腔镜手术导致二氧化碳栓塞的研究进展

罗中兵(综述)，张燕辉(审校)

(广州军区武汉总医院麻醉科，武汉 430070)

腔镜手术导致二氧化碳栓塞的研究进展

罗中兵(综述)，张燕辉※(审校)

(广州军区武汉总医院麻醉科，武汉 430070)

随着腔镜技术的发展，其已经常规用于妇科、泌尿外科和普通外科等许多疾病的诊断和治疗。腔镜检查或手术均需要清晰的视野和良好的操作空间，需要在腹腔或组织间隙注入二氧化碳形成空腔，其可导致二氧化碳栓塞的发生。二氧化碳栓塞是非常少见的并发症，但其导致的后果非常严重，可引起右心室或肺动脉阻塞，甚至导致患者死亡[1-2]。近年来，二氧化碳栓塞的诊断、预防和治疗取得了一定的研究进展。现对腔镜手术导致二氧化碳栓塞的研究进展进行综述。

1二氧化碳栓塞的发生率

已有文献报道腔镜用于胆囊切除术、阑尾切除术、宫腔检查术、妇科手术、泌尿外科腹膜后脏器手术、内窥镜检查等时发生二氧化碳栓塞[3-12]。还有文献报道腔镜用于肾切除术、肝切除术、血管手术、甲状腺切除术和根治性前列腺切除术等导致二氧化碳栓塞[3-7,13]。虽然腔镜检查或手术导致二氧化碳栓塞的发生是罕见的，但是不同种类的腔镜检查或手术导致的发生率还是存在差异。李宁涛等[9]报道妇科腹腔镜手术麻醉期间二氧化碳栓塞的发生率为0.148%(8/5390)。尽管二氧化碳栓塞的发生率很低，但临床上严重的二氧化碳栓塞是致命性的，病死率约为28%(2/7)[1]。

近年来，经食管超声心动图(transesophageal echocardiography,TEE)已经用于监测术中二氧化碳栓塞。Lin等[8]观察了403例行冠状动脉旁路移植的患者，术中腔镜下取隐静脉期间，通过TEE监测发现有69例患者出现了二氧化碳栓子(17.1%)，其中微小二氧化碳栓子、中等二氧化碳栓子和大二氧化碳栓子的病例数分别为53例(13.1%)、14例(3.5%)和2例(0.5%)。Kim等[13]对二氧化碳栓塞的严重程度进行了分级：Ⅰ级为单个气泡出现在右心房或右心室或右心室流出道等腔内；Ⅱ级为许多气泡出现在右心房或右心室或右心室流出道等腔内，但出现气泡的区域不超过腔内直径的一半；Ⅲ级为大量气泡出现在右心房或右心室或右心室流出道等腔内，出现气泡的区域超过腔内直径的一半；Ⅳ级为大量气泡出现在右心房或右心室或右心室流出道等腔内，腔内各区域均有气泡出现。Kim等[13]对腔镜下行子宫切除术的患者进行TEE监测，结果发现患者心脏内均出现了二氧化碳栓子，其中37.5%(15/40)患者二氧化碳栓塞的严重程度超过Ⅲ级，但是患者均没有出现血流动力学和心电图的明显改变。对于腔镜下行子宫切除术的患者，二氧化碳栓子大部分发生在圆韧带和阔韧带离断期间。

对于二氧化碳栓塞的诊断和文献报道不多，可能原因是仅在其导致了明显的严重后果需要对其进行医疗干预和治疗才进行记录。另外，可能缺乏对这方面的重视，术中未意识到二氧化碳栓塞的发生而没有记录，麻醉期间没有气体栓塞的监测设备等。因此，二氧化碳栓塞的临床发生率可能显著高于以前文献报道的发生率。

2病理生理和临床症状

二氧化碳是腔镜检查或手术中使用最广泛的气体，文献报道其导致严重的二氧化碳栓塞常发生在手术开始时，主要由Veres针误入血管或实质性脏器注入大量二氧化碳所致[13-14]。小剂量二氧化碳也可通过腹壁或手术部位的受损血管进入循环系统，这可能是发生迟发性二氧化碳栓塞的作用机制[13-14]。

二氧化碳具有惰性、无色、价廉、不燃和便于获得等特点，非常适合用于气腹。二氧化碳比氧气、氮气、一氧化氮、氩气、氦气等气体更易溶于血液，可通过腹膜快速进入血液系统[15]。二氧化碳也有不利的方面，可引起过度通气、酸中毒、抑制心肺功能、增加术后疼痛、降低腹膜免疫能力和穿刺部位肿瘤种植等不良反应[16]。因此，为减少这些不良反应，对其他种类的可选择气体也进行了大量的研究[16-17]。

二氧化碳进入循环系统的量和二氧化碳排出量之间的平衡，对是否发生二氧化碳栓塞起关键作用[16]。二氧化碳栓塞通过“气锁”效应机制导致临床症状，其阻塞肺动脉，阻碍右心室射血，从而导致右心室衰竭和左心室衰竭、心律失常、肺动脉高压、体循环低血压和心血管性虚脱等，卵圆孔未闭患者还可能发生反常栓塞[4]。因为二氧化碳的高血溶性特点，虽然其导致的栓塞和空气导致的栓塞相似，但严重程度显著降低。空气栓塞可导致支气管痉挛或肺顺应性变化，但二氧化碳栓塞不引起这些改变。临床上，二氧化碳栓塞常表现为体循环低血压、呼吸困难、发绀、心动过速或心动过缓、心律失常和心脏骤停等，听诊可闻及“磨轮样”杂音，呼气末二氧化碳分压(end-tidal pressure of carbon dioxide,PETCO2)可表现为升高或降低[14]。二氧化碳栓塞时可监测到肺动脉高压、中心静脉压升高、低氧血症和动脉二氧化碳分压升高等[16]。

腔镜手术期间，各腔隙(腹腔内、胸腔内、心腔内和静脉内)内不同的压力和二氧化碳栓塞之间的关系还不是很清楚。腹腔内注入二氧化碳使腹内压>10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)时，导致显著的血流动力学改变[18]。其机制可能是气腹、患者体位、高碳酸血症和二氧化碳栓塞等多种因素所致。适量的二氧化碳气腹量，保证腹腔内压力<10 mmHg，可降低二氧化碳栓塞的发生率。

3诊断

3.1TEETEE是监测二氧化碳栓塞最敏感的方法，静脉注射少量二氧化碳(0.1 mL/kg)就可被其探测到，而传统的PETCO2、肺动脉压力和心前区听诊等监测方法，需要静脉注射大量二氧化碳0.5 mL/kg才可能被探测到。静脉一次性推注0.02 mL气体(0.0007 mL/kg)就可通过TEE探测出气体栓子，而PETCO2监测需要增加气体量50～100倍才能探测到。腹腔镜下胆囊切除术患者，使用TEE监测发现68%患者出现了无临床症状的气体栓子，而使用多普勒超声监测没有发现气体栓子。对犬快速静脉注射空气致肺动脉压力改变时，需要100 mL空气，而TEE仅需要注射15 mL空气就能探测到。目前，对于冠状动脉旁路移植术患者，术中腔镜下取隐静脉血管时，使用TEE监测二氧化碳栓塞的医疗机构越来越多[4-5,8]。

3.2经食管多普勒超声经食管多普勒超声是监测气体栓塞较佳的方法，在临床上应用越来越多，其探测敏感性与TEE相近，且比TEE价格便宜、使用方便。对猪行腹腔镜胆囊切除术的实验中，证明经食管多普勒超声对二氧化碳栓子的探测比PETCO2监测更灵敏，能在小剂量二氧化碳下发现二氧化碳栓子。经食管多普勒超声能100%探测到静脉注射0.1 mL/kg 二氧化碳导致的栓子。

3.3心前区多普勒超声心前区多普勒超声最初被用于探测静脉空气栓子，具有简便和高敏感性的特点，但用于探测二氧化碳栓塞敏感性较低。对100例行腔镜操作的患者行心前区多普勒超声监测，气腹期间均未发现二氧化碳栓塞。心前区多普勒超声监测时，探头通常放于胸骨旁第四肋间，即右心房投影位置，探测位置固定和范围小，对心脏其他位置可能的气栓不能探测到。尽管心前区多普勒超声有易于实施和一定敏感性的优点，但由于探头放置位置的原因，且其不能定量，假阴性率高，所以不是很好的探测二氧化碳栓塞的方法[19]。

3.4PETCO2PETCO2监测已被推荐用于探测气体栓塞，具有一定的敏感性、无创和使用方便等特点。但是，二氧化碳栓塞发生时，PETCO2可能表现为既不上升也不下降，没有显著的改变[14]。静脉注射大剂量二氧化碳，导致PETCO2短暂性升高，可能是因为二氧化碳溶于血液的量增加导致，但随后PETCO2很快降低，因为二氧化碳栓子导致肺血管系统阻塞，肺通气无效腔增加。但是，绝大部分的文献均报道，二氧化碳栓塞时PETCO2是显著降低的[8,20-24]。

3.5心前区或食管听诊器二氧化碳栓塞时心前区可能闻及“磨轮样”杂音，杂音特点：响亮、尖锐、反复、滚动、泼水样金属性杂音，同时伴有心血管虚脱。但是这些体征对诊断二氧化碳栓塞并不可靠。文献报道腔镜操作期间发生7例二氧化碳栓塞，出现“磨轮样”杂音的患者还不到半数，所以其缺乏敏感性[1]，且这方面的文献报道不多。

3.6肺动脉压力监测对犬静脉注射15 mL二氧化碳后，TEE就可检测到右心存在气泡，而要引起肺动脉压力的显著上升，需要推注100 mL二氧化碳。使猪肺动脉压力升高 3 mmHg 或以上，需要静脉注射二氧化碳(0.76±0.33) mL/kg。对9头猪静脉注射二氧化碳0.4 mL/kg后腔镜下行肝切除术，手术期间平均肺动脉压力逐渐上升，直至设定的4 h研究时间一直存在；而肺动脉楔压比较稳定，维持在6～8 mmHg；肺静脉阻力在前20 min上升，随后维持稳定；心排量在前15 min 下降，而后维持没有显著改变[25]。

Schmandra等[3]观察发现腔镜下肝切除手术期间，平均肺动脉压力升高，但升高并不多，而肺动脉楔压显著上升，同时心排血量显著下降。假设单纯依靠“阻塞机制”解释平均肺动脉压力升高，其数值能反映肺血管阻塞和循环抑制的程度。静脉注射空气1 mL/kg后平均肺动脉压升高，(15.3±2.1)min才能恢复到基础水平，而注射二氧化碳1 mL/kg后，(9.9±3.3) min就可恢复到基础水平，时间显著缩短。

4预防

对腔镜期间二氧化碳栓塞还是有一些预防措施。确保Veres针放置在正确的位置，避免大量二氧化碳误入血管，可先预给小剂量二氧化碳观察患者情况，确定没有误入血管或实质脏器后再吹入气腹所需的二氧化碳；腔镜手术期间采用低气腹压对预防二氧化碳栓子有重要作用[15]。增加中心静脉压，使其超过腹内压可能对减少二氧化碳栓塞有利[3]。

头高脚低体位可降低气体栓塞的发生率，但头低脚高体位可减少气泡进入头部，因为气泡在血液中有浮力而向高处转移。呼气末正压通气可降低开放的血管和心脏之间的压力梯度，从而减少气体进入的可能性。但最近的动物实验结果显示，PEEP不能改善二氧化碳栓塞的发生率和严重程度[26]。

5治疗

当怀疑二氧化碳栓塞时，应该立即采取一系列救治措施。首先，应立即停止气腹，并排出已经气腹的二氧化碳。为了排出二氧化碳、纠正通气/血流比失调和低氧血症，应给予100%氧气下机械通气。麻醉停止一氧化氮的吸入，改用100%的氧气，一氧化氮能减少空气栓子的大小，但不能减少二氧化碳栓子的大小，这是因为二氧化碳和一氧化氮的血溶性相近，阻止了一氧化氮向二氧化碳气泡的大量弥散或二氧化碳的排出[27]。另外，过度通气增加二氧化碳的排出。

提高中心静脉压可能减少气体继续进入血管，防止气泡体积进一步增加[21]。患者应调整为大斜度头低位，左侧卧位(Durant体位)，使气泡进入右心房心耳，防止其进入肺动脉。头低脚高体位也能减少气体进入头部的风险。中心静脉或肺动脉置入多孔导管，有可能抽出右心房或右心室的气体，对气体栓塞快速诊断、减轻右心房或右心室的“气体锁”状态有利，从而显著改善血流动力学异常。持续评估生命体征，为维持重要脏器氧供，及时行支持治疗，必要时行心肺复苏。

二氧化碳栓子经血管进入心脏和肺动脉，通过“气体锁”机制导致右心室或肺动脉阻塞，从而导致右心衰竭，使左心充盈不足而继发导致左心衰竭，这严重威胁到患者的生命安全，是二氧化碳栓塞最严重的情况。可采用的治疗措施包括：给予血管活性药物和强心药物维持心排血量；行主动脉球囊反搏术维持血流动力学稳定[8]。无低血压情况下，使用血管扩张药物扩张痉挛的肺血管，减少右心后负荷[2]。前列腺素类药物和磷酸二酯酶抑制剂可用于治疗严重的肺动脉高压。有病例报道吸入依前列醇对治疗二氧化碳栓塞导致的肺动脉高压有利[4]。

已有学者报道使用心肺转流术成功救治气体栓塞的患者。如果紧急救治后患者血流动力学仍不稳定，可考虑紧急开胸行胸内心脏按压，其也便于从心脏内抽出气体[21]。

高压氧治疗对二氧化碳栓塞的患者有利，特别是对颅内气栓导致神经损伤的患者。高压氧时的高气压可减少气泡的大小(在3个大气压下，气泡大小减少2/3)，从而使血流恢复，并且可减少血-气界面的不利作用。高压氧还可降低颅内压，通过弥散作用增加组织氧供。Reust等[28]报道通过高压氧治疗后，TEE监测发现冠状动脉内的大量二氧化碳气泡消失。但高压氧对二氧化碳栓子的作用小于空气栓子，因为二氧化碳更易溶于血液。高压氧治疗的并发症包括气压伤(特别对耳和窦房结)、肺氧中毒和减压病等。

6小结

术中需要二氧化碳气腹时，作为麻醉医师应该考虑到发生二氧化碳栓塞的可能，要备好抢救设备和药物。严重的二氧化碳栓塞可危及患者生命，应加强术中监测，重点观察PETCO2和血流动力学的变化，如果突然的PETCO2下降和血流动力学改变应高度怀疑是否发生了二氧化碳栓塞。另外，有条件者行TEE和经食管多普勒超声监测可及时发现和诊断二氧化碳栓塞。术中怀疑发生了二氧化碳栓塞，应立即采取积极的治疗措施。

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摘要：临床上腔镜手术期间导致严重的二氧化碳栓塞少见，但其是潜在的致命性的严重并发症，是麻醉医师应注意的重点。二氧化碳栓塞一般发生在二氧化碳注入期间或注入后不久，主要为二氧化碳误入血管或实质脏器所致。二氧化碳栓塞的临床表现由轻到严重为无症状、神经损伤、心血管性虚脱、甚至死亡等。近年来，二氧化碳栓塞的诊断、预防和治疗取得了一定的研究进展。

关键词：二氧化碳；栓塞；腹腔镜；气腹；麻醉

Research Advance in Laparoscopic Surgery Inducing Carbon Dioxide EmbolismLUOZhong-bing,ZHANGYan-hui.(DepartmentofAnesthesiology,WuhanGeneralHospitalofGuangzhouCommand,Wuhan430070,China)

Abstract:Significant carbon dioxide embolism is rare in clinical,but it is a potentially fatal complication in laparoscopic surgery.Anesthetist must understand and pay close attention to it.Carbon dioxide embolism usually occurs during or shortly after insufflation of carbon dioxide,mainly because it may be injected into blood vessel or solid organ by mistake.In recent years,many research developments in the diagnosis,prevention and treatment of carbon dioxide embolism have been made.

Key words:Carbon dioxide; Embolism; Laparoscopy; Pneumoperitoneum； Anesthesia

收稿日期：2014-10-13修回日期：2014-12-26编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.16.034

中图分类号：R61

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)16-2975-04