压力控制容量保证用于婴幼儿先天性心脏病术中肺保护性通气的效果

河南科技大学临床医学院，河南科技大学第一附属医院（洛阳471003）

小儿先天性心脏病矫治术中由于体外循环、麻醉、手术创伤等的打击均可加重肺损伤，且小儿本身心肺循环异常，呼吸功能薄弱，小儿尤其是婴幼儿先心病术后肺功能障碍发病率明显高于成人[1]，因此尽量减少机械通气引起的肺损伤，选择肺保护性通气模式尤为重要。既往研究表明容量控制通气模式（volume controlled ventilation，VCV）是目前小儿全身麻醉时使用率最高的一种模式，但这种正压通气模式对肺脏而言较易诱发实质性损伤；压力控制通气模式（pressure-controlled ventilation，PCV）因具有相对较低的气道压，有利于肺保护，较VCV 更适合于婴幼儿，但由于受肺顺应性的影响，该模式存在手术过程中通气不足的风险[2-4]。压力控制容量保证（pressure-controlled volume-guaranteed，PCV-VG）模式，也称压力调节容量控制（PRVC）模式，麻醉机能够在确保预先设定最低通气量的情况下，根据肺顺应性的变化使胸腔内压及气道压最大程度地降低，从而减少肺损伤[5]。相较前两种模式，PCV-VG更适合于小儿心脏手术全身麻醉时的机械通气[6-8]，但目前PCV-VG模式用于成人手术的研究较多[9-11]，小儿手术尤其心脏手术的相关报道较少。本研究拟评价PCV-VG模式用于婴幼儿先天性心脏病手术中保护性肺通气的效果，为临床提供更多的参考依据。

1 资料与方法

1.1 病例选择与分组选择2018年1月至2019年1月在我院行房（室）间隔缺损修补术的患者80例，男42例，女38例，年龄1～5岁，体质量8.5～18 kg，采用随机数字表法将所有患儿分为两组PCV-VG组（P组）和VCV组（V组），每组40例。入选标准：均为左向右分流。所有患儿均在正中切口下矫治缺损，患者心功能Ⅱ～Ⅲ级，ASAⅡ～Ⅲ级，心脏彩超示心脏射血分数（EF）≥50%，无合并畸形，无明显的肺动脉高压、术前无哮喘和近期上呼吸道感染病史，术前无胸膜粘连和肺不张，肝肾功能正常。排除标准：体外循环（CPB）超过120 min 或停机后需再CPB 者排除在外。本研究已获医院伦理委员会批准，并与所有患儿家属均签署知情同意书。

1.2 麻醉方法术前禁食6 h，禁饮4 h，麻醉前1 h开放静脉通道，输注5%葡萄糖氯化钠溶液，麻醉前30 min 肌注安定0.2 mg/kg和东莨菪碱0.01 mg/kg。患儿入手术室后常规监测心率（HR）、脉搏氧饱和度（SpO2）。静脉麻醉诱导：咪达唑仑0.1 mg/kg，丙泊酚1.5～2 mg/kg，舒芬太尼1.0～1.5 μg/kg，顺阿曲库铵0.3 mg/kg。气管插管后连接麻醉机（德国Drager，型号Primus），P组采用PCV-VG 模式通气，V组采用VCV 模式通 气，VT = 8 mL/kg，I∶E 为1∶1.5，PEEP 3 mmHg，氧流量为1.5 L/min，RR 18～25次/min，吸入氧浓度（FIO2%）0.6。维持PETCO2在35～40 mmHg。常规行桡动脉和右侧颈内静脉或股静脉穿刺置管术，所有患儿均监测平均动脉压（MAP）、中心静脉压（CVP）、呼气末CO2分压（PETCO2）和脑电双频指（BIS）。麻醉维持：分别于切皮前、CPB前即刻、停机时及关胸前予以静脉注射舒芬太尼1～2 μg/kg，丙泊酚4～6 mg/（kg·h），持续输注阿曲库铵0.15～0.3 mg/（kg·h）维持肌松，持续泵入右美托咪定1 μg/（kg·h），间断吸入0.7%～2%七氟醚，测定BIS 值，非体外循环期间维持在40～60 。术毕，停止应用麻醉药物送入心脏外科监护室。监护室呼吸机（德国MAQUET，型号Servo-i）机械通气期间，P组及V组均采用VCV模式通气，VT = 8 mL/kg，I∶E 为1∶1.5，PEEP 3 mmHg，RR 18～25次/min，吸入氧浓度（FIO2%）0.6，维持PETCO2在35～40 mmHg 并根据血气分析结果调整参数。患儿自主呼吸恢复后改为SIMV 模式或停用机械通气、改为导管内吸氧。待患儿完全清醒、循环稳定后拔除气管插管。

1.3 体外循环CPB 前5～10 min 经中心静脉给予肝素400 U/kg，使激活全血凝血时间（ACT）大于480 s，经升主动脉和上、下腔静脉插管，常规建立体外循环（CPB），CPB 采用Stockert-Ⅲ型体外循环机，西京膜肺氧合器，均使用超滤，开放主动脉后泵注多巴合剂和米力农。转流过程中维持红细胞比容范围在26%～29%内，完成转流之后所使用的超滤方式为改良或平衡式超滤。

1.4 标本采集和指标监测记录气管插管后5 min（T0）、30 min（T1）、60 min（T2）、CPB 结束后30 min（T3）、CPB 结束后60 min（T4）呼吸力学指标：气道峰压（Ppeak）、平台压（Pplat）、肺泡动态顺应性（Cdyn）；并记录各时点动脉血气分析，记录各时点PaCO2，计算呼吸指数（RI）、氧合指数（OI）、肺泡-动脉血氧分压差（alveolar-arterial oxygen difference，PA-aDO2）以评价肺功能；记录CPB时间、主动脉阻断时间、手术时间等；记录拔管时间、ICU 驻留时间、住院时间及术后出现心肺并发症等的情况。

1.5 统计学方法统计分析运用SPSS 21.0 软件，计量资料以表示，采用重复测量资料的方差分析和t检验，计数资料采用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况比较两组患儿年龄、性别、体质量、CPB时间、主动脉阻断时间及手术时间等比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两组一般资料比较Tab.1 Clinical characteristics of the two groups ±s

表1 两组一般资料比较Tab.1 Clinical characteristics of the two groups ±s

组别P组V组例数40 40性别（男/女）23/17 21/19年龄（岁）2.9±0.8 3.0±0.9体质量（kg）13.7±4.3 13.5±4.5手术时间（min）115.3±14.8 112.7±16.9 CPB时间（min）57.5±15.2 58.2±16.1主动脉阻断时间（min）38.3±7.9 39.5±8.3

2.2 两组患儿呼吸参数的比较相比于V组，P组T1～4时刻Peak、Plat 均降低，P组Cdyn 在T2～4时点均高于V组（P＜0.05）。V组T1～4时刻，Peak、Plat 均较T0时升高，T2～4时刻，Cdyn 较T0时下降（P＜0.05）。V组T2～4时，PA-aDO2、RI 高于T0时，OI 低于T0；与V组 比 较，P组T2～4时刻OI 升 高，PA-aDO2、RI 下 降（P＜0.05），见表2。

表2 两组患儿呼吸参数的比较Tab.2 Comparison of respiratory parameters between two groups ±s，n=40

表2 两组患儿呼吸参数的比较Tab.2 Comparison of respiratory parameters between two groups ±s，n=40

注：与V组相比，#P＜0.05；与T0比较，△P＜0.05

指标Ppeak（cmH2O）Pplat（cmH2O）Cdyn（mL/cmH2O）P（A-a）DO2（mmHg）RI OI（mmHg）PaCO2（mmHg）分组P组V组P组V组P组V组P组V组P组V组P组V组P组V组T0 14.6±1.7 14.9±1.8 12.3±2.6 12.5±2.8 15.7±3.7 15.2±3.3 263±48 278±51 0.65±0.2 0.72±0.3 433±36 423±34 37.5±4.2 35.8±3.7 T1 14.7±1.5#17.1±1.5△12.6±2.5#16.1±2.6△15.6±3.5 14.9±2.2 305±58 322±68 0.73±0.4 0.81±0.7 413±32 385±34 38.2±4.1 36.7±3.5 T2 15.1±1.3#17.9±1.8△12.8±2.3#16.5±2.7△15.6±4.1#12.6±3.2△335±47#418±53△1.02±0.2#1.61±0.3△403±35#330±31△37.7±3.3 35.8±2.5 T3 15.3±1.6#18.2±1.9△12.8±2.6#17.1±2.4△15.5±4.0#12.0±3.2△332±47#421±53△1.05±0.2#1.62±0.3△380±33#305±31△38.7±3.3 39.7±3.3 T4 15.3±1.5#18.1±1.7△12.9±2.7#17.1±2.9△15.7±3.9#12.1±2.9△333±47#429±53△1.08±0.2#1.67±0.3△389±37#306±33.5△38.7±3.3 39.7±3.3

2.3 两组患儿拔管时间、ICU驻留时间、术后住院时间及术后心肺并发症比较与V组比较，P组拔管时间、ICU 停留时间及术后住院时间缩短（P＜0.05）；两组术后心肺并发症比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 两组患儿拔管时间、ICU 驻留时间、术后住院时间及术后心肺并发症比较Tab.3 Comparison on extubation time，ICU time，postoperative hospital stay and postoperative cardiopulmonary complicationsbetween two groups ±s，n=40

表3 两组患儿拔管时间、ICU 驻留时间、术后住院时间及术后心肺并发症比较Tab.3 Comparison on extubation time，ICU time，postoperative hospital stay and postoperative cardiopulmonary complicationsbetween two groups ±s，n=40

注：与V组相比，△P＜0.05

组别P组V组拔管时间（h）4.2±1.2△6.7±1.4 ICU 驻留时间（d）2.4±0.1△3.7±0.2术后住院时间（d）8.1±1.1△9.5±1.3术后心肺并发症（例）呼吸道感染0 1肺不张0 1低心排0 0

3 讨论

全麻与CPB 可明显降低先心病患者围术期的肺功能，增加术后低氧的发生率。由于婴幼儿肺脏发育尚未成熟，CPB 后肺损伤更为明显[12]，可导致肺内分流增加、肺不张、PA-aDO2增加、肺顺应性下降以及肺血管外液体增多等。 因此，如何减轻婴幼儿全麻与CPB 后的肺损伤越来越受到国内外学者的关注。

机械通气是小儿心脏手术呼吸支持的必要手段，但不恰当的通气策略会导致通气相关性肺损伤（ventilator-induced lung injury，VILI）。过高的Ppeak、过长的吸气时间和由于气体在肺内不均匀分布造成部分肺泡过度膨胀等是VILI的主要原因[13-14]。PPeak和PPlat可反映气压伤的危险性，正常值分别是9～16、5～13 cmH2O，Ppeak 增高说明了气道阻力升高或肺顺应性下降，高气道峰压可以使肺容积过大或肺组织过度扩张，当肺泡内的压力过大时部分肺泡破裂，可发生肺损伤。有研究发现[15]，吸气末容量与气道平台压（Plat）相关，当后者升高时，前者也会随之增大，导致肺损伤的发生率增加。PPlat比PPeak更能反应是否引起气管、支气管损伤。PA-aDO2指肺泡气和动脉血之间的氧分压差，它能够反映肺换气情况以及对血液从肺泡摄取氧的能力、氧弥散能力进行判定，导致PA-aDO2的增加的原因有：肺弥散功能障碍、肺内分流或者血流/通气失调等；RI 比PA-aDO2更能准确反映氧合情况，RI 增大意义同PA-aDO2。

本研究V组中，与T0时比较，OI和Cdyn 在T2～4时呈下降的趋势，而RI、PA-aDO2、Pplat及Ppeak在T2～4时明显升高，表明VCV 模式下随着时间的延长，肺顺应性下降，气道压的明显增加可能会造成患儿肺部的损伤且不利于氧的弥散。因在VCV 模式下，恒定的流速会造成较高的吸气峰压，增加气压伤的发生率，过高的气道压力可能造成肺泡过度扩张、引起肺泡损伤，肺泡容量损伤是该通气模式较常见的并发症[16-17]；且VCV 模式的气流是逐渐增加的，气道内的压力高峰常出现在最后的吸气阶段，这会造成顺应性低的肺泡组织不能得到充分的通气，容易导致肺内气体分布不均，造成通气血流比例失调。而先心病小儿尤其是婴幼儿，由于自身气道内径较小，呼吸道阻力大，肺顺应性差，与成人相比更易术中发生高气道压、通气血流比例失调，诱发肺功能障碍等。

为避免产生呼吸相关性肺损伤，选择合适的机械通气尤为重要。小儿心脏手术的机械通气现倾向于选择PCV-VG 模式[6-8]。PCV-VG 模式结合了VCV 模式和PCV 模式二者的优势，直接设置患者的潮气量，但在送气的气流模式采用PCV 模式的递减气流，在每个呼吸周期均会连续测定肺顺应性和气道阻力，使每一次通气能根据上一次测出的潮气量值以及患者肺顺应性的变化，自动调整送气流速和气道压力水平，以最低的气道峰压，达到预设的目标潮气量，在保证通气量的前提下降低气道压力；且PCV-VG的递减气流使气道压在吸气初即达最大值并持续整个吸气相，小气道和肺泡组织在最短的时间内开放，使顺应性低的组织也能得到一定量的通气，持续的平台压更利于氧的弥散，因而可减少了气道压力过高而引起的损伤，会在一定程度上改善肺内分流及肺顺应性，有利于肺泡的通气和氧合[18-21]，理论上该模式对自身肺功能薄弱且有不同程度的肺部损伤的先心病小儿具有一定的保护作用。

本研究显示，P组T1～4时刻PPeak、PPlat低 于V组，Cdyn 在T2～4时点优于V组（P＜0.05）。说明PCV-VG 模式能够在通气过程中将气道的峰压值降低，气道压变化更加平稳，有利于减轻正压通气对肺的机械性损伤，且PCV-VG 模式可以增加肺顺应性，对于氧合作用来说也更为有利。RI、OI及PA-aDO2水平比较，结果显示采用P组OI 虽出现下降，但仍高于VCV 模式，PA-aDO2、RI 虽有所增加，但仍低于V组，说明PCV-VG 模式能减少肺内分流和死腔通气，利于改善肺血流分布和肺通气血流比例，因而能改善肺泡的氧合功能。Mahmoud等临床研究[9，22-23]也证实：PCV-VG 模式较VCV 可显著降低气道压力，改善氧合，但这些研究对象局限于成人。ZHU和ZHANG 等[24-25]通过研究压力调节容量控制通气模式（PRVC）对婴幼儿复杂先天性心脏病术后心肺功能的影响，结果显示PRVC模式可以降低气道压力，提高肺顺应性，改善氧合功能，婴幼儿复杂先天性心脏病术后应用PRVC 通气模式是安全、有效的。本研究将PCV-VG 模式用于先心病术中所得的结果与其一致：PCV-VG 模式用于先心病术中减轻了全麻及CPB 后的肺功能损伤，起到了肺保护性通气的作用。

与V组比较，P组拔管时间、ICU 停留时间及术后住院时间缩短（P＜0.05），提示PCV-VG 通气模式对婴幼儿先天性心脏病患儿产生肺保护性通气效果，有助于改善预后。由于术后ICU 护士对PCV-VG 模式不熟悉，本实验未能观察到PCV-VG联合用于术后的肺通气保护效果，有待于今后进一步研究。

综上所述，PCV-VG 用于婴幼儿先天性心脏病术中可有效的降低气道压，改善肺顺应性，同时保证足够的肺泡通气量，增加肺通气与氧合效率，有利于肺保护及改善患儿预后。