心脏瓣膜置换术中不同阶段应用等剂量七氟醚>对肺功能的影响

张永强, 卢 玮, 郑 宏, 王 江

(新疆医科大学第一附属医院麻醉科， 乌鲁木齐 830011)

体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)是心内直视手术的必要手段之一,然而CPB处于非生理状态之下给机体重要组织器官带来不同程度的损伤，其中以心、肺功能的损伤最为显著，其引起的急性肺损伤和术后肺不良事件仍然是CPB术后常见的并发症之一[1-2]。CPB期间对该类手术患者心、肺功能的保护一直是近年来国内外离体和在体研究的热点[3]。目前多认为CPB相关性肺损伤的发生机制与CPB 所致全身炎症反应(SIRS)及肺缺血/再灌注损伤两大主要因素有关[4]。研究表明，七氟醚可减轻内毒素诱导的休克鼠的低血压和酸中毒程度,减少炎性细胞因子释放,减轻炎性反应和肺缺血/再灌注损伤[5-8]。目前关于七氟醚对于心脑保护作用的研究较移[9-11]，而围绕CPB下肺保护的效果以及七氟醚处理的时机鲜有报道。因此，本研究拟通过1 MAC(minimum alveolar concentration,肺泡最低有效浓度)的七氟醚在心脏瓣膜置换术中不同阶段给药方式,观察其对肺功能的影响，并评价七氟醚对肺功能的保护作用和最佳给药时机。

1 资料与方法

1.1一般资料随机选取2012年10月-2013年6月新疆医科大学第一附属医院择期在体外循环下心脏瓣膜置换术的患者60例，经医院伦理委员会批准，患者签署书面同意书。纳入标准：(1)第一次实施瓣膜置换术的患者；(2)ASAⅡ～Ⅲ级，术前心功能分级(NYHA)Ⅱ～Ⅲ；(3)年龄18～60岁，体质量50～90 kg。排除标准：(1)术前有肺部感染或全身感染、慢性阻塞性或限制性肺部疾病致肺功能异常；(2)近期内(<6个月)吸烟者；(3) ASA Ⅳ或Ⅴ级，左室射血分数(EF%)<40%，中到重度肺动脉高压，合并高血压、冠心病，近期内(<3个月)有心肌梗死病史，有心脏手术史，合并血液系统、中枢神经系统、内分泌系统疾病，肝、肾功能异常者；(4)术中出现输注血制品过敏反应者，CPB时间>60 min或脱机困难、CPB后循环波动较大、术后紧急再次手术者。

1.2麻醉方法与监测患者均采用统一的全麻方案，CPB均由同一组医师完成。术中监测项目：指脉搏氧饱和度(SpO2)、有创动脉血压(ART)、心电图(ECG)、心率(HR)、呼气末二氧化碳分压(PETCO2)、呼气末七氟醚浓度、中心静脉压(CVP)、鼻咽温度(T)、麻醉深度和4个成串刺激(TOF)值，使其于上、下腔静脉阻断后停止机械通气及上、下腔静脉开放后恢复机械通气。复温后酌情使用多巴胺(3～8 μg·kg-1·min-1)及硝普钠(0.5～5 μg·kg-1·min-1)增强心肌收缩力，扩张血管，控制循环稳定。术后根据病情输浓缩红细胞和新鲜冰冻血浆，维持血细胞比容(Hct)30%～35%。

1.3实验分组及方法将60例患者随机分成4组，每组15例：对照组(C组)、七氟醚全程处理组(S1组)、七氟醚预处理组(S2组)和七氟醚后处理组(S3组)。麻醉就绪后开始手术，手术均由同一组手术医生操作完成，采用胸前正中切口，按常规方法建立体外循环并行瓣膜置换术。C组在手术中不使用七氟醚；S1组手术中全程吸入1 MAC七氟醚，CBP期间经膜肺吹入1 MAC七氟醚；S2组麻醉插管后即刻应用七氟醚到CBP开始前停用；S3组升主动脉开放后即刻应用1 MAC七氟醚直到手术结束。

CPB中七氟醚吸入方法：选用带有独立排气口的膜式氧合器 ，S1组转流开始后经氧合器吸入七氟醚维持麻醉。操作步骤: 供氧导管先与datex-omeda七氟醚挥发罐进气口连接，然后将挥发罐出气口与氧合器进气口连接，含七氟醚的废气由氧合器排气口经导管与真空负压吸引连接排出手术室，转流期间开启七氟醚挥发罐至2.5%。灌注压高低可以通过多巴胺的浓度调节。呼吸机开始工作，麻醉机挥发罐打开时，停止使用。

1.4术后管理手术结束后持续泵入多巴胺及硝普钠，带气管导管送至ICU病房，采用Dräger Evita 4呼吸机行机械通气，吸入氧浓度(FiO2)由1.0逐渐递减至0.3～0.4，潮气量(VT)8～10 mL/,当患者完全清醒、血流动力学稳定、血气分析结果正常后停用呼吸机。拔出气管内导管，给予鼻导管吸氧，氧流量为2.0 L/min，观察呼吸、血流动力学稳定、无明显不良反应及并发症后送回普通病房。

1.5检测指标4组均于手术开始之前(T0)、手术结束时(T1)、术后2 h(T2)、术后6 h(T3)及拔出气管导管前30 min(T4)抽取动脉血样行血气分析(便携式Abbott血气分析仪，型号：i-STAT 300)，记录当时吸入氧浓度FiO2，记录手术、CPB及术中升主动脉阻断时间、术中血管活性药用量、术后呼吸机支持时间、患者带气管导管时间、呼吸系统并发症及ICU滞留时间。

按照下列公式计算各时间点肺功能指标，包括呼吸指数(respiratoryindex，RI)、氧合指数(oxygenindex，OI)及M指数(PaO2/PAO2)。

PAO2=[FiO2×(760-47)-PaCO2]/0.8

RI=D(A-a)O2/PaO2=(PAO2-PaO2)/PaO2

OI=PaO2/FiO2

M指数=PaO2/PAO2

1.6统计学处理采用SPSS13.0统计软件进行数据分析，正态分布的计量资料以均数±标准差(-x±s)表示,多组组间比较采用单因素方差分析, 两样本均数比较采用t检验;计数资料比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1一般情况4组患者年龄、性别、体质量、身高及手术类型、术前射血分数(EF%)、CPB时间、升主动脉阻断时间、手术时间、最低鼻咽温度等资料比较差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.24组患者肺功能指标的比较4组患者T0时各项肺功能指标差异无统计学意义(P>0.05)；与T0比较，T1、T2和T3时刻4组患者的OI和M指数水平皆有明显降低(P<0.05)，而RI水平明显升高(P<0.05)；与C组比较，S1、S2、S3组患者在T1、T2和T3时刻的肺功能指标水平均较优(P<0.05)，同时S1更优于S3(P<0.01)，稍优于S2(P<0.05)；T4时刻4组患者的肺功能指标水平皆有明显恢复，与T1、T2和T3时刻比较差异有统计学意义(P<0.05)，与T0时刻比较差异无统计学意义(P>0.05)，且4组各指标差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表1 4组患者一般情况的比较(n=15， -x±s)

表2 4组患者肺功能指标的比较(n=15， -x±s)

注：与T0比较，*P<0.05； 与C组比较，#P<0.05； 与S1组比较，△P<0.05。

2.34组患者术后情况所有患者均在术后8～16 h脱离呼吸机，拔出气管导管。与C组比较，S1、S2、S3组患者呼吸机支持时间、带气管导管时间及ICU滞留时间均缩短(P<0.05)，而S1组更短于S2和S3组(P<0.05)；S1、S2、S3组患者术后呼吸系统并发症发生率高于C组(P<0.05)，见表3。

表3 4组患者术后情况比较(n=15， -x±s)

注： 与C组比较，#P<0.05； 与S1组比较，△P<0.05。

3 讨论

随着外科手术水平的提高和发展、体外循环技术的进步，材料改良，转机时间不断缩短，体外循环下心脏直视手术后死亡率已不断下降，各器官并发症也有所减少。但术后肺损伤仍不可避免，术后肺功能均有不同程度的减退，造成术后肺功能损伤可能的影响因素包括：临床麻醉实施的过程、高浓度氧气吸入的正压通气[12]、术后呼吸支持方式[13]、体外循环过程中肺脏终末肺单位存在的缺血/再灌注损伤、肺组织间质的炎性反应[14]等。虽然其具体机制尚未明确，但是这些因素直接导致术后急性肺功能损伤的理论目前已得到大部分研究的认同[15]。

七氟醚是目前临床应用较为广泛的新型吸入麻醉药，研究表明其无论在动物实验还是临床研究中均具有肺脏的保护作用[5-8]。钟毅等[ 16]报道七氟醚能模拟麻醉药物缺血预处理产生心肺保护作用，而王丹等[17]研究表明七氟醚后处理可以降低瓣膜置换术后炎性因子的释放，苏建林等[18]研究证实CPB下通过膜肺给予七氟醚对患者肺功能有一定的保护作用。1 MAC的七氟醚进行处理，是借鉴了前人研究的大量相关经验：Wang等[9]和Payne等[10]发现1 MAC的七氟醚具有心脑保护作用,而Cho等[11]证实了1 MAC的七氟醚对CPB后肺部炎症反应具有抑制作用。

心脏瓣膜置换手术后肺功能障碍表现为肺换气与弥散功能减低，低氧血症主要由通气/血流失调或弥散障碍、肺内分流引起。临床上用公式计算肺泡-动脉血氧分压差(A-aDO2)来综合评价肺氧合状态[19]。但是由于肺泡氧分压(PAO2)目前只能依靠计算公式估算，其正常值高度依赖于吸入氧浓度，为此人们提出了计算RI、OI和M指数(PaO2/PAO2)等校正指标，以期尽量减少FiO2等对计算结果的影响，并减少个体间差异。RI 是准确反映肺的通气功能、氧气交换是否正常的一个简单而实用的指标；OI是PaO2/FiO2比值，可以反映肺氧合功能状态，已经成为ARDS的诊断标准之一[20]，OI降低可见于肺弥散功能障碍患者；M指数(PaO2/PAO2)与OI相似，对于不同的氧浓度，a/A比相对稳定[21]，若其比值降低，提示肺换气功能障碍。崔虎军等[22]报道这3项指标与肺氧合功能变化的相关性较好，因此本研究选择RI、OI和M指数(PaO2/PAO2)来评价术后肺功能的损伤程度。

本研究结果显示患者经历了CPB这一非生理学的改变，对肺脏产生了损伤作用，造成了各项指标在一段时间内的恶化，随着时间的延长肺功能又开始恢复，1 MAC的七氟醚对患者的处理并不能完全避免肺损伤的发生。但是从S1、S2、S3组的各项指标来分析，1 MAC七氟醚对CPB后初期的肺损伤确实可起到一定的肺保护作用：可减轻CPB后肺损伤造成的肺氧合功能下降，减少肺泡-毛细血管屏障的损伤，减轻肺血管通透性增高的程度，缩短呼吸机支持时间、患者带气管导管时间、呼吸系统并发症及ICU滞留时间，对CPB后肺损伤的早期恢复具有积极的作用。同时也证实了全程吸入七氟醚对肺脏的保护作用优于七氟醚的预处理和后处理。其可能机制：(1)血液处于非生理环境和异常血流动力状态下以及血管内皮细胞损伤等因素，会激活补体系统、白细胞和凝血系统，白细胞被激活并释放各种蛋白酶引起微血管通透性增加和血管收缩，导致肺损伤。七氟醚可抑制外周血液细胞释放炎症因子，进而减轻肺组织炎症反应，降低肺泡毛细血管的通透性；(2)七氟醚通过抑制中性粒细胞的活性，减轻对肺组织细胞的损伤；(3)全程吸入七氟醚，具有类似于七氟醚对肺的预处理和后处理模型，尤其是CPB期间吸入七氟醚，加之双肺存在一定量的侧支血流供血，在阻断和开放过程中机体内始终保持一定浓度七氟醚，并能发挥缺血后处理作用，抑制中性粒细胞的粘附，具有微血管内皮保护功能，还可抑制肺泡细胞的坏死和凋亡。

本研究的不足之处是每组纳入样本量较少,有待大量样本进一步的临床观察和研究。

综上所述，本研究结果表明1 MAC七氟醚在心脏瓣膜置换手术中的应用对肺功能有一定的改善作用, 对CPB后早期肺损伤具有保护作用。全程吸入七氟醚更具有优势，值得临床关注。

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