冠状动脉搭桥术体外循环前后呼吸功能的变化

吴奇伟　岳云　吴安石　陆冠宇
　　【摘要】　目的　研究冠状动脉搭桥手术(CABG)体外循环(浅低温)对肺功能的影响。方法　选择20例择期行CABG患者，全身麻醉下应用旁气流肺功能监测仪及血气分析分别监测开胸前、体外循环(CPB)前后、关胸后呼吸功能的变化。结果　CPB前后，呼吸系统阻力没有明显改变，肺泡-动脉氧分压差(A-aDO2)、动脉二氧化碳分压与呼气末二氧化碳分压差(PCO2-PetCO2)无显著增加。而开胸后肺动态顺应性在CPB后明显降低，从65.6±18.1ml/cmH2O到57.2±15.1ml/cmH2O。开胸前和关胸后相比胸肺总顺应性从52.3±13.3ml/cmH2O降到了48.3±10.1ml/cmH2O(P＜0.05)。结论　CABG患者肺的气体交换在体外循环后未受损害，但开胸后肺动态顺应性显著降低。 　　

　　【关键词】　冠状动脉搭桥术　　体外循环　肺动态顺应性
The changes of respiratory function after cardiopulmonary bypass in
patients undergoing coronary artery bypass grafting

Wu Qiwei　Yue Yun　Wu Anshi
（Department of Anesthesiology,Beijing Red-cross Chaoyang Hospital,Affiliate of
Capital University of Medical Sciences,Beijing 100020）
【Abstract】　ob[x]jective　To study the effects of cardiopulmonary bypass (CPB) with mild hy-pothermia on pulmonary function in patients undergoing coronary artery bypass grafting (CABG).Methods　Twenty patients undergoing elective CABG surgery,monitored the changes of respiratory function before open chest,pre-CPB and post-CPB,after closed chest separately by using side-stream spirametry,and blood gas analysis.Results　Respiratory system resistance was unaltered.Cardiopulmonary bypass resulted in a nonsignificant increase in alveolar-arterial oxygen difference and arterial to end-tidal CO2 tension difference.However,dynamic compliance decreased significantly after CPB from 65.6±18.1ml/cmH2O to 57.2±15.1ml/cmH2O with open chest and from 52.3±13.3ml/cmH2O to 48.3±10.1ml/cmH2O with closed chest.Conclusions　Pulmonary gases exchanges are not compromised after CPB,but respiratory compliancis diminished significantly.
　　【Key words】　Coronary artery bypass grafting　　Cardiopulmonary bypass
Pulmonary dynamic compliance

　　全麻可引起胸壁和膈肌形态和运动的改变，导致肺功能残气量(FRC)减少和肺泡-动脉氧分压差(A-aDO2)增加。由于心脏外科手术时间长、广泛的胸腔内操作，以及建立体外循环等，导致术后肺功能的改变较其他类型大手术更加明显。体外循环后肺功能障碍表现在：肺容量减少、肺和胸壁机械性能改变、血管外肺水增加、通气-灌注比例失调、肺表面活性物质的活性降低等［1］。这几方面的调查评估需要专门的设备和技术，并不适合临床应用。因此，本研究侧重是否能应用旁气流肺功能监测仪和血气分析发现体外循环前后肺功能的变化。
资料和方法
　　选择20例择期行CABG的患者［左心室功能抑制、射血分数(EF)＜50%的排除在研究之外］，年龄61.0±6.4岁，体重76.7±8.2kg，EF(55.0±9.8)%。术前均给予镇静镇痛药。入室后面罩吸氧，麻醉诱导用咪唑安定+芬太尼+维库溴铵。气管插管后，用麻醉机(AV1)以吸入氧浓度(FiO2)维持机械通气，潮气量10ml/kg，呼吸比1∶2，呼气末正压为零。调整机械通气次数8～12bpm以维持PetCO2在4.5～5.0kPa。间断吸入异氟醚，酌情给予芬太尼或维库溴铵。CPB采用乳酸林格液、血定安预充，平流灌注。平均动脉压维持在60～70mmHg，中心体温降至33.3±0.4℃(浅低温)。CPB期间停止机械通气。主动脉钳松开后恢复肺通气。CPB前后呼吸机设置保持不变。 　　

　　呼吸功能通过旁气流肺功能仪监测，放在三通与气管内插管之间的流量传感器(D-liteTM)将感知的压力通过双腔管传入监测仪内的压力感受器，从而计算吸入和呼出气体的流量及呼吸过程的潮气量、每分通气量。记录分四个时期：开胸前、开胸(胸骨牵开)、体外循环结束、关胸后。主要记录参数有：气道峰压(Ppeak)、吸气末峰压(Ppeak)、呼气末压(Pexp)、吸入气潮气量(Vt)、呼出气量及呼气一秒末的气量(V1.0)。V1.0%表示机械通气时呼气相秒被动呼出的气体量。该参数反映了气道阻力的改变。呼吸系统阻力(Rrs)通过(Ppeak-Pplat).Flow-1计算出来。Rrs包括气道、气管插管及周围组织的阻力。肺动态顺应性(Crs)由下面公式得出：Crs=Vt*(Ppeak-Pexp)-1即：肺动态顺应性=吸入潮气量*(峰值压-呼气末压)-1。 　　

　　用血气分析仪(Nove,K型)进行动脉血气分析。A-aDO2值由呼吸商为0.8肺泡气体达平衡时计算而来。通过红外线接收仪测得PetCO2，计算PCO2与PetCO2差值。 　　

　　全部数据采用均数±标准差(±s )表示，CPB前后呼吸功能的比较采用Wilcoxon配对比较的秩和检验。患者年龄、CPB持续时间及CPB后呼吸功能变化之间相关性采用Spearman's等级相关进行相关分析，P＜0.05有统计学意义。
结　　果
　　本研究中患者一般情况(年龄、体重)无显著性差异。 　　手术时间6.62±3.5小时，CPB持续时间3.0±1.4小时，主动脉阻断时间2.1±0.5小时，CPB后左房压9.6±1.3mmHg。 　　

　　开胸后肺动态顺应性显著增加，从52.3±13.3ml/cmH2O增加到65.6±18.1ml/cmH2O。同相应的CPB前值相比，CPB后的肺动态顺应性明显降低(开胸后57.2±15.1ml/cmH2O，关胸后48.3±10.1ml/cmH2O，P＜0.05)，见表1。相反，Rrs及V1.0%在胸骨切开或CPB前后无显著变化，P＞0.05(表2)。
表1　肺顺应性变化*(±s)

 

时间 开胸前 开胸后 关胸后 CPB前 CPB后 Crs
(ml/cmH2O) 52.3±13.3 65.6±18.1 57.2±15.1 48.3±10.1

　　　　*开胸前、关胸后所测为胸肺总顺应性，开胸后所测为肺动态顺应性 表2　CPB前后Rrs和V1.0%变化(±s)

 

项目 CPB前 CPB后 开胸前 开胸后 开胸前 开胸后
Rrs(cmH2O*L-1/s)
V1.0% 　5.4±2.5
74.2±10.4 　5.1±2.2
71.8±13.4 　6.3±2.7
70.0±11.6 　5.7±2.6
70.1±12.4

　　另外，A-aDO2从CPB前的33.0±10.6kPa增加到CPB后的36.1±12.5kPa(P＞0.05)。而PCO2-PetCO2也显示没有明显增加(CPB前0.67±0.39kPa，CPB后0.79±0.54kPa。患者年龄与术前、CPB期间PO2值或A-aDO2值及与CPB后肺顺应性值的变化无相关性。 讨　　论
　　冠脉搭桥术中，劈胸骨、取乳内动脉以及打开胸膜等外科操作可以引起患者术后肺功能的损害。同时，CPB可通过不同机理导致肺功能障碍，如血管外肺水显著增加、肺表面活性物质丧失、肺泡微循环中巨噬细胞聚积以及血液和非内皮表面接触，激活各种介质，导致肺损伤，其程度取决于CPB的长短和所应用的技术。 　　

　　本研究中患者肺动态顺应性在浅低温状态下的CPB前后有明显变化。由于胸壁顺应性的改变，开胸后Crs增加25%，而关胸后胸肺顺应性降低18.4%。与CPB前相比，CPB后无论关胸前或关胸后，动态顺应性分别降低了12.8%和7.6%。这种降低可能是由于肺损伤产生的限制性通气功能障碍所致，这和早期的实验研究结果一致［2］。另一方面，患者的气道阻力在开胸或CPB前后无显著变化。虽然一秒呼气量减少时伴有气道阻力增加，但V1.0%值在CPB前后基本一致。A-aDO2在CPB期间无明显改变，而心外科手术后A-aDO2明显增加的情况已被其他作者报道，并已归结于是肺的分流分数增加所致［3］。但我们的研究对象术前无严重心功能不全(EF＞50%)，且所有的患者均插入漂浮导管，证实无明显肺内分流。所以上述差异也许和病种或采用的技术不同有关。 　　

　　此外，我们研究发现CPB前后的PCO2-PetCO2差值和肺泡死腔分数几乎没有改变，这与Fletcher等报道在CABG中PCO2-PetCO2差值无显著改变是一致的［4］。相反，其他研究者［5］发现PCO2-PetCO2和肺泡死腔在CPB后明显增加，其原因可能是CPB期间肺血流不足及CPB后肺毛细血管充盈不全所致。 　　

　　总之，由肺泡气体交换测得值所反映的肺功能在体外循环心脏手术后未受损害。相反，我们应用旁气流肺功能监测仪证实肺动态顺应性显著降低，导致呼吸作功增加，进而引起氧耗升高和心肌作功增加。
吴奇伟（首都医科大学附属北京红十字朝阳医院　邮政编码 100020） 岳云（首都医科大学附属北京红十字朝阳医院　邮政编码 100020） 吴安石（首都医科大学附属北京红十字朝阳医院　邮政编码 100020） 陆冠宇（首都医科大学附属北京红十字朝阳医院　邮政编码 100020）
参　考　文　献
1，Locke TJ,Griffiths TL,Moulc H,et al.Rib cage mechanics after median sternotomy.Thorax,1990,45:465.
2，Stanley TH,Liu WS,Gentry S.Effects of ventilatory technipues during cardiopulmonarry bypass on postbypass and postoperative pulmonary compliance and shunyt.Anesthesiology,1977,46:391.
3，Fletcher R,Veintemilla F.Changes in the arterial to endtidal PCO2 differences duing coronary artery bypass grafting.Acta Anaeshesiol Scand,1989,33:656.
4，Matthay MA,Wiener-Kronish JP.Respiratory management after cardiac surgery.Chest,1989,95:424.
5，Bermudez J,Lichtiger M.Inteases in arterial to end-tidal CO2 differences after cardiopulmonart bypass.Anesth Analg,1987,66:690.