保护性肺通气在婴儿先天性心脏病术中的应用

孙瑗 沈赛娥 石学银 梅举 邓小明

保护性肺通气在婴儿先天性心脏病术中的应用

孙瑗 沈赛娥 石学银 梅举 邓小明

作者单位：200433 上海市，第二军医大学附属长海医院麻醉科（孙瑗、邓小明）；上海交通大学医学院附属新华医院麻醉与重症医学科（孙瑗、沈赛娥、石学银），胸外科（梅举）

目的 探讨体外循环下行先心病纠治术的婴儿进行保护性肺通气的临床可行性及效应。方法 20例选择性体外循环下主动脉阻断行先天性心脏病根治术的婴儿（≤1岁），术中行小潮气量通气，体外循环停机后行肺复张，并监测压力-容量环和肺动态顺应性确定最佳PEEP值通气至术毕。监测保护性肺通气过程中基本生命体征及不良反应情况，并比较体外循环停机超滤后（T1）、肺复张后（T2）及出手术室前（T3）患儿氧合指数（PaO2/FiO2）、气道峰压（Ppeak）、肺动态顺应性（Cdyn）、肺泡动脉血氧分压差（A-aDO2）、呼气末二氧化碳分压差（Pa-ETCO2）和肺内分流率（Fshunt）。结果 所有患儿基本生命体征指标均处于正常稳定范围，无严重不良反应。T2与 T1时比较，PaO2/FiO2、Cdyn增加（P＜0.01），A-aDO2及 Fshunt减小（P＜0.01），Ppeak降低，Pa-ETCO2减小（P＜0.05）。其中，PaO2/FiO2、Cdyn、A-aDO2及 Fshunt的改变效应可维持至 T3。结论 保护性肺通气策略可安全地应用于婴儿体外循环下先天性心脏病手术中，并可改善患儿体外循环后氧合、肺顺应性、弥散功能及通气血流比，降低气道阻力，减小肺内分流。

先天性心脏病；婴儿；体外循环；保护性肺通气

随着体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）技术的进步和对其基础和临床研究的不断深入，心肌保护措施和心脏外科技巧的不断完善和提高，心脏直视手术的死亡率和并发症逐渐下降。然而，CPB术后肺功能障碍的发生率仍高达20%～25%[1,2]。而对于先心病患儿，CPB转流后与转流前相比，往往存在肺顺应性降低，气道峰压、气道平台、气道阻力增高[3]。近年来，临床上也将重症监护室中肺功能损害患者的保护性肺通气策略应用于肺功能正常的外科手术患者。目前关于小儿先天性心脏病麻醉手术期间保护性肺通气鲜有相关研究结果发表，为此我们设计本试验，研究对体外循环下行先心病纠治术的婴儿进行保护性肺通气的临床可行性及效应，报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 2014年5～9月本院进行的选择性体外循环下主动脉阻断行正中胸骨切口先天性心脏病根治术的婴儿（≤1岁）20例入选本研究。非体外循环下先心病手术（PDA结扎、主动脉缩窄纠治）、姑息性手术（肺动脉环缩、体肺动脉分流）、术中经食管超声或术后经胸超声心动图检查明确仍有残留心内水平分流的患儿或术后发生左心功能不全并经心脏超声确认的患儿［定义为左室射血分数（LVEF）＜50%］排除于本研究之外。

1.2 麻醉及手术方式 所有患儿入手术室后开放外周静脉，给予咪唑安定0.1 mg/kg、丙泊酚2 mg/kg、芬太尼10 μg/kg、罗库溴铵0.6 mg/kg诱导后气管插管。麻醉维持为丙泊酚 2～6 mg·kg-1·h-1、芬太尼10 μg·kg-1·h-1、罗库溴铵 0.3～0.6 mg·kg-1·h-1，间断给予七氟烷吸入维持麻醉深度。接Drager-Primus麻醉机行机械通气，40%～60%空－氧混合通气。

体外循环期间采取全身浅低温法，Maquet Jostra HL20型人工心肺机，流量2.0～2.4 L·min-1·M-2，平均动脉压维持在 40～60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），Hct控制在25%～30%。心脏复跳后复温至直肠温36℃停CPB。所有患儿均行改良超滤。复温后常规应用多巴胺、硝酸甘油等血管活性药物维持循环稳定辅助体外循环撤机至术毕。所有患儿手术纠治情况通过philips iE33超声仪进行评估，术中使用食管超声探头（S7-3t）或术后使用经胸超声探头（S5-1）。

1.3 保护性肺通气方式 所有患儿术中压力控制通气模式，通过调节吸气峰压来调节监测呼出潮气量，调整呼出潮气量6～8 ml/kg（理想体重），吸气峰压阈值≤30 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），吸呼比（I∶E）1∶1.5～2.0，调整通气频率维持呼气末二氧化碳分压（ETCO2）＜50 mm Hg。患儿在体外循环停机行改良超滤后进行肺复张。复张时用Datex ULTSV-23-06监护仪小儿用D-lite管监测压力-容量环和肺动态顺应性，以5 cm H2O间隔逐渐增加PEEP至15 cm H2O，每次增加PEEP值后维持45～60 s进行肺复张。再从15 cm H2O将PEEP值每30 s降低2 cm H2O，直到肺动态顺应性突然下降，此时的PEEP值+2 cm H2O为最佳PEEP值。确定最佳PEEP值后将呼吸机参数调整至开始复张前的参数，但将PEEP值调整至确定的最佳PEEP值，直至手术结束。理想体重值参考上海市区男、女童体格发育五项指标评价参考值（2005年版）。

1.4 监测指标 监测并记录体外循环前（T0）、体外循环停机超滤后（T1）、肺复张后（T2）及出手术室前（T3）基本生命体征参数包括动脉血气pH值、PaCO2、心率（HR）、平均动脉压（MAP）、中心静脉压（CVP）；术中机械通气、肺复张及加用最佳PEEP值后不良反应的情况，包括低血压、心动过缓、心律失常、气胸、纵隔气肿等气压伤的程度、持续时间及是否需要额外使用血管活性药物纠正。

分三个时点在体外循环停机超滤后（T1）、肺复张后（T2）及出手术室前（T3），用 Datex ULT-SV-23-06监护仪及RADIOMETERR血气分析仪（ABL800 FLEX，Denmark）监测患儿的氧合指数（PaO2/FiO2）、气道峰压（Ppeak）、肺动态顺应性（Cdyn）、肺泡动脉血氧分压差（A-aDO2）、呼气末二氧化碳分压差（Pa-ETCO2）和肺内分流率（Fshunt）。

1.5 统计学方法 统计学分析用SPSS 16.0软件。所有计量数据均以±s表示，计数资料以例数（百分比）表示。各时点间比较用重复测量数据方差分析，并用LSD法做不同时点间的多重比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 纳入本研究的患儿共20例，其一般情况及疾病分类见表1。

2.2 保护性肺通气实施的不良反应 体外循环前（T0）、体外循环停机超滤后（T1）、肺复张后（T2）及出手术室前（T3），基本生命体征指标 pH 值、PaCO2、心率（HR）、平均动脉压（MAP）、中心静脉压（CVP）均处于正常稳定范围，见表2。其中pH值体外停机超滤后、MAP肺复张后及出手术室前均较体外循环前升高，HR出手术室前较超滤后降低。

所有患儿均完成了肺复张，复张过程中未发生心动过缓、心律失常、气胸、纵隔气肿等不良反应。1例患儿在PEEP值调整至10 cm H2O通气30 s后、1例患儿在PEEP值调整至15 cm H2O通气15 s后发生一过性收缩压较前下降20%，中心静脉单次给予2 μg/kg去氧肾上腺素推注，15 s内收缩压均恢复PEEP值调整前的水平，肺复张并未因此暂停或终止，继续肺复张进程，未再次发生低血压情况。

2.3 各时点的呼吸力学及血气参数比较 肺复张后（T2）较体外循环结束时（T1），PaO2/FiO2、Cdyn增加（P＜0.01），A-aDO2及 Fshunt减小（P＜0.01），Ppeak降低，Pa-ETCO2减小（P＜0.05）。其中，PaO2/FiO2、Cdyn、A-aDO2、Fshunt的改变效应可维持至术毕（T3）。见表3。

表1 患儿一般情况［±s，例数及百分率（%）］

表1 患儿一般情况［±s，例数及百分率（%）］

最佳PEEP（cm H2O）单纯房/室间隔缺损 房/室间隔缺损合并瓣膜疾病 部分性肺静脉异位引流例数 月龄 体重（kg） 男/女 肺高压 术前1周上呼吸道感染史 心内右向左分流 左室射血分数（%）20 5.82±2.40 6.50±2.32 9/11 14（70） 6（30） 15（75） 65.36±4.32疾病类型 麻醉时间（min）CPB停止至手术结束时间（min）体外循环时间（min）15（75） 4（20） 1（5） 223.45±18.82 60.63±12.51 61.55±9.00 4.90±1.22

表2 各时点基本生命体征情况（±s）

表2 各时点基本生命体征情况（±s）

注：PaCO2：动脉血二氧化碳分压；HR：心率；MAP：平均动脉压；CVP：中心静脉压。与 T0时点比较，aP＜0.05，bP＜0.01；与 T1时点比较，cP＜0.05

不同时点CVP（cm H2O）T0 44.66±5.04 7.359±0.026 134.09±7.89 52.09±7.48 8.82±2.56 T1 43.46±3.88 7.398±0.035a139.91±15.99 58.64±11.29 8.91±2.02 T2 44.97±3.89 7.390±0.016 137.63±15.35 61.27±11.71a 9.00±2.41 T3 43.58±3.57 7.376±0.027 133.82±16.73c 61.55±7.76b 9.18±1.60（mm Hg） pH HR（次/min）PaCO2MAP（mm Hg）

表3 各时点呼吸力学及血气参数（±s）

表3 各时点呼吸力学及血气参数（±s）

注：PaO2/FiO2：氧合指数；A-aDO2：肺泡动脉血氧分压差；Ppeak：气道峰压；Fshunt：肺内分流率；Cdyn：肺动态顺应性；Pa-ETCO2：呼气末二氧化碳分压差。与 T1时点比较，aP＜0.01，bP＜0.05

不同时点PaO2/FiO2A-aDO2（mm Hg）Ppeak（cm H2O）Fshunt（%）Cdyn（ml/cm H2O）Pa-ETCO2（mm Hg）T1 261.95±76.42 200.75±58.66 17.00±2.05 13.71±4.87 3.55±1.19 7.05±2.44 T2 344.55±106.63a 135.84±54.96a 15.91±1.58b 8.61±4.01a 4.60±1.86a 6.07±2.41bT3 383.22±94.05a 122.99±54.14a 16.00±0.77 7.83±4.00a 4.59±1.72a 6.33±2.45

3 讨论

保护性肺通气策略源于重症监护医学中关于在新生儿肺部疾病[4]、慢性阻塞性肺病、哮喘及急性呼吸窘迫综合征（ARDS）[5,6]中过高的肺部膨胀压力或高潮气量会导致肺损伤（及可能降低生存率）的认识。而越来越多的实验和临床研究也显示，保护性肺通气策略不等同于低潮气量通气，另一个关键点是通过肺复张及呼气末气道正压PEEP以“维持肺容量”，减小肺膨胀不全和肺内分流，改善通气的分布最终优化气体交换[7]。

涉及成人体外循环时持续气道正压通气（CPAP）或低潮气量通气、CPB时或脱机后PEEP通气、体外循环脱机时或在ICU进行肺复张的814个病例的16项随机临床试验的Meta分析[8]证实，这些通气方法可改善体外循环后的氧合，但其效应并不持久，并不能改善预后。在小儿使用保护性肺通气策略方面，Boriosi等[9]在肺损伤的危重病患儿通过PEEP递增法直至临界开放压进行肺复张2 min，再通过PEEP递减滴定试验确定最佳PEEP值，继续以最佳PEEP值进行控制通气，PaO2/FiO2在4 h内增加80%，12 h内仍能维持增加40%，且并没有因肺复张而发生低血压、心动过缓、气压伤、低氧血症或心律失常等严重不良反应，经CT扫描证实肺通气的面积可增加3%～72%。Scohy等[10]则报道，在体外循环下先天性心脏病手术的小儿患者，体外循环结束后，予8 cm H2O的PEEP通气并进行肺复张，较单纯给予8 cm H2O的PEEP通气或不予PEEP通气，可显著改善呼气末肺容量、动态顺应性及PaO2/FiO2。

本研究选取的小儿病例为1岁以内的婴儿，多数是房室间隔缺损的病例。这类患儿往往缺损较大，肺血增多，肺动脉压力较高，术前可有心内右向左分流，加之年龄小、体重低，体外循环停机后容易出现呼吸功能不全、氧合低下。我们在整个手术过程中采用压力控制下保证6～8 ml/kg（理想体重）的小潮气量通气并调节呼吸频率，以避免大潮气量、高气道压引起的肺泡过度膨胀。在体外循环前后及肺复张后直至术毕各时点，PaCO2及pH值均在正常范围内，未出现二氧化碳蓄积及酸血症，且HR、MAP及CVP等基本生命体征也均处于正常值。在体外循环撤机超滤后通过采用对循环干扰较小的PEEP逐步增加法进行肺复张，并滴定最佳PEEP值维持至术毕。虽然有2例患儿在较高PEEP水平肺复张时出现一过性低血压，但通过短效的血管活性药物均能很快纠正，也未出现心动过缓、心律失常、气胸、纵隔气肿等不良反应。MAP在各时点的差异有统计学意义，在肺复张后及术毕较体外循环前上升，也符合解剖结构异常得以纠正、心功能及循环改善的特征。而Amorim等[11]报道，即便是在术前平均肺动脉压（MPAP）超过25 mm Hg的危重先心病患儿，术毕给予10～15 cm H2O的PEEP复张肺，右房压（RAP）、左房压（LAP）、HR、MAP 均能保持稳定，MPAP仅有轻度及短暂的上升，所有患儿均耐受良好。

考虑到小儿机械通气呼吸力学及先天性心脏病血流动力学的特性，我们将15 cm H2O设置为肺复张的最高PEEP值，使体外循环过程中塌陷肺泡最大限度复张并保持其开放，以增加肺容积；并通过递减PEEP值滴定以找出肺动态顺应性突然下降时的临界闭合压，将最佳PEEP值定义为临界闭合压加上2 cm H2O。理论上，最佳PEEP值可刚好使陷闭肺泡扩张，可使含气肺泡数量增加20%以上，从而使含气肺总量超过60%，并清除部分分流，从而改善氧合，减少反复打开和关闭肺泡产生剪切力导致的肺损伤，总体上改善肺循环。我们的呼吸力学及血气分析的结果显示，肺复张及最佳PEEP通气可明显改善体外循环后患儿的氧合及肺顺应性，并可维持至术毕；而气道阻力可通过肺复张降低，虽然其效应短暂。而肺复张后及至术毕较体外循环结束时A-aDO2及Fshunt减小，肺复张后较体外结束时Pa-ETCO2减小，说明肺复张及最佳PEEP通气可改善体外循环后患儿的肺弥散功能、通气-血流比，并减小肺内分流。

小潮气量、肺复张及最佳PEEP通气的保护性肺通气策略，可安全地应用于婴儿体外循环下先天性心脏病手术中，并可改善患儿体外循环后氧合及肺顺应性，降低气道阻力，并改善患儿的肺弥散功能、通气血流比，减小肺内分流。

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Lung protective ventilation in the congenital heart disease operation of infants

SUN Yuan＊，SHEN Sai-e，SHI Xue-yin，et al.＊Department of Anesthesia，Changhai hospital of Shanghai，Shanghai 200433，China

DENG Xiao-ming，E-mail：deng_x@yahoo.com

Objective To evaluate the feasibility and effect of the lung protective ventilation strategy during congenital heart disease operation of infants under cardiopulmonary bypass（CPB）.Methods 20 congenital heart disease infants（year≤1）that selected for corrective operation under CPB with aorta cross-clamping were ventilated with small tidal volume，alveolar recruitment maneuver after CPB，and ventilated with the optimal PEEP determined by pressure-volume circle and pulmonary dynamic compliance.The basic vital signs and complication were observed during the whole procedure，the PaO2/FiO2，Ppeak，Cdyn，A-aDO2and Fshunt were compared among after CPB（T1），after alveolar recruitment（T2），operation finished（T3）.ResultsAll the basic vital signs of the infants were stable and within the normal range，there were no serious complications.PaO2/FiO2、Cdynincreased（P＜0.01），A-aDO2and Fshunt decreased（P＜0.01），Ppeak and Pa-ETCO2decreased（P＜0.05）at T2compared with T1.The effect of PaO2/FiO2，Cdyn，A-aDO2and Fshunt lasted to T3.Conclusion The lung protective ventilation strategy can be applied in congenital heart disease operation of infants under CPB safely.It may improve the oxygenation，pulmonary compliance，diffusion and vent-flow ratio，decrease the airway resistance and intrapulmonary shunt.

Congenital heart disease；Infant；Cardiopulmonary bypass；Lung protective ventilation

邓小明，E-mail：deng_x@yahoo.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2016.03.007

R654.2

B

1672-5301（2016）03-0214-04

2015-12-01）