固定通气模式下老年患者后腹膜腔镜手术中Pa-etCO2变异性及与酸碱环境的相关性研究*

陈　涵，　伍　静，　陈向东，　姚尚龙

华中科技大学同济医学院附属协和医院麻醉科，武汉　430022



固定通气模式下老年患者后腹膜腔镜手术中Pa-etCO2变异性及与酸碱环境的相关性研究*

陈涵，伍静，陈向东，姚尚龙△

华中科技大学同济医学院附属协和医院麻醉科，武汉430022

目的观察老年患者行后腹膜腔镜手术时Pa-etCO2的变异性，探讨Pa-etCO2与酸碱环境的相关性。方法选择40例固定通气模式全麻下行后腹膜腔镜手术的患者，按年龄分为A组(60～80岁)和B组(20～未满60岁)各20例，ASAⅠ～Ⅱ级，分别记录诱导后15 min(T1)，气腹后15 min(T2)，气腹后30 min(T3)，气腹后60 min(T4)，停气腹后15 min(T5)的PetCO2、Ppeak，并抽取动脉血行血气分析，记录PaCO2、pH值、HCO3-值，并计算Pa-etCO2。结果①两组患者在气腹后Pa-etCO2、PetCO2和Ppeak均明显增大且差异有统计学意义(均P<0.05)。Pa-etCO2增加的程度随着手术时间的延长加大，且A组增加的程度明显高于B组(均P<0.05)；PetCO2和Ppeak均不随手术时间的延长继续增加。两组的Pa-etCO2分别与PetCO2和Ppeak都没有明显的相关性。②两组患者气腹后pH值及HCO3-值均较气腹前降低，差异有统计学意义(均P<0.05)，但A、B组间无差异(均P>0.05)。两组Pa-etCO2在气腹后与pH值均明显呈负相关。两组pH值与HCO3-值均有相关性(P<0.01)。结论老年患者后腹膜腔镜手术中Pa-etCO2变异性较年轻患者随时间明显增加，且与内环境酸碱失衡有很好的相关性，会引起不可避免的pH值及HCO3-值的降低，但不能用PetCO2和Ppeak来准确判断PaCO2的变化。

后腹膜腔镜手术；动脉血-呼气末二氧化碳分压差；变异性；酸中毒；相关性

后腹膜腔镜手术作为腹内腔镜手术的应用扩展，目前可以完成肾上腺、肾脏、输尿管等腹膜后脏器的手术，在泌尿外科疾病治疗中占据越来越重要的地位[1]。临床发现后腹膜腔镜比普通腔镜手术二氧化碳吸收更快，而老年人通气及换气功能均有不同程度的下降，更易发生二氧化碳的潴留和随之而来的内环境紊乱[2]。本研究旨在观察老年患者后腹膜腔镜手术中动脉血-呼气末二氧化碳分压差(Pa-etCO2)的变异性及其与呼吸和内环境参数的相关性。

1　资料与方法

1.1临床资料

选择2015年11月至2016年4月武汉协和医院泌尿外科全身麻醉下行后腹膜腔镜肾脏手术的患者40例，性别不限，根据年龄分为A组(60～80岁)20例，B组(20～未满60岁)20例，BMI <30 kg/m2，ASAⅠ～Ⅱ级。术前各项检查无特殊，排除有严重心脑血管疾病、呼吸系统疾病、肝肾功能不全的患者。

1.2麻醉方法

所有患者术前均不用药，入室后开放上肢静脉输液通道，术前以10 mL/kg的乳酸林格液预充，行桡动脉穿刺测压，面罩给氧去氮，静脉给予异丙酚2 mg/kg，芬太尼3 μg/kg，爱可松1 mg/kg诱导麻醉，行气管插管后连接Drager Primus麻醉机机械通气。潮气量8 mL/kg，呼吸频率12次/min，氧流量1 L/min，吸呼比1∶2。术中以异丙酚、瑞芬太尼、爱可松、异氟醚维持麻醉。气腹压力设为12 mmHg。术中维持平均动脉压MAP波动±30%。

1.3监测指标

全程监测心率(HR)、平均动脉压(MAP)、血氧饱和度(SpO2)、呼气末二氧化碳浓度(PetCO2)、气道峰压(Ppeak)，分别于诱导后15 min(T1)、气腹后15 min(T2)、气腹后30 min(T3)、气腹后60 min(T4)、停气腹后15 min(T5)记录上述监测指标并抽取动脉血行血气分析，记录PaCO2、pH值、HCO3-值，并计算动脉血与呼气末CO2分压差(Pa-etCO2=PaCO2-PetCO2)。

1.4统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件，所有计量资料用均

2　结果

所有患者均顺利完成手术且无延伸至腹部、胸部、颈部、面部或上肢等处的皮下气肿发生。

2.1Pa-etCO2的变异性及其与呼吸参数PetCO2和Ppeak的相关性

两组患者在气腹后Pa-etCO2、PetCO2和Ppeak均明显增大且差异有统计学意义(均P<0.05)。Pa-etCO2增加的程度随着手术时间的延长加大，且A组增加的程度与B组有显著性差异(P<0.05)；PetCO2不随手术时间的延长继续增加，且两组间无差异(P>0.05)；而Ppeak亦不随手术时间的延长而增加，但相同时间点A组明显大于B组(均P<0.05)。气腹结束后15 min，两组的PetCO2均能回到气腹前的水平(均P>0.05)，B组Ppeak与气腹前比较无差异(P>0.05)，但A组的Pa-etCO2仍较气腹前明显增大且与B组有显著性差异(P<0.05)。见表1。两组的Pa-etCO2分别与PetCO2和Ppeak都没有明显的相关性。见表2。

2.2Pa-etCO2与酸碱环境pH值及HCO3-值的相关性

两组患者气腹后pH值及HCO3-值均较气腹前降低，差异均有统计学意义(均P<0.05)，但A，B组间差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

两组Pa-etCO2在气腹后与pH值均明显呈负相关。A组Pa-etCO2与HCO3-值无相关性，但B组仍有明显负相关(P<0.05)。两组pH值与HCO3-值高度相关(P<0.01)。见表2。

表1　两组患者的呼吸参数及酸碱环境变化±s，n=20)

与B组同时间点比较，*P<0.05；与同组T1时比较，△P<0.05。

表2　两组患者不同时间点各指标间的相关系数

*P<0.05；**P<0.01

3　讨论

3.1Pa-etCO2的变异性及与呼吸参数PetCO2和Ppeak的相关性

PetCO2目前已广泛用于临床监测及麻醉呼吸管理，不仅间接反映肺泡通气和PaCO2，还能反映组织灌注状况。在肺泡通气/血流比值(V/Q)正常的患者，正常机械通气期间Pa-etCO2通常为2.5～4.5 mmHg。但V/Q失调时，如肺通气不充分、肺内分流增加、肺泡灌注差、死腔通气增加，均可导致Pa-etCO2增加，这种改变在不同患者之间差别甚大。Pa-etCO2过分变异的结果是使PetCO2对PaCO2的反映与预测失去可靠性。老年患者的生理特点有很大变化，各器官功能不同程度退化，胸廓顺应性降低，慢性炎症使得肺内分流和死腔通气增加。后腹膜腔镜手术由于大量血管床的直接暴露，使CO2更加快速入血。诸多因素可导致患者高碳酸血症和限制性通气功能不全。有临床研究显示，腹腔镜手术对正常生理状况下的成年人不至构成严重的影响，但在老年患者，尤其是合并有心肺功能不全，ASA分级更高的老年患者，Pa-etCO2可达10～20 mmHg以上[3]。

本研究发现两组患者气腹之后Pa-etCO2均较气腹前明显增加，提示侧卧位二氧化碳气腹期间出现了生理死腔的增加及肺内分流的增大，且随着气腹时间的延长，增加的幅度越大，气腹结束15 min后轻微下降，但仍明显高于气腹前水平。相同时间点的老年患者Pa-etCO2均较青年组增加3～4 mmHg且差异有统计学意义，气腹后60 min老年患者Pa-etCO2可升至5～12 mmHg，提示老年患者后腹膜腔镜手术中Pa-etCO2的变异性明显增大。而PetCO2和Ppeak虽在气腹后均有明显升高，但并不随时间延长继续升高，说明术前情况良好的患者在二氧化碳灌注后，随着PaCO2的升高，机体通过自身的调节，增加二氧化碳的排出量，使得PetCO2和PaCO2处于一个新的动态平衡。这种不同步的改变既说明手术后期Pa-etCO2和PetCO2、Ppeak相关性较差，也预示着PetCO2和Ppeak对PaCO2的反映和预测失去可靠性。

有临床研究发现，后腹膜腔镜手术中固定通气模式下，随着气腹时间的延长，Pa-etCO2值明显增大，但PetCO2、PaCO2和Pa-etCO2值均不随时间的延长而呈进行性升高，与本研究中青年组的结果基本一致[4]。贾强等[5]在对后腹膜腔镜引起高碳酸血症的研究中也发现，随着手术时间延长，发生高碳酸血症的比例不断攀升，气腹90 min时发生高碳酸血症的比例高达75%(PaCO2>50 mmHg)。随着PaCO2的上升，PaCO2与PetCO2的差值增加。8例患者的PetCO2为45 mmHg，而Pa-etCO2的结果高达15～25 mmHg。

另外也有研究得出了不同结论，认为60岁以上患者在后腹膜腔镜手术中PetCO2与PaCO2之间有很好相关性，与本研究区别在于呼吸模式不固定，并提出为了避免高碳酸血症和呼吸性酸中毒，建议CO2气腹时将患者分钟通气量增加30%。古博等[6]通过对30例65岁以上后腹膜腔镜手术的患者气腹前实施20%～30%的过度通气研究发现，机体吸收CO2达到平衡状态的过程大概需要60 min左右，增加20%～30%的通气量亦不足以避免术中高碳酸血症，尤其是对手术时间长于60 min的患者。文献报道，Pa-etCO2与氧浓度、潮气量和气道峰压均相关，在一定范围内增大潮气量可能加重了通气与血流的不匹配，导致无效腔增加，从而加大Pa-etCO2，为改善通气，应当以增加呼吸频率为主，以避免进一步增加气道峰压和潮气量可能带来的肺泡损伤和胸腔内压力增高对循环产生的影响[7]。由于本研究样本量较局限，后期需要更大样本量的临床实验来验证Pa-etCO2与其他呼吸参数的相关性。

3.2Pa-etCO2与酸碱环境pH值及HCO3-值的相关性

腔镜手术中发生的呼吸功能紊乱多是由于CO2吸收过多，而通气不足使CO2呼出不够导致蓄积，引起高CO2血症，从而对人体呼吸、循环系统等产生一系列继发影响。高PaCO2可导致酸中毒，酸中毒可抑制心肌细胞的收缩功能，导致肺血管收缩，肺循环压力升高，还可使体内儿茶酚胺释放大幅度增加，使血压升高，心率增快，心功能差的患者甚至可诱发心律失常和右心衰竭[2]。老年人各器官功能退化，对手术耐受力较差，术中监测酸碱环境尤其重要。

本研究发现，随着手术时间的延长，两组患者明显增加的Pa-etCO2与明显降低的pH值及HCO3-值有着高度的负相关性，并且pH值与HCO3-值本身有高度正相关。这一结论与急性高碳酸血症的代偿机制高度吻合，高碳酸血症会带来必然的酸中毒，pH值降低，并且由于在固定通气模式下呼吸系统不能发挥有效代偿，细胞内外离子交换和细胞内液缓冲的有限性，这种急性的呼吸性酸中毒常会快速地失代偿而合并代谢性酸中毒，即HCO3-值不升反降加重酸中毒，进一步对循环产生抑制作用，继发血流动力学的波动，并加重V/Q失调[8]。相比之下，肺内分流尤其通气不足对Pa-etCO2变异的影响一般较小，Pa-etCO2的增加通常仅5～10 mmHg左右，这是因为有肺换气效能与CO2的良好弥散性作用代偿。但死腔通气尤其灌注不足时情况就不同了，Pa-etCO2的差值增加比单纯肺内分流显著得多，可达10～20 mmHg以上。另外，在同一患者死腔通气和肺内分流是不可能相互抵销的，其结果可能是二者作用的叠加。所以，当呼出气来自灌注差或无灌注肺泡时，PetCO2将会降低并使Pa-etCO2发生更大的变异性，对PaCO2的预测变得更加不可靠[3]。因此本研究中采用固定通气模式会降低患者呼吸系统被动代偿的能力而增加Pa-etCO2的变异性。

综上所述，老年患者后腹膜腔镜手术中Pa-etCO2变异性较年轻人明显增加，并且在气腹60 min内随着时间延长不断增加，提示V/Q不断恶化。应根据动脉血气和PetCO2的变化及时调整呼吸参数，主要以增加呼吸频率为主，以免发生严重的高CO2血症。但PetCO2和Ppeak并不随气腹时间增加，不能用于预测PaCO2。此外Pa-etCO2变异性与内环境酸碱失衡有很好的相关性，预示着Pa-etCO2增大会带来必然的pH值及HCO3-值降低，能引起快速的呼吸性酸中毒失代偿，为了防止呼吸和循环的恶性循环，我们需要对此足够重视。

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(2016-04-23收稿)

Correlation Analysis of the Pa-etCO2Variability and Acid-base Environment in Elderly Patients Undergoing Retroperitoneal Laparoscopic Surgery under Fixed Ventilation Mode

Chen Han，Wu Jing，Chen Xiangdongetal

DepartmentofAnesthesiology，UnionHospital，TongjiMedicalCollege，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430022，China

ObjectiveTo observe the Pa-etCO2variability in elderly patients undergoing retroperitoneal laparoscopic surgery，and examine the correlation between Pa-etCO2and acid-base environment.MethodsForty patients(ASAⅠ-Ⅱ)who underwent retroperitoneal laparoscopic surgery under general anesthesia and fixed ventilation mode were divided into two groups according to the age：group A(60—80 years old)and group B(20—60 years old).PetCO2and Ppeak were recorded 15 min after intubation，15，30，60 min after CO2insufflation and 15 min after desufflation，respectively.An arterial blood gas test was performed to obtain the values of PaCO2，pH value，and HCO3-and then calculate Pa-etCO2.Results①Pa-etCO2，PetCO2and Ppeak were significantly increased in both group A and group B after CO2insufflation(P<0.05).Pa-etCO2was elevated with the time of operation，and it increased significantly faster in group A than in group B(P<0.05).PetCO2and Ppeak did not continue to increase with the extension of the operation.No correlation was found between Pa-etCO2and PetCO2or Ppeak.②pH and HCO3-were significantly decreased after CO2insufflation(P<0.05)，but no difference was found in pH and HCO3-between groups(P>0.05).There was a negative correlation between Pa-etCO2and pH，and a positive correlation between pH and HCO3-in both groups(P<0.01).ConclusionPa-etCO2was significantly increased with the extension of the operation in elderly patients undergoing retroperitoneal laparoscopic surgery as compared with their younger counterparts，leading to an inevitable decrease of pH and HCO3-.There is a close association between Pa-etCO2and acid-base environment.It is not suitable to use PetCO2and Ppeak to accurately evaluate the changes of PaCO2in elderly patients.

retroperitoneal laparoscopy；Pa-etCO2；variability；acidosis；correlation

，Corresponding auther，E-mail：Yaoshanglong1277@126.com

R614

10.3870/j.issn.1672-0741.2016.04.019

*国家自然科学基金青年基金资助项目(No.30801076)

陈涵，女，1981年生，主治医师，医学硕士，E-mail：38880167@qq.com