脊柱矯形手術血流動力學的監測進展

趙基鵬 熊 添 樊 宏 張暉

脊柱畸形危害健康，影響患者生活質量，多需進行手術以矯正畸形，穩定脊柱，減輕疼痛，改善呼吸、循環和神經系統功能。脊柱矯形手術復雜，手術時間長、術中出血多、循環波動大，給麻醉管理帶來嚴峻挑戰。明確患者術中血流動力學波動的具體原因，將有利于圍術期的麻醉管理，提高圍術期的安全性。本研究將脊柱矯形手術患者術中血流動力學波動的可能原因及相關血流動力學的監測進展綜述如下。

1 血容量

1.1 低血容量的病理生理學 低血容量分為絕對低血容量和相對低血容量。絕對低血容量的主要原因是術中出血多和/或補液不足。相對低血容量的可能原因是脊髓損傷，多繼發于脊髓機械性損傷或缺血性損傷，表現為受損節段以下完全遲緩性癱瘓，各種脊髓反射消失；外周血管阻力降低、心輸出量（cardiac output，CO）降低、心動過緩、呼吸功能受損等[1]。同時如果損傷平面較高（如位于T1～5節段）心交感神經受損，心副交感神經相對亢進，引起心動過緩，冠狀血管收縮，心肌缺血，心功能受損，進一步降低CO，加劇低血壓[2]。容量過多或不足都會對患者造成不良影響；容量過多將使心臟負荷加重，甚至發生急性心衰、急性肺水腫；容量不足又會導致有效循環血容量減少，CO 降低，血壓下降，器官、組織灌注不足，水、電解質及酸堿平衡紊亂[3]。因此，優化圍術期容量管理，加強脊柱矯形手術患者術中血容量的監測至關重要。

1.2 血容量的監測進展

1.2.1 心率和血壓 術中心率快、血壓低可能是低血容量的表現。有創動脈壓的波形如果隨呼吸運動而變化，且其變化率大于13%或收縮壓下降≥5mmHg，則提示可能血容量不足[4]。但影響心率和血壓的因素較多，如血管活性藥物、麻醉藥物、手術操作等，因此心率和血壓難以有效指導圍術期的液體管理。

1.2.2 中心靜脈壓（central venous pressure，CVP）CVP 正常值是5～12cmH2O，＜5cmH2O 提示可能存在低血容量，＞12cmH2O 提示可能容量過高。CVP 的大小取決于靜脈回心血量和心輸出量之間的平衡，只有當心功能位于心功能曲線的上升支時輸液治療才是合理有效的[5]。否則盲目輸液可能引起容量過負荷甚至引起心功能衰竭、肺水腫等并發癥。由于CVP 是壓力代容量，而心腔內壓力和容量并非線性關系，因此CVP 并不能準確反映血容量。此外，脊柱矯形手術患者處于俯臥位，胸內壓增加導致CVP增加，如果體位不當腹部受壓影響靜脈血回流又可致CVP 降低，這些情況可能影響CVP 監測血容量的準確性[6]。因此，脊柱矯形手術術中使用CVP 指導容量管理明顯受限。

1.2.3 肺動脈漂浮導管（pulmonary artery catheter，PAC）無肺血管和心臟瓣膜病變時，可以通過PAC測量肺動脈楔壓（pulmonary arterial wedge pressure，PAWP）間接反映左心室前負荷及循環血容量。但PAC 是通過壓力代容量，間接測量血容量沒有直接監測容量準確。心腔內壓力和容量相關性差，尤其是高齡、存在心肌損傷、感染性休克等患者。存在二尖瓣狹窄、左心房粘液瘤、肺栓塞、二尖瓣返流、心室順應性增加（如擴張性心肌病）等病變時PAWP 大于左心室舒張末期壓力（left ventricular end-diastolic pressure，LVEDP）；存在左心室順應性降低（如心肌梗死、心包疾病）、主動脈返流等病變時PAWP 小于LVEDP；存在肺血管阻力增加、肺動脈高壓、肺心病、肺栓塞、艾森曼格綜合征、呼吸變異及使用呼氣末正壓等情況時PAWP 不能準確反映LVEDP。存在以上病理生理改變時，PAC 顯然不能準確指導容量管理[7]。此外，PAC 并發癥較多，如血腫、血胸、氣胸、血栓形成、心律失常、肺栓塞、氣體栓塞、導管打折、感染等[8]。因此，PAC 用于脊柱矯形手術血容量的監測不具優勢。

1.2.4 每搏量變異度（stroke volume variation，SVV）有臨床研究將SVV 用于23例俯臥位脊柱手術患者，與對照組23例相比，盡管翻身俯臥位導致SVV顯著增加但并不影響SVV 液體管理，且SVV 組術中血流動力學更加平穩、術后恢復更好，提示SVV用于脊柱矯形手術容量管理具有優越性[9]。因其具有使用簡單、微創、不需外部校準，獲取數據實時、動態、連續，監測容量反應較靈敏等優勢，SVV 的臨床應用日益增加；但是它也有局限性，首先要除外心律失常，其次潮氣量＞8ml/kg 的機械通氣條件下，SVV 預測容量的反應性才比較可靠[10]。

1.2.5 經食道超聲心動圖（transesophageal echocardiography，TEE）心臟超聲包括經胸超聲心動圖和TEE。雖然經胸超聲心動圖具有無創、方便等優點，但由于脊柱矯形手術患者處于俯臥位，經胸超聲心動圖的使用受限；而TEE 探頭不干擾術野，且位置更接近心臟、頻率更高、成像更清晰，用于脊柱矯形手術較經胸超聲心動圖更具優勢。TEE 能提供準確、可靠、動態、實時的血容量指標，是一種能有效減少圍術期心血管不良事件的監測手段。術中TEE 肉眼觀察左心室的充盈情況，快速、半定量評估血容量，也可通過定量測量左心室舒張末期直徑和面積、LVEDP、左心房壓力來反映血容量。TEE不僅可以提供基礎容量狀態，而且可以動態觀察容量反應性，實現目標導向液體治療[11]。實時三維TEE 半自動測量左心室舒張末期容積，具有快速、準確、可重復等優點并可觀察容量反應性，較二維TEE 更具優勢[12]。

2 心功能

2.1 心功能受損的病理生理學

2.1.1 俯臥位 脊柱矯形手術體位多為俯臥位，患者胸內壓增加，心臟順應性降低，心臟充盈阻力增加；俯臥位下腔靜脈受壓，靜脈回心血量減少。同時術者在脊柱矯形過程中對脊柱加壓也會間接影響心功能。因此，心功能受損可能是引起脊柱矯形手術術中血流動力學波動的原因之一[13]。

2.1.2 右心受壓 脊柱矯形手術由于右心受壓導致心功能受損，引起血流動力學波動，發病主要集中在小兒，胸廓發育尚不完全[14]；但對于胸廓發育完全的成年患者，對心臟有一定的保護作用，是否也會發生右心受壓尚需進一步研究。

2.1.3 截骨部位 胸椎畸形會導致胸腔臟器位置異常，影響心肺功能，胸椎截骨矯形有可能進一步影響患者心功能，截骨完成后，臺上術者牽引矯形棒對截骨部位施加矯形壓力，這種外力可能導致心臟及下腔靜脈受到機械性壓迫，導致CO 降低。腰椎畸形患者術前腹腔臟器及橫隔可能受壓，腰椎截骨矯形可以解除腹部受壓，腹腔臟器功能可以得到一定程度的改善，但腹腔臟器的變化是否會對心臟結構和功能產生影響，目前有關腰椎截骨矯形對患者心功能的影響尚無定論。由于循環系統的重要臟器位于胸腔，理論上，腰椎截骨矯形似乎比胸椎截骨矯形對血流動力學的影響要小一些，但臨床上的實際情況是否如此，尚無定論。

2.2 心功能的監測進展

2.2.1 基于動脈波形分析計算的心輸出量(arterial pressure-based cardiac output，APCO) FloTrac/Vigileo 系統基于動脈波形分析計算CO 可以在一定程度上反映心功能，但動脈阻力發生變化（如使用血管活性藥物、交感神經興奮、高血壓、動脈粥樣硬化），動脈波形發生變化（如主動脈瓣狹窄及關閉不全、主動脈內球囊反搏、心肺轉流術），高動力循環狀態（如膿毒血癥、主動脈返流），心動過速等都會影響APCO 的準確性[15]。將APCO 用于脊柱矯形手術可以實時、動態反映心功能，但由于APCO 受心律、血容量、心臟收縮功能、外周血管阻力等多種因素的影響，所以它反映心功能的信息并不完整，而且其運用于脊柱矯形手術的準確性尚不確定。

2.2.2 PAC自20 世紀70年代起PAC 間斷熱稀釋法成為臨床測定的CO 的“金標準”。但其準確性受較多因素的影響：注射液的溫度和容積、注射液的二次加溫、呼吸周期注射時機、注射速度和模式、靜脈補液、低體溫、低CO、PAC 功能異常或位置不當、心內或心外分流、小兒患者、電凝干擾以及其他系統疾病等[8]。最新的PAC 前端有熱敏導絲，可以自動測定CO，反映CO 的變化趨勢，但由于它每隔一定時間才能自動測量CO，因此，PAC 連續CO 監測并非真正意義上的連續。盡管PAC 用于脊柱矯形手術可得到CO、PAWP、混合靜脈血氧飽和度等信息，間接反映心功能，但它畢竟不能客觀顯示心臟結構和功能，而且其準確性受較多因素的影響，創傷性較大、并發癥較多、較嚴重[8]。因此，PAC 用于脊柱矯形手術患者心功能的監測不具優勢。

2.2.3 TEE TEE 不僅能通過肉眼法半定量評估心臟整體和局部收縮、舒張功能，而且能定量測定心臟收縮功能如射血分數、縮短分數、每搏量、CO、壓力改變率，舒張功能如心室舒張早晚期血流速度比值、舒張期時間、肺靜脈血流等；還可以定性和定量測量左、右心室流入和流出道直徑[8]。TEE 可以實時動態監測左、右心室收縮和舒張功能，直接觀察心臟和大血管結構，并能準確反映容量狀態，有助于血流動力學紊亂的病因診斷并指導治療，用于脊柱矯形手術患者術中心功能的監測具有優勢。

3 氣體栓塞

3.1 氣體栓塞的病理生理學 俯臥位脊柱矯形，術野與患者右心之間可能存在重力梯度，只要開放的靜脈內壓低于大氣壓，空氣就有可能被吸入靜脈，發生氣體栓塞；患者腹部懸空、機械通氣潮氣量增加、術中大出血、控制性降壓、低CVP、胸椎后凸等因素會增加氣體栓塞的風險[16]。氣體栓塞對患者的影響取決于氣體進入循環系統的量和速度，少量氣體栓塞可能對患者無明顯影響，但是氣體栓塞量較大時可導致患者循環紊亂、心跳驟停甚至死亡[16]。

3.2 氣體栓塞的監測進展 診斷脊柱矯形手術術中氣體栓塞，臨床表現（血壓、呼氣末二氧化碳分壓、脈搏血氧飽和度驟降），心電圖（心律失常或心肌缺血），術野觀察到氣泡或從中心靜脈抽出氣泡亦或尸檢確診，靈敏度低且相對滯后；患者可能合并中心靜脈解剖異常，中心靜脈導管難以放置恰當，從中心靜脈抽氣以診斷氣體栓塞并不可靠；經食道聽診易受電刀等噪音的干擾，其診斷氣體栓塞準確性低；心前區多普勒監測氣體栓塞敏感性是血流動力學和呼吸功能監測的10 倍，可以發現0.25ml的氣體，但俯臥位影響多普勒探頭的放置，且體脂率也影響其靈敏性；TEE 診斷氣體栓塞閾值是0.02～0.19ml/kg，是目前用于脊柱矯形手術氣體栓塞監測的最佳工具[16]。

4 結語

綜上所述，脊柱矯形手術對患者的生理功能影響大，術中患者血流動力學波動較明顯，加強此類手術患者術中血流動力學的監測，維持術中循環穩定是確保患者生命安全的重要保障。血容量的監測SVV 和TEE 優于心率、血壓、CVP、PAC；心功能和氣體栓塞的監測TEE 具有優勢。各種血流動力學監測設備，各有其優缺點，只有充分理解其局限性，正確解讀數據，才能合理地運用于脊柱矯形手術。