氟烷、異氟醚和七氟醚對拔除氣管插管后患者通氣功能和意識水平的影響

黎 環

通常術中使用神經肌肉阻斷劑和進行氣管插管的過程中出現呼吸抑制有利于呼吸控制，但存留在血液或組織中的揮發性麻醉劑會引起拔除氣管插管后呼吸抑制，影響患者的通氣功能。氟烷、異氟醚和七氟醚是術中常用的揮發性麻醉劑，其中異氟醚和七氟醚的血/氣分配系數很小，它們在肺泡和動脈血張力間迅速到達平衡，并且迅速從血液中釋放，所以理論上能減少揮發性麻醉劑引起的呼吸抑制，比氟烷(血/氣分配系數較大)更快恢復術后患者的呼吸[1]；同時有研究指出，氟烷對呼吸抑制作用的持續時間比異氟醚和七氟醚更長，可達到20 min甚至更長[2]。但目前揮發性麻醉劑對麻醉拔除氣管插管后的通氣功能的效應尚未闡明，有研究顯示，在拔管后10 min，各種麻醉藥物在呼吸恢復時間方面差異沒有統計學意義，因此適當延長拔管時間，使用傳統氟烷也是安全的，同時能減少醫療費用。筆者進行了一個前瞻性研究來評估3種揮發性麻醉劑(氟烷、異氟醚和七氟醚)在拔除氣管插管后20 min和2 h對通氣功能及意識水平的影響，現報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 本研究在2010年4月—2011年7月共收集了18例根據美國麻醉師協會身體狀況分級(ASA)為Ⅰ級并接受擇期中耳整復術的患者臨床資料，其中男16例，女8例；年齡20～55歲；均無創傷及手術史，無吸毒史，無嚴重的肝腎功能障礙及麻醉藥物過敏史。試驗前所有患者簽署知情同意書，并得到我院道德委員會批準。按隨機數字表法將患者分為：氟烷組6例、異氟醚組6例和七氟醚組6例。

1.2 研究方法 3組患者均在使用麻醉劑30 min前肌肉注射0.5 mg硫酸阿托品，在左手手背插入靜脈內留置導管，以10 ml·kg-1·h-1的速率注入乳酸林格液。靜脈麻醉藥物為4 mg/kg的硫戊巴比妥，在注射1 mg/kg氯化琥珀膽堿后進行氣管插管。氟烷組以氟烷+67%的一氧化二氮維持麻醉；異氟醚組以異氟醚+67%的一氧化二氮維持麻醉；七氟醚組以七氟醚+67%的一氧化二氮維持麻醉。調節揮發性麻醉劑的濃度維持足夠的呼吸深度來實施手術，在術中進行肺部機械性通氣使呼氣末二氧化碳分壓(PETCO2)維持在30～40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)。在氣管插管后不再使用肌肉松弛劑，顯微手術結束后不再使用一氧化二氮，揮發性麻醉劑維持1.5最小肺泡有效濃度(MAC)。在手術完成后立即停用揮發性麻醉劑，使用質譜儀(MGA-1100，Perkin-Elmer，Norwalk，CT，USA)證實呼出氣體中不存在一氧化二氮。確定患者能睜開眼睛并根據口頭指令握手后，拔除氣管插管。立即安裝麻醉面罩在仰臥位通過麻醉管路提供純氧。吸入純氧20 min后，收集3 ml的動脈血來檢驗全血中揮發性麻醉劑的濃度。收集后立即將血液樣本裝到塑料管中，并用橡膠帽密封，在進行血液濃度分析前將其儲存在-40 ℃冷凍。隨后在麻醉面罩和非再呼吸麻醉管路間安裝了一個紅外線氣體分析儀適配器(Capnomac Ultima SV，Datex，Helsinki，Finland)，持續監測PETCO2、MAC、每分鐘靜息通氣量(VE)和呼吸頻率(RR)，并在吸入氧氣的5 min內每30 s記錄1次數據。共收集1 ml動脈血，利用血氣分析儀(ABL2，Radiometer，Copenhagen，Denmark)分析血氣含量。除了血中揮發性麻醉劑濃度(CETAnesth)以外的所有呼吸變量均用5 min內的均值來表示，麻醉中的檢測指標包括了膀胱溫度，心電圖(ECG)，示波器監測血壓，利用脈搏血氧儀測得的血氧飽和度(SPO2)和PETCO2。在拔出氣管插管2 h后，使用相同的方法在麻醉恢復室檢測上述呼吸變量。根據VE和PETCO2計算每組的每分鐘二氧化碳呼出量(VCO2)，并根據VE和動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)計算出每組的二氧化碳通氣反應曲線斜率。

由接受過培訓的護士(不知道患者所使用的揮發性麻醉劑的種類)每30 min觀察1次患者的意識水平，直到患者在恢復室開始進行各項檢測為止。本研究將意識水平分為3級：清楚=3級，困倦但對口頭指令有反應=2級，昏睡=1級。在完成檢測前不使用鎮靜劑或止痛藥。

1.3 麻醉劑濃度的檢測 使用氣相色譜法檢測全血中揮發性麻醉劑的濃度[3]，檢測設備有氣相色譜儀(GC-4CM，Shimadzu，Kyoto，Japan)并配備有氫火焰離子化檢測器(FID)以及熱導檢測器和血液氣體采樣器(BGS-1-A，Shimadzu)。血液氣體采樣器的使用條件如下：采樣空間在100 ℃加熱60 s，進樣量為20 μl，進樣時間為25 s。使用15%的DEGS將卷曲玻璃柱(2 m×3 mm I.D.)包裝在紅色硅藻土色譜載體(GC-4CM，Shimadzu)中。氣體層析的柱溫為130 ℃，FID的柱溫也為130 ℃。使用氮氣作為載氣，流速為60 ml/min。根據氣相色譜獲得的血液濃度，利用以下公式計算肺泡中每種揮發性麻醉劑的濃度(CAAnesth)：CAAnesth = CBAnesth×22.4×(273+37)/(MW-P×273)，其中CBAnesth是全血中揮發性麻醉劑的濃度，MW和P分別代表每種揮發性麻醉劑的分子量和血/氣分配系數。氟烷、異氟醚和七氟醚的血/氣分配系數分別為2.3、1.4和0.63(丸石制藥研究所)[1]。本研究根據CAAnesth計算每種揮發性麻醉劑的CAAnesth/MAC比值，氟烷、異氟醚和七氟醚的MAC分別為：0.74%、1.15%和2.05%。

2 結果

2.1 一般資料比較 試驗中有1例患者由于在術中未使用肌肉松弛劑而被排除，屬于異氟醚組。3組患者一般資料比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)。

2.2 身體狀況比較 3組患者在拔除氣管插管后20 min和2 h時的平均動脈壓(MAP)、心率和膀胱溫度比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表2)。

2.3 呼吸功能比較 3組患者在拔除氣管插管后20 min時PaCO2、VE、RR、VE/PaCO2和VCO2比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。但在2 h時PaCO2、VE、RR、VE/PaCO2和VCO2比較，差異均有統計學意義(P<0.05)；且氟烷組的PaCO2較異氟醚組和七氟醚組均高VE、RR、VE/PaCO2和VCO2均較異氟醚組和七氟醚組低，差異有統計學意義(P<0.01，見表3)。

表1 3組患者一般資料比較

注：*為χ2值

表2 3組患者拔除氣管插管后20 min和2 h的身體狀況比較

注：MAP=平均動脈壓

表5 3組患者意識水平恢復情況比較

表3 3組患者拔除氣管插管后20 min和2 h呼吸功能的比較

注：PaCO2=動脈血二氧化碳分壓，VE=每分鐘靜息通氣量，RR=呼吸頻率，VCO2=每分鐘二氧化碳呼出量；與氟烷組比較，*P<0.05

2.4 麻醉劑的血液濃度和肺泡濃度比較 3組患者在拔除氣管插管后15 min時CAAnesth/MAC比較，差異有統計學意義(P<0.05)；且氟烷組的CAAnesth/MAC較異氟醚組和七氟醚組均高，差異有統計學意義(P<0.05)。其余各項指標3組比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表4)。

2.5 意識水平恢復情況比較 3組患者在拔除氣管插管后30 min、60 min和90 min時意識水平恢復情況比較，差異無統計學意義(P>0.05，見表5)。

3 討論

氟烷、異氟醚和七氟醚均為鹵族類吸入麻醉藥，主要以氣體形式通過呼吸道經血液循環至中樞神經系統而發揮麻醉效應，具有麻醉效能強、易于控制等優點，在全身麻醉中占有重要的地位[4]，近來鹵族吸入麻醉藥對患者呼吸循環等問題受到人們的廣泛關注。因此，本研究結合已有的臨床試驗從整體水平評價氟烷、異氟醚和七氟醚對患者術后呼吸功能和意識恢復的影響，以提高術中麻醉管理水平。

本研究顯示，通過對患者拔除氣管插管后的呼吸功能觀察，發現拔除氣管插管后2 h時，氟烷組比其他組的PaCO2都高且氟烷組的VE顯著低于異氟醚和七氟醚組。氟烷組的RR隨時間降低，但異氟醚和七氟醚組的RR并未出現明顯變化，這兩組在2 h時RR顯著高于氟烷組。拔除氣管插管后20 min的VE/PaCO2在3組內相似，在拔除氣管插管后2 h異氟醚和七氟醚組VE/PaCO2高于氟烷組。由于VE，RR存在顯著差異，因此拔除氣管插管后2 h氟烷組的PaCO2高于其他組可能是由肺泡最小容量減少造成的，這就說明氟烷組VE/PaCO2要低于其他組。拔除氣管插管后2 h根據CBAnesth計算得到的 CAAnesth/MAC在3組中是相似的，并沒有差異，而CAAnesth/MAC與VE、RR、PaCO2之間存在相關性。這些現象提示拔除氣管插管后2 h氟烷組會出現顯著的通氣抑制，而且這并非是由CBAnesth和CAAnesth/MAC造成的。引起氟烷組顯著的通氣抑制的原因，有研究認為是氟烷對于高級中樞神經系統(CNS)有鎮靜效應[5]，CNS除對腦干呼吸中樞有直接抑制作用，還能控制意識。本研究中出現的兩種現象符合這種假說：(1)與其他組相比，氟烷組意識水平的恢復時間延長。(2)氟烷呼出的揮發性麻醉劑的濃度要明顯少于異氟醚和七氟醚在腦部的濃度，異氟醚和七氟醚的血/氣分配系數比氟烷要小，氟烷的油/氣分配系數比異氟醚，七氟醚要大2～4倍[6]，因而，脂肪組織貯存異氟醚和七氟醚的能力遠小于貯存氟烷的能力[6]。脂肪組織通過血液吸收和組織間彌散，使吸入性麻醉劑增加。停止吸入麻醉劑后，聚積在脂肪中的吸入麻醉劑可重新回到血液中，或轉移到臨近的高灌注組織中，引起氟烷在CNS中積累[7]。因此，氟烷在肺泡和動脈血以及動脈血和腦中達到平衡的時間更長；呼出氣體和腦中濃度間的差異更大，因此意識水平恢復的時間延長。實際上，試驗中拔除氣管插管后2 h得到的氟烷組的CBAnesth比其他組更高；而且，VE/PaCO2提示了呼吸中樞對于PaCO2升高的反應，氟烷組該比值顯著低于異氟醚和七氟醚組。

表4 3組患者拔除氣管插管后15 min和2 h的麻醉劑的血液濃度和肺泡濃度比較

注：CBAnesth=全血麻醉藥物濃度，CAAnesth=肺泡內麻醉藥物濃度，CETAnesth=潮氣末揮發性麻醉劑濃度；與氟烷組比較，*P<0.05

各試驗組由于VCO2的提高以及在氣管拔除后死通氣量/潮氣量的比例(VD/VT)立即提高，因此拔除氣管插管后20 min 時的PaCO2顯著高于拔除氣管插管后2 h。氣管拔除2 h后，通過交感神經系統活性的下降來維持血流動力學變量的穩定性[8]，交感神經系統的活性在拔除氣管插管后立即增強，并能使患者清醒[9-10]。在早期(20 min時)，本研究并未發現3組間呼吸變量的差異。CAAnesth/MAC比值是惟一的顯著性因素，這與先前的結果一致。

綜上所述，雖然拔除氣管插管后20 min 3組間呼吸變量并無顯著差異，但與異氟醚和七氟醚相比，在拔除氣管插管后2 h氟烷更容易引起拔除氣管插管后通氣抑制。氟烷顯著的通氣抑制可能是由于其對CNS的鎮靜效應所引起的。與氟烷相比，異氟醚和七氟醚(血/氣分配系數更小)在拔除氣管插管后通氣功能和意識恢復上有更大的優勢。

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