PCV-VG对腹腔镜全子宫切除术患者呼吸力学及气体交换功能的影响

陈 凤 颜 明 张 萍

近年来，妇科腹腔镜技术的日益进步减轻了对患者的创伤，降低了并发症的发生率，改善了预后，得到患者的认可。在手术过程中，CO2气腹及头低脚高位使得患者的呼吸系统、心血管系统、神经系统等诸多方面均受到一定程度的影响， 此外对患者的腹内器官、颅内压、眼内压及肩背部也表现出一定程度的影响[1]。改善全身麻醉患者特别是气腹期间的通气状况，更应引起麻醉医生的高度注意。因此，许多临床工作者，在不断的全身麻醉实践中尝试不同的通气策略，以达到减轻对机体不良影响的目的。

传统的容量控制通气模式，已经满足不了腹腔镜手术的需求。近年来提出了肺保护性通气策略理论，将呼吸机相关性肺损伤降低至最低程度为目标来进行通气，PCV-VG模式充分符合肺保护性通气策略理论的要求，它在通气过程中会连续测定肺顺应性和气道阻力, 根据其力学变化自动调整送气流速和气道压力水平保证潮气量[2]。本研究分析了PCV-VG通气模式在妇科腹腔镜手术中的应用效果及对患者术后短期恢复的影响，以期为腹腔镜手术通气模式的选择提供参考。

对象与方法

1.研究对象:经徐州医科大学附属医院伦理学委员会批准(伦理号：XYFY2018-KL044-01)，选择2018年4～8月在徐州医科大学附属医院行择期妇科腹腔镜手术的患者50例(由计算样本量的软件Power and Sample Size Program 计算需要样本量为42例，考虑到10%的失访率，故选取50例患者)。所有患者均由同一组医生完成且术中控制呼吸超过2h,纳入标准：①ASA Ⅰ～Ⅱ级；②患者年龄40～65岁，BMI 18.5～23.9kg/m2，体重50～75kg；③妇科腹腔镜手术患者，术前无心血管疾病、精神及神经疾病史；④肺功能，心电图，肝脏、肾功能均无明显异常。排除标准：①严重阻塞性或限制性肺部疾病(定义为1秒内用力肺活量和用力呼气量小于预计值的50%)；②严重心脑血管疾病；③非自愿、不能合作及交流或拒绝进行该临床研究。剔除标准：①手术因病情需要开腹者；②气腹时间不足120min者；③术中发生严重皮下气肿、气胸及高碳酸血症者。纳入患者采用数字表法随机分为两组(n=25)，即V组(VCV组)和P组(PCV-VG组)。本研究均采用同一台麻醉机(Aespire View，美国Datex-Ohmeda, Inc.)及监护仪(CARESCAPE Monitor B650,芬兰GE Healthcare Finland Oy.)。本研究均与患者或其直系亲属签署了知情同意书。

2.治疗方法：(1)麻醉方法：实施每例麻醉前麻醉机都进行泄漏量自检,通过后备用。患者术前禁食8h、禁饮2h以上, 入室后行无创血压、脉搏氧饱和度、心电图及熵指数 (entropy)监测;开放外周静脉通路, 局部麻醉下行左侧或右侧桡动脉穿刺置管进行有创动脉监测。所有患者常规面罩给氧去氮，在诱导前10min给予右美托咪定0.5μg/kg负荷剂量[3]。麻醉诱导采用静脉注射咪达唑仑0.05mg/kg、依托咪酯0.25mg/kg、舒芬太尼0.7μg/kg、罗库溴铵0.8mg/kg,面罩控制通气后,使用可视喉镜插入7.0mm气管导管,听诊双肺呼吸音对称后固定并行机械通气。麻醉后两组患者均行腹横筋膜阻滞，分别在腋中线水平和肋骨下缘双侧4个部位均进行阻滞麻醉。(2)麻醉维持: 调节微量泵苯磺顺阿曲库铵0.08～0.10mg/(kg·h)、丙泊酚2～6mg/(kg·h)、瑞芬太尼0.1～0.3μg/(kg·min)，辅以吸入1%～2%的七氟烷维持血流动力学平稳，使血压在±20%波动。术中采用4个成串刺激(train-of-four stimulation, TOF)模式监测肌松程度，将肌松维持在中度水平。诱导后待TOF从0到TOF l出现后开始持续输注顺式阿曲库铵1μg/(kg·min)，使TOF维持1～2，若TOF>2，则以5μg/(kg·min)的速率增药，直到TOF≤2后继续以1μg/(kg·min)的速率泵注。手术结束前30min停止给予七氟烷及苯磺顺阿曲库铵。(3)通气模式：V组采用VCV模式通气，P组采用PCV-VG模式通气, 两组呼吸参数设置如下：潮气量(TV)设置为6～8ml/kg，吸呼比(I∶E)为1∶1.5，呼吸频率为13～16次/分，PEEP=0cmH2O(1cmH2O=0.098kPa),最大压力设置为40cmH2O，采用空氧混合，氧浓度维持在50%左右。术中通过调节呼吸频率及潮气量,以便维持呼气末二氧化碳分压(PETCO2)在30～40mmHg(1mmHg=0.133kPa)，将状态熵(SE)维持在40～60，且RE、SE两差值保持在10以内。麻醉过程中保持容量平衡，采用晶∶胶=2∶1的比例进行液体输注，维持尿量>1ml/(kg·h)。术中常规监测患者体温并在必要时使用患者升温系统(3MTMBair HuggerTM动力充气型升温仪750型)进行保温，维持患者鼻咽温度为36.0～37.0℃。术中人工CO2气腹压力不超过14mmHg，患者取截石位，头低臀高30°，加用体位垫使患者呈改良抬胸Trendelenburg体位(简称T位)，放气后取水平仰卧位。手术结束后,两组患者均保留气管导管送至麻醉复苏室(PACU)，待患者清醒并符合拔管指征后拔除气管导管。待患者生命体征平稳，达到出室标准后，将患者送回妇科病房继续治疗。

3.观察指标：(1)记录两组患者一般临床资料、手术时间、气腹时间。(2)记录气管插管后5min(T0)、气腹建立后30min(T1)、60min(T2)、90min(T3)、120min(T4)和放气后5min(T5)时的吸入潮气量(inspired tidal volume，VTinsp)、气道峰值压力(peak airway pressure， Ppeak)、气道平均压(mean airway pressure，Pmean)、内源性呼气末正压(intrinsic positive end-expiratory pressure,iPEEP)、肺顺应性(lung compliance，CL)及呼吸末二氧化碳分压(end expiratory carbon dioxide partial pressure，PETCO2)。并在T0、T1、T2、T4、T55个时点行血气分析记录pH值、PaO2、PaCO2并由此计算出二氧化碳排出量(carbon dioxide output ，VCO2)及动脉血-呼气末二氧化碳分压差(arterial blood-end expiratory carbon dioxide partial pressure，Pa-ETCO2) 、氧合指数(oxygenation index，OI)及生理无效腔(ratio of physiologic dead-space over tidal volume ，Vd/VT)。比较拔管时间、术后住院天数、术后24h肩背部疼痛发生情况。

4.计算公式:VCO2=(PETCO2×潮气量×呼吸频率)÷[(PB-PH20)×体重]其中，PB 为大气压力760mmHg，PH20为水蒸气压力13mmHg，VCO2单位为ml/(kg·min) ，PETCO2单位为毫米汞柱(mmHg)，潮气量单位为毫升(ml)，呼吸频率单位为次/分，体重单位为千克(kg)[4]。OI= [(FIO2×Pmean×100)/PaO2][5]；Vd/VT=(PaCO2-PETCO2)/PaCO2。

结 果

1.一般资料比较:两组患者在性别、年龄、体重、身高、ASA 分级、手术时间等方面比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表1。

表1 两组患者一般资料和术中基本情况的比较

2.术中呼吸力学指标:与V组比较，P组患者Ppeak在各个时点均较低，而Pmean在气腹后各时点及放气后5min时较高，PEEPi仅在T1、T3时稍高，整个手术过程中P组CL均高于V组。与同组T0时点比较, 两组患者气腹后各时间点Ppeak明显升高, 放气后降低，Pmean的变化类似于Ppeak。气腹后CL明显降低,放气后升高，差异有统计学意义(P<0.05，表2)。

表2 两组患者呼吸力学指标的变化

与V组在同一时间点比较,*P<0.05;Δ1cmH2O=0.098kPa;与同组中的T0比较，#P<0.05

2.术中血气分析结果:两组患者pH值及PaO2比较，差异无统计学意义(P>0.05)。与V组比较，P组PaCO2在各个时点均较低。与T0比较，两组患者pH值在气腹后逐渐降低，放气后稍有回升，但仍低于T0时点的值。对PaCO2而言，与T0比较气腹后逐渐增高，放气后稍降低但仍高于T0时点的值，差异有统计学意义(P<0.05，表3)。

表3 两组患者血气分析参数比较

与V组在同一时间点比较,*P<0.05;与同组中的T0比较，#P<0.05

4.术中气体交换指标:两组患者PETCO2、Pa-ETCO2、OI及Vd/VT在各个时点比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，VCO2在T1～T5时比较，差异有统计学意义(P<0.05)。与T0比较，各指标T1～T5时点值比较差异均有统计学意义(P<0.05，表4)。其中Vd/VT在术中随着气腹逐渐增加,到T2时达到相对稳定状态。

表4 两组患者气体交换指标的比较

与V组在同一时间点比较，*P<0.05;与每组中的T0比较，#P<0.05

5.术后临床恢复指标:两组患者拔管时间及术后住院天数差异无统计学意义。两组患者均未发生术后呼吸抑制，其中V组出现轻度皮下气肿1例，P组0例，差异无统计学意义;P组和V组术后24h均未出现明显肩背部疼痛。

讨 论

腹腔镜手术时气腹增加腹内压，膈肌上抬导致胸内压升高，肺扩张受限，肺顺应性下降，气道压增高，生理性死腔增加，通气灌注V/Q比例失调。对于需要头低位的患者这些改变更加明显。头低位降低20%的肺顺应性，而头低气腹会使肺顺应性降低30%[6]。由于术中CO2气腹的作用，传统的容量控制通气模式常出现 Ppeak过高，肺泡过度膨胀，容易导致肺组织机械性损伤。本研究也证实在气腹期间，由于腹膜对CO2的吸收腹腔膨胀，出现随着气腹建立PaCO2逐渐升高的现象。

PCV-VG具有压力支持通气的优点，但仍然是容量控制型，能保证足够的肺泡通气。PCV-VG是结合VCV和PCV通气模式优点的一种智能化通气模式，其吸气相采用减速波形，在吸气相早期输送大部分预设潮气量，气道压力波形呈方形，在潮气量、吸气时间、呼吸频率和呼吸比设置相同的情况下，应用减速气流较恒速气流产生的气道压力更低，从而减少气压伤的发生[7]。本研究证实了其在降低气道峰值压力及提高患者肺顺应性上的优势，且PCV-VG能降低血气中PaCO2的含量，维持术中相对稳定的PETCO2并减少气腹中CO2的吸收。本研究还表明PCV-VG能提高患者的氧合指数并降低生理性死腔量。Kothari等[8]研究也表明，PCV-VG在改善患者肺顺应性降低患者气道峰值压力上较传统的VCV通气模式占优势。

内源性呼气末正压(PEEPi)的实质是呼气末肺泡内压高于大气压的状态。一般来说PEEPi在0.5～10.0cmH2O范围内不会引起动脉氧分压及循环的变化。本研究中PEEPi均≤3cmH2O，并未表现出对患者呼吸及循环的明显影响。Freebairn等[9]总结出PEEPi的发生的原因有：①呼气气流受限；②肺顺应性增加；③呼气时间缩短。本研究中两组均存在低水平的PEEPi可能与呼气时间稍短有关，尚需进一步研究证实。且PCV-VG组PEEPi值稍高于VCV组，可能的原因是PCV-VG组患者肺顺应性较高。

二氧化碳排出量(VCO2)是反映机体代谢程度的指标之一 。该研究表明，随着气腹的建立，术中VCO2呈上升趋势，到气腹后约60min左右达相对稳定状态，这与既往研究结果相符。当机体活动度增加或处于应激状态时, 机体的氧耗增加, CO2的产生必然增多。因此测定CO2的排出量可以间接的反映机体的氧耗量,并通过CO2产出量和氧耗量估计出机体的应激反应程度和机体的功能状态[10]。本研究两组患者比较，PCV-VG能降低VCO2的值，间接表明氧耗量较VCV组低。

Pa-ETCO2是指 PaCO2与 PETCO2的差值，影响Pa-ETCO2的直接因素是无效通气，其值越大表明无效通气越多。李坤等[7]研究显示，在后腹腔镜手术患者中PCV-VG 模式组在气腹后60min及120min时间点Pa-ETCO2值低于VCV模式组，说明随气腹时间延长PCV-VG通气模式下PETCO2与PaCO2的差异更小，可以更好地降低无效通气，有助于CO2的排出。本研究中PCV-VG组患者在各时间点Pa-ETCO2值均低于 VCV 模式组，表明在气腹且头低脚高位状态下，PCV-VG这一通气模式能更好地减少无效腔通气，这与本研究计算出的Vd/VT值的趋势相吻合。

妇科腹腔镜手术中气腹使膈肌上抬，致使膈肌纤维受到牵拉，使分布于其中的膈神经受到刺激。另一方面，CO2气体和水分相互作用转变为碳酸，刺激膈神经。由于膈神经和支配肩部皮肤的神经共同位于C3，因而膈神经受到刺激时会反射性的引起肩部疼痛[11]。既往研究中由于体位不当及术中高碳酸血症，术后肩背部疼痛的发生率较高。本研究中由于采取了相应的保护措施，因此术后24h两组患者均无明显的术后肩背部疼痛。

PCV-VG做为一种较新的呼吸模式，由于受设备的影响，目前尚未普及且较少应用在妇科腹腔镜手术中。妇科腹腔镜手术独特之处在于它头低脚高位的特殊体位，联合气腹时会对呼吸、循环等各个系统产生较大的影响，因此需要寻找到更适宜的通气模式。本研究证实了PCV-VG应用在妇科腹腔镜下全子宫切除术中的优势，对以后临床上通气模式的选择有一定的参考意义。

本研究与VCV组比较，PCV-VG能降低气道阻力，提高患者动态CL；PCV-VG能改善血气结果，降低Pa-ETCO2值，使PETCO2用于反映PaCO2时的误差缩小，减少无效腔通气量，进而改善患者的气体交换功能。本研究局限性在于患者的吸入氧浓度维持在50%左右，并未研究在不同氧浓度下，呼吸、循环等各个指标是否能维持在相对稳定的范围；所选手术类型时间不长，无法探讨在长时气腹(>3h)手术中，两种通气模式是否有差别。此外，本研究只研究了PCV-VG对非老年且体重指数在正常范围内的患者的影响，对于老年及肥胖患者，本身肺顺应性差，心肺代偿能力差，PCV-VG在此类手术中是否有优势，有待于进一步研究。