胸腔镜肺囊腺瘤切除术患儿单肺通气期间呼气末二氧化碳分压与局部脑氧饱和度的关系

李永乐，冯嘉宝，段姣，胡祖荣

广东省妇幼保健院麻醉科，广州 510180

允许性高碳酸血症（PHC）是指患者接受机械通气时，在氧合满意的前提下，使用较小的潮气量，允许患者体内CO2在一定范围内升高，从而避免机械相关的通气损伤。前期研究发现，在患儿单肺通气（OLV）中应用PHC 通气策略即可在较低的通气量下，维持不低于传统通气策略的氧合水平，并具有一定的肺保护作用［1-2］。CO2是调节脑部血流动力、血脑屏障功能以及脑部自身代谢的重要信使［3］。但是，PHC 引起的CO2升高对患儿脑局部血流和氧合的影响仍不明确。因此，本研究观察了呼气末二氧化碳分压（PETCO2）对胸腔镜肺囊腺瘤切除术患儿局部脑氧饱和度（SrcO2）的影响，为初步评估PHC 在患儿行OLV时的脑保护作用提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料 纳入标准：①1～12 月龄；②ASA分级Ⅰ或Ⅱ级；③无先天性心脏病或呼吸系统畸形。排除标准：①术前血红蛋白（Hb）<100 g/L 或SrcO2基线值<55%；②OLV 失败或效果不佳；③OLV时间<30 min 或术中转开胸手术。选择2019 年3月—2021 年2 月于OLV 下行胸腔镜肺囊腺瘤切除术并符合上述标准的患儿68例，根据OLV期间的平均PETCO2将其分为观察组（PETCO2>45 mmHg）38 例和对照组（PETCO2≤45 mmHg）30例。观察组男18例、女20 例，月龄（6.1 ± 2.7）个月，体质量（8.1 ± 1.6）kg，术前Hb（121.1±10.2）g/L，手术体位：左侧卧位22 例、右侧卧位16 例，OLV 时间（81.5 ± 19.9）min，手术时间（108.2±21.1）min。对照组男13例、女17例，月龄（5.4±2.8）个月，体质量（7.8±1.7）kg，术前Hb（120.6 ± 12.4）g/L，手术体位：左侧卧位15例、右侧卧位15 例，OLV 时间（80.0 ± 21.9）min，手术时间（103.3 ± 20.3）min。两组上述资料均具有可比性（P均>0.05）。本研究通过医院伦理委员会审核，患儿父母均签署知情同意书。

1.2 OLV期间PETCO2、SrcO2及相关指标观察方法 通过近红外光谱仪（INVOS™5100C，美国美敦力公司）监测SrcO2，以患儿手术入室后安静呼吸空气状态下的SrcO2作为基线值，将SrcO2较基线下降>20%且持续时间>3 min定义为低脑氧合事件（COD）。设定基线值后，将近红外光谱仪屏幕遮蔽，麻醉医师无法获知SrcO2数值。所有患儿采用快速静脉诱导，在纤维支气管镜引导下，将气管导管移至健侧支气管内行OLV。机械通气采用压力控制容量保证通气模式：调整气道峰压（Ppeak）维持潮气量（VT）5～8 mL/kg，呼吸频率（RR）20～40 次/分，呼气末正压（PEEP）4～6 cmH2O，呼吸比（I∶E）1∶1.5，新鲜气流量2～4 L/min，初始氧浓度（FiO2）40%。在侧卧位下进行胸腔镜手术，控制人工气胸压力≤6 mmHg。术中每5 min记录一次平均动脉压（MAP）、心率（HR）、PETCO2和机械通气时的呼吸参数［Ppeak、FiO2、肺顺应性］，计算OLV 时的平均值。以术中MAP<45 mmHg 定义为低血压。

1.3 统计学方法 采用SPSS25.0 统计软件。计量资料采用Shapiro-Wilk 正态性检验，呈正态分布以-x±s表示，组间比较采用两独立样本t检验，重复测量数据采用重复测量的方差分析；非正态分布以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料以例（%）表示，组间比较采用χ2检验。OLV 期间平均PETCO2和SrcO2的相关性检验采用Pearson 相关分析法。采用多因素Logistic 回归分析OLV 期间PETCO2水平对患儿发生COD 的影响。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组OLV 期间PETCO2、SrcO2比较 观察组OLV期间PETCO2为（50.1 ± 3.9）mmHg、SrcO2为67.3% ±6.1%，对照组分别为（39.1 ± 3.1）mmHg、60.1% ±4.7%，两组比较P均<0.05。

2.2 OLV 期间PETCO2与SrcO2的相关性 Pearson 相关分析结果显示，PETCO2和SrcO2存在正相关关系（r=0.56，P<0.05）。

2.3 两组COD 发生率比较 观察组发生COD 16例（55.2%），对照组发生COD 20 例（76.9%），两组比较P均<0.05。

2.4 OLV 期间PETCO2水平对患儿发生COD 的影响 观察组OLV 期间MAP 为（56.3 ± 5.6）mmHg，HR 为（125.2 ± 10.1）次/分，Ppeak为（20.5 ± 2.9）cmH2O，FiO2为56.8% ± 8.8%，肺顺应性为（3.5 ±1.3）mL/cmH2O，发生低血压13 例（34.2%）；对照组OLV 时MAP 为（53.9 ± 6.4）mmHg，HR 为（122.7 ±13.1）次/分，Ppeak为（20.1 ± 2.5）cmH2O，FiO2为54.9%±9.0%，肺顺应性为（3.5±0.9）mL/cmH2O，发生低血压13 例（43.3%）；两组比较均无统计学差异（P均>0.05）。以患儿OLV 期间出现COD（0=否，1=是）为因变量，PETCO2水平（≤45 mmHg=0，>45 mmHg=1）、低血压（否=0，是=1）以及Ppeak为自变量，拟合Logistic 回归模型，最终得到的Logistic 模型具有统计学意义（χ2=24.5，P<0.05）。通过Logistic 回归模型调整了低血压和Ppeak后的结果显示，OLV 期间PETCO2水平降低是患儿发生COD 的独立危险因素（P<0.05）。见表1。

表1 患儿OLV期间发生COD的多因素Logistic回归分析结果

3 讨论

婴幼儿在胸腔镜手术中实行OLV 时较成人更易出现缺氧现象［4］。相关研究结果显示，传统的外周血氧饱和度监测并不能有效反映婴幼儿OLV 时的脑部氧合情况，超过半数的婴幼儿在非心脏手术中会出现不同程度的SrcO2下降，而术中SrcO2较基线下降>20%已被证实是术后中枢神经系统不良事件的危险因素［5-6］。因此，本研究参考上述研究结果，采取以SrcO2较基线下降>20%且持续时间>3 min 定义为COD。结果显示，患儿在OLV 期间的SrcO2与PETCO2呈正相关关系，维持较高水平的PetCO2可在一定程度上降低患儿OLV 期间COD 的发生率，这提示PHC 通气策略有利于避免患儿在OLV 期间发生脑氧合不足。

本研究两组患儿术前Hb 及OLV 期间的MAP、HR、FiO2、Ppeak、肺顺应性比较均无明显差异，而观察组患儿OLV 期间的SrcO2更高，这提示在相近的血液携氧能力和氧供下，体内一定程度的CO2蓄积可提高脑部的局部氧合，且不会明显影响患儿OLV 期间的循环和呼吸维持。我们推测上述效应可能与以下两个方面有关：①PHC 可促进或加快非通气侧肺部血管缺氧性收缩，使更多的血流流向通气侧肺部，减少肺内分流，改善通气血流比例失衡，有利于避免OLV 时缺氧的发生［7］；②CO2可有效调节脑血管张缩，较高水平的CO2可扩张脑部血管，增加脑部血供，而PHC 可使氧离曲线右移，有利于氧的释放，提高组织氧供，进而预防SrcO2下降［8-9］。

在此基础上，我们推测PHC 可以促进SrcO2升高或有利于避免OLV 期间COD 的发生。根据我们先前的研究，低血压事件和Ppeak是患儿在OLV 期间发生COD 的危险因素［10］。本研究通过多因素Logistic回归模型调整上述因素的可能影响后，结果显示OLV 期间PETCO2水平降低是患儿发生COD 的独立危险因素，OLV 期间维持PETCO2水平一定程度的升高有利于避免COD的发生，可将发生COD的风险降低到正常PETCO2水平患儿的1/4，提示OLV 期间采用PHC 通气策略具有一定的脑保护意义。值得我们注意的是，观察组仍有超过半数的患儿在OLV 期间发生COD。脑部血流低灌注是COD 发生最为重要的影响因素，婴幼儿在MAP<45 mmHg 时脑灌注即出现下降，尤其在接受OLV 时，婴幼儿在全麻下氧供的增加以及脑代谢的下降往往并不足以代偿血压过低所引起脑灌注不足，因而更容易发生COD［11-12］。因此，我们认为低血压引起的脑部血流灌注下降会明显限制CO2对于改善脑局部血供和氧供的作用，实施OLV时应首先注意维持患儿MAP不低于45 mmHg，以尽量保证脑部基本血流灌注。

综上所述，患儿在OLV 期间允许PETCO2小范围升高有助于提高SrcO2并减少COD 的发生。由于本研究患儿的手术时间或OLV 时间均较短，患儿在OLV 期间的平均PETCO2均<60 mmHg，因而本研究并未对PHC引起的不同程度的PETCO2升高进行分级探讨。考虑PETCO2升高会引起高碳酸血症的发生，而不同程度的高碳酸血症具有不同的血管扩张强度，过高的碳酸血症水平可能损害脑血流自动调节功能［13-14］，因此后续研究更应关注PHC 下不同程度的高碳酸血症对脑自我调节血压或灌注的影响，警惕严重高碳酸血症的潜在风险，进一步探讨PHC 下高碳酸血症的合理控制水平。