允許性高碳酸血癥對沙灘椅體位肩關節鏡手術患者腦氧飽和度和術后認知功能的影響*

彭文勇，呂華燕，廖俊鋒，藍志堅，屠文龍

（金華市中心醫院 麻醉科，浙江 金華 321000）

隨著微創技術的發展和成熟，越來越多的肩關節疾病患者選擇全身麻醉下行肩關節鏡手術。肩關節鏡手術過程中常需要沙灘椅體位（beach chair position，BCP），且為了減少出血、保持術野清晰，術中有時需要控制性降壓。清醒狀態下，BCP 患者會通過機體自身代償而升高血壓，但全身麻醉狀態下的BCP 患者可能會加重低血壓，尤其是腦部血流（cerebral blood flow，CBF）減少[1]，再加上術中需控制性降壓，會進一步減少腦部血流，從而影響大腦的氧供需平衡[2]。本研究擬通過調整BCP 肩關節鏡手術患者的呼氣末二氧化碳分壓（end-tidal carbon dioxide partial pressure，PETCO2）， 觀 察 患 者 腦 氧 飽 和 度（regional oxygen saturation，rSO2）和術后認知功能的變化?，F報道如下：

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取擇期行BCP 肩關節鏡下手術患者86 例，年齡60 ～79 歲，體重42 ～78 kg,體重為標準體重±15% [標準體重（kg）=身高（cm）-100]，性別不限，美國麻醉醫師協會（American Society of Anesthesiologists，ASA）分級Ⅰ～Ⅲ級。采用隨機數字表法分為正常PETCO2組（C 組，n= 43）和允許性高碳酸血癥（permissive hypercapnia，PHC）組（H 組，n= 43）?；颊呒韧鶡o異常手術麻醉史。兩組患者年齡、性別、ASA 分級、體質指數（body mass index，BMI）和術前血紅蛋白濃度比較，差異均無統計學意義（P＞ 0.05），具有可比性。見表1。排除標準：有腦血管疾病、神經肌肉系統疾病；有明顯的心、肺、肝、腎和代謝疾??；有高血壓病、糖尿病及體位性低血壓患者。本研究經醫院倫理委員會批準，并與患者及家屬簽署知情同意書。

1.2 方法

患者入手術室后常規面罩吸氧，監測患者心電圖（electrocardiogram，ECG）、血壓（blood pressure，BP）和脈搏血氧飽和度（pulse oxygen saturation，SpO2），開放非手術側上肢外周靜脈，靜脈泵注右美托咪定1μg/kg（15 min），局麻下行健側橈動脈穿刺監測有創動脈壓，有創動脈零點調節為平臥時設置在右心房水平，BCP 時設置在外耳道水平[3]。采用FORESIGHT 近紅外線光譜儀（CAS 公司，美國）監測患者rSO2，同時使用腦電雙頻指數（bispectral index，BIS）監測麻醉深度。麻醉誘導：依次靜脈推注舒芬太尼0.5μg/kg、依托咪酯0.3 mg/kg 和順式阿曲庫銨0.2 mg/kg。氣管插管后行機械通氣（吸入氧濃度40%，潮氣量6 ～8 mL/kg，吸呼比1 ∶2，調節通氣頻率使兩組PETCO2維持在35 ～40 mmHg），BCP后調整呼吸機使C 組PETCO2維持35 ～40 mmHg、H 組PETCO2在50 ～55 mmHg。麻醉 維 持：丙泊酚4 ～6 mg/（kg·h），瑞芬太尼0.1 ～0.2μg/（kg·h），間斷給予順式阿曲庫銨0.05 mg/kg 靜脈注射，必要時靜脈注射舒芬太尼0.1 ～0.2μg/kg。

表1 兩組患者一般情況比較Table 1 Comparison of general data between the two groups

1.3 觀察指標

分別觀察患者入手術室（T0）、氣管插管后5 min（T1）、BCP 45°后5 min（T2）、通氣策略（C 組PETCO235 ～40 mmHg，H 組PETCO250 ～55 mmHg）后5 min（T3）、30 min（T4）、1 h（T5）和改為平臥位后5 min（T6）時點的rSO2變化；記錄腦氧飽和度下降事件（cerebral desaturation events，CDE）發生情況、蘇醒時間、麻醉后監測治療室（postanesthesia care unit，PACU）停留時間和并發癥（惡心、嘔吐、低血壓、心動過緩或過速）發生情況。rSO2基礎值[4]為麻醉誘導后血流動力學平穩[即平均動脈壓（mean arterial pressure，MAP）波動不超過基礎值的20%、BIS 值40 ～60、吸入氧濃度40%] 1 min 時rSO2的平均值。CDE 為rSO2下降≥基礎值的20%（rSO2≥20%）或rSO2≤55%。術中維持MAP 波動不超過基礎值的20%，當低血壓發生時，靜脈注射去氧腎上腺素50 ～100μg 或麻黃堿5 mg，并在T0、T6、術后1 d（T7）時間點抽取外周靜脈血，采用酶聯免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELASA）測定血清Aβ-42 和S100β 蛋白濃度。所有患者在術前1 d、術后1 和7 d（T8）采用簡易智能精神狀態檢查量表（mini-mental state examination，MMSE）[包括定向力（10 項）、記憶力（3 項）、計算力（5 項）、回憶（3 項）及語言（9 項），總分30 分]評定術后認知水平。MMSE 評分≤23 分，且術后MMSE 分值與術前1 d 比較得分降低2 分以上者，診斷為術后認知功能障礙（postoperative cognitive dysfunction，POCD）[5]。

1.4 統計學方法

采用SPSS 19.0 統計軟件進行分析，正態分布的計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用成組t檢驗，組內比較采用重復測量方差分析；計數資料以例（%）表示，采用χ2檢驗或Fisher 確切概率法，P＜ 0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者手術相關指標比較

兩組患者麻醉時間、手術時間、液體輸注量、出血量、尿量和麻醉藥物使用量比較，差異均無統計學意義（P＞ 0.05）。見表2。

2.2 兩組患者各時點rSO2 變化情況

C 組T1～T6時rSO2低 于T0，H 組T1～T3低 于T0，差異有統計學意義（P＜ 0.05）；H 組在T3～T6時點rSO2明顯高于C 組，兩組比較，差異有統計學意義（P＜ 0.05）。見表3。

2.3 兩組患者CDE 和不良反應發生率比較

H 組患者術中CDE 發生率明顯低于C 組（P＜ 0.05）；兩組患者低血壓、竇性心動過速、氣管導管拔除時間、PACU 滯留時間、惡心和嘔吐發生率比較，差異均無統計學意義（P＞ 0.05）。見表4。

表2 兩組患者手術相關指標比較 （±s）Table 2 Comparison of surgical indexes between the two groups （±s）

表2 兩組患者手術相關指標比較 （±s）Table 2 Comparison of surgical indexes between the two groups （±s）

組別 麻醉時間/min 手術時間/min 液體輸注量/mL 出血量/mL 尿量/mL 舒芬太尼/μg C 組（n = 43） 125.92±15.85 92.33±12.75 1 175.76±159.35 21.38±2.96 235.69±25.78 32.78±4.38 H 組（n = 43） 136.17±17.20 98.52±13.97 1 248.98±172.76 24.57±3.13 253.76±29.33 34.82±4.56 t 值 1.59 1.83 0.79 1.32 0.95 1.57 P 值 0.733 0.659 0.887 0.817 0.902 0.741

2.4 兩組患者術后各時點MMSE 評分、血清Aβ-42 和S100β 蛋白濃度比較

與C 組比較，H 組在T6和T7時點血清Aβ-42低 于C 組，T7時 點 血 清S100β 蛋 白 低 于C 組（P＜ 0.05）；與T0比較，兩組患者術后1 d（T7）時點血清Aβ-42 和S100β 蛋白高于T0（P＜ 0.05）；兩組術后1 d MMSE 評分均低于術前，C 組術后7 d MMSE評分低于術前（P＜ 0.05）。見表5。

表3 兩組患者不同時點rSO2 比較 （%，±s）Table 3 Compsrison of rSO2 at different time points between the two groups （%，±s）

表3 兩組患者不同時點rSO2 比較 （%，±s）Table 3 Compsrison of rSO2 at different time points between the two groups （%，±s）

注：?為與T0 比較，差異有統計學意義（P ＜ 0.05）

組別 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 C 組（n = 43） 77.61±5.33 73.68±5.16? 67.03±4.84? 68.93±5.17? 67.68±4.81? 67.60±5.24? 71.43±7.97?H 組（n=43） 76.95±5.57 72.87±5.39? 68.45±4.78? 74.15±5.87? 75.33±5.76 75.27±5.88 76.10±5.45 t 值 0.60 0.71 1.37 4.42 6.78 6.40 3.22 P 值 0.549 0.478 0.175 0.000 0.000 0.000 0.002

表4 兩組患者CDE 和不良反應發生率比較Table 4 Comparison of CDE and adverse reactions between the two groups

表5 兩組患者術后各時點MMSE 評分、血清Aβ-42 和S100β 蛋白濃度比較 （±s）Table 5 Comparison of MMSE score, serum Aβ-42 and S100 proteins at different time points between the two groups （±s）

表5 兩組患者術后各時點MMSE 評分、血清Aβ-42 和S100β 蛋白濃度比較 （±s）Table 5 Comparison of MMSE score, serum Aβ-42 and S100 proteins at different time points between the two groups （±s）

注：1）與T0 比較，差異有統計學意義（P ＜ 0.05）；2）與術前1 d 比較，差異有統計學意義（P ＜ 0.05）

組別Aβ-42/（ng/L） S100β/（μg/L） MMSE 評分/分T0 T6 T7 T0 T6 T7 術前1 d T7 T8 C 組（n = 43） 57.13±6.85 66.33±7.181）69.75±7.431） 0.07±0.02 0.09±0.03 0.31±0.091） 28.15±1.28 24.58±1.622）26.78±1.722）H 組（n = 43） 58.43±6.55 62.81±6.891）65.10±6.911） 0.08±0.02 0.08±0.03 0.20±0.071） 27.95±1.47 26.18±1.532） 27.16±1.89 t 值 0.91 2.34 2.98 1.16 1.55 6.33 0.71 4.78 1.06 P 值 0.367 0.022 0.004 0.25 0.126 0.000 0.479 0.000 0.292

3 討論

BCP 肩關節鏡手術野暴露清晰，解剖位置接近直立體位，為肩關節手術患者常用體位。但全身麻醉狀態下的BCP 患者可能會加重低血壓，CBF 減少[1]，加上術中需控制性降壓，會進一步降低腦部灌注，影響大腦的氧供需平衡[2]，導致患者大腦氧供不足。有研究[6]報道，該類手術患者存在較高的POCD 發生率，甚至發生腦卒中。提高腦灌注的方法有升高動脈血壓、增加吸入氧濃度、提高PETCO2[7]和擴張局部腦血管。升高動脈血壓會使手術野滲血增加，提高手術難度。吸入氧濃度過高，可能造成肺和腦等多個臟器損害。臨床上除了提升血壓外，多以調控患者PETCO2和擴張局部腦血管來增加腦血流，從而增加腦氧供[8]?？蛇m度提高患者術中的二氧化碳水平，也就是臨床上所說的PHC。PHC 是通過調整呼吸機使動脈血二氧化碳分壓（partial pressure of carbon dioxide in artery，PaCO2）在一定范圍內升高[9]，是一種肺保護性通氣策略。有文獻[10]表明，PaCO2為25 ～75 mmHg 時，腦血流與PaCO2呈線性關系，腦血流量隨著PaCO2增加而增加，PaCO2每增加1 mmHg，腦血流量增加2.15%。其機制可能是高二氧化碳可通過舒張腦毛細血管前微動脈來增加腦血流量，降低細胞內的pH 值，增加腺苷和三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）濃度抑制突觸電位，從而增加氧化代謝能力，促進葡萄糖的利用，維持組織高能磷酸儲備。PHC 不僅能增加腦血流，提高患者氧合能力，改善腦氧代謝[11]、降低基礎代謝率[12]，還可減輕炎癥反應[13]，減少機體缺血再灌注損傷，降低POCD 發生率[5]。本研究發現，H 組在T3～T6時點rSO2高于C 組，其原因可能為通過升高患者PaCO2，增加患者腦血流，改善患者腦氧供，從而使患者rSO2高于C 組，兩組比較，差異有統計學意義（P＜ 0.05）。

POCD 是指術前無精神異常的患者，在各種手術后出現中樞神經系統認知功能障礙的并發癥，臨床表現為：譫妄、意識錯亂、記憶力下降、幻想及恐懼和認知能力下降等變化[14]。引起POCD 的原因有：遺傳、年齡、基礎疾病、手術類型、圍術期低氧、酗酒、用藥史和術前認知功能水平[15]，還包括：麻醉方式、麻醉用藥、術中麻醉管理及術后鎮痛等[16]。檢測POCD的方法包括：面對面的調查、問卷調查、精神狀態檢測和神經心理學測試[17]。而目前運用最多的就是MMSE 和神經心理學測試，雖然MMSE 對于輕微的認知能力下降檢測力稍顯不足，但其在POCD 的檢測中使用最廣泛[18-19]。有研究[20]表明，全麻手術中PaCO2的水平可以影響患者術后認知功能狀態，二氧化碳升高組（PaCO2：55 mmHg）患者術后認知功能優于二氧化碳正常組（PaCO2：40 mmHg）和二氧化碳降低組（PaCO2：27.8 mmHg），其機制可能為PHC 增加了腦血流灌注，提高了手術應激下腦缺血損傷的閾值。本研究中，兩組患者術后MMSE 評分均有不同程度降低，而H 組術后1 d 的MMSE 評分高于C 組，CDE 也低于C 組，提示H 組通過升高PaCO2后，降低了術中CDE 的發生，對改善患者術后認知功能具有一定的促進作用，最可能機制是：高PaCO2引起腦血流增加、腦代謝率降低，與左友梅等[21]報道基本一致。本研究顯示，術后7 d 患者MMSE 評分差異無統計學意義，但C 組仍低于術前，可能與兩組患者術中控制二氧化碳分壓的時間不長，控制范圍差別較小有關。是否可以通過繼續升高二氧化碳水平、觀察更長時間高二氧化碳水平對患者POCD 的影響，還值得繼續觀察。

Aβ-42 和S100β 蛋白是中樞神經系統損傷的敏感性及特異性指標，其升高反映腦灌注降低，提示大腦缺血缺氧存在。有研究[22]表明，阿爾茨海默病患者體內Aβ 蛋白會明顯升高，Aβ-42 作為Aβ 蛋白家族中的一員也會明顯升高，可通過異常磷酸化大量累積，從而影響患者認知功能。因此，Aβ-42 蛋白水平可從一定程度上反映患者的認知功能損傷情況。S100β 蛋白是中樞神經系統的敏感性及特異性指標，正常狀態下在血清中含量甚微，當中樞神經發生損傷時，S100β 可從神經元細胞中進入腦脊液，并隨破壞的血腦屏障進一步進入循環血中，造成血清S100β水平上升[23]。本研究中，兩組患者術后血清Aβ-42蛋白和S100β 蛋白在術畢改為平臥位后5 min 和術后1 d 都升高，而H 組Aβ-42 蛋白在這兩個時間點均低于C 組，H 組S100β 蛋白在術后1 d 也低于C組，兩組術后1 d MMSE 評分低于術前，C 組術后7 d MMSE 評分低于術前（P＜ 0.05）。同樣證明了PHC 能減少患者腦缺血再灌注損傷，改善患者術后早期認知功能。

兩組患者氣管導管拔除時間、PACU 滯留時間、低血壓、竇性心動過速、惡心和嘔吐的發生率比較，差異均無統計學意義。與文獻[1]報道的BCP 下肩關節鏡手術時，較高的PETCO2可降低術后惡心嘔吐發生率有區別，可能與本研究樣本量較小有關。

綜上所述，PHC 應用于全身麻醉下BCP 肩關節患者，可以抑制血清Aβ-42 和S100β 蛋白表達，改善患者術后早期認知功能，值得臨床推薦使用，同時也為進一步研究PHC 改善術后認知功能的具體機制、炎癥反應的相關性及可能的通路提供部分依據。