学龄期儿童发生切皮前低血压时颈内动脉和椎动脉的血流变化

史昊鸿　王炫　朱彪

(1.复旦大学附属儿科医院麻醉科，上海　201102；2.复旦大学附属肿瘤医院ICU，上海　200032)



·论著·

学龄期儿童发生切皮前低血压时颈内动脉和椎动脉的血流变化

史昊鸿1王炫1朱彪2

(1.复旦大学附属儿科医院麻醉科，上海201102；2.复旦大学附属肿瘤医院ICU，上海200032)

摘要目的：通过测量右侧大脑的主要供血动脉——颈内动脉和椎动脉的血流变化来评估学龄期儿童发生切皮前低血压(preincision hypotension，PIH)时脑血流量的变化。方法： 选择44例行择期手术的患儿，美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiology，ASA)分级Ⅰ～Ⅱ级，年龄7～13岁，无术前低血压、心脑血管疾病。入手术室后开放外周静脉，监测心率、收缩压、平均动脉压、脉搏氧饱和度；予异丙酚2.5 mg/kg、芬太尼2 μg/kg、罗库溴铵0.6 mg/kg进行麻醉诱导；插管后机械通气，调整呼吸参数，维持呼气末二氧化碳分压35～40 mmHg；应用七氟烷维持麻醉，呼气末浓度为1个最低肺泡有效浓度(minimum alveolar comcentration，MAC)。通过多普勒超声测量麻醉诱导前和诱导后发生PIH时颈内动脉和椎动脉血流的时间平均流速和血管内径。结果：发生PIH时，右侧颈内动脉的内径缩小、时间平均流速降低、血流量减少、阻力指数增加(P<0.01)；椎动脉内径不变(P>0.05)，收缩期峰值流速、时间平均流速降低，血流量减少，阻力指数增加(P<0.01)；右侧脑供血量减少(P<0.01)，颈内动脉供血比例减小(P<0.01)。结论：学龄期儿童发生PIH时，即使平均动脉压高于脑血流自身调节下限，右侧颈内动脉和椎动脉血流量仍明显下降，右侧脑供血量明显减少。

关键词切皮前低血压；颈内动脉；椎动脉；脑血流量；学龄期儿童

手术患者在麻醉诱导后常发生低血压。有研究[1]表明，约9%的成人在麻醉诱导后10 min内发生低血压。另有研究[2]表明，约35.8%的患儿会发生切皮前低血压(preincision hypotension，PIH)，肥胖患儿中发生率更高， 36.8%的肥胖患儿有至少一个时间段的PIH[3]。

本研究通过比较学龄期儿童麻醉诱导前后颈内动脉和椎动脉血流参数的变化，并计算单侧脑供血量的变化，观察低血压对脑血流量的影响，旨在为PIH的处理提供依据。

1资料与方法

1.1一般资料选择2013年7月—2014年1月在复旦大学附属儿科医院行择期手术的患儿44例，性别不限，年龄7～13岁；美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiology，ASA)分级Ⅰ～Ⅱ级。排除标准：术前有低血压病史者，有心脑血管系统疾病者，诱导后10 min内血压下降未达低血压标准者。低血压标准：1～10岁者收缩压(systolic blood pressure，SBP)<(70+2×年龄) mmHg；>10岁者SBP<90 mmHg。

1.2方法无术前用药，入手术室后开放外周静脉，输注乳酸钠林格氏液4～6 mL/(kg·h)。采用IntelliVue MP50多功能监护仪(荷兰Philips公司)监测心率(heart rate，HR)、SBP、平均动脉压(mean arterial pressure，MAP)、脉搏氧饱和度(transcutaneous oxygen saturation，SpO2)、呼气末CO2分压(the end tidal carbon dioxide partial pressure，PETCO2)。

测量麻醉诱导前HR、SBP、MAP，并以麻醉诱导前颈内动脉、椎动脉内径和血流参数作为基础值。

麻醉诱导应用异丙酚(2.5 mg/kg)、芬太尼(2 μg/kg)、罗库溴铵(0.6 mg/kg)；插管后机械通气，吸入氧气/空气混合气体，吸入氧浓度为50%，调整呼吸参数，维持PETCO2在35～40 mmHg，应用七氟烷进行麻醉深度维持，呼气末浓度为1最低肺泡有效浓度(minimum alveolar concentration，MAC)。间断测量血压(每隔3 min)，如发生PIH，记录此时SBP、MAP、HR，再次测量颈内动脉、椎动脉内径及血流参数。

1.3颈动脉和椎动脉血流测量动脉血流动力学测量应用MicroMaxx便携式彩超仪(美国SonoSite公司)。患儿取仰卧位，肩下垫枕，头略偏向左侧，暴露右侧颈部，探头(频率6～13 MHz)从颈根部向头侧移动作横向扫查。显示颈总动脉近心端、中部、远端，颈动脉分叉处(常位于甲状软骨上缘水平，为膨大的卵圆形)及颈内动脉、颈外动脉。同时测量血管内径(从内膜内表面至外侧内膜内表面的距离，以心脏收缩期为准。部位：颈总动脉中部、颈内动脉距颈动脉窦1 cm处、颈外动脉距颈动脉分叉1 cm处)。动脉血流参数测量均在血管长轴进行，于血流中部取样，声束与血流方向夹角≤60°，记录颈动脉血流参数(3～5个心动周期中的血流参数)：动脉收缩期峰值流速(peak systolic velocity，PSV)、时间平均流速(time averaged velocity，TAV)、阻力指数(resistance index，RI)。

显示颈总动脉纵切面图像后，将探头稍向外侧移动，找到穿行于颈椎横突孔内的椎动脉，测量椎动脉横突段(第4～5颈椎)动脉内径、血流参数(测量指标同颈动脉)。

计算动脉血流量(Q)，Q=πD2/4×TAV×HR(mL/min)，D为动脉内径。

2结果

44例择期手术患儿中男性25例，女性19例；平均年龄(9.8±1.7)岁；平均体质量(36.2±7.9)kg；ASA分级Ⅰ级39例，Ⅱ级4例；平均禁食时间(9.9±2.5) h。

与基础值比较，患儿发生PIH时的SBP、MAP均下降，而HR上升(P<0.01)。见表1。

表1　麻醉诱导前和PIH时HR、SBP、MAP的变化

注：与基础值比较，*P<0.01

与基础值比较，发生PIH时，患儿右侧颈内动脉的内径缩小，TAV降低，血流量减少，RI增加(P<0.01)。而右侧椎动脉内径无明显变化(P>0.05)，PSV和TAV降低，血流量减少，RI增加(P<0.01)。见表2。

表2　颈内动脉和椎动脉的血流参数变化±s)

注：与同一动脉基础值比较，*P<0.01

发生PIH时，右侧脑供血量由基础值(380.0±77.6)mL/min减少至(226.3±41.5)mL/min(P<0.01)；而颈内动脉供血比例由基础值(79±1.8)%减少至(78±2.6)%(P<0.01)。

3讨论

本研究应用多普勒超声仪测量颈内动脉和椎动脉血流参数，间接评估发生PIH时脑血流量的变化，结果表明，学龄期儿童发生PIH时，右侧颈内动脉内径缩小，TAV降低，RI增加，血流量明显减少；右侧椎动脉内径不变，PSV、TAV降低，血流量明显减少，RI增加；右侧脑供血量下降，颈内动脉供血比例下降，差异均有统计学意义(P<0.01)。

评估脑血流量的方法有很多，如MRI、经颅多普勒超声(transcranial Doppler，TCD)等。应用MRI监测动脉血流有诸多不便，而TCD用于监测术中脑缺血，可提供脑灌注压、脑血管阻力等参数。Benders等[4]发现，超声测量的新生儿颈内动脉和基底动脉血流速度与MRI测量的脑血流量正相关，故认为超声虽然无法精确地定量评估脑血流改变，但可以比较准确地评估脑血流量的变化趋势。

动脉血二氧化碳分压(arterial carbon dioxide partial pressure，PaCO2)的变化可以引起脑血管阻力的变化，从而影响脑灌注压；PaCO2每变动 1 mmHg，脑血流量变化3%～4%[5]。脑血管阻力的变化也会对脑血流自身调节产生影响[6]。本研究中使PETCO2控制在35～40 mmHg，以尽量减少PaCO2对结果的影响。

临床应用异丙酚时，其浓度对脑血管没有直接作用，但它通过降低脑组织代谢率、减少氧的消耗而降低脑血流需要量。

本研究发现，绝大多数患儿在发生PIH时MAP均在脑血流自身调节下限之上，平均(62±3)mmHg，但所有患儿此时的脑血流量均显著下降，这与脑血流自身调节的观点不相符，脑血流量并未维持不变。原因可能是，不同人群脑血流自身调节的上下限个体差异很大，受很多因素的影响。脑血流量的调节不仅有肌源性调节(自身调节)，还有神经源性调节和化学性调节等，麻醉药物通过改变脑代谢率而影响脑血流量的变化。本研究中脑血流量的下降导致脑内氧输送减少，如果脑代谢率不能相应降低，就可能破环脑的氧供需平衡，导致脑缺氧。Nissen 等[7]采用近红外光谱法监测脑额叶的氧合，发现麻醉诱导后，MAP下降时额叶脑组织氧饱和度并未下降，这就意味着脑代谢率的下降能够补偿脑血流量的下降。所以，他认为麻醉诱导致使MAP低于大脑自动调节的下限并不会引起大脑氧合的变化。Moritz等[8]则发现，TAV可以用于预测脑缺血，他们认为，在颈动脉手术中TAV下降达50%时可能会出现缺血症状；本研究颈内动脉和椎动脉的TAV均下降，但未对这些患儿的神经系统功能进行评估。

本研究的主要不足是使用多普勒超声评估颈内动脉和椎动脉存在局限性，例如某些颈动脉分叉位置较高的患儿，由于颅骨的遮盖给超声探查带来困难；出现彩色混叠、彩色外溢、镜像伪像等；同一动脉，在PIH发生前后超声检测时，超声角度、取样位置不能保证一致。

综上所述，学龄期儿童发生PIH时，即使MAP高于脑血流自身调节下限，右侧颈内动脉和椎动脉血流量仍明显减少，右侧脑供血量明显减少。虽然有研究证明，在这种情况下脑组织氧合并未降低，但目前还没有一种技术可以精确测量脑组织的氧供和氧耗，而大脑皮质功能的微小变化可能太精细而无法测得，其临床表现可能在几年后才出现。所以，我们认为，应尽可能地减少血压降低的程度，减少低血压持续的时间，使血压维持在比脑血流自身调节下限相对更高的水平。

参考文献

[1]Reich DL,Hossain S,Krol M,et al.Predictors of hypotension after induction of general anesthesia[J].Anesth Analg,2005,101(3):622-628.

[2]Nafiu OO,Kheterpal S,Morris M,et al.Incidence and risk factors for preincision hypotension in a noncardiac pediatric surgical population[J].Paediatr Anaesth,2009,19(3):232-239.

[3]Nafiu OO,Maclean S,Blum J,et al.High BMI in children as a risk factor for intraoperative hypotension[J].Eur J Anaesthesiol,2010,27(12):1065-1068.

[4]Benders MJ,Hendrikse J,de Vries L,et al.Doppler-assessed cerebral blood flow velocity in the neonate as estimator of global cerebral blood volume flow measured using phase-contrast magnetic resonance angiography[J].Neonatology,2013,103(1):21-26.

[5]Akça O.Optimizing the intraoperative management of carbon dioxide concentration[J].Curr Opin Anaesthesiol,2006,19(1):19-25.

[6]Low DA,Wingo JE,Keller DM,et al.Cerebrovascular responsiveness to steady-state changes in end-tidal CO2during passive heat stress[J].J Appl Physiol(1985),2008,104(4):976-981.

[7]Nissen P,van Lieshout JJ,Nielsen HB,et al.Frontal lobe oxygenation is maintained during hypotension following propofol-fentanyl anesthesia[J].AANA J,2009,77(4):271-276.

[8]Moritz S,Kasprzak P,Arlt M,et al.Accuracy of cerebral monitoring in detecting cerebral ischemia during carotid endarterectomy:a comparison of transcranial Doppler sonography, near-infrared spectroscopy,stump pressure,and somatosensory evoked potentials[J].Anesthesiology,2007,107(4):563-569.

Changes of Blood Flow in Internal Carotid and Vertebral Artery during Preincision Hypotension in School-Age Children

SHIHaohong1WANGXuan1ZHUBiao21.DepartmentofAnesthesiology,Children′sHospital,FudanUniversity,Shanghai201102,China; 2.DepartmentofIntensiveCareMedicine,ShanghaiCancerCenter,FudanUniversity,Shanghai200032,China

AbstractObjective：To evaluate the cerebral blood flow during preincision hypotension(PIH) in school-age children by measuring the changes of blood flow in main supplying artery of right hemisphere such as internal carotid and vertebral artery.Methods: A total of 44 children, aged 7-13 years, with American Society of Anesthesiology(ASA) gradeⅠ-Ⅱ, who were scheduled for elective surgery, were enrolled in this study. Patients with baseline hypotension,cardiovascular diseases and cerebrovascular diseases were excluded.Heart rate,systolic blood pressure,mean arterial pressure, pulse oxygen saturation were continuously monitored during the procedure.General anesthesia was induced with propofol 2.5 mg/kg,fentanyl 2 μg/kg,and rocuronium 0.6 mg/kg.After intubation, mechanical ventilation were used to control the breath. The patients received 1 minimum alveolar concentration(MAC) sevoflurane for maintaining the anestheia, and the end tidal CO2partial pressure was adjusted to 35-40 mmHg.The change of blood flow in internal carotid and vertebral artery was evaluated by detecting the time averaged velocity and diameter with Doppler ultrasound. Blood flow index was measured before induction and at the time of PIH. Results: When PIH occurred, in right side internal carotid artery, the diameter reduced, the time averaged velocity and the blood flow decreased,and the resistance index increased(P<0.01).Meanwhile, in vertebral artery, the diameter restored(P>0.05), the peak systolic velocity and the time averaged velocity decreased, the blood flow reduced, and the resistance index increased (P<0.01). The cerebral flow of right side decreased(P<0.01),and the internal carotid artery percentage contribution reduced(P<0.01). Conclusions: When PIH occurs in school-age children,although the mean arterial pressure is above the lower limit of autoregulation,the blood flow of right side internal carotid and vertebral artery significantly decreases,and the cerebral flow of right side also decreases.

Key WordsPreincision hypotension；Internal carotid artery；Vertebral artery；Cerebral blood flow；School-age children

通讯作者范隆华，E-mail：fanlonghua@hotmail.com

中图分类号R331.3

文献标识码A