术前超声引导下星状神经节阻滞对胸腔镜手术患者的肺保护作用及机制

赵 月，韩 丽，赵李红，杨 芬，谢 阳

(南京医科大学附属苏州医院/苏州市立医院麻醉科,江苏 苏州 215002)

随着胸腔镜手术在胸部微创外科的开展,单肺通气(one-lung ventilation,OLV)已经成为临床上广泛用于心胸外科手术麻醉的一种通气方式,对胸腔镜下肺叶切除、食管癌根治等手术的顺利开展极为重要,但在实际应用中如果OLV时间过长,往往容易导致肺组织内大量炎症因子分泌、氧化和抗氧化失衡等情况的发生,从而引起机械通气相关肺损伤,增加患者术后肺部并发症的发生率[1]。研究表明,OLV持续2 h以上可引起急性肺损伤(acute lung injury,ALI),ALI发生的概率为4%～15%,且可使从肺楔形切除术转换成大肺切除术(肺叶切除术、全肺切除术)的概率上升[2]。如何最大限度地减少OLV引起的肺损伤一直是临床麻醉工作者关注的热点。有研究表明,星状神经节阻滞(stellate ganglion block,SGB)可通过多种机制发挥肺保护作用[3]。但是,目前对于SGB在OLV中的肺保护作用研究主要集中在动物实验阶段。在临床麻醉及手术过程中,SGB能否在OLV患者中发挥一定的肺保护作用尚缺乏更多的临床证据。因此,本研究通过观察OLV患者接受SGB后的血流动力学、血气分析以及静脉血炎症和氧化应激指标的改变来探讨超声引导下精准SGB对OLV患者的肺保护作用,以期为临床SGB在OLV患者中的应用提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2021年1月至2022年4月于南京医科大学附属苏州医院行胸腔镜下OLV肺叶切除术的84例患者为研究对象。按随机数字表法将患者分为观察组和对照组,每组42例。病例纳入标准:(1)年龄18～75岁;(2)体质量指数(body mass index,BMI)18.11～29.50 kg·m-2;(3)美国麻醉医师协会(american society of anesthesiologists,ASA)分级Ⅰ～Ⅲ级;(4)预计术中OLV时间为2～4 h。排除标准:(1)存在SGB穿刺禁忌证,穿刺部位有感染、疤痕、外伤手术史者;(2)术前有出血倾向、重症肌无力、甲状腺功能亢进或甲状腺功能减退、肺气肿、肺不张者;(3)术前合并贫血、发热、肺部感染或其他部位感染者;(4)术前存在其他部位肿瘤者;(5)有放射治疗或化学治疗史者;(6)有开胸手术史者;(7)术前有肝、肾功能不全者;(8)术中OLV时间小于2 h或大于4 h。观察组患者有1例因术后出血行二次手术被排除,对照组患者有1例进胸后无法手术被排除,本研究共纳入82例研究对象,观察组和对照组各41例。对照组:男20例,女21例;年龄40～74(58.5±11.2)岁,身高155.63～173.68(169.32±11.24 )cm,BMI18.17～27.24(23.04±4.46)kg·m-2;ASA 分级 Ⅰ 级8例,Ⅱ 级29例,Ⅲ级4例;麻醉时间180.12～227.24(204.89±23.36)min,手术时间165.37～210.68(192.81±16.50)min,OLV时间153.67～198.45(178.62±12.21)min。观察组:男22例,女19例;年龄 38～75(59.4±10.6)岁,身高157.21～ 176.78(171.19±9.69)cm,BMI 19.46 ～29.24(24.11±4.12)kg·m-2;ASA 分级Ⅰ级5例,Ⅱ级30例,Ⅲ级6例;麻醉时间183.56～229.30(205.37±19.55)min,手术时间161.62～212.91(189.45±17.36)min,OLV时间151.36～201.31(175.84±13.32)min。各组患者年龄、性别、身高、BMI、ASA分级、麻醉时间、手术时间以及OLV时间比较差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。所有患者及家属均知情同意并签署知情同意书。本研究经医院伦理委员会审核批准。

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法

2组患者于手术前1 d进行术前访视,嘱患者术前禁食6 h、禁饮4 h。进入手术室后选择非手术侧上肢建立静脉通路,以10.0 mL·kg-1·h-1速度静脉滴注乳酸林格氏液(广东大冢制药有限公司,国药准字MS200216)。常规心电、血氧监护,给予右美托咪定(扬子江药业集团有限公司,国药准字H20183219)负荷剂量1.0 μg·kg-1静脉泵注(输注时间大于10 min),随后改为维持剂量0.5 μg·kg-1·h-1继续泵注行麻醉诱导。患者均采用快速诱导气管插管法,经面罩自主吸氧3～5 min后,静脉注射咪达唑仑(江苏恩华药业股份有限公司国药准字MS200216)0.1 mg·kg-1,100 g·L-1丙泊酚(北京费森尤斯卡比有限公司,国药准字J19160089)2.0 mg·kg-1,枸橼酸舒芬太尼(湖北宜昌人福药业有限公司,国药准字H01A1022)0.5 μg·kg-1,顺苯磺酸阿曲库铵(江苏东英药业有限公司,国药准字H181128721)0.15 mg·kg-1,行双腔支气管内插管。导管型号根据患者身高、体质量和手术部位选择。纤维支气管镜引导下将支气管导管调整至合适位置后妥善固定,连接麻醉机暂行双肺通气控制呼吸,潮气量(tidal volume,TV)6～8 mL·kg-1,呼吸频率(respiratory rate,RR)12～15次·min-1。根据手术部位调整侧卧体位,实施OLV,TV 设定为4～6 mL·kg-1,吸入氧体积分数为60%～80%,RR为16～18次·min-1,呼气终末正压(positive end-expiratory pressure,PEEP)为 4～6 cm H2O(1 cm H2O=0.098 kPa),每30 min行手法肺复张,肺复张持续压力为30 cm H2O,持续时间为60 s[4]。手术开始,术中根据血氧饱和度、呼气末二氧化碳分压(partial pressure of end-tidal carbon dioxide,PetCO2)适当调整吸入氧浓度和呼吸机参数。持续监测生命体征,术中脑电双频谱指数(bispectral index,BIS)维持在40～60,血压、心率(heart rate,HR)维持在基础值的±20%内。术后将患者转移至复苏室进行麻醉复苏,待患者自主呼吸恢复,BIS≥80并可执行指令性动作后,拔除气管导管,拔管后继续观察30 min,生命体征平稳后送回病房。

1.2.2 超声引导下SGB

观察组患者于麻醉诱导前10 min在充分镇静状态下,将便携式彩色超声仪(美国Sonosite公司)高频线阵探头(6～13 MHz)紧贴于颈部皮肤,与颈部矢状面形成30°～45°夹角,缓慢移动探头,找到颈6横突前结节(图1A);采用平面内进针法,在超声动态监测下将穿刺针推进到椎前筋膜深方即星状神经节位置附近,进针过程避开血管、神经;进针完成后,经反复回抽确认没有血液后,缓慢注入预先准备好的100 g·L-1盐酸利多卡因(湖北天圣药业有限公司,国药准字H42021839)6 mL[5],注射完成后可见局部麻醉药物在横突与颈动脉之间均匀扩散(图1B)。患者阻滞成功后可见阻滞侧出现霍纳综合征(瞳孔缩小、眼裂狭小、眼球内陷、结膜充血、面部潮红、面部皮温升高,上述症状>3个确定为阳性)[6]。

A:第6颈椎横突水平解剖结构;B:穿刺进针路径;lat:外侧;med:内侧

1.3 观察指标

(1)血流动力学指标:记录入手术室后(T0)、OLV开始前(T1)、OLV开始后30 min(T2)、OLV开始后60 min(T3)、术毕(T4)、拔管后30 min(T5)时患者的平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)、HR、脉搏氧饱和度(pulse oxygen saturation,SpO2);(2)呼吸力学参数:记录2组患者T1、T2、T3、T4时的气道峰压(peak airway pressure,Ppeak)、TV、RR、PetCO2;(3)血气指标:于T0～T5时行动脉血气分析,记录2组患者不同时间点的氧合指数(oxygen index,OI)、肺内分流率(intrapulmonary shunt rate, Qs/Qt)、pH值。(4)肺表面活性物质相关蛋白-A(surfactant proteins A,SP-A)、炎症因子及氧化应激指标:于T0、T3和T5时分别采集2组患者肘静脉血5 mL,室温下放置20 min后3 000 r·min-1离心20 min,收集上层血清并放置于-80 ℃冰箱中保存备用;采用酶联免疫吸附法测定血清中SP-A、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、白细胞介素(interleukin,IL)-6以及IL-10水平,试剂盒购自上海碧云天生物技术有限公司,严格按照试剂盒说明书进行操作。(5)并发症:记录24 h内2组患者出现局部麻醉药物中毒,食管、气管、胸膜损伤,局部血肿,全脊髓麻醉等SGB穿刺相关并发症,以及术后 72 h 内肺部并发症发生情况。

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 2组患者各时间点血流动力学参数比较

2组患者T1、T2、T3时的MAP和HR显著低于T0时,差异有统计学意义(P<0.05);T4和T5时的MAP和HR与T0时比较差异无统计学意义(P>0.05),2组患者T1、T2、T3、T4、T5时间点间MAP和HR比较差异无统计学意义(P>0.05)。T1、T2、T3时,观察组患者的MAP显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);T2、T3时,观察组患者的HR显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);其他时间点,2组患者的MAP和HR比较差异无统计学意义(P>0.05)。T0～T5各时间点2组患者的SpO2比较差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表1。

表1 2组患者不同时间点血流动力学参数比较Tab.1 Comparison of hemodynamic parameters of patients between the two groups at different time points

2.2 2组患者各时间点呼吸力学参数比较

2组患者T2、T3时的Ppeak、RR显著高于T1和T4时(P<0.05),TV显著低于T1和T4时,差异有统计学意义(P<0.05)。2组患者T2与T3、T1与T4时的Ppeak和PR比较差异无统计学意义(P>0.05);T2、T3时,观察组患者的Ppeak、TV均显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05); T1、T4时,2组患者的Ppeak、TV比较差异无统计学意义(P>0.05)。T1～T4时,2组患者的RR、PetCO2比较差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表2。

表2 2组患者不同时间点呼吸参数比较Tab.2 Comparison of respiratory parameters of patients between the two groups at different time points

2.3 2组患者各时间点的动脉血气指标比较

T0～T5时2组患者的pH值比较差异无统计学意义(P>0.05)。2组患者T1时与T0时的OI比较差异无统计学意义(P>0.05);2组患者T2～T5时OI显著低于T0和T1时,差异有统计学意义(P<0.05); T2～T5时,观察组患者的OI显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组患者T2～T5时的Qs/Qt显著高于T0、T1时,差异有统计学意义(P<0.05);2组患者T0与T1、T2～T5各时间点间Qs/Qt比较差异无统计学意义(P>0.05);T2～T5时,观察组患者的Qs/Qt显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);T0和T1时,2组患者Qs/Qt比较差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表3。

表3 2组患者不同时间点动脉血气分析值比较Tab.3 Comparison of arterial blood gas analysis of patients between the two groups at different time points

2.4 2组患者不同时间点血清SP-A、IL-6、IL-10、MDA、SOD水平比较

2组患者T3和T5时的血清SP-A、IL-6水平显著高于T0时,差异有统计学意义(P<0.05);T3和T5时,观察组患者的SP-A、IL-6水平显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。T3和T5时,对照组患者血清IL-10水平低于T0时,观察组患者血清IL-10水平高于T0时;T3、T5时,观察组患者的血清IL-10高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。T3和T5时,对照组患者血清MDA水平显著高于T0时,差异有统计学意义(P<0.05);观察组患者T3和T5时血清MDA水平与T0时比较差异无统计学意义(P>0.05);T3和T5时,观察组患者血清MDA水平显著低于对照组(P<0.05)。T3和T5时,对照组患者血清SOD水平显著低于T0时,观察组患者血清SOD水平显著高于T0时,观察组患者血清SOD水平显著高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。2组患者T3和T5时血清SP-A、IL-6、IL-10、MDA及SOD水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。结果见表4。

表4 2组患者不同时间点血清SP-A、炎症因子和氧化应激指标比较Tab.4 Comparison of serum SP-A,inflammatory factors,and oxidative stress markers of patients between the two groups at different time points

2.5 观察组患者24 h内SGB相关并发症

观察组患者24 h内均未发生局部麻醉药中毒、食管损伤、气管损伤、胸膜损伤、全脊髓麻醉等严重穿刺并发症。观察组4例患者出现单侧喉返神经阻滞症状,表现为局麻药注射后2～3 min出现声音嘶哑;1例患者出现臂丛神经阻滞,表现为阻滞后 5 min出现上肢及手部麻木感;上述患者未予特殊处理,于术后24 h内好转,术后随访未见其他不良反应。

2.6 2组患者术后72 h内肺部并发症及住院时间比较

2组患者术后72 h内均未出现严重肺部并发症。对照组1例患者术后12 h出现低氧血症,SpO2持续低于90%,予胸部CT、心电图检查后排除肺部感染、肺不张、气胸、心力衰竭后给予低流量鼻导管吸氧,辅助镇静、镇痛治疗后好转。对照组和观察组患者的住院时间分别为(9.30±2.43)、(8.71±2.10)d,2组患者的住院时间比较差异无统计学意义(t=1.176 ,P=0.243)。

3 讨论

OLV是目前胸外科开展微创手术必需采取的通气方式,为现代麻醉学技术的重要组成部分,肺隔离技术的应用极大改善了胸外科手术的条件并促进了胸外科手术向精细化、微创化发展[7]。OLV本身易引起肺组织炎症介质释放、氧化和抗氧化失衡等病理变化,从而造成生物学肺损伤[8]。随着研究的不断深入,保护性肺通气策略应运而生,主要体现在小潮气量、适当应用PEEP、允许性高碳酸血症、定期肺复张策略以及控制氧流量等方面[9]。有研究指出,保护性肺通气策略可降低患者术后肺部并发症的发生率和病死率[10]。但是,临床中仅仅通过保护性肺通气策略来控制OLV引起的肺损伤效果并不理想。截至目前,肺保护性通气策略在围手术期的应用仍然存在许多争议,该策略是否对接受OLV的患者产生有利影响尚无一致意见。右美托咪定可通过抑制炎症反应和氧化应激发挥一定的肺保护作用[11]。七氟醚可通过抑制磷脂酶A2表达使生成的花生四烯酸下降,从而减轻OLV后患者的肺损伤[12]。有研究显示,与七氟烷相比,丙泊酚在缓解OLV患者炎症反应和氧化应激方面表现更优,对OLV所致的肺损伤具有保护作用[13]。由此可见,关于OLV所致肺损伤的保护策略主要集中在通气方式和相关药物应用等方面[14]。

星状神经节又称为颈胸神经节,其被阻滞后可抑制交感神经系统兴奋。有研究指出,SGB可以通过多种机制在神经源性肺水肿的治疗中发挥积极作用[15],这一结果提示SGB对于临床上OLV引起的肺损伤可能也具有一定的预防和保护作用。近年来,随着超声引导下神经阻滞技术的不断发展,可视化操作可以极大地提高SGB穿刺的安全性及准确性[16]。本研究结果显示,SGB可以有效降低胸腔镜下肺叶切除术患者OLV期间MAP且不影响HR和SpO2,在OLV期间可以维持更低的Ppeak、RR和更高的TV, SGB后OI显著升高,并且Qs/Qt显著降低;这表明,SGB可以通过改善OLV患者的血流动力学和呼吸力学发挥肺保护作用。

SP-A主要表达于肺组织内,其主要生理作用是维持肺泡的表面张力。正常情况下SP-A很少出现肺外表达,健康人血清中SP-A水平极低[17]。因此,SP-A水平变化是判断肺损伤的一个重要指标。TAJIMA等[18]研究认为,血清SP-A水平可精准地反映肺组织受损程度,在非感染性肺损伤的致病和诊断中起到重要作用。本研究结果显示,OLV后2组患者血清SP-A水平较术前均有不同程度升高,表明OLV可损伤患者的肺组织细胞,且OLV时引起的肺损伤与炎症反应、氧化应激反应均存在协同相关性;而观察组患者OLV过程中以及手术后血清SP-A水平显著低于对照组,表明超声引导下SGB可减轻OLV时肺损伤的程度,推测可能是因为SGB抑制了患者OLV时SP-A因子释放,这有利于维持肺泡的表面张力,减少术后肺泡塌陷,从而保护肺功能。IL-6是人体内最重要的促炎性细胞因子之一,其血清水平变化可反映机体炎症反应及组织损伤严重程度[19]。研究表明,机械通气引起的肺损伤机制中包括肺部炎症过程引发的生物损伤,促炎细胞因子和抗炎细胞因子的失衡是OLV相关肺损伤的发生机制之一[20]。本研究结果显示,T3、T5时,2组患者的血清IL-6水平均较T0时显著增加,同时IL-10水平显著下降;这表明,OLV可引起促炎细胞因子生成增加,同时抑制抗炎细胞因子的产生。此外,本研究结果显示,相同时间内观察组患者血清IL-6水平显著低于对照组,而IL-10水平显著高于对照组;这表明,SGB可以在OLV期间减少促炎细胞因子生成,增加抗炎细胞因子产生,抑制机体全身性炎症反应,通过调节促炎/抗炎细胞因子平衡起到肺保护作用。血清中脂质过氧化的分解产物MDA可间接反映组织细胞受氧化应激损伤的程度[21]。本研究结果显示,对照组患者T3和T5时血清MDA水平均较T0时显著升高,观察组患者T3和T5时血清MDA水平与T0时比较差异无统计学意义,且相同时间点观察组患者血清MDA水平显著低于对照组;T3和T5时,对照组患者血清SOD水平均较T0时显著降低,而观察组血清SOD水平较T0时显著升高,且相同时间点观察组患者血清中SOD水平显著高于对照组;这表明,OLV可引起机体氧化反应增强,而SGB可以有效抑制氧化反应,减少MDA产生,发挥抗氧化作用。此外,本研究结果显示,观察组患者均未发生血管损伤、局部麻醉药物中毒、食管损伤、气管损伤、胸膜损伤、全脊髓麻醉等严重的穿刺并发症,术后72 h内未发生严重肺部并发症;这表明,超声引导下SGB临床应用安全性较高。

4 结论

术前超声引导下SGB对全身麻醉下行胸腔镜手术OLV患者具有一定的肺保护作用,可显著改善OLV患者的OI,减少肺内分流,减少呼吸机相关肺损伤;其机制可能是通过抑制炎症反应、降低氧化应激水平来发挥肺保护作用。但是,本研究为单中心、小样本研究,不能完全反映总体特征,只能初步了解SGB对胸腔镜手术患者OLV的肺保护作用,需继续扩大样本量进一步研究;另外,本研究仅采用单次、术侧SGB,而局部麻醉药剂型和浓度不同会发挥不同的作用,且不同侧SGB也会在心血管系统产生不同的影响,因此,SGB 能否作为一种肺保护措施广泛应用于临床,其所需的药物剂型、浓度以及麻醉的方式还有待进一步研究。