压力控制机械通气模式对腹腔镜结直肠癌根治术老年患者术后认知功能的影响及可能机制

陆艳霞，李 荣

(内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院，内蒙古 包头 014010)

老年患者行腹腔镜手术尤其是腹腔镜下结直肠癌根治术，合适的机械通气模式可能降低气腹及特殊体位患者呼吸和循环系统的影响，如何降低老年患者术后肺部并发症及机械通气相关肺损伤，包括容量伤、压力伤、萎陷伤和生物伤[1-2]，是目前临床研究关注的热点问题。与容量控制模式相比，压力控制模式同样作为临床常用的机械通气方法之一，其在降低气道压、增加氧合、增加肺顺应性等方面的优势已经得到证实[3-4]。老年人围术期神经认知功能障碍(PND)，包括术后谵妄(POD)和术后认知功能障碍(POCD)[5]发生率与术后肺部并发症同样居高不下，已成为目前老年患者临床管理中的一个重要问题[6]。

本研究对行腹腔镜下结直肠癌根治术的老年患者运用压力控制机械通气模式，比较其与容量控制机械通气模式在呼吸力学、血流动力学、血气指标及氧合情况方面的差异，同时比较其炎症反应的严重程度及对术后认知功能的影响，旨在为改善老年患者术后认知功能提供临床理论依据。

1 对象与方法

1.1对象 选取2019年11月-2020年11月在本院择期行腹腔镜结直肠癌根治术的患者60例，采用随机数字表法随机分为两组：容量控制通气+呼气末正压组(VCV+PEEP，VP组，30例)，压力控制通气+呼气末正压组(PCV+PEEP，PP组，30例)。两组患者一般资料比较差异无统计学意义(P>0.5)。纳入标准：年龄65～85岁；ASA分级Ⅰ～Ⅲ级，体重指数BMI 18～30；术前MMSE量表评分≥26分；高血压糖尿病患者血压血糖控制良好；手术时间>2 h。排除标准：慢性阻塞性肺疾病(COPD)，哮喘、气胸、肺大泡病史及肺部手术史；严重心功能不全、肝肾功能明显异常；有严重肺动脉高压、颅高压等肺复张的禁忌证；大量吸烟，肥胖(BMI>30 kg/m2)，术前发现的低氧饱和度者(SpO2≤93 %)，气腹时间<2 h；认知功能障碍无法交流。本研究获得包头医学院第一附属医院医学伦理委员会批准，患者及其家属签订知情同意书。

1.2方法 所有患者术前进行肠道准备，禁食8 h，禁饮4 h，入室开放一组外周静脉，同时行右侧颈内静脉穿刺置管，常规监测三导联心电图、心率、无创血压、血氧饱和度、脑电双频谱指数(BIS)，选取胸椎T9-10棘突间隙行硬膜外穿刺置管，局麻下行桡动脉穿刺置管进行有创动脉监测，麻醉诱导前吸入氧浓度100 %，新鲜气体流量5 L/min面罩预充氧，麻醉诱导开始前进行三方核查。(1)麻醉诱导：诱导前静脉推注阿托品0.3 mg，地塞米松10 mg，诱导给药咪达唑仑0.03 mg/kg，舒芬太尼0.3 μg/kg，依托咪酯0.2 mg/kg，顺式阿曲库铵0.2 mg/kg，小潮气量面罩加压通气3 min后可视喉镜辅助下行气管插管，加强型气管导管型号男性ID=8.0，女性ID=7.5，连接麻醉机进行机械通气，手术开始建立人工气腹将患者置于头低脚高30°Trendenburg体位。VP组气管插管后，机械通气后设置为容量控制通气，潮气量为6～8 mL/kg，吸呼比1∶2，呼吸频率10～13次/min，PEEP 5cm H2O;PP组气管插管后，机械通气设置为压力控制通气，调整吸气压力(16～22)和呼吸频率(13～18次/min)维持潮气量在6～8 mL/kg，保证分钟通气量，PEEP 5 cm H2O，吸入氧浓度100 %。(2)麻醉维持：采用全身麻醉联合椎管内麻醉，维持静脉泵注丙泊酚4～6 mg/(kg·h)，瑞芬太尼0.1～0.3 μg /(kg·min)，硬膜外间断追加2 %利多卡应局麻药，同时静脉间断注射予顺式阿曲库铵，维持BIS值在40～60。麻醉过程中气道峰压>30 cm H2O时降低潮气量1 mL/kg，通过调整呼吸频率维持呼末二氧化碳在35～45 mmHg，术中合理管控出入量，维持血压波动在基础值的20 %左右，必要时使用麻黄碱、去甲肾上腺素、乌拉地尔、地尔硫卓等血管活性药物维持血压，必要时阿托品、艾司洛尔维持心率。(3)麻醉苏醒：术毕关闭气腹，停用静脉维持药物，依靠硬膜外麻醉维持，不使用任何催醒药物，拔除气管导管后顺利安全返回病房。(4)术后镇痛：采用硬膜外自控镇痛(PCEA)，剂量为盐酸左布比卡因200 mg，容量为100 mL，背景量为2 mL/h，锁定时间为15 min，自控镇痛单次剂量为0.5 mL，术后48 h拔除硬膜外镇痛泵。⑤监测和观察指标：在麻醉诱导前(T0)，麻醉诱导后(T1)、人工气腹后30 min (T2)、 60 min (T3)、人工气腹后90 min (T4)、120 min(T5)和关闭气腹(T6)拔管后(T7)八个时间点记录呼吸力学指标(气道峰压、气道平均压、分钟通气量( MV))、血流动力学指标(血压、心率、平均动脉压)，在T0、T3、T7三个时间点采集动脉血做血气分析，并根据测量值计算氧合指数(Oxygenation Index)，并观察术前和术后24 h(T8)患者血氧饱和度(SpO2)，记录术后24h低氧血症的发生率；并于T0、T7两个时间点抽取静脉血采用酶联免疫吸附测定法(ELISA)测定血清中肿瘤坏死因子(TNF-α，武汉新启迪生物科技有限公司)、白细胞介素6(IL-6，武汉新启迪生物科技有限公司)的含量，并手术前 1d，术后1、3、7 d采用目前常用的 MMSE量表进行认知功能测定，MMSE评分最高30分，24～27分为轻度认知功能障碍，19～23分为中度认知功能障碍，0～18分为重度认知功能障碍[1，7]，评分下降幅度≥2分为发生认知功能改变[6-7]。

1.3统计学分析 采用SPSS 21.0统计软件进行分析，以α=0.05作为组间比较的检验水准。对于描述性统计量，计量资料用表示，分类资料用例数和百分数(%)表示；计量资料两组间比较，采用独立样本t检验，不符合条件则用非参数秩和检验；计数资料组间比较，采用卡方检验；计量资料重复测量资料采用重复测量方差分析，数据不满足球形假设条件下采用Greenhouse-Geisser法校正；组内各时间点两两比较用LSD-t法。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1一般资料比较 两组患者一般情况比较差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组患者一般情况的比较

2.2呼吸力学指标比较 压力控制机械通气模式在T1-T6时间点的Ppeak值和Pmean值显著低于VP组(P<0.05)，组间比较差异有统计学意义(P<0.05)，且各时间点均为VP组显著高于PP组(P<0.05)，见表2。

表2 两组呼吸力学指标比较

2.3氧合情况比较 组间比较由重复测量方差结果可得，组间差异有统计学意义(P<0.05)，且两组在T3、T7时间点均为PP组显著高于VP组，见图1。

图1 两组氧合情况比较

2.4两组术前和术后24 h氧饱和度比较 术前两组间差异无统计学意义(P>0.05)，术后24 h为PP组显著高于VP组(P<0.05)；组内治疗前后比较：两组均为术后24 h显著下降(P<0.05)，见表3。

表3 两组治疗前后氧饱和指标比较

2.5术前术后MMSE评分比较 两组患者术前1 d，术后3、7 d MMSE评分比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后1 d较术前1 dMMSE评分明显下降，且VP组下降较明显，术后3、7 d再明显升高，PP组波动幅度小于VP组。PP组术后1 d PND的发生率低于VP组，差异有统计学意义(P<0.05)，见表4。

表4 两组不同时间点MMSE指标比较

2.6术前术后血清TNF-α、IL-6水平比较 与T0时间点相比，两组患者在T3和T6时间点TNF-α、IL-6水平明显升高(P<0.05)； PP组在T3和T6时间点TNF-α、IL-6水平明显低于VP组(P<0.05)，见表5。

表5 两组不同时间点TNF-α、IL-6水平比较

3 讨论

围术期神经认知功能紊乱(perioperative neurocognitive disorders, PND )用于描述术前和术后发生的神经认知障碍[8]，特别是在经历手术、麻醉后出现的记忆力下降、理解能力和注意力下降、情感情绪的改变、学习能力和判断力的下降。腹腔镜手术全身麻醉特殊的头低足高体位，即Trendenburg体位，加上人工气腹，对老年患者心肺脑功能均有一定的影响，高水平的气道压力是目前全身麻醉容量控制机械通气模式面临的问题。Ppeak一直处于相对高的水平，使肺容积增大和肺泡明显扩张，长时间的肺泡内高压力导致肺泡破裂，容易发生肺损伤[9]。压力控制通气需要预设吸气压力水平，使用减速流气体，在吸气开始时达到预设最高值，随后流速下降，并在整个吸气相保持恒定的预设吸气压力值，随后切换进入呼气相；压力控制同样联合小潮气量和最佳呼气末正压，得到容量控制优势的同时，压力控制使气体分布均匀，肺泡萎陷发生少，肺组织氧合更佳，最重要可以降低气压伤的发生。本临床试验中，保证两组患者足够的通气，观察老年患者腹腔镜手术在两种机械通气模式下在气道阻力和氧合情况，两组患者在建立气腹后的Ppeak和Pmean在各时间点都高于气腹建立之前，肺顺应性在气腹建立之后降低，对比两组患者氧合情况，PP组明显高于VP组，PP组的气道阻力明显低于VP组，肺顺应性优于VP组，压力控制机械通气模式患者术后低氧血症发生率较低，表明压力控制机械通气模式在腹腔镜手术中的优势所在。

本研究在气腹手术机械通气的情况下，PaCO2呈上升的趋势，影响脑血流的变化，两组患者通过调整呼吸频率使得PetCO2维持在35～45mmHg，避免PaCO2升高对脑血流的影响。手术和麻醉的影响，机体发生全身炎症反应和氧化应激过程，外周炎症因子通过各种途径进入中枢，包括直接通过或破坏血脑屏障，或者将信号传输给大脑，引起脑组织内促炎因子水平升高[10]。

机械通气肺损伤加重机体炎症反应，易引发老年患者术后认知功能的改变，彭丹等[9]通过对实施胃肠肿瘤开放手术的患者行非保护性机械通气和保护性机械通气对术后认知功能的影响，发现保护性通气策略术后谵妄率低。本研究显示在保护性机械通气模式下，两组患者血清炎症因子均较术前升高，但压力控制机械通气模式炎症因子水平相比容量控制模式相对低下，压力控制模式降低气压伤的发生，减轻机体炎症反应，老年患者术后24 h PND发生率较低。

综上所述，老年患者腹腔镜下结直肠癌根治术行机械通气全身麻醉，压力控制模式在保证充足通气的情况下，可以降低气道压力，提高机体氧合，从而减轻炎症反应，可以改善患者术后认知功能。