快通道麻醉在小儿先天性心脏病手术中的应用

黎必万综述 陈贤审校

综 述

快通道麻醉在小儿先天性心脏病手术中的应用

黎必万综述 陈贤审校

快通道麻醉；先天性心脏病，小儿；早期拔管；体外循环

1993年，Verrier等在华盛顿大学首次提出“快通道”外科概念，而快通道麻醉则成为快通道外科的重要组成部分，是快通道外科实施的基础和前提条件。快通道麻醉核心理念为术后早期拔除气管导管，促使全身重要脏器功能从手术中尽早恢复，而选择合适的病例和恰当的麻醉药物与麻醉技术是快通道麻醉顺利执行的关键。随着医疗器械和科技的发展革新，外科手术逐步走向微创，快通道麻醉迅速广泛应用于各类外科手术，如腹腔镜、胸腔镜、择期主动脉瘤手术、颈动脉内膜剥脱手术、肝胆管手术等，快通道心脏麻醉(fast track cardiac anesthesia,FTCA)更是顺应心脏手术中从传统的心内直视向不停跳、微创、闭式体外循环等方向发展的特点。快通道心脏麻醉的实施主要是用短效阿片类药取代长效阿片类药，或减少长效阿片类药的用量，同时联合应用吸入麻醉药(七氟醚等)和其他短效静脉麻醉药物以达到术后及早(1～6 h)拔除气管导管的目的，既保证患者围手术期血流动力学稳定，又使术后机械通气时间缩短，显著缩短在ICU停留的时间，减少心肺并发症的发生率，提高ICU病床周转利用率，降低医疗费用，改善临床预后[1]。本文通过总结文献，对其适应证、麻醉及围术期管理方法及其临床意义等方面进行综述。

1 小儿先天性心脏病手术快通道麻醉的安全性与可行性

Alghamdi等[1]对以往行快通道麻醉小儿先天性心脏病手术资料进行分析，发现快通道麻醉可缩短患儿在ICU停留时间，减少住院费用，降低术后呼吸道并发症发生率，而再次插管率并未增加。Meissner等[2]对1年内50例行快通道麻醉小儿(3～7岁)先天性心脏病直视手术进行心脏指数、每搏输出量指数、全身血管阻力指数、血管外肺水指数监测，发现早期拔管后(1～6 h)患儿动脉氧分压有轻微下降，但不足以引起呼吸功能障碍和代谢性酸中毒以致再次插管，并不引起心功能抑制，因此小儿先天性心脏病快通道麻醉有利于早期安全拔管从而缩短机械通气时间。在小儿心脏手术快通道麻醉镇痛方面，Iodice等[3]对54例患儿进行随机分组，分别于术中、术后分别给予吗啡、对乙酰氨基酚、双氯芬酸、布洛芬，所有患儿均在术后接受自控镇痛(PCA)或护士控制镇痛(NCA)治疗，床边护士收集患儿疼痛视觉模拟评分，发现术后当天患儿均只有轻微疼痛。Groesdonk等[4]对8个月内入住该心脏研究中心行快通道麻醉心脏手术的病例进行追踪调查，发现使用超短效阿片类药行快通道麻醉不会引起术中知晓，认为该麻醉模式是安全有效的。

2 小儿先天性心脏病手术快通道的适应证及禁忌证

患儿围术期状态的全面评估是能否进行快通道麻醉的依据。患儿的年龄与体质量可作为能否在术后早期手术室内拔除气管导管的首要筛查条件。Iodice等[3]的研究显示孕龄>36周，月龄>6个月有利于早期拔管，王嵘等[5]通过比较108例快通道先天性心脏病患儿心脏手术与同期行常规麻醉的先天性心脏病患儿心脏手术时指出，手术室内拔管的患儿年龄、体质量明显大于手术室外拔管的患儿，且<1岁，<10kg的患儿明显少于手术室外拔管的患儿。先天性心脏病手术的种类及复杂程度与手术麻醉的风险、术式与麻醉方法的选择，术后的支持治疗与转归密切相关。单纯的先天性心脏病(如房间隔缺损和/或室间隔缺损)，术前心功能I～II级，ASA I～II级；伴或不伴轻中度肺动脉高压；术前无肺部感染，肺功能指标无明显异常；不伴其他系统并发症，此类患儿适合术后早期拔管。先天性心脏病手术的危险分级(RACH-1)对手术预后有显著影响，复杂的心脏畸形手术(如法洛四联征、埃博斯坦综合征)，术前心肺功能不全需呼吸机、ECMO及心血管活性药物支持的患儿应慎重选择快通道麻醉。体外循环、麻醉和外科手术是引起心脏直视手术应急反应的主要应激源，三者的协同作用引发以细胞和体液级联激活为特征的急性组织炎性反应，导致补体系统激活和凝血系统紊乱，引起组织损伤和各器官功能损害，其时间越长改变越显著。体外循环时间<90min，阻断时间<46 min，停循环时间<22min是早拔管的有利因素，而体外循环时间与主动脉阻断时间过长且术中行深低温停循环者不宜早拔管。存在术后心肺功能不全、室性心律失常、需大量心血管活性药物支持；术后凝血功能异常、有活动性出血致引流量过多；其他重要脏器并发症如脑栓塞、肾衰竭等情况不应进行早拔管。

3 小儿先天性心脏病手术快通道的麻醉药物选择

适合实施FTCA的药物应既能达到术后早拔除气管导管的目的，亦能满足手术需要并有效预防和减轻术中各种刺激引起不良反应，同时可缩短ICU的停留时间及降低住院费用。目前行小儿FTCA常用麻醉药物主要有苯二氮如咪达唑仑，静脉全麻药如丙泊酚，阿片类镇痛药如芬太尼、舒芬太尼、瑞芬太尼，短效肌松药如阿曲库铵、顺阿曲库铵，吸入麻醉气体如七氟烷等，其核心原则为减少阿片类药物或使用短效阿片类药物并复合其他短效镇静镇痛药物和/或联合其他麻醉方法进行平衡麻醉。(1)芬太尼：传统小儿心脏外科手术大多采用大剂量芬太尼(50～100μg/kg)进行麻醉，但由于大剂量芬太尼有“封顶效应”，临床经验表明，大剂量芬太尼抑制术后呼吸功能的恢复，导致术后镇静过度，延长术后机械通气时间，使拔管时间延后，并使喉头水肿的发生率增高，严重的甚至可能引起低氧血症，因此，大剂量芬太尼目前已不是快通道心脏外科麻醉的最佳选择药物，在心血管手术中芬太尼用量控制在20μg/kg以下有利于术后早期拔管。(2)瑞芬太尼：盐酸瑞芬太尼是一种新型的阿片受体激动剂，主要经血液和组织中非特异性酯酶水解代谢；持续输注瞬时半衰期短(3～5 min)且不随输注时间、年龄改变，代谢不受个体差异、肝肾功能、胆碱酯酶活性或体外循环影响，镇痛作用强，术中血流动力学稳定，苏醒快，可控性好，特殊的药理学特点为其在小儿先天性心脏病手术实施快通道麻醉提供了良好的依据。但有研究表明，在快通道麻醉中使用大剂量的瑞芬太尼可引起心率减慢，有学者认为此现象有研究意义并应予以重视[5]，而崔林等[6]则认为此现象为阿片类药物共有的药理学特点，术中并不引起其他生理指标明显波动，时间短暂并可通过术前预防性使用阿托品消除。(3)舒芬太尼：舒芬太尼是一种高脂溶性阿片类药物，血浆蛋白结合率高，血浆游离分数与酸性糖蛋白、白蛋白呈负相关，分布容积较芬太尼小，消除半衰期短，反复给药后蓄积少，不存在延迟性呼吸抑制，而且对心血管系统和血流动力学的影响小，能够较好地抑制气管插管和手术中刺激所致的应激反应，在快通道心脏麻醉中表现出一定的优越性[7]。研究表明[6，7]，芬太尼、舒芬太尼和瑞芬太尼均适合进行小儿先天性心脏病快通道手术，且在住院时间和住院费用方面无明显差异；与舒芬太尼相比较，瑞芬太尼麻醉恢复时间和拔管时间较短，能更好抑制切皮及劈胸骨所导致的应激反应，但舒芬太尼能提供更好的术后镇痛。芬太尼较舒芬太尼提供更长时间的术后镇痛，而舒芬太尼则比芬太尼能提供更早的麻醉恢复时间和拔管时间[7]。无论单纯使用瑞芬太尼还是芬太尼进行快通道麻醉，均不能提供有效的术后镇痛[5～7]，但芬太尼可能比瑞芬太尼和舒芬太尼略有优势[7]

4 小儿先天性心脏病手术快通道麻醉围术期的管理

4.1 术中麻醉管理 在快通道心脏麻醉中为保证足够的麻醉深度，减少阿片类药物剂量的同时必须复合使用其他的麻醉药物，如短效的镇静类药物和/或吸入性麻醉药物，或复合其他的麻醉方法。咪达唑仑具有抗焦虑、催眠、抗惊厥、肌松和顺行性遗忘等作用，此药本身无镇痛作用，但可增强其他麻醉药的镇痛作用，剂量为0.6 mg/kg时使氟烷MAC降低约30%；对血流动力学无明显影响，在全身麻醉中可以减少镇痛药、肌松药物的用量及相关不良反应，并减少术中知晓的发生率。瑞芬太尼和异丙酚均为短时效麻醉药，可控性好，复合麻醉中瑞芬太尼和异丙酚联合靶控输注应用，可使术中血流动力学更稳定且获得更好的术后镇痛，而麻醉医师能更准确地把握术后拔管的时间。异氟醚和七氟醚均对急性心肌损伤有保护作用，且后者作用更明显。Qiao等[8]证实延迟挥发性麻醉气体预处理延迟(APC)对缺血再灌注损伤的大鼠心脏具有保护作用，其基本的机制包括NF-κB活化、自噬的上调和TNF-α的衰减、IL-1β和Caspase-3的表达。Swyers等[9]发现挥发性麻醉气体对心肌缺血预处理的早期保护作用通过促发由线粒体K+-ATP通道的多通道信号介导的腺苷释放而实现。Landoni等[10]对1991—2012年行冠状动脉手术的38例存活数据资料进行荟萃分析，发现挥发性麻醉气体尤其是七氟醚和地氟醚较全凭静脉麻醉能有效降低病死率，延长患者的存活时间。尽管存在硬膜外血肿风险，区域阻滞在心脏血管手术麻醉中的应用研究却日益增多，dos Santos等[11]和Mukherjee[12]在心血管手术中实施全身麻醉的同时予以鞘内注射吗啡，患者术后的疼痛评分明显降低，术后镇痛治疗的需求量减少，而肺通气无明显改变，亦未发生硬膜外血肿和皮肤瘙痒，但对拔管时间无明显影响。然而，Hansdottir等[13]的研究却表明，在择期心脏手术中行胸椎管内麻醉联合全身麻醉及术后椎管内镇痛在住院时间、手术预后和病死率方面并不比单纯实施全身麻醉并术后吗啡静脉镇痛更具有优势。由于术中CBP对血液系统的影响以及抗凝血药物的使用，潜在发生硬膜外血肿风险可能增加，故其在心脏快通道麻醉中的安全性及有效性有待更进一步研究。

4.2 麻醉深度的监测 通过脑电监测可判断麻醉镇静的深度。以脑电监测为理论基础的设备有脑电双频指数(BIS)、患者状态分析仪(PSA)、听觉诱发电位(AEP)、脑状态指数(CSI)和熵(entropy)，测定以吸入挥发麻醉气体为主的全身麻醉深度还涉及到呼气末麻醉药的浓度(ETAC)。目前临床监测麻醉镇静深度应用较多的是BIS和AEP。 BIS是目前最为常用的量化脑电监测指标之一，与EEG有良好的相关性，临床上用于监测麻醉镇静深度。BIS在心脏麻醉中的应用，可以帮助优化麻醉药物用量，避免麻醉过深引起呼吸和心功能的抑制并及时发现麻醉变浅(如复温阶段)引起的术中知晓，更好地维持血流动力学稳定，加快术毕麻醉苏醒和减少术后恢复室停留时间及出院时间等。AEP的监测亦具有同样的临床意义。然而BIS值的准确性受年龄(<6个月的婴儿或老年人)、麻醉药物(挥发性麻醉气体、氯胺酮等)、低血压、仪器设备电磁干扰等影响，故BIS测定存在一定的假阳性，可导致过度麻醉或浅麻醉引起术中知晓。在以挥发性麻醉气体为主实施麻醉维持时，因ETAC与血流动力学变化相关密切而更能切实反应麻醉深度，而BIS值则与ETAC的相关性极差。Villafranca等[14]则指出，在小儿先天性心脏病快通道手术中无论是BIS还是ETAC均不能有效指导早期拔管，而是取决于患者的体质和围术期状况。

4.3 体外循环管理 体外循环(CPB)过程中由于血液同循环管道和氧合器等非生理性物质表面接触、器官缺血再灌注、手术损伤等多种因素激活以中性粒细胞为主的炎性细胞，释放多种介质、趋化因子，引起一系列炎性反应，最终可导致全身炎性反应(SIRS)的发生，致全身多器官损伤和功能障碍。Hashemzadeh等[15]通过对引发心脏术后并发症因素进行描述分析及线性回归，得出长时间的CPB是导致术后房颤、肺功能障碍和急性肾功能衰竭的独立危险因素之一。Agarwal等[16]对325例儿童心脏手术资料进行线性回归，发现术后心脏的并发症与长时间的CPB、较高的RACHS-1评分和较低的CPB温度相关。因此，改善体外循环技术可有效减轻体外循环中的炎性反应，减少术后并发症发生率及严重程度。方法包括:(l)应用白细胞滤器。(2)体外循环前和体外循环中应用大剂量类固醇激素。(3)应用去白细胞血预充。(4)超滤。零平衡超滤(ZBUF)可以通过滤除炎性因子减轻CPB期间的SIRS。改良超滤(MUF)可减少体内水分潴留改善氧合功能和术后血流动力学，同时浓缩血液提高HCT ,在增加凝血因子浓度的同时减轻炎性反应，改善凝血功能从而减少后出血。ZBUF与MUF联合应用于CPB心脏瓣膜手术中可有效滤除炎性介质缓解SIRS[17]。(5)使用抗胆碱药物。诱导前及CPB预充液中应用小剂量的盐酸戊乙奎醚能一定程度上抑制细胞因子的释放，对CPB术后SIRS和肺部并发症有一定的防治作用。(6)体外循环期间血压监测。Ono等[18]认为在体外循环期间低于脑自动调节水平的血压与术后严重并发症和病死率相关，应用近红外光谱监测血压可确保全身器官尤其是大脑组织的有效灌注，预防脑缺血，改善心脏手术患者的预后。

4.4 血液保护与血液麻醉 由于CPB血液直接曝露于管道、血袋等生物学材料，至少要激活5种血浆蛋白系统和5种不同的血细胞，因此不能避免血液中酶原(无活性酶)与生物学材料接触产生的激活。为减少CPB介导的出血血栓形成和血管活性物质的产生，减少CPB并发症，可选用1种血浆蛋白酶抑制剂和血小板抑制剂，暂时关闭血液成分的早期反应，抑制CPB中的凝血过程及全身的炎性反应。术中使用血小板抑制剂、凝血酶抑制剂、纤溶酶抑制剂、接触性蛋白酶抑制剂等方法均可实现有效的血液保护。既往认为先天性心脏病手术中使用大剂量抑肽酶可有效地保护小儿凝血系统减少纤维蛋白溶解，减少术中术后出血和输血量，减少补体的激活可改善患儿术后氧合状态，缩短机械通气的时间。然而，Riddell等[19]发现抑肽酶的使用伴随着患病率和病死率的增加，同时并不能预期减少出血量，由于安全性问题，抑肽酶在2007年已经在德国撤出药品市场，而抑肽酶的代替品氨甲环酸也存在同样的问题。传统认为术前进行血液等容稀释可减少术中出血，Chakravarthy等[20]发现在冠状动脉旁路移植中使用HES稀释血液可增加术中血液丢失，而合用氨甲环酸(TA)可逆转该不良反应。在心脏手术中适当补充纤维蛋白原有利于改善凝血系统。随着口服Xa因子抑制剂利伐沙班和阿哌沙班及口服直接凝血酶抑制剂达比加群通过严格的评估，将给围术期抗凝治疗带来新规范，以减少异体输血曝光的小型化的体外心肺电路的发明及安全有效性的证实，心血管手术麻醉将进行新一轮革命[21]。

4.5 容量控制 小儿先天性心脏病直视手术CPB期间等容预充是容量过负荷的主要来源。预冲液的使用使患者的总血容量增加，血液稀释造成CPB期间稀释性凝血功能障碍，是引起患者术中出血增加的重要因素之一，而肺血容量增加和肺水肿是心脏手术后呼吸功能不全的主要原因。先天性心脏病患儿肺水增多可降低肺顺应性、使肺阻力增加，肺泡—动脉氧梯度增大，从而延长机械通气时间增加再次插管风险。CPB中或CPB停机后进行血液超滤或改良超滤是保持体液内环境稳定有效且安全的方法，在MUF期间患者血压进行性升高，其机制可能是MUF通过有效地减轻脏器水肿提高心输出量，增加氧供应改善心功能。Kameyama等[22]对婴幼儿心脏手术实施改良超滤后的临床效果进行了评估，发现改良超滤能显著缩短患儿术后机械通气时间，并和术后呼吸指数有显著相关性，且在患者年龄<3岁或体质量<10kg时效果更为明显。Zhou等[17]对婴儿实施快通道麻醉时将患儿分2组进行MUF或MUF+零平衡超滤(PZM)，2组术后早期呼吸明显改善，但2组术后通气时间、正性肌力药物用量、异体输血量、超滤量、重症监护室停留时间、术后住院时间均无显著差异。

4.6 低温体外循环 采用低温技术可降低术中机体代谢率及各器官氧耗量，预防体外循环时重要脏器缺血缺氧，提高灌注的安全性。低体温可影响窦房结功能，严重者可发生致死性心律失常；增加外周血管阻力影响器官灌注，延缓麻醉药物的代谢；使血浆浓缩，低温下血小板功能受损，凝血因子的酶活性受抑制，手术失血量相对增加。低体温会造成患儿术后早期复苏困难，术中积极复温有助于术后早期拔管，缩短呼吸机支持时间，因此患者在准备脱机前体温必须达到正常值(>35℃)。

4.7 术后镇痛 快通道麻醉应用的药物多为短效麻醉镇痛药物,多存在术后镇痛不完善的问题，早期拔管患儿术后痛觉评分均值超过5分[5，6]，而吸入麻醉药物撤退过快所致的过早苏醒及镇痛不全是小儿术后出现躁动的主要原因。良好的术后镇痛有助于维持血流动力学稳定；减轻由疼痛反应引起的心率增快，氧耗增加；有利于患儿深呼吸，咯痰，并更乐于配合护士的物理治疗，从而减少肺不张、肺部感染等术后肺部并发症的发生，加快患儿的康复。在小儿先天性心脏病术后静脉注射阿片类药物和非甾体类抗炎药、肋间神经阻滞、胸膜内局部麻醉、硬膜外或骸管阻滞等方法均可提供安全有效的镇痛[3，6，12]。在闭合胸骨后,切口局部以0.375%罗哌卡因浸润, 患儿术后基本无伤口疼痛的主诉[5]。氟比洛芬酯用于开胸手术可减轻术后疼痛，并降低IL-6和C反应蛋白水平，二者与应激反应的强度呈正相关[23]。在术后镇静方面α2-肾上腺素受体激动剂右美托咪定被认为比咪达唑仑和丙泊酚更有优势，具有镇痛作用，可减少术后镇痛药的用量，有利于早期拔管。Chorney等[24]的研究中应用右美托咪定术后镇静并不能提早拔管和降低疼痛评分，而避免过早苏醒引起的躁动是其潜在的优势。右美托咪定在小儿手术中应用的安全性有待进一步的证实。

5 快通道麻醉对小儿先天性心脏病手术应激反应的影响

应激反应是机体受到强烈刺激后所出现的拟交感神经兴奋和下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴功能增强为主的一系列神经内分泌反应，引起ACTH、糖皮质激素与儿茶酚胺等激素的分泌增加，导致血糖升高以及心律增快、血压升高等血流动力学指标的变化。因此，血流动力学的稳定与否可判断麻醉性镇痛药能否有效抑制手术应激反应，而皮质醇、ACTH和儿茶酚胺的浓度是判断应激反应强弱的重要激素指标。阿片类药物是手术麻醉中抑制应激反应最重要的因素。快通道麻醉中由于镇痛药物用量的减少可能导致先天性心脏病患儿术中各种应激反应显著增强，使感染、代谢性酸中毒、弥漫性血管内出血等术后并发症及病死率明显增高，因此如何在快通道麻醉中有效抑制术中的应激反应就成为麻醉医师关心的问题。传统心脏外科手麻醉通常使用大剂量芬太尼(50～100μg/kg)，国内外的学者[3，7]选择芬太尼行快通道麻醉的总用量通常小于20μg/kg，同时必须复合使用短效镇静类药物和/或吸入麻醉等其他的麻醉药物或方法，即能维持血流动力学状态平稳并实现早期拔管。由于特殊的药理学特点瑞芬太尼已成为快通道麻醉首选镇痛药之一。研究认为1.5～2.0μg·kg-1·min-1瑞芬太尼可完全抑制术中及手术结束时的肾上腺素和去甲肾上腺素的释放[5]。Weale等[25]认为，在年龄<5岁的儿童先天性心脏病手术中，瑞芬太尼的用量超过1.0μg·kg-1·min-1方可抑制体外循环前的血糖升高和心动过速，低于0.25 μg·kg-1·min-1应谨慎用于新生儿和复杂的先天性心脏病畸形手术。王嵘等[5]发现0.25 μg·kg-1·min-1和0.5 μg·kg-1·min-1的瑞芬太尼均可有效抑制小儿快通道手术中的应激反应且血流动力学稳定，后者更具优势；然而2组患儿的各应激反应因子峰值都出现在术后，提示瑞芬太尼实施FTCA最严重的应激反应出现在拔管期和术后，随着瑞芬太尼逐渐消除、血浆浓度降低致不能有效抑制各种应激反应。Deshpande等[7]把先天性心脏病快通道手术的患儿分2组进行以舒芬太尼或芬太尼为主要镇痛药辅以笑气、异氟醚、维库溴铵、咪达唑仑和异丙酚的平衡麻醉，术中舒芬太尼和芬太尼的总用量各为1μg/kg和6 μg/kg(1∶6)，研究结果显示在CBP前和CBP后2组血流动力学变化差别无统计学意义；CBP结束后2组需正性肌力药支持的例数和药物总量无显著差异；以舒芬太尼和芬太尼进行小儿先天性心脏病快通道手术均能提供稳定的血流动力学。彭亮明等[26]使用总量3μg/kg的舒芬太尼复合七氟醚、爱可松等对50例先天性心脏病患儿进行超快通道麻醉，术中血流动力学稳定，术后拔管时间短[(36.3±8.5)min]，且无术中知晓，术后无1例需再次插管。气管插管被认为是比切皮、劈胸骨更为强烈的刺激，张玉杰等[27]观察舒芬太尼和芬太尼对高龄患者麻醉诱导气管插管心血管反应的影响，两者的诱导用量分别为0.3μg/kg和3μg/kg，发现此用量的舒芬太尼和芬太尼均可抑制插管时的心血管应激反应，但舒芬太尼插管过程中血流动力学更稳定，且作用更强，效果更持久。此外为减轻气管插管引起的应激反应可于插管前静脉注射艾司洛尔、利多卡因喷洒行表面麻醉或导管表面涂抹利多卡因软膏等。完善的麻醉是各种镇痛镇静药物的合理结合及其他药物必需辅助的复合平衡麻醉，单一的阿片类药不足以充分抑制手术过程中的有害应激反应。

6 快通道麻醉在先天性心脏病手术中的意义

心脏快通道麻醉的临床意义：(1)尽量减轻麻醉操作和手术等刺激引起的应激反应。(2)尽量缩短机械通气的时间，降低对呼吸功能的影响，减少呼吸道并发症。(3)减少心血管活性药物的应用种类和剂量。(4)缩短在ICU的时间，提高医疗资源的利用率，使有限的医疗资源得到更合理的应用。(5)减少患者的医疗费用，使更多患儿获得手术的机会。(6)安全性：术后早期拔管有利于改善患儿全身循环，减少术后并发症发生率，且不增加围术期的病死率和发病率。

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广西卫生厅自筹经费课题项目(No.z2013736)

535000 广西钦州市第二人民医院麻醉科

10.3969 / j.issn.1671-6450.2014.03.040

2013-12-11)