机器人心脏手术体外循环前后单肺通气时的低氧血症

肖赛松，王 刚，陈婷婷，周 琪，高长青，王 瑶，李佳春

单肺通气(one lung ventilation，OLV)时低氧血症的预防和处理一直是麻醉管理的重点，约有5%～10%的OLV患者术中发生低氧血症［1］。机器人心脏手术时除了行OLV，同时要给予非通气侧胸腔二氧化碳气胸，大部分还需要同时采用体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)，这些都会影响肺通气和换气功能，使低氧血症的发生率更高。本文主要分析机器人心脏手术中发生低氧血症的原因及机制，探讨预防和改善术中低氧血症的措施，保障手术顺利实施。

1 资料与方法

1.1 一般资料 130例行机器人心脏手术的患者，男51例，女 79例，年龄(45.5±5.1)岁，体表面积(1.87±0.09)m2。包括房间隔缺损修补术43例，室间隔缺损修补术15例，黏液瘤切除术15例，二尖瓣成形术32例，二尖瓣置换术24例，二尖瓣赘生物清除术1例。对于术前有明显心、肺功能不全、血气分析显示高碳酸血症［PaCO2＞50 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)］和低氧血症(PaO2＜60 mm Hg)、左室身血分数(LVEF)＜0.40、严重的胸膜和心包粘连的患者，不选择此类手术方式。

1.2 麻醉方法［2］设定通气参数［吸入氧浓度(FiO2):100%，潮气量(VT):6～8 ml/kg(理想体重)，呼吸频率(f):10～14次/min，吸呼比(I:E)=1:2］，维持呼气末二氧化碳分压(PETCO2)为35～40 mm Hg。在放置机器人手臂之前提前30 min行OLV，OLV时通气参数与双肺通气时相同。

1.3 检测指标 记录患者术前的肺功能及血气指标，术中按时抽取动脉血做血气分析判断氧合状况:麻醉诱导后双肺通气(T1)，OLV 5 min(T2)，OLV 15 min(T3)，OLV 25 min(T4)，CPB 停机后OLV 5 min(T5)，CPB 停机后 OLV 15 min(T6)，CPB停机后OLV 25 min(T7)，手术结束后双肺通气(T8)。当 SpO2＜90%时，抽取动脉血用 Stat Profile CCX分析仪分析，并记录低氧血症的发生时刻和持续时间。

1.4 当SpO2＜90%时，采取的处理措施 检查双腔气管插管的位置、保证稳定的循环、调整通气参数、增加非通气侧肺的氧供。我们主要通过间断放松(并不完全松开)钳夹非通气侧支气管导管的钳子，恢复部分非通气侧肺通气来改善低氧血症。同时观察术野影像，以不引起肺明显膨胀而影响手术为准。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件进行统计分析，计量数据用均数±标准差(±s)表示，两组一般资料的比较采用成组设计两样本均数的t检验，不同时间SpO2或PaO2的比较用随机区组设计的方差分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者的一般资料 发生低氧血症患者的CPB时间比未发生者长(P＜0.05)。两组其他一般资料无统计学差异(P ＞0.05)，见表1。

2.2 术中PaO2的变化 T2～T7比T1降低(P ＜0.05)。T5～T7比 T2～T4明显降低(P ＜0.01);T8比T1仍然降低(P ＜0.05)。PaO2和SpO2均在CPB停机后T5～T7最低。见表2。

2.3 低氧血症患者的处理情况 低氧血症通常指循环系统中氧分压降低，小于60 mm Hg，单肺通气时把SpO2＜90%定义为低氧血症［1］。130例患者中SpO2＜90%有 28例为(87.2±2.6)%，发生率占21.5%，均发生于 CPB 后 OLV(T5、T6、T7)，见图1。其中PaO2＜60 mm Hg有8例 为(65.4±8.8)mm Hg，见图2。通过处理，低氧血症在(3.7 ±1.4)min即可得到纠正，PaO2由(65.4 ±8.8)mm Hg上升到(104.4±10.5)mm Hg。患者术后均无认知功能障碍、房颤、肾衰、肺动脉高压等并发症。

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图2 PaO2＜60 mm Hg的患者各时刻的分布(8例)

3 讨论

高龄、肥胖、吸烟、肺功能低下均是发生低氧血症的危险因素，但目前还没有任何一个指标可以准确的预见其发生。Fukuoka等［3］提出 OLV早期的PETCO2与双肺通气时PETCO2相差越大，则OLV后PaO2降的越低，提示二氧化碳的测定可能可以预测低氧血症的发生。在我们的研究中发生与未发生低氧血症患者的术前一般资料并无差异，说明严格的术前评估是必要的，但由于个体差异，每个患者对机器人心脏手术中OLV、二氧化碳气胸和CPB的反应不同，低氧血症的发生仍是不可避免的。

130例患者中有21.5%发生低氧血症，高于以往非心脏手术单肺通气时5%～10%的发生率。CPB后OLV时PaO2明显下降，28例低氧血症均发生在T5～T7。同时CPB的时间也与低氧血症相关，发生低氧血症的患者接受CPB的时间长于未发生低氧血症者，考虑主要是CPB所造成的肺损伤所导致。CPB所伴随的全身炎症反应和肺缺血再灌注损伤会加重肺的损伤，使肺顺应性和PaO2下降，通透性增加，导致间质性肺水肿，肺通气和换气功能降低［2］。所以CPB中的肺保护措施如超滤、肺保护性通气策略等也可通过减轻肺损伤来预防机器人心脏手术中的低氧血症。另外，由于CPB停机后早期，循环状态常不稳定，血容量可能不足，心功能尚未完全恢复，这些也都使机体耐受OLV的能力下降。

关于单肺通气中采用压力控制通气模式(pressure-controlled ventilation，PCV)还是容量控制通气模式(volume-controlled ventilation，VCV)还没有定论，Pardos等［4］通过一项前瞻性随机对照研究发现，两种通气模式对术中及术后早期氧合的影响没有差异。在机器人心脏手术中，由于胸腔内常需充入6～12 cmH2O的二氧化碳，并且需根据手术调整二氧化碳压力，胸内压的不断变化会导致PCV时潮气量忽大忽小，不能保证足够的分钟通气量。二氧化碳气胸一方面增加了胸内压，使回心血量和心输出量下降，导致氧分压下降;同时胸内正压对萎陷肺的压迫，可以增加肺血管阻力，减少肺内分流，改善氧合。我们观察到增大二氧化碳气胸的压力或延长其时间，血中PaCO2增加，但并不至降低PaO2。

临床指南和研究［5］均指出在胸膜打开之前应维持双肺通气，尽量缩短OLV时间。而我们对可能发生低氧血症的患者提前半小时行OLV，一方面判断其OLV耐受情况，另一方面也可以使缺氧肺血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction，HPV)在手术开始前达到最大效应，增加其对手术的耐受。

发生低氧血症时，应立即检查双腔气管插管的位置无误，保证稳定的循环，调整通气参数。Ishikawa等［6］发现压缩单肺通气时非通气侧肺供氧可以提高PaO2改善低氧血症，而我们发现增加非通气侧肺的氧供是改善肺正常患者单肺通气中低氧血症最有效的措施，其主要区别在于前者着重减少分流，适用于非通气侧肺功能差的患者，后者着重增加氧合，在双侧肺功能均较好的情况下能显现出优势。我们早期的机器人心脏手术中通常使用5～10 cmH2O的持续气道正压(continuous positive airway pressure，CPAP)来改善术中低氧血症［7］。Russell［8］也报导使用改良的CPAP，非通气侧肺间断吹入纯氧2 L/min(持续2秒，松开8秒)可以改善低氧血症，并不增加对术野的影响。但这些方法都需要采用特殊的设备，增加了费用负担，繁琐的步骤也不利于于紧急情况的处理。我们通过放松(并不完全松开)钳夹非通气侧支气管导管的钳子，恢复部分非通气侧肺通气来改善低氧血症，增加氧合同时并不至于引起肺明显膨胀影响术野，这种方法简便易行，效果基本等同于双肺通气，非常有效。

总之，机器人心脏手术需要同时行OLV、二氧化碳气胸和CPB，低氧血症的发生机制与普通胸科手术相比更复杂，发生率更高。通过严格的术前评估，纤支镜定位，选择合理的通气模式，预先给予OLV，维持稳定的循环，避免液体超负荷，缩短CPB的时间等可以减少机器人心脏手术中低氧血症的发生。一旦发生低氧血症，通过放松(并不完全松开)钳夹非通气侧支气管导管的钳子，恢复部分非通气侧肺通气来改善低氧血症不失为一种简便有效的措施。

［1］KarzaiW，Schwarzkopf K.Hypoxemia during one-lung ventilation［J］.Anesthesiology，2009，110(6):1402-1411.

［2］肖赛松，高长青，陈婷婷，等.全机器人心脏手术麻醉中体外循环对肺功能的影响［J］.中国体外循环杂志，2011，9(4):201－204.

［3］Fukuoka N，Iida H，Akamatsu S，et al.The association between the initial end－tidal carbon dioxide difference and the lowest arterial oxygen tension value obtained during one－lung anesthesia with propofol or sevoflurane［J］.J Cardiothorac Vasc Anesth，2009，23(6):775－779.

［4］Pardos PC，Garutti I，Pineiro P，et al.Effects of ventilatory mode during one－lung ventilation on intraoperative and postoperative arterial oxygenation in thoracic surgery［J］.JCardiothorac Vasc Anesth，2009，23(6):770－774.

［5］Sentürk M.New concepts of themanagementof one－lung ventilation［J］.Current Opinion in Anaesthesiology，2006，19(1):1－4.

［6］Ishikawa S，Shirasawa M，Fujisawa M，etal.Compressing the non－dependent lung during one－lung ventilation improves arterial oxygenation，but impairs systemic oxygen delivery by decreasing cardiac output［J］.J Anesth，2010，24(1):17 －23.

［7］王刚，高长青，周琪，等.非体外循环下机器人冠状动脉旁路移植手术的麻醉管理［J］.中华胸心外科杂志，2011，27(7):404－406.

［8］RussellWJ.Intermittent positive airway pressure tomanage hypoxia during one－ lung anaesthesia［J］.Anaesth Intensive Care，2009，37(3):432－434.