成人与儿童乳酸林格液输注后液体转移分布和心肌耗氧量的比较

单跃 黄瑾瑾 祝胜美 李玉红

择期手术患者常因术前常规禁食、禁饮、体表水分蒸发以及肠道准备，导致麻醉诱导前循环绝对容量不足[1]；此外麻醉诱导会使中枢或者外周神经系统受抑制，导致循环相对容量不足。两方面的共同作用可能引起麻醉诱导后低血压。为了减轻麻醉后血流动力学指标波动，一般在麻醉诱导前给予患者输注乳酸林格液[2]。晶体液输注后大部分分布到血管外组织，当分布均衡时，血管内外比例为1∶4[3]。输注液体在血管内外的转移分布受诸多因素影响，如麻醉诱导。有研究显示，硬膜外麻醉或全麻诱导后血管内输注液体的滞留量增加，且滞留量与平均动脉压降低呈正比[4]。有研究发现，儿茶酚胺类药物对同时输注的乳酸林格液在血管内外分布有影响[5-6]，且不同疾病患者的分布也不相同[7]。笔者既往采用液体动力学模型分析儿童和成人按照体重输注乳酸林格液后药代动力学的差异，结果发现儿童血浆和肾脏液体清除率分别为成人的7倍和4倍[8]。目前关于儿童输注乳酸林格液后液体在血管内外的转移分布以及对心肌氧耗量的影响是否与成人有区别的报道较少。本研究比较了成人与儿童患者术前乳酸林格液体输注期间和输注后液体转移分布以及心肌耗氧量的差异，为进一步探索儿童与成人晶体液治疗效果差异的机制提供依据，现报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2015年6月至2017年7月在浙江大学医学院附属儿童医院20例（儿童组）和浙江大学医学院附属第一医院20例（成人组）行择期小手术的患者共40例，美国麻醉医师协会（ASA）分级I级。儿童组中腹股沟斜疝12例，尿道下裂4例，隐睾4例；成人组中肛瘘10例，腹股沟斜疝7例，下肢肿块3例。排除标准：区域麻醉的禁忌证以及严重心、肺、肝、肾和内分泌、神经系统疾病的患者。本研究经浙江大学医学院附属第一医院医学伦理委员会批准，患者或监护人均签署知情同意书。

1.2 方法 术前儿童组禁食水6 h（凌晨2：00进食200 ml牛奶），成人组禁食水10 h。7:30入手术室，开通静脉通路，左侧肘正中静脉置管用于输注液体，桡动脉置管用于监测血压和采集血标本。儿童组予肌肉注射咪唑安定0.25 mg/kg和氯胺酮2.5 mg/kg，成人组予静脉注射咪唑安定0.05 mg/kg。在表面麻醉下放置留置尿管并接尿袋，丢弃膀胱残存尿液；采用多功能检测仪（荷兰Datex-Ohmeda公司）持续监测收缩压（SBP）、心电图（ECG）、心率（HR）和脉搏氧饱和度（SpO2）。记录基础数据后泵注乳酸林格液10 ml/kg（规格500 ml，上海百特医药公司），20 min内输完。观察时间为开始输液后90 min，期间给予面罩吸氧（2 L/min），若出现血压降低达术前基础值的30%或者 SBP＜90 mmHg，给予麻黄碱6 mg静脉注射；当HR＜50次/min，给予阿托品0.5 mg静脉注射。观察结束时收集尿液，随后开始实施区域麻醉和外科手术。

1.3 观察指标 输液前及输液后50 min内每隔5 min，随后40 min内每隔10 min采集动脉血1 ml，应用iSTAT便携式分析仪（美国纽约i-STAT公司）测定Hb和红细胞压积（Hct）水平；输液前标本测量2次，以2次均数作为基础值。采集动脉血的同时记录患者生命体征（SBP、HR和SpO2）。观察结束记录患者尿量；计算基础血浆容量（PV0）[9]（公式1）、输液后t时的血浆容量（PVt）（公式 2）、血浆容量扩张（VE）（公式 3）、血管外容量扩张（EVV）、（公式4）、血浆容量扩张效率（VEE）以及心率血压乘积（RPP）（公式 6）。

公式1：PV（0ml）=0.03308×BW（kg）+0.35611×HT3（m）+0.1833

PV（0ml）=0.03308

注：PV0为血浆容量基础值，BW为体重，HT为身高

公式2：PV（tml）=PV0×（[Hb]0/Hb]t）

注：PVt为t时的血浆容量

公式 3：VE（ml）=PVt-PV0

注：VE为血浆容量扩张

公式 4：EVV=IV-VE-UV

注：EVV为血管外容量扩张、IV为液体输入量、UV为尿量

公式 5：VEE=VE/UV

注：VEE为血浆扩张效率

公式 6：RPP=HR×SBP

注：RPP为心率血压乘积

1.5 统计学处理 采用SPSS 11.5统计软件。正态分布的计量资料以表示，组间比较采用t检验；非正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann Whitney U检验；RPP变化值以实际值与基础值的比值计算。两组患者VE、VEE和RPP组内比较采用重复测量的多因素方差分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料的比较 成人组年龄、体重、输液量均高于儿童组，差异均统计学意义（均P＜0.01），两组患者尿量差异无统计学意义，但是按照体重校准后，儿童组尿量高于成人组（P=0.010），见表1。

表1 两组患者的一般资料的比较

2.2 两组患者VE、VEE以及EVV比较 两组乳酸林格液输液期间和输液后VE的变化趋势见图1。液体输注完毕（即输液开始后20 min），VE达到高峰，此时儿童组和成人组VE分别为4.55（2.64，6.97）ml/kg和8.18（5.25，9.96）ml/kg，成人组高于儿童组（P=0.011）；输液开始后30 min和60 min，成人组VE也高于儿童组（P=0.040、0.031）；但输液开始后90 min，儿童组VE为1.13（-0.41，4.19）ml/kg，而成人组为 1.68（0.64，2.75）ml/kg，两组VE趋于一致（P=0.744）。

图1 两组患者输液期间及输液后血管内容量扩张的比较（与儿童组比较，*P＜0.05，**P＜0.01）

两组患者不同时点VE均小于IV，即VEE＜1。开始液体后5 min，儿童组与成人组的VEE分别为0.83（0.31，1.01）和 0.96（0.81，1.54），成人组高于儿童组，但差异无统计学意义（P=0.064）；之后两组患者VEE均下降。输液结束时，成人组 VEE[0.84（0.53，1.05）]高于儿童组[0.49（0.27，0.66），P=0.002]；研究结束时，成人和儿童两组 VEE相似[0.18（0.08，0.26）比 0.11（-0.04，0.42），P=0.713]，见图 2a。成人和儿童 VEE 中位数的比值比较见图2b，开始输液后5 min，比值为1.64，输液后60 min比值达到峰值（2.51）；研究结束，VEE降至1.06。儿童组输液后达到晶体液血管内外理论“4∶1”分布平衡（VE 接近 20%）所需时间为 45 min，较成人组所需时间短（74 min）（P=0.004）。

图2 两组患者输液期间和输液后血管内血浆容量扩张效率（VEE）比较（a：两组患者VEE比较；b：儿童与成人VEE比值；与儿童组比较，*P＜0.05，**P＜0.01）

研究结束时，留在体内的液体总量儿童低于成人（57%、81%，P=0.015），但儿童组EVV为38（-22，77）%，成人组为 55（28，66）%，两者比较无统计学意义（P=0.351）；当比较两组血管内外容量时发现，成人血管外容量显著高于血管内容量，55（28，66）%在血管外，18（8，26）%血管内，差异有统计学意义（P=0.000）；儿童组血管外38（-22，77）%也高于血管内11（-4，42）%，由于个体间误差大，差异无统计学意义（P=0.524）。

2.3 两组患者心肌耗氧量比较 以RPP计算心肌耗氧量，输液后RPP整体呈下降趋势；输液前（基础值，表3中0时的数值）和输液后60 min（不包括60 min），儿童组和成人组几乎相似（均P＞0.05）；70 min后至研究结束所有观察点，成人组的RPP相对变化（与基础值的比值）高于儿童组（均P＜0.01）；输液后，两组患者RPP与基础值相比，均有下降趋势，成人组在输液后25 min，儿童组在输液后15 min，RPP与基础比较差异无统计学意义（均P＞0.05），之后到研究结束，两组均低于基础值（均P＜0.01，见图3）。

图3 两组患者输液期间及输液后心率血压乘积（RPP）比较（与儿童组比较，*P＜0.01；与基础值比较，△P＜0.01）

3 讨论

本研究显示，儿童和成人小手术之前输注乳酸林格液体后，液体在血管内外的分布呈现不同特点。静脉输注液体后，大致可以有三条去路：第一，留在血管内，发挥扩容作用；第二，转移至血管外组织间隙，可能引起术后组织水肿；第三，通过尿液排除体外。笔者曾经报道儿童输注乳酸林格液体后通过肾脏清除速率为成人的7倍，本研究中，成人输液后60 min内血浆容量扩容效果以及扩容效率均优于儿童，研究结束时（输液后90 min）两者留在血管内的容量相当。乳酸林格液为术前输液常用的晶体液，鉴于晶体液分布特点，达到理论平衡时，血管外与血管内的比例为“4∶1”，本研究中以液体输注后血管内容量占输液量的20%，即判断晶体液分布平衡，结果显示儿童组和成人组血管内容量降至输液量20%的平均时间分别为45 min和74 min，表明儿童组达到平衡速度较成人显著增快。其余80%的输液量分布于血管外或者通过尿液排出，研究结束时，儿童血管内外容量差异无统计学意义，尿量高于成人[10]；成人血管外容量高于血管内。因此可以推测儿童对液体处置主要通过尿液排泄，而成人主要通过转移至组织间隙。笔者既往研究[4，11]显示晶体液输注后血管内容量显著扩张目的是缓解机体脱水。笔者另有健康志愿者[12]和麻醉状态下[1]研究显示患者低血容量状态下输入晶体液后容量显著扩张，而且维持时间延长。本研究中，成人组输注晶体液后，血管内容量扩充效果和维持时间均高于儿童组，根据既往研究结果推测成人输液前脱水程度可能较儿童严重。术前低血容量原因有：术前禁食水、肠道准备等，低血容量的生理反射刺激抗利尿激素（anti diuretic hormone,ADH）和醛固酮激素释放，肾血流量减少，可以解释成人组输液后尿量少于儿童组[10]。但是仍然不能排除晶体液输注后血管内外转运和分布特征是由于两者固有的生理差异导致。

众所周知，液体治疗可以提高心排量（cardiac output,CO）、改善微循环以及提高组织氧供（oxygen delivery,DO2）。笔者曾发现择期手术前液体负荷期间DO2未见上升，液体扩容增加CO的同时引起血液稀释，Hb下降，抵消了CO增加引起的DO2增加[1]。即液体负荷后，CO增加的幅度可能等于或者小于Hb降低的幅度，因此液体负荷并不是提高DO2最有效的方法[1]。本研究中未监测CO变化，此为该研究设计不足之处。关于术前液体输注对心肌耗氧的影响，目前尚未见研究报道。笔者研究发现，液体输注后血流动力学变化，儿童和成人呈现不同趋势：儿童组心率几乎不变，而血压下降；而成人组相反，血压保持不变，心率下降[10]，心率和血压的变化是影响心肌耗氧量重要参数，本研究中采用心率和收缩压乘积，即RPP，反映心肌耗氧量，结果发现输液后，两组RPP均呈下降趋势，成人60 min后略有回升，但是仍然低于研究前基础值；儿童组在整个研究期间均显下降趋势。本研究选择ASA I级的患者，术前无高血压，但存在容量不足；那么对高血压患者以及心肺功能不全患者输液后心肌耗氧量变化趋势需要进一步研究。

本研究的缺陷在于整个实验过程仅测量1次尿量，只计算1次血管外容量扩张，不能反映输液后液体在血管内外随着时间的变化趋势；本研究中未检测血浆中调节水-盐代谢激素水平，如ADH和醛固酮，没有证据显示，上述激素水平的变化对儿童和成人液体输注后液体在血管内外的转移产生影响。另外本研究未记录每例患者的具体禁食水时间，禁食水时间对术前晶体液输注后转移和分布是否有影响，以及儿童和成人液体输注后液体血管内外转移和分布的其他影响因素还需要继续研究。

综上所述，本研究提示短小手术前，儿童和成人对输注乳酸林格液在血管内外分布不同，首先是滞留血管内，之后儿童更快达到血管内外的分布平衡，儿童主要通过尿液排出体外，而成人则主要分布血管外。儿童或成人液体输入后，心肌耗氧量均下降，但整个实验过程中呈现不同的变化趋势。儿童和成人液体输注后在体内分布呈现不同的特征，进一步研究将探索其潜在的原因和机制。