允许性高碳酸对肺叶切除术老年患者炎症刺激和认知功能的影响

崔芝红, 姚娜娜, 朱贤林

恩施土家族苗族自治州中心医院西医部麻醉科,湖北恩施 445000

由于环境污染和人口老龄化,肺癌发病率逐年升高,接受肺叶切除术的患者逐年增多[1-2]。认知功能下降影响手术后患者的独立生活质量和器官功能,术后认知障碍(postoperative cognitive dysfunction,POCD)作为麻醉学当前研究的热点问题,其病因尚不清楚,但与手术本身、麻醉药物、炎症反应等因素有关[3]。高龄是POCD一个独立的危险因素,老年患者出现POCD影响日常生活[4]。研究表明,POCD是胸部手术后常见的情况,其发生率达到31.9%[5]。因此,如何有效地保护肺叶切除术老年患者的认知功能意义重大。允许性高碳酸血症(permissive hypercapnia,PHC)是一种肺保护性通气策略,PHC可改善患者的脑氧代谢,降低POCD发生率,对包括心脏和中枢神经系统在内的重要器官起到保护和抗炎作用[6-7]。因此,本研究观察了允许性高碳酸对肺叶切除术老年患者炎症刺激和认知功能的影响,现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料

本研究经过本院伦理委员会批准,患者均签署了知情同意书。选择本院2020年1月—2022年1月行胸腔镜下肺叶切除术的老年患者120例,随机数字表法将其均分成允许性高碳酸组(PHC组)和对照组。通过调节呼吸频率,PHC组患者二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide,PCO2)维持在45～55 mmHg,对照组患者PCO2维持在35～45 mmHg。纳入标准:①年龄>65岁;②美国麻醉医师协会(American society of anesthesiologists,ASA)分级Ⅰ～Ⅲ级;③符合肺叶切除术手术指征。排除标准:①术前简易精神状态检查量表(mini-mental state examination,MMSE)评分不超过23分;②慢、急性传染病;③使用了免疫抑制剂;④6个月内发生了中风或伴有其他中枢神经疾病;⑤糖尿病;⑥消化性溃疡;⑦术前患者在重症监护室超过3天;⑧体质指数(body mass index,BMI)超过35 kg/m2;⑨严重听觉或视觉障碍,术后认知功能障碍或精神疾病无法实施相关测试。

1.2 麻醉方法

PHC组和对照组患者麻醉方法相同。麻醉诱导:舒芬太尼(0.4～0.6 μg/kg)、瑞马唑仑(2～3 mg)、丙泊酚(1.5～2.0 mg/kg)、地塞米松(5 mg)、苯磺酸顺阿曲库铵(0.15～0.20 mg/kg)。麻醉维持:瑞芬太尼[7～10 μg/(kg·h)]、1%～2%七氟醚吸入用于维持麻醉;当患者术中发生了明显镇痛不充分迹象,例如血压或心率上升,采用舒芬太尼维持麻醉。顺阿曲库铵(0.05 mg/kg)隔30～40 min进行1次给药。缝合前0.15 mg盐酸帕洛诺司琼静脉注射。

1.3 观察指标

收集患者一般资料,记录手术情况、手术期间[麻醉诱导前5 min(T0)、诱导时(T1)、插管后1 min(T2)、切皮后1 min(T3)、手术结束(T4)]心率及平均动脉压。ELISA检测术前、手术5 min、手术结束及术后24 h两组应激反应和炎症反应指标血肾上腺素、皮质醇及肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平。比较两组术前和术后7天MMSE评分[8]和术后7天POCD[9]发生率。

1.4 统计学方法

2 结 果

2.1 两组一般资料和手术情况的比较

两组患者一般资料和手术情况比较,差异无显著性(P>0.05;表1)。

表1 两组一般资料和手术情况的比较 (n=60)

2.2 两组心率和平均动脉压的比较

组内和组间的各个时间点两组患者心率及平均动脉压比较,差异无显著性(P>0.05;表2)。

表2 两组心率和平均动脉压的比较 (n=60)

2.3 两组POCD和MMSE评分的比较

与术前比较,术后第7天MMSE评分两组均下降,但PHC组术后第7天MMSE评分高于对照组(P<0.05)。术后第7天PHC组POCD发生率低于对照组(P<0.05;表3)。

表3 两组POCD和MMSE评分的比较(n=60)

2.4 两组应激反应和炎症反应指标的比较

与术前比较,两组皮质醇、肾上腺素水平手术5 min时均降低,手术结束和术后24 h均升高;两组TNF-α水平手术5 min、手术结束和术后24 h时均升高(P<0.05;表4)。PHC组术后24 h皮质醇、肾上腺素、TNF-α水平,以及手术结束时肾上腺素水平均低于同时间对照组(P<0.05;表4)。

表4 两组应激反应和炎症反应指标的比较

3 讨 论

单肺通气是胸部手术的一种常见通气模式,单肺通气允许其中一个受影响的肺在手术过程中塌陷,为外科医生提供最佳的手术野,并减轻非通气侧的肺创伤。在单肺通气期间,缺氧性肺血管收缩是一种重要的自我调节和保护机制,可减少缺氧和肺内分流。然而,这种非生理性通气模式可能导致一系列病理生理变化,包括缺血再灌注肺损伤、通气/灌注比失衡、肺分流分数增加、脑氧饱和度降低、低氧血症以及脑灌注不足[10],进一步诱导机体内各种细胞因子大量释放,加速氧化应激和全身的炎症反应激活,进而造成心脏、肺、大脑和其他器官严重损伤[11]。基于上述机制,有研究发现,在胸部手术期间接受单肺通气的患者会出现认知障碍[7]。因此,研究胸科手术中的肺保护策略对于预防POCD的发生具有重要意义。

肺保护性通气策略已受到麻醉医师的广泛关注[12]。PHC是一种重要的肺保护性通气策略,因为PHC不仅在可接受的范围内增加PCO2,减少潮气量,“允许”高碳酸血症,防止肺因气道压过高而受损,而且对心脏、神经系统和许多其他器官具有保护和抗炎作用[13]。有研究表明,轻度高碳酸血症(PCO245～55 mmHg)增加了局部组织氧饱和度,改善了脑氧合,降低了POCD的发病率。术中局部组织氧饱和度的降低与早期POCD显著相关[13]。因此,本研究将肺保护性通气策略应用于单肺通气的患者,并研究PHC对老年肺叶切除术后患者认知功能的影响。

本研究结果显示,PHC组患者术中血流动力学情况与对照组相比差异无显著性,这明确了术中PHC这一肺保护通气策略对于血流动力学无影响,提示术中应用PHC具有安全性。在对患者认知功能的观察中发现,与术前比较,术后第7天MMSE评分两组均下降,但PHC组术后第7天MMSE评分高于对照组;术后第7天PHC组POCD发生率低于对照组,提示PHC这种肺通气保护策略可有效缓解术后认知功能障碍的发生。同时,本文对PHC对POCD保护机制进行了研究发现,PHC组患者术中及术后应激水平较对照组明显下降,术后炎症因子水平明显下降。这进一步明确了PHC对老年肺叶切除术患者POCD的预防作用,并提示其机制可能涉及炎症及应激通路。

综上所述,PHC可有效预防老年术后肺叶切除患者术后认知功能减退及POCD的发生,这可能与PHC降低手术引起的应激反应和炎症反应相关。