謝芳 廖海燕 歐陽川 謝思遠 汪曉楠 劉晨 馬駿

心臟手術時并發(fā)急性腎損傷(cardiac surgeryassociated kidney injury，CS-AKI)比較常見，常導致不良后果，影響預后[1-2]。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)，不同年齡室間隔缺損(ventricular septal defect，VSD)患兒，在麻醉誘導期間，隨著潮氣末二氧化碳分壓(end-tidal partial pressure of carbon dioxide，PETCO2)的變化，腦氧合和血流動力學反映良好[3]，但PETCO2對腎氧合的影響仍然未知。因此，本研究采用近紅外光譜儀[4]監(jiān)測局部腎氧飽和度(regional renal oxygen saturation，rSkO2)和腦氧飽和度(regional cerebral oxygen saturation，rScO2)，采用MostCare-PRAM監(jiān)測儀監(jiān)測血流動力學[5]，探討患VSD嬰兒在麻醉誘導期間不同PETCO2的變化對rS-kO2和rScO2的影響。

資料與方法

1.病例來源 收集從2017年11月至2018年8月間，在北京安貞醫(yī)院擇期行VSD修補術嬰兒44例，所有患兒按美國麻醉醫(yī)師協(xié)會分級標準為Ⅱ～Ⅲ級，其中男性22例，女性22例，年齡1～10個月，體質(zhì)量3.4～11 kg，身高52～80 cm，體表面積0.215～0.478 m2。排除標準：重度肺動脈高壓(平均肺動脈壓＞50 mmHg，1 mmHg＝0.133 kPa)、復雜型先天性心臟病、術前行透析和合并腎臟疾病等。

2.麻醉方法 患兒入室后常規(guī)監(jiān)測心電圖和經(jīng)皮脈搏氧飽和度。以6 L/min氧流量預充麻醉機(ohmeda advance)回路，呼出氣體濃度達1.5最低肺泡有效濃度(minimum alveolar effective concentration，MAC)以上時，面罩密閉吸入七氟烷，待患兒無反應時，吸入七氟烷濃度降至1.5 MAC，行橈動脈或股動脈穿刺置管連續(xù)監(jiān)測動脈血壓，連接MostCare-PRAM 監(jiān)測儀(Vygon，Vytech，Padova，Italy，核心技術為壓力記錄分析法)監(jiān)測血流動力學。停止吸入七氟烷，同時依次給予哌庫溴銨0.2 mg/kg，咪達唑侖0.2 mg/kg和舒芬太尼1 ug/kg。氣管插管后行機械通氣，持續(xù)使用Fore-Sight近紅外光譜儀實時、連續(xù)監(jiān)測rSkO2和rScO2。rSkO2和rScO2電極片分別置于患兒T10-L2水平右側(cè)豎脊肌外側(cè)緣和右側(cè)額部。

3.數(shù)據(jù)采集 麻醉誘導階段調(diào)節(jié)機械通氣參數(shù)，吸入氧濃度50%，潮氣量為10 mL/kg，通過調(diào)節(jié)呼吸頻率使PETCO2控制在30(P1)mmHg；降低潮氣量使PETCO2上升至35(P2)mmHg，若潮氣量降至8 mL/kg仍無法達到35 mmHg，則降低呼吸頻率直至達到35 mmHg；固定潮氣量為8 mL/kg，通過調(diào)節(jié)呼吸頻率使 PETCO2控制在 40(P3)和 45(P4)mmHg。 當 P1、P2、P3、P4狀態(tài) PETCO2穩(wěn)定 2 min 以上時，記錄 rSkO2、rScO2、HR、SBP、DBP、重脈壓(dicrotic pressure，Pdic)、重脈壓與舒張壓的差值(difference between dicrotic pressure and diastolic blood pressure，Pdic-a)、每搏量指數(shù)(stroke volume index，SVI)、心指數(shù)(cardiac index，CI)、體循環(huán)阻力指數(shù)(systemic vascular resistance index，SVRI)、最大壓力梯度(maximal slope of systolic upstroke，dp/dtmax)和脈壓變異度(pulse pressure variation，PPV)。

4.統(tǒng)計學方法 使用SPSS21.0統(tǒng)計軟件處理。正態(tài)分布計量資料采用均數(shù)±標準差表示，采用重復測量數(shù)據(jù)的方差分析，組間兩兩比較采用LSD檢驗。各指標間相關性分析采用Pearson相關分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

1.患兒一般資料 44例VSD患兒一般臨床資料見表1。所有患兒均順利通過麻醉誘導和手術，術中無與使用MostCare和Fore-Sight近紅外光譜儀相關的不良反應。

2.不同PETCO2水平對rSkO2、rScO2和血流動力學的影響 隨著PETCO2升高，rScO2顯著升高(F＝47.721，P＜0.001)，而 rSkO2顯著下降(F＝43.896，P＜0.001)。DBP隨PETCO2升高而明顯下降(F＝35.624，P＜0.001)，且 DBP 在 P2、P3和 P4水平下顯著低于 P1時間點(P＝0.016，P＜0.001，P＜0.001)，在P3和P4水平下顯著低于P2時間點(P＝0.001，P＜0.001)。 Pdic隨 PETCO2升高而明顯下降(F＝35.638，P＜0.001)，且 Pdic在 P3和 P4水平下顯著低于 P1時間點(P＝0.016，P＝0.002)，在 P4水平下顯著低于P2時間點(P＝0.042)。HR隨PETCO2升高而明顯下降(F＝45.815，P＜0.001)，且 HR在P2、P3和P4水平下顯著低于P1水平(P＝0.009，P＜0.001，P＜0.001)，在 P3水平顯著低于 P2水平(P＝0.026)。PPV隨PETCO2升高而明顯下降(F＝10.800，P＜0.001)，且 PPV 在 P2、P3和 P4水平下顯著低于 P1水平(P＜0.001，P＜0.001，P＜0.001)，在P4水平顯著低于P2水平(P＝0.005)。SVI隨PETCO2升高而明顯升高(F＝8.767，P＜0.001)，且SVI在 P4水平下顯著高于 P1水平(P＜0.05)。SVRI隨 PETCO2升高而明顯下降(F＝5.576，P＜0.001)，且SVRI在P4水平下顯著低于P1和P3水平(P＝0.017，P＝0.027)，見表2。

表1 44例患兒一般臨床資料(±s)

表1 44例患兒一般臨床資料(±s)

項目 數(shù)值年齡/個月 5.34±2.12性別/(男/女) 22/22體質(zhì)量/kg 6.17±1.38身高/cm 63.93±5.89 BSA/m2 0.317±0.050基礎 HGB/(g/L) 10.67±1.07基礎鼻咽溫/℃ 36.3±0.6

3.PETCO2、rSkO2、rScO2和血流動力學參數(shù)的相關性分析 PETCO2與 rSkO2呈明顯負相關(r＝-0.175，P ＝0.020)，與 rScO2呈明顯正相關(r＝0.598，P＜0.001)，與 DBP 呈明顯負相關(r＝-0.188，P＝0.013)，與 PPV 呈明顯負相關(r＝-0.308，P＜0.001)。 rScO2與 PPV 呈明顯負相關(r＝-0.216，P＝0.006)。 rSkO2與 CI呈明顯正相關(r＝0.196，P＝0.009)，與 SBP 呈明顯正相關(r＝0.198，P＝0.008)，與 DBP 呈明顯正相關(r＝0.289，P＜0.001)，與 Pdic呈明顯正相關(r＝0.217，P＝0.004)，與 HR 呈明顯正相關(r＝0.358，P＜0.001)，與 dp/dtmax呈明顯正相關(r＝0.185，P ＝0.014)。Pdic-a與PPV呈明顯負相關(r＝-0.295，P＜0.001)，見表 3及圖 1。

討 論

近年來，小兒先天性心臟病相關CS-AKI越來越來受到關注。CS-AKI的發(fā)生與先天性心臟病患兒術前心功能不全，血流動力學改變和腎功能儲備差等因素有關。VSD嬰兒腎發(fā)育不成熟、肺血增多和體循環(huán)灌注不足等病理生理特點，更易發(fā)生CSAKI，因此監(jiān)測術中腎功能尤為重要。以往多項研究表明，VSD嬰兒PETCO2的變化與動脈血中PaCO2的變化顯著相關[6，8]，因此本研究采用機械通氣調(diào)控PETCO2的變化來調(diào)控血中PaCO2的變化。NIRS在監(jiān)測＜10 kg的嬰兒的局部rSkO2和氧含量的關系中具有較高的敏感性和準確度[4，9，10]。本研究使用NIRS監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，PETCO2的升高而導致rScO2顯著增高，rSkO2顯著降低。

在麻醉誘導階段，患VSD嬰兒血流動力學易隨PETCO2的改變而變化。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著PETCO2增高，HR和 SVRI下降，而 SVI在 PETCO2為 45 mmHg時顯著增加，可能是因血PaCO2增加引起肺血管阻力增加所導致心內(nèi)左向右分流減少，外周血管擴張，體循環(huán)血量增加而引起。嬰兒HR減慢可能與高二氧化碳引起交感神經(jīng)代償性調(diào)控作用減弱有關。SVI的增加和HR的下降保證了CI維持在相對穩(wěn)定水平。PPV產(chǎn)生的主要機制為機械通氣時肺小血管及毛細血管受壓，影響回心血流量。肺循環(huán)充盈度越好，機械通氣在吸氣相和呼氣相脈壓變異度就越小，PPV就越低。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著PETCO2的增加，PPV顯著下降，可能因血二氧化碳對肺血管的收縮作用使肺小血管充盈度增加，引起體肺循環(huán)血液重新分布。Pdic-a為重脈壓與舒張壓的差值，是心臟射血后主動脈瓣關閉，血管運動驅(qū)動血流的力量，反映血管泵功能和體循環(huán)外周血管的充盈狀況[11]。它受心功能，血管彈性和血容量三個因素的影響。本研究發(fā)現(xiàn)Pdic-a與PPV存在顯著負相關，表明隨著血PaCO2增加，嬰兒肺血管收縮，肺血管阻力增加導致肺血管充盈度的增加，心內(nèi)左向右分流減少，肺循環(huán)血量減少而體循環(huán)血量明顯增加。

表2 44例VSD術患兒各個時間點氧飽和度和血流動力學參數(shù)的比較(±s)

表2 44例VSD術患兒各個時間點氧飽和度和血流動力學參數(shù)的比較(±s)

注：與 P1相比，aP＜0.05；與 P2相比，bP＜0.05；與 P3相比，cP＜0.05

項目 P1 P2 P3 P4 F值 P值rSkO2/% 70.68±6.33 69.73±6.15a 68.84±6.42ab 67.58±6.93abc 43.896 0.000 rScO2/% 70.02±3.95 73.15±4.54a 75.78±4.42ab 78.60±4.21abc 47.721 0.000 CI/(L·min-1·m-2) 2.72±0.40 2.75±0.39 2.66±0.42 2.76±0.43 1.357 0.259 SBP/mmHg 82.86±13.04 82.57±12.40 81.43±12.47 81.49±13.87 1.218 0.306 DBP/mmHg 39.52±6.62 38.48±6.32a 37.02±5.92ab 36.42±6.52ab 35.624 0.000 Pdic/mmHg 54.50±10.27 53.70±10.19 52.84±10.01a 52.30±10.24ab 35.638 0.000 Pdic-a/mmHg 14.98±5.87 15.23±5.80 15.82±5.81 15.52±5.94 0.736 0.532 HR/(次/min) 113.16±13.05 111.27±11.58a 109.66±11.63ab 109.88±11.86a 45.815 0.000 SVI/(mL/m2) 23.84±4.30 24.39±4.40 24.09±4.00 24.88±4.49a 8.767 0.000 dp/dtmax/(mmHg/ms) 0.949±0.238 0.951±0.199 0.940±0.191 0.940±0.170 0.134 0.940 SVRI/(dyne·s·m2·cm-5) 1370.6±236.6 1334.7±204.0 1362.4±482.4 1264.8±183.3ac 5.576 0.000 PPV/% 13.65±7.69 10.32±5.06a 9.62±5.39a 8.40±3.94ab 10.800 0.000

圖1 PETCO2與rScO2、rSkO2和PPV及Pdic-a與PPV相關性分析

表3 44例VSD術患兒PETCO2及氧飽和度與血流動力學參數(shù)的相關性分析結果

在麻醉誘導階段，患VSD嬰兒隨著血PaCO2的增加，rScO2顯著增加，可能與體肺循環(huán)血液重新分布和血中高PaCO2對腦血管的直接擴張有關。一方面，本研究發(fā)現(xiàn)隨著血中PaCO2的增加，肺血管阻力增加，引起嬰兒心內(nèi)左向右分流量減少，肺循環(huán)血量減少而體循環(huán)血量明顯增加，腦灌注增加。本研究中嬰兒腦氧合變化與PPV變化成負相關，進一步證明了rScO2的增加與體肺循環(huán)重新分布有相關性。另一方面，以往研究發(fā)現(xiàn)，Glenn術后血中PaCO2的增加可直接引起腦血管阻力降低和腦血流量的增加[12]。有學者也發(fā)現(xiàn)，體外循環(huán)期間血PaCO2對rScO2有直接影響[13]。由于腦血管擴張，體循環(huán)增加的血流經(jīng)由頭臂干進入腦循環(huán)的血液顯著增加，腦氧合進一步增加。本研究和以往研究[14]均發(fā)現(xiàn)嬰兒PETCO2變化與rScO2變化成正相關，在正常低機械通氣狀態(tài)下，PETCO2升高有利于rScO2維護。本研究還發(fā)現(xiàn)，rScO2與除PPV以外的血流動力學參數(shù)并不存在明顯相關性，表明rScO2的增加更主要由于血PaCO2增高對腦血管的直接擴張作用。

在麻醉誘導階段，隨著患VSD嬰兒血PaCO2的增加，rSkO2顯著降低可能與血流動力學參數(shù)改變和體循環(huán)血液重新分布有關。我們首先發(fā)現(xiàn)血中PaCO2的增高顯著改變血流動力學參數(shù)，增加SVI而降低PPV和SVRI，可能增加腎臟灌注。本研究發(fā)現(xiàn) rSkO2與 CI、SBP、DBP、Pdic 和 dp/dtmax呈顯著正相關，進一步說明血流動力學的改變有利于腎臟灌注。我們沒有觀察到腎血流量的顯著增加，rSkO2反而有所降低。實際上，隨著VSD嬰兒血PaCO2的增加，心內(nèi)左向右分流量減少后，體循環(huán)增加的血流量使血流動力學改善的同時，體循環(huán)血液也發(fā)生了重新分布。有研究表明，嬰兒體循環(huán)血的分布易受PaCO2的影響[12]。本組嬰兒腎氧合的降低可能因血PaCO2增高，體循環(huán)血大部分分流入頭臂干，而分布到腎的血量減少。有學者研究發(fā)現(xiàn)，體外循環(huán)前腎臟亞缺血狀態(tài)具有保護效應，可減少術后腎損傷[15，16]。另外，也有研究表明，體外循環(huán)前正常值范圍內(nèi)的低腎氧飽和度和低腎小球濾過率是CSAKI低發(fā)生率的預測因子[15]。體外循環(huán)前，臨床腎亞缺血狀態(tài)可限制腎暴露于游離HGB和游離鐵元素中，減少腎小管氧自由基的產(chǎn)生，從而減輕腎組織損傷。本研究中，隨著PETCO2的增加，rSkO2有所降低，表明正常機械通氣下產(chǎn)生的臨床允許性高碳酸血癥通氣(permissive hypercapnia，PHY)不僅可減少心內(nèi)左向右分流，而且能減少腎臟代謝率和耗氧量，也可能具有腎臟保護效應。

綜上所述，VSD嬰兒麻醉誘導階段，隨著PETCO2的增加，rScO2顯著增加，rSkO2下降，但能滿足腎臟灌注。在血流動力學正常狀態(tài)下，rScO2受血PaCO2變化的影響，rSkO2受血流動力學變化的影響。