(低于基礎(chǔ)值20%)而退出的情況。

小兒RALP術(shù)中，體位、氣腹與低PaCO2三者疊加可對患兒腦血流或腦灌注造成一定影響，其中體位和氣腹是手術(shù)所必須的條件，提示術(shù)中應(yīng)維持合適的PaCO2以預(yù)防腦氧供需失衡的發(fā)生，減少術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，改善預(yù)后。

本研究具有以下創(chuàng)新之處：(1)既往體位與rScO2關(guān)系的研究大多側(cè)重于沙灘椅位和Trendelenburg體位，側(cè)臥位相關(guān)報道極少。(2)目前關(guān)于小兒腹腔鏡手術(shù)對rScO2影響的報道較多，但大多集中在3歲以上兒童，對于3歲以下的小兒尤其是1歲以內(nèi)幼兒的研究較少。本研究的局限之處為雖然根據(jù)既往研究結(jié)果，通過調(diào)節(jié)VT和呼吸頻率并間斷進(jìn)行血?dú)夥治鲆跃S持患兒術(shù)中PaCO2在相應(yīng)水平，但并未記錄每組患兒術(shù)中PETCO2水平。

綜上所述，在小兒R A L P 術(shù)中，Pa C O2在25～29 mmHg時，氣腹會導(dǎo)致術(shù)側(cè)rScO2明顯下降，雖然下降幅度未超過基礎(chǔ)值的2 0%，但發(fā)生腦氧供需失衡的風(fēng)險增加，故建議將PaCO2維持在30～45 mmHg內(nèi)；此外，術(shù)中若伴有體位變化，更需密切監(jiān)測PaCO2。