允许性高碳酸血症对机器人辅助老年前列腺根治性切除术脑氧饱和度及术后认知功能障碍的影响

崔晓媛，梁仁芮，王春燕

达芬奇机器人手术系统是目前世界上最成熟且应用最广泛的机器人外科手术系统。其最早于2000年被用于辅助腹腔镜前列腺根治性切除术。由于此类手术术中长时间气腹和Trendelenburg体位（头低脚高位）的影响，常导致病人动脉血二氧化碳分压（PaCO）逐渐升高，pH逐渐下降，通常需要调节呼吸参数以加快二氧化碳（CO）排出，但老年病人肺顺应性较差，当维持适当气体交换和降低通气压力不能兼顾时，临床上常采用PHC机械通气进行肺保护。已知PaCO增高可引起脑血管显著扩张，脑灌注增加，而rSO可以反映大脑灌注，但目前对术中PaCO变化导致的局部脑氧饱和度（rSO）变化对术后认知功能的影响研究很少。本研究主要探讨机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术的老年病人术中行允许性高碳酸血症机械通气导致的rSO变化对术后早期认知功能的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入2018年7月至2019年7月山西医科大学第一医院择期在全麻下行机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术的男性病人60例，ASAⅠ-Ⅱ级，年龄范围为60～75岁，体质量指数（BMI）18.5～30.0 kg/m，血红蛋白（Hb）110～160 g/L。排除标准：术前有认知功能障碍者；严重心功能、呼吸功能、肝肾功能障碍者；有脑血管疾病史者；糖尿病病人；颅内压或眼压增高者；酗酒或吸毒者；癫痫或精神病病人；文盲及沟通交流障碍者。根据研究计划，采取随机数字表法分为R组和H组，每组30例。本研究符合《世界医学协会赫尔辛基宣言》相关要求，并与病人或其近亲属签署知情同意书。

1.2 麻醉方法

病人术前均禁饮禁食8 h，入室后开放外周静脉，监测脉搏血氧饱和度（SpO）、无创血压（NIBP）、心电图（ECG）、脑电双频指数（BIS）及rSO，右上肢连接TOF-Watch SX（Organon，Holland）行肌松监测，局麻下行左侧桡动脉穿刺置管术并连续监测动脉血压，于T～T时刻动脉血取样。麻醉诱导：舒芬太尼0.2～0.4μg/kg、依托咪酯0.1～0.4 mg/kg，待BIS＜60时行肌松监测定标，当T1稳定后给予顺式阿曲库铵0.2～0.3 mg/kg，当T=0时经口气管插管，连接呼吸机，吸入氧浓度（FiO）80%。R组常规通气：V范围10～12 mL／kg，RR范围4～16次／min，吸呼比（I∶E）=1∶2，维持PaCO范围35～45 mmHg，pH范围为7.35～7.45；H组允许性高碳酸血症机械通气：V范围6～8 mL／kg，RR范围12～14次／分钟，I∶E=1∶2，维持PaCO范围45～55 mm Hg，pH范围7.20～7.35。以血气分析结果作为调整呼吸参数的指标。麻醉维持：丙泊酚范围4～12 mg·kg·h、瑞芬太尼范围0.003～0.012 mg·kg·h，BIS值范围40～60，持续监测肌松，当T1出现时给予顺式阿曲库铵0.05 mg/kg。麻醉诱导成功后，于右颈内静脉置入导管，建立中心静脉通路。在建立气腹（15 mmHg）后将手术床从水平位调为30°Trendelenburg体位+截石位。气腹结束后将病人从Trendelenburg位恢复为水平位。术毕根据拔管指征（BIS=75±5、TOF≥0.9等）安全拔出气管导管，待病人平稳苏醒后由麻醉医生送回病房。

1.3 观察指标

记录每位病人的手术时间、麻醉时间、苏醒时间（Steward苏醒评分达4分的时间）、术后24 h视觉模拟量表（VAS）疼痛评分。两组病人均连续监测并记录T～T时刻的心率（HR）、有创动脉血压（ART）及rSO（rSO值取同一时刻双侧rSO的平均值），于T～T时刻采集桡动脉血行动脉血气分析，记录PaCO、pH、动脉血氧分压（PaO）、动脉血氧饱和度（SaO）、Hb及乳酸（Lac）值。所有病人分别在手术前1 d，手术后1 d、3 d、7 d时由同一专业麻醉医师采用MMSE评分（包括定向力、记忆力、注意力及计算力、回忆能力及语言能力五部分，总分30分）评估认知功能，初中及以上学历者，简易智能精神状态检查量表（MMSE评分）≤24分即判定为认知功能障碍。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

总共有60名病人最初被纳入研究，R组1名病人因未完成术后认知功能测试被剔除本研究，故对59名病人的数据进行了分析。两组病人的年龄、体质量、文化程度、麻醉时间、手术时间、苏醒时间、术后24 h VAS疼痛评分、高血压患病率比较差异无统计学意义（

P

＞0.05），见表1。

表1 全麻下行机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术的男性病人59例一般资料比较

2.2 两组T0-T5时刻Hb、Lac、PaCO2、r SO2、p H比较

两组病人各时间点的Hb、Lac比较差异无统计学意义（

P

＞0.05）。两组病人T时刻的PaCO、rSO、pH比较差异无统计学意义（

P

＞0.05）；与T时刻相比，H组T-T时刻的PaCO、rSO升高，pH降低，差异有统计学意义（

P

＜0.05）；与R组相比，H组T-T时刻的PaCO、rSO升高，T～T时刻的pH值降低，均差异有统计学意义（

P

＜0.05），见表2。

表2 全麻下行机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术59例Hb、Lac、PaCO2、rSO2、pH比较/±s

2.3 两组M 0-M 3的MMSE、POCD比较

与M相比，两组M时的MMSE评分均降低（

P

＜0.05）；与R组相比，H组M时的MMSE评分升高（

P

＜0.05），术后认知功能障碍发生率降低（

P

＜0.05），见表3。

表3 全麻下行机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术59例不同时点MMSE、POCD比较

3 讨论

随着人口老龄化以及麻醉方法和手术技术的不断发展，围术期脑缺氧、卒中和POCD等并发症越来越多地被临床医师所关注。在机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术，受二氧化碳气腹和严格的Trendelenburg体位的影响，术中容易出现脑血流的改变，但目前对于这些在Trendelenburg体位行机器人手术的病人术中rSO及POCD研究较少。Park等的研究发现接受机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术的病人术中PaCO及rSO均升高；而Lahaye等研究发现，在长时间头低位的机器人手术中，术中rSO可能会降低，但暂未发现其引起术后认知功能改变；Lin等的研究显示术中rSO与POCD具有相关性，rSO可以作为POCD的预测指标；罗宏等的研究表明允许性高碳酸血症机械通气可降低脑氧代谢，改善脑氧合，减轻术后认知功能障碍。术中加强对脑氧代谢及血流灌注的监测，则能有效降低术后并发症的发生率。

利用近红外光谱可以连续监测rSO，具有很高的灵敏度和特异性，rSO正常值为55%～75%。脑血管中，75%为静脉，20%为动脉，5%为毛细血管，这就提示rSO主要代表静脉血氧含量，rSO小于55%可认为脑血流减少，rSO大于75%可认为脑静脉血过度灌注。目前临床上多以rSO降低幅度＞20%基础值作为判断术中脑缺血的预警阈值，也有研究数据表明rSO下降超过16%-18%术后有发生神经系统并发症的风险。PaCO、FiO、Hb、Lac等均是影响rSO的因素，本研究中两组病人不同时间点的Hb和Lac组间差异无统计学意义，FiO均为80%，仅PaCO水平不同。已知PaCO在一定范围变化（20～80 mmHg）时，脑血流量随PaCO的升高而增加。PaCO对脑血流量的影响主要是通过影响脑脊液pH值实现的，血液中CO可自由通过血-脑屏障，当PaCO增高时，CO更容易通过血-脑屏障进入血管周围，使局部pH降低，从而使细胞膜超极化，造成血管平滑肌舒张，脑血管扩张，脑血流量增加；同时，根据Bohr效应，PaCO增高和pH值降低均使氧合血红蛋白解离曲线右移而有利于氧的释放，增加脑供氧。在本研究结果中，与R组相比，H组T-T时刻的PaCO升高、pH值降低，故其rSO升高。

此外，本研究中未出现rSO显著降低或大于75%的病人，可排除因术中脑缺血或脑静脉血过度灌注导致的POCD，而单纯观察因PaCO升高、pH值降低导致的脑血流量增加、脑氧供增加、rSO升高是否对术后认知功能有改善作用。

POCD病因复杂，目前认为病人的年龄、受教育程度、麻醉药物、手术方式、术后疼痛等都对POCD有一定的影响。本研究中所有病人均为同一术式，在年龄、受教育水平、麻醉深度、术中用药、术后VAS评分等方面均差异无统计学意义，具有一定的可比性。目前主要通过神经心理学方面的测试来诊断POCD，其中MMSE评分是评估术后认知功能的有效方法之一，被广泛用于POCD的筛查。本研究结果显示，两组病人术后1 d的MMSE评分均较术前降低，术后3 d及7 d的MMSE评分与术前相比差异无统计学意义，提示两组病人术后早期发生了一过性认知功能障碍；R组病人术中rSO明显低于H组，术后1d的MMSE评分亦低于H组，术后认知功能障碍的发生率明显高于H组，提示允许性高碳酸血症机械通气可增加行机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术老年病人术中rSO，从而减轻术后认知功能障碍。

本研究仍存在一些局限性，有研究表明高血压（HTN）病人的脑血管二氧化碳反应性比正常血压病人受损更多。由于老年人的高血压患病率较高，本研究并未排除合并有高血压的病人，但两组病人高血压的患病率差异无统计学意义。若排除合并有HTN的病人，组间rSO差异可能会更明显。此外，本研究所收集的病例数有限，且缺乏多中心研究和更为精确的神经心理学测试。

综上所述，对择期行机器人辅助腹腔镜下前列腺根治性切除术的老年病人术中行允许性高碳酸血症机械通气，可增加其术中脑血流量，从而使rSO增加，最终减轻病人术后早期认知功能障碍。