CO2氣腹對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，四川 瀘州 646000)

CO2氣腹對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，四川 瀘州 646000)

腹腔鏡手術(shù)時腹內(nèi)壓、特殊手術(shù)體位和二氧化碳(CO2)氣腹均會對患者生理功能造成不同程度的干擾，且在病情復雜和(或)時間長的手術(shù)中表現(xiàn)更為明顯。近年來設備、技術(shù)水平顯著提高及微創(chuàng)手術(shù)的大趨勢，腹腔鏡手術(shù)適應范圍越來越廣泛；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越來越得到重視。本文將從CO2氣腹對人體生理功能的影響及預防處理措施等方面進行綜述，便于臨床工作安全順利的開展。

CO2氣腹；生理功能；預防處理

腹腔鏡技術(shù)與傳統(tǒng)的開放手術(shù)相比，其創(chuàng)傷小、出血少、恢復快的優(yōu)點非常明顯。腹腔鏡手術(shù)時，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)氣體擴充腹腔形成人工氣腹。但CO2氣腹會對人體產(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)，甚至導致肺不張與高碳酸血癥[1]。腹壓升高有增加心臟后負荷、減少心輸出量、甚至有發(fā)生致命性心律失常的潛在危險等，增加麻醉和手術(shù)的風險。下面就相關(guān)問題進行綜述。

1 CO2氣腹對呼吸系統(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]，胸廓及肺的順應性下降。Kim 等[3]證實頭低位、CO2灌注以后，容量控制通氣肺動態(tài)順應性(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，將導致肺內(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負荷以外，還對肺和心血管有直接影響[5]，導致通氣/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壓力梯度可導致CO2經(jīng)腹膜迅速吸收，使動脈血二氧化碳分壓(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蓄積等是一個重要問題。Ela等[6]證實長時間腔鏡泌尿外科手術(shù)中低潮氣量(一般為4～8 ml/kg標準體重)加呼氣末正壓通氣(PEEP)可能是預防高碳酸血癥、產(chǎn)生良好氧合作用、縮短拔管時間的一個較好選擇。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張，但PEEP水平又受到一定限制。Lee等[7]證實為得到滿意的動脈血氧分壓(PaO2)和穩(wěn)定的血流動力學，最合適的PEEP水平是5 mmHg，但外源性PEEP會增加慢性阻塞性肺病(COPD)等患者肺破裂的風險。PEEP還可引起胸內(nèi)壓的增加，進而使右心室前負荷和心輸出量(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且不會使氣道平臺壓(Pplat)和氣道峰壓(Ppeak)增高，對氣體交換和呼吸力學的影響優(yōu)于外源性PEEP，有利于動脈血的氧合。有研究報道[9]容量控制通氣 I∶E=1∶1的通氣模式可行，能降低Ppeak且不會引起血流動力學的劇烈波動。1∶2和1∶1的通氣對CO的影響沒有明顯差異，故反比通氣也可用于循環(huán)易于波動的老年患者。但反比通氣僅在患者有一定數(shù)量可復張的肺泡時才有效，且呼氣時間嚴重不足時將使肺泡過度充氣產(chǎn)生內(nèi)源性PEEP，升高Pplat，引起心血管抑制和氣壓傷，故也有導致肺破裂的風險，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，吸氣末和呼氣末跨肺壓下降[10]，F(xiàn)utier等[11]證實采用肺復張手法重新張開萎陷的肺泡，然后持續(xù)PEEP增加跨肺壓可保持復張肺泡的開放狀態(tài)，使呼吸系統(tǒng)回彈性和動脈氧合得到有效改善，對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張和呼吸力學的改善。

CO2氣腹期間可發(fā)生皮下氣腫，嚴重皮下氣腫甚至壓迫胸廓和上呼吸道使肺順應性下降，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，應適當過度通氣，使PetCO2平緩下降，若為廣泛皮下氣腫，則轉(zhuǎn)為開放手術(shù)較為安全。

2 CO2氣腹對循環(huán)系統(tǒng)的影響

CO2氣腹壓力、充氣時間、患者情況、手術(shù)時患者體位、容量狀態(tài)、麻醉藥物等與CO2氣腹對循環(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，刺激頸動脈體、主動脈體化學感受器，最終使氣腹初期血壓升高、心率加快。Antoine等證實，腹腔CO2灌注導致左心室后負荷增加進而引起左心室每搏輸出量的降低，但同時也引起了心率的明顯增加，故不會導致CO的顯著改變；但合并冠心病、慢性高血壓等疾病的患者對左心室后負荷的改變極其敏感[13]，氣腹期間左心室射血分數(shù)降低25%，然而心輸出量的減少主要是由于心臟工作負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，最常見的是室性早搏和心動過速，多與充氣過快有關(guān)。高碳酸血癥酸中毒有負性肌力作用，但也可刺激自主神經(jīng)系統(tǒng)導致心動過速和心肌收縮力增強，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]證實靜脈栓塞在腹內(nèi)壓(IAP)為8 mmHg的發(fā)生率及其嚴重程度低于IAP 16 mmHg。有研究認為即使采用低至10 mmHg的IAP，對于有血管硬化、心血管代償功能降低的老年人來說，血流動力學仍會發(fā)生顯著變化[15]，所以老年患者應嚴格篩查腔鏡手術(shù)指針。

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

CO2潴留可使腦血管擴張、腦血流量增大、毛細血管通透性增加，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。氣腹導致腎血流量減少，加之腎缺血再灌注損傷，最終使腎小球濾過率下降，尿素、肌酐升高[17]。Cevriglu 等[18]提出氣腹預處理可達到類似缺血預處理的作用，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氧化物酶可以減少氧自由基對肝腎的損害[19]。

3 CO2氣腹對機體其它方面的影響

李軍等[20]觀察到，CO2氣腹時基因BAX表達顯著增加，直接促進肝細胞凋亡，損傷肝臟內(nèi)皮細胞系統(tǒng)，引起肝功能受損，且其作用隨IAP升高而增強。近年來的研究證明，在CO2氣腹時，促腎上腺皮質(zhì)激素(ACTH)、皮質(zhì)醇大量合成進而影響糖脂代謝，導致血糖水平升高、胰島素大量分泌，機體內(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)傷應激反應[21]。CO2氣腹可增強惡性腫瘤的生物學行為，促進腫瘤細胞發(fā)生增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[1]。CO2氣腹提高胃殘留率，降低小腸推進比并隨氣腹持續(xù)時間的延長而越明顯[22]。CO2氣腹導致腸道內(nèi)革蘭陰性菌繁殖，尤其老年患者胃腸道屏障功能降低，大量內(nèi)毒素吸收入血造成機體損害。CO2氣腹還可增加老年人術(shù)后認知功能障礙(POCD)的發(fā)生[23]。

4 總結(jié)和展望

CO2氣腹壓力越高，持續(xù)時間越長，對機體的影響越明顯。CO2氣腹期間應加強監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題并及時處理。對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，如何預防和降低腔鏡手術(shù)期間的麻醉、手術(shù)風險，尚有待進一步研究。今后應加強相關(guān)的基礎(chǔ)與臨床研究，進一步認識CO2氣腹對人體的影響，從而完善各項監(jiān)測、預防措施，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氣腹對老年結(jié)直腸癌患者缺氧誘導因子-1α、β-鏈蛋白和E-鈣黏蛋白表達的影響[J].中國老年學雜志，2015，35(8): 2067-2069.

[2] 周煒，金孝岠.腹腔鏡下膽囊切除術(shù)中不同通氣模式對氣道峰壓和動脈二氧化碳分壓影響的比較[J].皖南醫(yī)學院學報，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)中不同氣腹壓力對老年患者血流動力學及血氣的影響[J].臨床麻醉學雜志，2011，27 (8): 741-743.

[16]韓策然，劉兆龍，閻波.腹腔鏡CO2氣腹對老年人酸堿平衡與創(chuàng)傷應激反應的影響[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)壓對肝細胞凋亡的影響[J].四川醫(yī)學，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氣腹對大鼠胃腸動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.腹腔鏡二氧化碳氣腹對老年人重要器官的影響[J].中國老年學雜志，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)