呼氣末正壓通氣對術中氣體栓塞發生的影響

劉文義 王卿宇 徐敏 徐永生 陳彥霖 邵翠華

[摘要] 目的 采用經食管超聲心動圖（TEE）觀察后路腰椎椎體間融合術中靜脈氣體栓塞（VAE）發生率及呼氣末正壓通氣（PEEP）對VAE發生率的影響。方法 將120例擬全麻下行后路腰椎椎體間融合術病人隨機分為對照組、PEEP1組和PEEP2組，各40例。3組術中分別設置PEEP為0、0.49、0.98 kPa，同時采用TEE監測并評估各組VAE分級。結果 對照組VAE主要為Ⅰ級和Ⅱ級，PEEP1組和PEEP2組VAE主要為0級和Ⅰ級，3組VAE分級比較差異有顯著性（H=30.24，Z=1.98～5.43，P<0.01）。結論 手術中PEEP可有效降低后路腰椎椎體間融合術病人VAE的發生率，提高手術安全性。

[關鍵詞] 脊柱融合術;栓塞，空氣;正壓呼吸;超聲心動描記術，經食管

[中圖分類號] R614 ?[文獻標志碼] A ?[文章編號] 2096-5532（2020）06-0715-04

doi：10.11712/jms.2096-5532.2020.56.175 [開放科學（資源服務）標識碼（OSID）]

[網絡出版] https：//kns.cnki.net/kcms/detail/37.1517.R.20201016.1124.002.html;

[ABSTRACT] Objective To investigate the effect of positive end-expiratory pressure （PEEP） on the incidence rate of venous air embolism （VAE） during posterior lumbar interbody fusion （PLIF） using transesophageal echocardiography （TEE）. Methods A total of 120 patients who planned to undergo PLIF under general anesthesia were randomly divided into control group， PEEP1 group， and PEEP2 group， with 40 patients in each group， and in these three groups， PEEP was set to 0， 0.49， and 0.98 kPa， respectively. TEE was used to monitor and evaluate the grade of VAE. ?Results Grade Ⅰ/Ⅱ VAE was mainly observed in the control group， grade 0 VAE was mainly observed in the PEEP1 group， and grade Ⅰ was mainly observed in the PEEP2 group; there was a significant difference in the grade of VAE between the three groups （H=30.24，Z=1.98-5.43，P<0.01）. ?Conclusion For patients undergoing PLIF， PEEP can effectively reduce the incidence rate of VAE during surgery and improve surgical safety.

[KEY WORDS] spinal fusion; embolism， air; positive-pressure respiration; echocardiography， transesophageal

靜脈氣體栓塞（VAE）是氣體通過不同途徑從手術部位進入到靜脈系統從而導致一系列癥狀罕見但致命的手術并發癥。VAE在多種手術及操作中均有發生[1-3]。近年來，脊柱外科手術中發生VAE已有多篇文獻報道，而且病死率較高，但多見于病例報道[4-7]，無前瞻性大樣本研究。由于有些VAE無癥狀、未診斷或未報道，使其確切發生率難以估計，而且缺少切實有效的預防方法。呼氣末正壓通氣（PEEP）是指通過控制呼吸或輔助呼吸，保持呼氣末期呼吸道一定的正壓。機械通氣時通過PEEP增加中心靜脈壓（CVP）即右心房壓，增加壓力梯度，可以減少VAE發生的可能。本研究采用經食管超聲心動圖（TEE）觀察后路腰椎椎體間融合術中心腔內VAE發生率及PEEP對VAE發生率的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2018年12月—2019年12月，選取在我院擇期行后路腰椎椎體間融合術病人120例作為研究對象，男58例，女62例;年齡30～50歲，平均（39.0± 3.2）歲。按照美國麻醉醫師協會分級標準（ASA）分級Ⅰ～Ⅱ級。排除術前存在心肺功能異常、先天性心臟病、胃及食管疾病病史的病人。采用隨機數生成器將120例病人分成對照組、PEEP1組和PEEP2組，各40例。 本文研究經醫院倫理委員會批準并獲得病人及家屬知情同意。

1.2 研究方法

病人術前禁食8 h，禁飲2 h，術前30 min肌肉注射苯巴比妥鈉0.1 g、東莨菪堿0.3 mg。入室后常規監測心電圖、無創血壓、脈搏氧飽和度（SpO2）、有創動脈壓。用舒芬太尼（0.3 μg/kg）、丙泊酚（2 mg/kg）、 維庫溴銨（0.12 mg/kg）行靜脈快速誘導。經口氣管插管接麻醉機機械通氣后，在超聲引導下行右頸部中心靜脈穿刺置管，監測CVP。麻醉維持用七氟醚和瑞芬太尼 （0.1 μg/（kg·min）），每30 min間斷靜脈注射維庫溴銨（0.03 mg/kg）。根據術中出量，維持入量平衡。手術中輸入液體為6 g/L羥乙基淀粉130/0.4（萬汶，德國費森尤斯卡比公司）和9 g/L的乳酸鈉林格液。麻醉成功后將5.0 MHz經食管超聲探頭（SONOS 4500， Philips， Boeblingen， Germany） 置入食管中。調整探頭的位置與掃描角度，顯示食管中段心臟四腔切面，重點觀察右心房（圖1）。PEEP值設定：對照組為0，PEEP1組為0.49 kPa，PEEP2組為0.98 kPa。維持呼氣末CO2分壓（PET-CO2） 4.655～5.320 kPa。于手術開始至結束監測并錄制超聲影像，所有手術由同一組外科醫生完成，手術中應用TEE觀察有無發生VAE，記錄發現VAE的時間。手術后由兩名醫生查看錄像并評估VAE分級。VAE分級標準：0級，沒有氣體栓子出現在右心房（RA）、右心室（RV）以及右室流出道（RVOT）;Ⅰ 級，單個氣泡出現在RA、RV或RVOT;Ⅱ級，氣泡填充量小于RA、RV或RVOT的半徑;Ⅲ級，氣泡填充量大于RA、RV或RVOT的半徑;Ⅳ級，氣泡完全填充 RA、RV 或RVOT[8]。分別記錄病人有創動脈血壓收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）、平均動脈壓（MBP）、心率（HR）、CVP、SpO2以及PET-CO2等。血流動力學不穩定定義： MBP下降超過 2.66 kPa，SpO2低于 90%，PET-CO2 從基線值突然下降超過0.266 kPa。

1.3 統計學處理

采用SPSS 15.0軟件進行統計學處理。計量資料數據以±s形式表示，3組不同時間生命體征的比較采用重復測量方差分析，兩兩比較用Stundent-Newman-Keuls（SNK）法。多組等級資料比較采用Kruskal-Wallis H秩和檢驗，兩兩比較采用Wlico-xon秩和檢驗。以P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結 ?果

2.1 各組術前及術中各指標檢測結果比較

各組病人一般資料及手術時間、失血量、輸液量比較差異無顯著性（P>0.05）。見表1。重復測量方差分析顯示，3組間SBP、DBP、MBP、PET-CO2、HR比較，不同時間、不同組別以及時間、組別交互作用差異均無顯著性（F時間=1.002～2.013，P>0.05;F組別=0.873～1.862，P>0.05，F時間×組別=0.755～1.214，P>0.05）;3組CVP不同時間以及時間、組別交互作用差異無統計學意義（F時間=1.114，P>0.05;F時間×組別=0.854，P>0.05），不同組別CVP比較差異有顯著性（F組別=3.586，P<0.05）。單獨效應分析結果顯示，3組病人術中各時間點SBP、DBP、MBP、HR、PET-CO2等比較差異均無統計學意義（P>0.05），而CVP比較差異有統計學意義（F=2.685～3.147，P<0.05）。見表2。

2.2 各組術中發生VAE分級比較

對照組VAE主要為Ⅰ 級和Ⅱ級，PEEP1組和PEEP2組VAE主要為0級和Ⅰ級，3組VAE分級比較差異有顯著性（H=30.24，Z=1.98～5.43，P<0.01）。對照組2例發生Ⅳ級 VAE病人，術中PET-CO2突然降低大于0.266 kPa，但是沒有發生血流動力學參數改變和心電圖變化。3組VAE主要發生于開始破壞椎板到肌肉縫合的過程中。見表3。

3 討 ?論

腰椎退行性疾病是一種由于腰椎自然老化、退化等原因引起的臨床常見病，隨著我國老齡化進程的加劇，腰椎退行性疾病發病率居高不下。目前，對于保守治療無效的病人，最有效的治療方法是外科手術。腰椎手術通常會破壞椎板、椎體、椎弓根等骨性結構，手術過程中空氣可能通過因骨性結構破壞而暴露的松質骨進入靜脈系統[9]，引起不同程度的VAE。嚴重者可能會導致病人意識突然喪失、瞳孔擴大、牙關緊閉及心律失常、心搏驟停等，最終因心肺功能衰竭搶救無效而死亡。手術中通常使用框架懸空腹部降低下腔靜脈壓，從而減少術中出血。然而，手術部位與右心房壓力梯度的減少將增加氣體進入血液循環的可能[10]。有研究顯示，壓力梯度減少到0.49 kPa時，氣體可能進入靜脈[11]。機械通氣時通過PEEP增加CVP即右心房壓，增加壓力梯度，可以減少VAE發生的可能。

PEEP是指通過控制呼吸或輔助呼吸，保持呼氣末期呼吸道一定的正壓。應用PEEP可避免肺泡早期閉合，使肺泡擴張，功能殘氣量增加，改善通氣和氧合，是治療低氧血癥的重要手段之一[12]。臨床中一般主張PEEP為0.49～0.98 kPa可改善肺通氣/血流比例，改善肺順應性，提高氧合功能[13-15]。PEEP雖然有助于改善氧合，但氣道峰壓與氣道均壓會因PEEP的增大而顯著增加，同時也存在減少回心血量和氣壓傷的風險。楊中良等[16]對30例顱腦損傷后行機械通氣病人研究發現，CVP與PEEP呈直線關系，CVP隨PEEP增加而增加，尤其當存在低血容量時，CVP隨PEEP增加的幅度更高[17]。本研究結果顯示，PEEP1組和PEEP2組CVP不同程度增加，使手術部位與右房壓力梯度增加，氣體難以進入血液循環系統進而降低了VAE的發生。

氣栓對機體造成的損害程度取決于氣體進入量、進入速度、氣體類型和氣體進入時病人的體位等[18]。大劑量的氣體快速進入靜脈及肺血管中，會引起血管內皮損傷[19-20]，使內皮之間產生間隙，發生肺水腫[21]，引起肺換氣功能障礙以及肺循環阻力增大，增加肺動脈壓，還可引起心排血量降低、心律失常、右心勞損等，最終引起心力衰竭而死亡[22]。另外，小劑量的氣體可通過室間隔缺損或房間隔缺陷如卵圓孔未閉進入動脈循環，引起反常栓塞而導致嚴重的臨床事件發生，尤其在氣體栓子累積使肺動脈壓增高時更容易發生。尸體解剖結果顯示，卵圓孔未閉成人發生率為20%～35%[23]。臨床醫生應充分認識到因為卵圓孔未閉存在右向左分流的風險，可能導致心、腦等重要臟器空氣栓塞。如果發生嚴重VAE、早期氣泡還在RA時，可以在TEE的指導下通過中心靜脈導管吸出進入心房的空氣，盡管通常只能吸出約50%空氣，卻可能因此而避免致命的臨床事件發生。

本研究對照組中2例病人發生Ⅳ級VAE后，馬上通知手術醫生停止手術操作，生理鹽水覆蓋創面，調整頭高腳低位，避免了嚴重VAE的發生;從中心靜脈導管并未吸出氣體，也沒有發生相關的循環紊亂;心電圖上并沒有觀察到ST-T改變、室上性或室性等惡性心律失常發生。其原因可能是VAE發現及時、經處理后進入心臟的氣體量少。

綜上，手術中PEEP可有效降低后路腰椎椎體間融合術病人VAE的發生率，提高手術安全性。

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（本文編輯 黃建鄉）