文 雯 綜述，蘭志勛 審校

(西南醫(yī)科大學(xué)，四川 瀘州 646000)

CO2氣腹對(duì)人體生理功能的影響及防治措施

文 雯 綜述，蘭志勛 審校

(西南醫(yī)科大學(xué)，四川 瀘州 646000)

腹腔鏡手術(shù)時(shí)腹內(nèi)壓、特殊手術(shù)體位和二氧化碳(CO2)氣腹均會(huì)對(duì)患者生理功能造成不同程度的干擾，且在病情復(fù)雜和(或)時(shí)間長(zhǎng)的手術(shù)中表現(xiàn)更為明顯。近年來(lái)設(shè)備、技術(shù)水平顯著提高及微創(chuàng)手術(shù)的大趨勢(shì)，腹腔鏡手術(shù)適應(yīng)范圍越來(lái)越廣泛；醫(yī)院老年患者、肥胖患者日漸增多，氣腹引起的各種病理生理的改變?cè)絹?lái)越得到重視。本文將從CO2氣腹對(duì)人體生理功能的影響及預(yù)防處理措施等方面進(jìn)行綜述，便于臨床工作安全順利的開(kāi)展。

CO2氣腹；生理功能；預(yù)防處理

腹腔鏡技術(shù)與傳統(tǒng)的開(kāi)放手術(shù)相比，其創(chuàng)傷小、出血少、恢復(fù)快的優(yōu)點(diǎn)非常明顯。腹腔鏡手術(shù)時(shí)，為使術(shù)者獲得寬闊的視野和易于操作的手術(shù)空間，通常使用二氧化碳(CO2)氣體擴(kuò)充腹腔形成人工氣腹。但CO2氣腹會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一系列不良影響:腹壓升高，膈肌上移，潮氣量和功能殘氣量減少，肺通氣/血流比例失調(diào)，甚至導(dǎo)致肺不張與高碳酸血癥[1]。腹壓升高有增加心臟后負(fù)荷、減少心輸出量、甚至有發(fā)生致命性心律失常的潛在危險(xiǎn)等，增加麻醉和手術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)。下面就相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行綜述。

1 CO2氣腹對(duì)呼吸系統(tǒng)的影響

建立CO2氣腹后，腹內(nèi)壓升高，胸腔內(nèi)的壓力也不同程度的上升，呼吸道阻力增加[2]，胸廓及肺的順應(yīng)性下降。Kim 等[3]證實(shí)頭低位、CO2灌注以后，容量控制通氣肺動(dòng)態(tài)順應(yīng)性(Cdyn)降低29%，壓力控制通氣Cdyn降低25%，且功能殘氣量低于閉合容量時(shí)，將導(dǎo)致肺內(nèi)分流。Bannenberg 等[4]發(fā)現(xiàn)腹腔有巨大的CO2吸收的表面積(Fick’s principle)，CO2負(fù)荷以外，還對(duì)肺和心血管有直接影響[5]，導(dǎo)致通氣/血流比例失調(diào)，再加上CO2易溶于血液及腹腔與血液間的CO2壓力梯度可導(dǎo)致CO2經(jīng)腹膜迅速吸收，使動(dòng)脈血二氧化碳分壓(PaCO2)升高，血pH下降。

建立CO2氣腹后，如何正確調(diào)節(jié)呼吸參數(shù)，避免肺不張、CO2蓄積等是一個(gè)重要問(wèn)題。Ela等[6]證實(shí)長(zhǎng)時(shí)間腔鏡泌尿外科手術(shù)中低潮氣量(一般為4～8 ml/kg標(biāo)準(zhǔn)體重)加呼氣末正壓通氣(PEEP)可能是預(yù)防高碳酸血癥、產(chǎn)生良好氧合作用、縮短拔管時(shí)間的一個(gè)較好選擇。身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)>30 kg/m2的肥胖患者功能殘氣量減少，較低水平的PEEP可能不足以使萎陷的肺泡復(fù)張，但PEEP水平又受到一定限制。Lee等[7]證實(shí)為得到滿意的動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)和穩(wěn)定的血流動(dòng)力學(xué)，最合適的PEEP水平是5 mmHg，但外源性PEEP會(huì)增加慢性阻塞性肺病(COPD)等患者肺破裂的風(fēng)險(xiǎn)。PEEP還可引起胸內(nèi)壓的增加，進(jìn)而使右心室前負(fù)荷和心輸出量(CO)降低。研究證明[8]，反比通氣(I∶E=1∶1或者2∶1等)可更好地清除CO2且不會(huì)使氣道平臺(tái)壓(Pplat)和氣道峰壓(Ppeak)增高，對(duì)氣體交換和呼吸力學(xué)的影響優(yōu)于外源性PEEP，有利于動(dòng)脈血的氧合。有研究報(bào)道[9]容量控制通氣 I∶E=1∶1的通氣模式可行，能降低Ppeak且不會(huì)引起血流動(dòng)力學(xué)的劇烈波動(dòng)。1∶2和1∶1的通氣對(duì)CO的影響沒(méi)有明顯差異，故反比通氣也可用于循環(huán)易于波動(dòng)的老年患者。但反比通氣僅在患者有一定數(shù)量可復(fù)張的肺泡時(shí)才有效，且呼氣時(shí)間嚴(yán)重不足時(shí)將使肺泡過(guò)度充氣產(chǎn)生內(nèi)源性PEEP，升高Pplat，引起心血管抑制和氣壓傷，故也有導(dǎo)致肺破裂的風(fēng)險(xiǎn)，目前的研究中氣胸的發(fā)生率還比較低[8]。頭低足高位氣腹時(shí)，吸氣末和呼氣末跨肺壓下降[10]，F(xiàn)utier等[11]證實(shí)采用肺復(fù)張手法重新張開(kāi)萎陷的肺泡，然后持續(xù)PEEP增加跨肺壓可保持復(fù)張肺泡的開(kāi)放狀態(tài)，使呼吸系統(tǒng)回彈性和動(dòng)脈氧合得到有效改善，對(duì)健康肥胖患者亦有效。改善跨肺壓是符合正常生理的通氣策略，能獲得最大化的肺泡復(fù)張和呼吸力學(xué)的改善。

CO2氣腹期間可發(fā)生皮下氣腫，嚴(yán)重皮下氣腫甚至壓迫胸廓和上呼吸道使肺順應(yīng)性下降，分鐘通氣量下降，回心血量減少，甚至發(fā)生低氧血癥。一旦確診，首先排除氣胸和縱膈氣腫。若為氣胸，應(yīng)立即解除氣腹，行胸腔穿刺和胸腔閉式引流術(shù)，并檢查膈肌是否受損；若僅為皮下氣腫，應(yīng)適當(dāng)過(guò)度通氣，使PetCO2平緩下降，若為廣泛皮下氣腫，則轉(zhuǎn)為開(kāi)放手術(shù)較為安全。

2 CO2氣腹對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響

CO2氣腹壓力、充氣時(shí)間、患者情況、手術(shù)時(shí)患者體位、容量狀態(tài)、麻醉藥物等與CO2氣腹對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響有關(guān)。CO2氣腹后，腹腔臟器受到壓迫，回心血量增多，兒茶酚胺等釋放增加[12]，外加手術(shù)創(chuàng)傷的剌激，PaCO2增加，刺激頸動(dòng)脈體、主動(dòng)脈體化學(xué)感受器，最終使氣腹初期血壓升高、心率加快。Antoine等證實(shí)，腹腔CO2灌注導(dǎo)致左心室后負(fù)荷增加進(jìn)而引起左心室每搏輸出量的降低，但同時(shí)也引起了心率的明顯增加，故不會(huì)導(dǎo)致CO的顯著改變；但合并冠心病、慢性高血壓等疾病的患者對(duì)左心室后負(fù)荷的改變極其敏感[13]，氣腹期間左心室射血分?jǐn)?shù)降低25%，然而心輸出量的減少主要是由于心臟工作負(fù)荷的增加而不是回心血量的減少。高腹內(nèi)壓可引起心律失常，最常見(jiàn)的是室性早搏和心動(dòng)過(guò)速，多與充氣過(guò)快有關(guān)。高碳酸血癥酸中毒有負(fù)性肌力作用，但也可刺激自主神經(jīng)系統(tǒng)導(dǎo)致心動(dòng)過(guò)速和心肌收縮力增強(qiáng)，最終使CO增加，血壓升高。CO2氣腹還可使血流減慢，血液粘度增高，血管內(nèi)皮發(fā)生微撕裂，促使靜脈血栓的形成。Fors等[14]證實(shí)靜脈栓塞在腹內(nèi)壓(IAP)為8 mmHg的發(fā)生率及其嚴(yán)重程度低于IAP 16 mmHg。有研究認(rèn)為即使采用低至10 mmHg的IAP，對(duì)于有血管硬化、心血管代償功能降低的老年人來(lái)說(shuō)，血流動(dòng)力學(xué)仍會(huì)發(fā)生顯著變化[15]，所以老年患者應(yīng)嚴(yán)格篩查腔鏡手術(shù)指針。

對(duì)術(shù)前合并有心電圖明顯異常、冠心病、心肌梗死等的患者應(yīng)嚴(yán)密觀察，積極進(jìn)行術(shù)前準(zhǔn)備，提高心肌氧供，防止心腦血管意外的發(fā)生。建立氣腹時(shí)，應(yīng)先緩慢充氣，再逐漸加大充氣量，尤其對(duì)于高齡、心肺功能差者，條件許可時(shí)盡可能使用最低IAP，周期性壓迫患者的下肢，促使下肢靜脈的排空和常規(guī)使用肝素可預(yù)防下肢深靜脈血栓的形成。

CO2潴留可使腦血管擴(kuò)張、腦血流量增大、毛細(xì)血管通透性增加，從而引起腦水腫和顱內(nèi)壓升高。韓策然等[16]發(fā)現(xiàn)CO2可通過(guò)神經(jīng)興奮、內(nèi)分泌激素水平改變等使肝臟血流減少，影響肝功能。氣腹導(dǎo)致腎血流量減少，加之腎缺血再灌注損傷，最終使腎小球?yàn)V過(guò)率下降，尿素、肌酐升高[17]。Cevriglu 等[18]提出氣腹預(yù)處理可達(dá)到類(lèi)似缺血預(yù)處理的作用，能有效減輕肝腎等腹腔臟器的氧化損傷。血管活性藥物、鈣通道阻滯劑及一些過(guò)氧化物酶可以減少氧自由基對(duì)肝腎的損害[19]。

3 CO2氣腹對(duì)機(jī)體其它方面的影響

李軍等[20]觀察到，CO2氣腹時(shí)基因BAX表達(dá)顯著增加，直接促進(jìn)肝細(xì)胞凋亡，損傷肝臟內(nèi)皮細(xì)胞系統(tǒng)，引起肝功能受損，且其作用隨IAP升高而增強(qiáng)。近年來(lái)的研究證明，在CO2氣腹時(shí)，促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)、皮質(zhì)醇大量合成進(jìn)而影響糖脂代謝，導(dǎo)致血糖水平升高、胰島素大量分泌，機(jī)體內(nèi)環(huán)境處于酸性狀態(tài)，免疫功能下降，并出現(xiàn)一系列創(chuàng)傷應(yīng)激反應(yīng)[21]。CO2氣腹可增強(qiáng)惡性腫瘤的生物學(xué)行為，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞發(fā)生增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[1]。CO2氣腹提高胃殘留率，降低小腸推進(jìn)比并隨氣腹持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)而越明顯[22]。CO2氣腹導(dǎo)致腸道內(nèi)革蘭陰性菌繁殖，尤其老年患者胃腸道屏障功能降低，大量?jī)?nèi)毒素吸收入血造成機(jī)體損害。CO2氣腹還可增加老年人術(shù)后認(rèn)知功能障礙(POCD)的發(fā)生[23]。

4 總結(jié)和展望

CO2氣腹壓力越高，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)機(jī)體的影響越明顯。CO2氣腹期間應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理。對(duì)于老年患者和肥胖患者合并COPD 、冠心病、糖尿病、高血壓等疾病時(shí)，如何預(yù)防和降低腔鏡手術(shù)期間的麻醉、手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，尚有待進(jìn)一步研究。今后應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)的基礎(chǔ)與臨床研究，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)CO2氣腹對(duì)人體的影響，從而完善各項(xiàng)監(jiān)測(cè)、預(yù)防措施，減少并發(fā)癥發(fā)生，提高安全性。

[1] 程勇，王輝，張濤，等.腹腔鏡CO2氣腹對(duì)老年結(jié)直腸癌患者缺氧誘導(dǎo)因子-1α、β-鏈蛋白和E-鈣黏蛋白表達(dá)的影響[J].中國(guó)老年學(xué)雜志，2015，35(8): 2067-2069.

[2] 周煒，金孝岠.腹腔鏡下膽囊切除術(shù)中不同通氣模式對(duì)氣道峰壓和動(dòng)脈二氧化碳分壓影響的比較[J].皖南醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，29(3): 229-230.

[3] Kim JY，Shin CS，Lee KC，et al.Effect of pressure- versus volume-controlled ventilation on the ventilatory and hemodynamic parameters during laparoscopic appendectomy in children: a prospective，randomized study[J].J Laparoendosc Adv Surg Tech A，2011，21(7): 655-658.

[4] Bannenberg JJ，Rademaker BM，F(xiàn)roeling FM，et al.Hemodynamics during laparoscopic extra- and intraperitoneal insufflation.An experimental study[J].Surg Endosc，1997，11(9): 911-914.

[5] Giebler RM，Kabatnik M，Stegen BH，et al.Retroperitoneal and intraperitoneal CO2insufflation have markedly different cardiovascular effects[J].J Surg Res，1997，68(2): 153-160.

[6] Ela Y，Baki ED，Ates M，et al.Exploring for the safer ventilation method in laparoscopic urologic patients？ Conventional or low tidal？[J].J Laparoendosc Adv Surg Tech A，2014，24(11): 786-790.

[7] Lee HJ，Kim KS，Jeong JS，et al.Optimal positive end-expiratory pressure during robot-assisted laparoscopic radical prostatectomy[J].Korean J Anesthesiol，2013，65(3): 244-250.

[8] Kim WH，Hahm TS，Kim JA，et al.Prolonged inspiratory time produces better gas exchange in patients undergoing laparoscopic surgery: A randomised trial[J].Acta Anaesthesiol Scand，2013，57(5): 613-622.

[9] Kim MS，Kim NY，Lee KY，et al.The impact of two different inspiratory to expiratory ratios (1∶1 and 1∶2) on respiratory mechanics and oxygenation during volume-controlled ventilation in robot-assisted laparoscopic radical prostatectomy: a randomized controlled trial[J].Can J Anaesth，2015，62(9): 979-987.

[10]Cinnella G，Grasso S，Spadaro S，et al.Effects of recruitment maneuver and positive end-expiratory pressure on respiratory mechanics and transpulmonary pressure during laparoscopic surgery[J].Anesthesiology，2013，118(1): 114-122.

[11]Futier E，Constantin JM，Pelosi P，et al.Intraoperative recruitment maneuver reverses detrimental pneumoperitoneum-induced respiratory effects in healthy weight and obese patients undergoing laparoscopy[J].Anesthesiology，2010，113(6): 1310-1319.

[12]Ishizuka B，Kudo Y，Amemiya A，et al.Plasma catecholamine responses during laparoscopic gynecologic surgery with CO2insufflation[J].Journal of the American Association of Gynecologic Laparoscopists，2000，7(1): 37-43.

[13]Irwin MG，Ng JK.Transoesophageal acoustic quantification for evaluation of cardiac function during laparoscopic surgery[J].Anaesthesia，2001，56(7): 623-629.

[14]Eiriksson K，F(xiàn)ors D，Rubertsson S，et al.High intra-abdominal pressure during experimental laparoscopic liver resection reduces bleeding but increases the risk of gas embolism[J].Br J Surg，2011，98(6): 845-852.

[15]鄧玉萍，黃煥森.腹腔鏡手術(shù)中不同氣腹壓力對(duì)老年患者血流動(dòng)力學(xué)及血?dú)獾挠绊慬J].臨床麻醉學(xué)雜志，2011，27 (8): 741-743.

[16]韓策然，劉兆龍，閻波.腹腔鏡CO2氣腹對(duì)老年人酸堿平衡與創(chuàng)傷應(yīng)激反應(yīng)的影響[J].腹腔鏡外科雜志，2012，15(10): 731-734.

[17]張小斌，張將，周毅，等.不同CO2氣腹壓力對(duì)糖尿病患者LC術(shù)后肝功能的影響[J].江西醫(yī)藥，2016，51(2): 99-101.

[18]Cevrioglu AS，Yilmaz S，Koken T，et al.Comparison of the effects of low intra-abdominal pressure and ischaemic preconditioning on the generation of oxidative stress markers and inflammatory cytokines during laparoscopy in rats[J].Hum Reprod，2004，19(9): 2144-2151.

[19]Yilmaz S，Koken T，Tokyol C，et al.Can preconditioning reduce laparoscopy-induced tissue injury[J].Surg Endosc，2003，17(5): 819-824.

[20]李軍，劉英海，孫小琴，等.CO2氣腹中腹內(nèi)壓對(duì)肝細(xì)胞凋亡的影響[J].四川醫(yī)學(xué)，2011，33(10): 1510-1512.

[21]Knechtel G，Szkandera J，Stotz M，et al.Single nucleotide polymorphisms in the hypoxia-inducible factor-1 gene and colorectal cancer risk[J].Mol Carcinog，2010，49(9): 805-809.

[22]牟峰，孟凌新，李丹.CO2氣腹對(duì)大鼠胃腸動(dòng)力和十二指腸組織一氧化氮、丙二醛含量的影響[J].腹腔鏡外科雜志，2012，17(4): 256-258.

[23]康文越，馬鶴，潘振祥.腹腔鏡二氧化碳?xì)飧箤?duì)老年人重要器官的影響[J].中國(guó)老年學(xué)雜志，2013，33(15): 3807-3809.

Effects of CO2pneumoperitoneum on human physiological function and prevention measures

WEN Wen，LAN Zhi-xun

R619

B

1672-6170(2017)01-0155-03

2016-07-21；

2016-11-02)