氟烷、异氟醚和七氟醚对拔除气管插管后患者通气功能和意识水平的影响

黎 环

通常术中使用神经肌肉阻断剂和进行气管插管的过程中出现呼吸抑制有利于呼吸控制，但存留在血液或组织中的挥发性麻醉剂会引起拔除气管插管后呼吸抑制，影响患者的通气功能。氟烷、异氟醚和七氟醚是术中常用的挥发性麻醉剂，其中异氟醚和七氟醚的血/气分配系数很小，它们在肺泡和动脉血张力间迅速到达平衡，并且迅速从血液中释放，所以理论上能减少挥发性麻醉剂引起的呼吸抑制，比氟烷(血/气分配系数较大)更快恢复术后患者的呼吸[1]；同时有研究指出，氟烷对呼吸抑制作用的持续时间比异氟醚和七氟醚更长，可达到20 min甚至更长[2]。但目前挥发性麻醉剂对麻醉拔除气管插管后的通气功能的效应尚未阐明，有研究显示，在拔管后10 min，各种麻醉药物在呼吸恢复时间方面差异没有统计学意义，因此适当延长拔管时间，使用传统氟烷也是安全的，同时能减少医疗费用。笔者进行了一个前瞻性研究来评估3种挥发性麻醉剂(氟烷、异氟醚和七氟醚)在拔除气管插管后20 min和2 h对通气功能及意识水平的影响，现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究在2010年4月—2011年7月共收集了18例根据美国麻醉师协会身体状况分级(ASA)为Ⅰ级并接受择期中耳整复术的患者临床资料，其中男16例，女8例；年龄20～55岁；均无创伤及手术史，无吸毒史，无严重的肝肾功能障碍及麻醉药物过敏史。试验前所有患者签署知情同意书，并得到我院道德委员会批准。按随机数字表法将患者分为：氟烷组6例、异氟醚组6例和七氟醚组6例。

1.2 研究方法 3组患者均在使用麻醉剂30 min前肌肉注射0.5 mg硫酸阿托品，在左手手背插入静脉内留置导管，以10 ml·kg-1·h-1的速率注入乳酸林格液。静脉麻醉药物为4 mg/kg的硫戊巴比妥，在注射1 mg/kg氯化琥珀胆碱后进行气管插管。氟烷组以氟烷+67%的一氧化二氮维持麻醉；异氟醚组以异氟醚+67%的一氧化二氮维持麻醉；七氟醚组以七氟醚+67%的一氧化二氮维持麻醉。调节挥发性麻醉剂的浓度维持足够的呼吸深度来实施手术，在术中进行肺部机械性通气使呼气末二氧化碳分压(PETCO2)维持在30～40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。在气管插管后不再使用肌肉松弛剂，显微手术结束后不再使用一氧化二氮，挥发性麻醉剂维持1.5最小肺泡有效浓度(MAC)。在手术完成后立即停用挥发性麻醉剂，使用质谱仪(MGA-1100，Perkin-Elmer，Norwalk，CT，USA)证实呼出气体中不存在一氧化二氮。确定患者能睁开眼睛并根据口头指令握手后，拔除气管插管。立即安装麻醉面罩在仰卧位通过麻醉管路提供纯氧。吸入纯氧20 min后，收集3 ml的动脉血来检验全血中挥发性麻醉剂的浓度。收集后立即将血液样本装到塑料管中，并用橡胶帽密封，在进行血液浓度分析前将其储存在-40 ℃冷冻。随后在麻醉面罩和非再呼吸麻醉管路间安装了一个红外线气体分析仪适配器(Capnomac Ultima SV，Datex，Helsinki，Finland)，持续监测PETCO2、MAC、每分钟静息通气量(VE)和呼吸频率(RR)，并在吸入氧气的5 min内每30 s记录1次数据。共收集1 ml动脉血，利用血气分析仪(ABL2，Radiometer，Copenhagen，Denmark)分析血气含量。除了血中挥发性麻醉剂浓度(CETAnesth)以外的所有呼吸变量均用5 min内的均值来表示，麻醉中的检测指标包括了膀胱温度，心电图(ECG)，示波器监测血压，利用脉搏血氧仪测得的血氧饱和度(SPO2)和PETCO2。在拔出气管插管2 h后，使用相同的方法在麻醉恢复室检测上述呼吸变量。根据VE和PETCO2计算每组的每分钟二氧化碳呼出量(VCO2)，并根据VE和动脉血二氧化碳分压(PaCO2)计算出每组的二氧化碳通气反应曲线斜率。

由接受过培训的护士(不知道患者所使用的挥发性麻醉剂的种类)每30 min观察1次患者的意识水平，直到患者在恢复室开始进行各项检测为止。本研究将意识水平分为3级：清楚=3级，困倦但对口头指令有反应=2级，昏睡=1级。在完成检测前不使用镇静剂或止痛药。

1.3 麻醉剂浓度的检测 使用气相色谱法检测全血中挥发性麻醉剂的浓度[3]，检测设备有气相色谱仪(GC-4CM，Shimadzu，Kyoto，Japan)并配备有氢火焰离子化检测器(FID)以及热导检测器和血液气体采样器(BGS-1-A，Shimadzu)。血液气体采样器的使用条件如下：采样空间在100 ℃加热60 s，进样量为20 μl，进样时间为25 s。使用15%的DEGS将卷曲玻璃柱(2 m×3 mm I.D.)包装在红色硅藻土色谱载体(GC-4CM，Shimadzu)中。气体层析的柱温为130 ℃，FID的柱温也为130 ℃。使用氮气作为载气，流速为60 ml/min。根据气相色谱获得的血液浓度，利用以下公式计算肺泡中每种挥发性麻醉剂的浓度(CAAnesth)：CAAnesth = CBAnesth×22.4×(273+37)/(MW-P×273)，其中CBAnesth是全血中挥发性麻醉剂的浓度，MW和P分别代表每种挥发性麻醉剂的分子量和血/气分配系数。氟烷、异氟醚和七氟醚的血/气分配系数分别为2.3、1.4和0.63(丸石制药研究所)[1]。本研究根据CAAnesth计算每种挥发性麻醉剂的CAAnesth/MAC比值，氟烷、异氟醚和七氟醚的MAC分别为：0.74%、1.15%和2.05%。

2 结果

2.1 一般资料比较 试验中有1例患者由于在术中未使用肌肉松弛剂而被排除，属于异氟醚组。3组患者一般资料比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。

2.2 身体状况比较 3组患者在拔除气管插管后20 min和2 h时的平均动脉压(MAP)、心率和膀胱温度比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表2)。

2.3 呼吸功能比较 3组患者在拔除气管插管后20 min时PaCO2、VE、RR、VE/PaCO2和VCO2比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。但在2 h时PaCO2、VE、RR、VE/PaCO2和VCO2比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；且氟烷组的PaCO2较异氟醚组和七氟醚组均高VE、RR、VE/PaCO2和VCO2均较异氟醚组和七氟醚组低，差异有统计学意义(P<0.01，见表3)。

表1 3组患者一般资料比较

注：*为χ2值

表2 3组患者拔除气管插管后20 min和2 h的身体状况比较

注：MAP=平均动脉压

表5 3组患者意识水平恢复情况比较

表3 3组患者拔除气管插管后20 min和2 h呼吸功能的比较

注：PaCO2=动脉血二氧化碳分压，VE=每分钟静息通气量，RR=呼吸频率，VCO2=每分钟二氧化碳呼出量；与氟烷组比较，*P<0.05

2.4 麻醉剂的血液浓度和肺泡浓度比较 3组患者在拔除气管插管后15 min时CAAnesth/MAC比较，差异有统计学意义(P<0.05)；且氟烷组的CAAnesth/MAC较异氟醚组和七氟醚组均高，差异有统计学意义(P<0.05)。其余各项指标3组比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表4)。

2.5 意识水平恢复情况比较 3组患者在拔除气管插管后30 min、60 min和90 min时意识水平恢复情况比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表5)。

3 讨论

氟烷、异氟醚和七氟醚均为卤族类吸入麻醉药，主要以气体形式通过呼吸道经血液循环至中枢神经系统而发挥麻醉效应，具有麻醉效能强、易于控制等优点，在全身麻醉中占有重要的地位[4]，近来卤族吸入麻醉药对患者呼吸循环等问题受到人们的广泛关注。因此，本研究结合已有的临床试验从整体水平评价氟烷、异氟醚和七氟醚对患者术后呼吸功能和意识恢复的影响，以提高术中麻醉管理水平。

本研究显示，通过对患者拔除气管插管后的呼吸功能观察，发现拔除气管插管后2 h时，氟烷组比其他组的PaCO2都高且氟烷组的VE显著低于异氟醚和七氟醚组。氟烷组的RR随时间降低，但异氟醚和七氟醚组的RR并未出现明显变化，这两组在2 h时RR显著高于氟烷组。拔除气管插管后20 min的VE/PaCO2在3组内相似，在拔除气管插管后2 h异氟醚和七氟醚组VE/PaCO2高于氟烷组。由于VE，RR存在显著差异，因此拔除气管插管后2 h氟烷组的PaCO2高于其他组可能是由肺泡最小容量减少造成的，这就说明氟烷组VE/PaCO2要低于其他组。拔除气管插管后2 h根据CBAnesth计算得到的 CAAnesth/MAC在3组中是相似的，并没有差异，而CAAnesth/MAC与VE、RR、PaCO2之间存在相关性。这些现象提示拔除气管插管后2 h氟烷组会出现显著的通气抑制，而且这并非是由CBAnesth和CAAnesth/MAC造成的。引起氟烷组显著的通气抑制的原因，有研究认为是氟烷对于高级中枢神经系统(CNS)有镇静效应[5]，CNS除对脑干呼吸中枢有直接抑制作用，还能控制意识。本研究中出现的两种现象符合这种假说：(1)与其他组相比，氟烷组意识水平的恢复时间延长。(2)氟烷呼出的挥发性麻醉剂的浓度要明显少于异氟醚和七氟醚在脑部的浓度，异氟醚和七氟醚的血/气分配系数比氟烷要小，氟烷的油/气分配系数比异氟醚，七氟醚要大2～4倍[6]，因而，脂肪组织贮存异氟醚和七氟醚的能力远小于贮存氟烷的能力[6]。脂肪组织通过血液吸收和组织间弥散，使吸入性麻醉剂增加。停止吸入麻醉剂后，聚积在脂肪中的吸入麻醉剂可重新回到血液中，或转移到临近的高灌注组织中，引起氟烷在CNS中积累[7]。因此，氟烷在肺泡和动脉血以及动脉血和脑中达到平衡的时间更长；呼出气体和脑中浓度间的差异更大，因此意识水平恢复的时间延长。实际上，试验中拔除气管插管后2 h得到的氟烷组的CBAnesth比其他组更高；而且，VE/PaCO2提示了呼吸中枢对于PaCO2升高的反应，氟烷组该比值显著低于异氟醚和七氟醚组。

表4 3组患者拔除气管插管后15 min和2 h的麻醉剂的血液浓度和肺泡浓度比较

注：CBAnesth=全血麻醉药物浓度，CAAnesth=肺泡内麻醉药物浓度，CETAnesth=潮气末挥发性麻醉剂浓度；与氟烷组比较，*P<0.05

各试验组由于VCO2的提高以及在气管拔除后死通气量/潮气量的比例(VD/VT)立即提高，因此拔除气管插管后20 min 时的PaCO2显著高于拔除气管插管后2 h。气管拔除2 h后，通过交感神经系统活性的下降来维持血流动力学变量的稳定性[8]，交感神经系统的活性在拔除气管插管后立即增强，并能使患者清醒[9-10]。在早期(20 min时)，本研究并未发现3组间呼吸变量的差异。CAAnesth/MAC比值是惟一的显著性因素，这与先前的结果一致。

综上所述，虽然拔除气管插管后20 min 3组间呼吸变量并无显著差异，但与异氟醚和七氟醚相比，在拔除气管插管后2 h氟烷更容易引起拔除气管插管后通气抑制。氟烷显著的通气抑制可能是由于其对CNS的镇静效应所引起的。与氟烷相比，异氟醚和七氟醚(血/气分配系数更小)在拔除气管插管后通气功能和意识恢复上有更大的优势。

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