学龄期儿童全身麻醉机械通气潮气量大小研究进展＊

李玲霞，白 玲，李元霞，李元军△，胡 彬，李 晖

1.延安大学附属医院（延安716000）；2.陕西省延安市人民医院（延安716000）

随着医疗技术的快速发展、日间手术的开放［1］、儿童手术范围的不断扩大以及安全、舒适化医疗观念的提出，儿童全身麻醉的应用也越来越普遍。然在儿童全麻日间手术和择期手术数量剧增的同时，其全麻机械通气呼吸参数如潮气量等的设置尚无统一标准，主要按照成人潮气量（10～12ml／kg）［2］进行参数调节。学龄期儿童尚处于发育阶段，呼吸参数如潮气量等设置不当，会对患儿手术质量、苏醒、预后等产生不利影响。潮气量过大会引起过度通气、肺损伤、缺氧等，而潮气量过小可致肺不张、缺氧和高碳酸血症、呼吸性酸中毒等。另外，随着学龄期肥胖儿童的增多，呼吸参数如潮气量等设置再次成为围术期麻醉管理首要解决问题。目前，临床研究较多的是患呼吸系统疾病的学龄期儿童使用小潮气量或肺功能保护模式，而对正常健康学龄期儿童或肥胖儿童的潮气量大小研究较少，且尚无统一定论。本文就学龄期儿童全麻机械通气呼吸参数潮气量大小设置不当对机体的影响、影响因素等予以综述。

1 全麻机械通气潮气量设置不当对学龄期儿童影响

全麻机械通气是指在全麻诱导插管后利用麻醉呼吸机来替代、控制患者自主呼吸运动，机械通气是提供呼吸支持的一种重要手段。机械通气本身是一项有创操作，机械通气时肺泡反复开放、塌陷可造成肺泡上皮细胞受损，另外，肺泡的反复开放、塌陷又使上皮细胞承受了高强度剪切力，损伤连接处内皮细胞、加重肺泡炎性反应［3］。因此机械通气对患者来说也是一种应激原。对于学龄期儿童，若呼吸参数潮气量大小设置不当，呼吸机相关事件的发生率更高且会引起更为严重的创伤。

1.1 全麻机械通气潮气量过大对学龄期儿童的影响 首先，学龄期儿童全麻机械通气过程中潮气量过大，会引起肺气压伤。肺气压伤可致肺泡破裂，气体随之进入肺间质和胸腔，亦可进入皮下、颈部、腹部、纵膈等。其临床表现有肺间质气肿、气胸、皮下气肿、纵膈气肿等。其次，潮气量过大引起的过度通气引起的低碳酸血症、呼吸性碱中毒、缺氧等会并发更为严重的并发症［4］：低碳酸血症时大脑PaCO2降低，脑血管收缩和脑血流减少，长时间过度通气可使脑严重缺氧。另外，呼吸性碱中毒时PH增加，氧合血红蛋白结合更加牢固，氧解离困难，导致组织细胞氧利用较差，机体缺氧进一步加重。而发生低碳酸血症、呼吸性碱中毒后，机体会启动代偿调节机制，最终引起血中游离Ca2＋和 Mg2＋下降，患者苏醒时可出现神经－肌肉兴奋症状，表现为手足麻木，肌肉震颤，甚至手足搐搦等，严重影响苏醒质量。过度通气引起的低碳酸血症、呼吸性碱中毒还可使支气管痉挛、抑制缺氧性肺血管收缩，使肺通气－血流比例失调和肺内分流增加，最终导致PaO2降低，继而加重缺氧性肺血管收缩（Hypoxic pulmonary vasoconstriction），加重全身组织细胞缺氧，最终引起心血管、中枢神经系统、消化系统、免疫系统、内分泌系统等功能变化。

1.2 全麻机械通气潮气量过小对学龄期儿童的影响 而全麻机械通气过程中潮气量过小会引起患儿缺氧、肺泡塌陷，同时低潮气量通气可引起CO2潴留，产生高二氧化碳血症、呼吸性酸中毒等。高碳酸血症可以间接兴奋交感神经，使儿茶酚胺、血管加压素等缩血管物质释放增加，使得心肌氧耗、全身血管及肺血管阻力增加，影响血流动力学［5－6］。另外，CO2的蓄积使胸腔内压力增高，增加呼吸的阻力，使得通气受阻。高二氧化碳血症还可使颅脑血管扩张、颅内压力增加，严重者引起脑水肿、降低术中脑氧饱和度而影响术后认知功能。此外，CO2气体可促使自由基和氧依赖性酶的产生影响脑组织内神经细胞的活性，从而导致广泛性的神经元损伤影响认知功能［7］。

2 影响学龄期儿童潮气量大小的主要因素

学龄期儿童全麻机械通气时呼吸参数的设置不仅与其年龄、身高、体重、BMI等有关，同时也要考虑患儿机体功能状态的个体差异。另外，手术体位、CO2气腹等对学龄期儿童肺功能、潮气量大小的影响亦不容忽视。

2.1 年龄、身高和体重对学龄儿童潮气量大小的影响学龄期儿童呼吸肌发育尚不完全，胸廓活动范围小，潮气量受到一定限制。而儿童代谢旺盛，需氧量较高，因此通过增加呼吸频率来满足机体对氧的需求，年龄越小，呼吸频率越快。随着年龄增长，儿童身高和体重的增长、发育的完善，尤其是呼吸系统中气道管径的增粗、呼吸肌功能的完善以及后续的营养补充和机体功能锻炼，肺功能进一步增强、潮气量也逐渐增大，而呼吸频率下降。在年龄、身高和体重对潮气量大小的影响方面，目前临床研究较多的是婴幼儿，且研究结论基本一致。研究［8－9］认为，小儿肺功能、潮气量等主要与身高、体重、月龄有关。临床对学龄期儿童呼吸参数的潮气量大小的设置主要依据成人标准（10～12ml／kg）［2］，然学龄期儿童在生理、解剖方面又不同于成人［10］，其在成长发育速度上不及婴幼儿，但又比各系统功能趋于稳定的成人快。虽然，徐妮等［11］在对6～8岁儿童心肺功能发育情况调查及其与体型变化规律的研究中发现年龄、体表面积与6～8岁儿童的心肺功能发育水平呈相关性，但在肺功能各项指标大小、机械通气潮气量大小设置上，目前尚无确定相关系数或公式提供参考。因此，临床对于学龄期儿童年龄、身高、体重等与全麻机械通气潮气量大小的设置具体范围上仍需进一步的研究。

2.2 性别对学龄期儿童潮气量大小的影响 学龄期和青春期是儿童体格发育的第二个高峰期，该时期内儿童经历着第二次生长突增，然男童的身高突增起点比女童晚2年，女童生长突增年龄一般为9～11岁，男童11～13岁［12］。由于学龄期儿童第二次体格发育突增开始时间因性别而异，因此对于9～11岁的儿童可能造成同一年龄不同性别儿童的身高、体重等不同，其骨骼成分、脂肪肌肉比值等也不相同。另外，由于近年来肥胖儿童的增多，同一年龄不同性格别的肥胖儿童由于处在不同生长发育时段，其体重相同但肌肉脂肪比值、组织器官成分比例等有所不同，考虑其心肺功能等也会有所差异。徐妮等［11］的研究发现：6～8岁学龄期不同性别儿童肺活量不同，且男童肺活量明显大于女童；同时，丁敏等［13］对合肥市6～12岁学龄期健康儿童肺功能正常值测定及影响因素分析发现，男童用力肺活量、一秒用力呼气容积均显著高于女童组。加之，学龄期儿童体格发育的第二个高峰期时间段不同，因此，同一年龄、身高或体重而不同性别的儿童其肺功能、潮气量大小等可能不同。目前，临床对学龄期儿童用药、输液等常参照正常儿童身高、体重估算公式，根据实际身高、体重加以校正，但也应考虑儿童学龄期和青春期体格发育的第二个高峰期不同问题。

2.3 肥胖对学龄期儿童潮气量大小的影响 近年来，随着经济的发展，生活水平的提高以及饮食结构的改变，全球儿童超重和肥胖的发生率呈现快速流行的趋势［14］，目前中国是儿童超重和肥胖人数最多的国家［15］。儿童肥胖对肺功能的影响与肥胖程度相关，可影响大、小气道通气功能、用力肺活量、1秒钟用力呼气量和用力肺容积的呼气流速等［16］。肥胖又易引起睡眠呼吸暂停综合征、上气道梗阻及反复呼吸道感染［17］。肥胖儿童颈部脂肪堆积，颈部负荷、颈围增加，可压迫气道，导致上气道横截面积减少，气道狭窄。其次，由于肥胖儿童胸、背部皮下脂肪堆积，导致机械负荷增大，胸廓扩张受限、顺应性降低，而腹部脂肪堆积又使膈肌上移，引起胸腔容积变小、胸腔压力增大。由于膈肌的上移及胸、腹腔压力的增加使膈肌运动受限导致呼吸系统负荷、气道阻力增加，严重者可使上气道进一步塌陷，造成气道的阻塞。另外，肥胖儿童肌肉内脂肪含量增加又影响到呼吸肌的功能，抑制呼吸深度，影响单位时间的呼吸频率，最终引起肥胖儿童肺通气功能下降［18］。

2.4 手术体位和CO2气腹对学龄儿童潮气量大小的影响 随着腹腔镜技术器械的发展和操作水平的不断提高，腹腔镜手术在小儿外科治疗中的优势日益突显，其在小儿患者中的应用也越来越广泛［19］，尤其是腹腔镜下腹股沟疝结扎、小儿隐睾和阑尾切除手术。腹腔镜手术常需一定的手术体位和CO2气腹，如下腹部腹腔镜下阑尾切除术和腹股沟疝结扎术常需头低脚高位，使得患者尤其是肥胖患儿胸腹部膨满，导致胸椎后凸，腰椎前凸，膈肌上移，进而限制肋骨运动而致胸廓扩张度变小、胸顺应性降低，最终降低潮气量和肺功能［20－21］。另外，CO2气腹建立后，患者腹内压升高，膈肌进一步上移，胸腔受腹腔内脏重力和气腹压力的双重作用，潮气量和肺容量明显降低，肺泡通气／血流比值失衡致肺通气不足更为严重，而其对肥胖患者潮气量和肺功能的影响更为明显［22］。

2.5 麻醉呼吸机流量传感器对学龄期儿童潮气量大小的影响 全麻机械通气时，根据患者信息等设置呼吸参数，而潮气量的大小一般根据患者体重设置，术中根据PETCO2等对呼吸参数进行调整。在患者与麻醉呼吸机回路中，流量传感器在呼吸回路中间监测潮气量。通常设置的潮气量与麻醉呼吸机机输入患者肺内的气体有一定的误差，若误差太大，将会影响麻醉医生的判断，从而因潮气量调整不当影响到患儿生理功能，而呼吸回路漏气、湿化水、传感器误差等问题是误差来源主要影响因素［23］。随着医疗设备先进技术的发展及麻醉机安全检查意识的提高、使用过程中的质量控制、设备运行时间的周期性维护、隐性故障的定期巡查以及有效的故障排除措施等使麻醉呼吸机流量传感器引起的潮气量误差会越来越小［24］。

2.6 其他因素对学龄期儿童潮气量大小的影响 不同生活环境如农村和城市对儿童的潮气量、肺功能有一定的影响［25］。不同生活饮食习惯如热爱运动作息规律、营养均衡和沉溺手机游戏、常吃油炸食品的儿童，其身体素质健康状况是有差别的［26］，全麻机械通气时应考虑其潮气量和肺功能可能也存的差异。另外，遗传、出生分娩方式、喂养史等可能是影响学龄期儿童全麻机械通气潮气量和肺功能的因素。

3 总 结

学龄期儿童全麻机械通气呼吸参数潮气量大小的设置目前尚无统一标准，主要依据成人标准（10～12ml／kg）［2］，术中根据PETCO2和PaCO2进行调节，然PETCO2反映机械通气潮气量大小是否合适、PaCO2是否在正常范围内具有延迟性而动脉血气分析监测PaCO2对于学龄期儿童来说是有创性操作。然考虑到潮气量大小不当所引起的过度通气致低碳酸血症、呼吸性碱中毒和缺氧等或通气不足所引起的高碳酸血症、呼吸性酸中毒等都会严重影响围术期学龄期儿童机体功能、影响手术质量、麻醉苏醒及预后，以及围术期学龄期儿童全麻机械通气呼吸参数潮气量大小的设置参数的影响因素大多与儿童生长发育指标相关，再加上儿童肥胖及肥胖儿童手术数量增加等问题的出现，因此目前迫切需要适用于学龄期儿童和肥胖儿童的潮气量大小的设置标准。有研究［27］提出，对于肺功能正常的学龄期肥胖儿童患者，在全麻机械通气时使用校正体重以10ml／kg设置初始潮气量能维持较好的氧供，同时使血PaCO2和PETCO2维持在正常范围内，降低再次调整呼吸参数的次数。然其研究对象为学龄期肥胖儿童且样本量有限，另外对于BMI正常的学龄期儿童是否适用尚需探讨。因此，对学龄期儿童全麻机械通气呼吸参数的设置标准仍需进一步的大量临床试验。