推荐七氟烷与低温气体联合用于体外循环
本文作者为哈尔滨医院王楠李文志，本文已发表在《麻醉学大查房》年第5期上。
摘要
体外循环（CPB）是指手术中采用人工装置暂时替代心脏和肺脏功能的技术，是一种非生理性的循环方式，它推动了心内直视手术的发展，但同时经过CPB的患者术后均会有不同程度肺功能减退，CPB后肺功能障碍可增加术后并发症发生率，依然是重要的临床问题。目前认为CPB触发的全身炎症反应和肺缺血再灌注损伤是造成术后肺功能障碍的主要原因。低温可以降低机体代谢率保证机体氧供需平衡，抑制中性粒细胞聚集，减少氧自由基产生；既往大量研究证明七氟烷可减轻心肺器官缺血再灌注损伤，同时降低全身炎症反应。因而，对准备在CPB下行瓣膜置换术的重症联合瓣膜病患者，采用CPB前给予低温气体机械通气、CPB期间给予低温气体静态膨肺以及术中全程持续吸入七氟烷的策略，有助于降低全身炎症反应，减轻肺缺血再灌注损伤，减少术后肺损伤，使患者平稳度过围术期。
1.病例介绍
患者女，49岁，46kg，cm。因“活动后胸闷、心慌、气短6年，加重半年”入院。主诉：近半年，时有乏力感，不能进行任何体力活动。
体格检查：体温36.4℃，血压（BP）/47mmHg（1mmHg=0.kPa），心率（HR）次/min，呼吸频率（RR）25次/min，脉搏血氧饱和度（SpO2）94%。神志清，颈静脉怒张，双肺可闻及湿啰音，心尖部可闻及3/6级舒张期杂音，双下肢凹陷性水肿。
实验室检查：白细胞（WBC）10.4×/L，红细胞（RBC）3.1×2/L，血红蛋白（Hb）96g/L，血细胞比容（Hct）0.33，血小板（PLT）×/L；肝、肾功能及凝血功能检查正常。
心电图检查：心房颤动心律，ST-T段改变。
超声心动图检查：二尖瓣口面积为0.97cm2为重度狭窄。测定肺动脉收缩压约为69mmHg，左心室射血分数（LVEF）54%。左心房右心室增大。风湿性心脏病，二尖瓣重度狭窄伴轻度返流，主动脉瓣轻度狭窄伴中度返流，三尖瓣中度返流，中重度肺动脉高压，左心室舒张功能减低，心包少量积液，左心房附壁血栓形成，心房颤动。
血气分析：pH7.25，动脉血二氧化碳分压（PaCO2）51mmHg，动脉血氧分压（PaO2）77mmHg，K+4.7mmol/L，碱剩余（BE）-3.2mmol/L。
术前正位胸部X线摄影示（见图1）：心脏左缘上部主动脉结缩小，左心缘肺动脉段突出，左心耳段突起，左心下缘圆隆、平直，右心缘可见双心房影。双肺均呈肺淤血改变，即肺门增大，边缘模糊，双肺野纹理增强。
拟于CPB下行二尖瓣及主动脉瓣双瓣置换术，三尖瓣成形术。
入院后给予强心、利尿、扩血管及抗炎平喘治疗，治疗2周后双肺干湿啰音消失。复查血气分析示：pH7.42，PaCOmmHg，PaOmmHg，K+3.7mmol/L，BE4.9mmol/L。此时吸入氧浓度（FiO2）为21%，经计算得出此时氧合指数（OI）为mmHg。
2.麻醉管理
2.1术前评估
2.1.1实际麻醉术前评估
本例患者患有风湿性心脏病联合瓣膜病，二尖瓣重度狭窄（瓣口面积为0.97cm2），中重度肺动脉高压，伴心房颤动。根据美国纽约心脏病学会（NYHA）心功能分级，为Ⅲ级；根据美国麻醉医师学会（ASA）分级，为Ⅲ级。准备于CPB下行二尖瓣及主动脉瓣双瓣置换术，三尖瓣成形术，预计手术时间为4~5h。
围术期可能发生的风险包括：出血、肺功能障碍、低心排综合征、心律失常、卒中及肝肾功能不全等。
2.1.2术前评估分析
2.1.2.1NYHA分级
按诱发心力衰竭症状的活动程度将心功能受损状况分为4级。此方案由美国纽约心脏病学会于年提出，临床上沿用至今。
Ⅰ级：患者有心脏病，但日常活动量不受限制，一般体力活动不引起过度疲劳、心悸、气喘或心绞痛。
Ⅱ级：心脏病患者的体力活动轻度受限制。休息时无自觉症状，一般体力活动引起过度疲劳、心悸、气喘或心绞痛。
Ⅲ级：患者有心脏病，以致体力活动明显受限制。休息时无症状，但轻于一般体力活动即可引起过度疲劳、心悸、气喘或心绞痛。
Ⅳ级：心脏病患者不能从事任何体力活动，休息状态下亦有心力衰竭症状，体力活动后加重。
2.1.2.2ASA分级
Ⅰ级：患者心、肺、肝、肾、脑、内分泌等重要器官无器质性病变。
Ⅱ级：有轻度系统性疾病，但处于功能代偿阶段。
Ⅲ级：有明显系统性疾病，功能处于早期失代偿阶段。
Ⅳ级：有严重系统性疾病，功能处于失代偿阶段。
Ⅴ级：无论手术与否，均难以挽救患者生命。
急症，在每级数字前标注“急”或“E”字。
2.1.2.3二尖瓣狭窄的病理生理改变
正常成人的二尖瓣口面积为4~6cm2，风湿性炎症引起二尖瓣钙化狭窄，导致左心房压力负荷增加，左心房扩大，左心房壁心肌纤维化及肌束排列紊乱，引起心电传导异常而致心房颤动。左心房扩大和血流减慢易致血栓形成。
二尖瓣狭窄的主要问题为左心房容量负荷增加和左心室容量负荷不足。二尖瓣狭窄引起左心房压力和容量增加，肺循环回流受阻。左心房压力升高至18mmHg可出现肺瘀血，25~30mmHg时可发生肺水肿，造成慢性肺动脉高压，继而导致右心室肥厚扩大。扩大的右心室可使室间隔左突，限制已经减小的左心室大小，而进一步减少左心室射血量。随着右心室进一步扩大，出现三尖瓣返流，右心房扩大，右心房压力升高，出现右心功能不全，致体循环瘀血。
在二尖瓣狭窄时左心房收缩占左心室充盈的30%，所以心房颤动的出现可引起心排血量（CO）明显下降。慢性的充盈不足可引起心室收缩力降低，甚至舒张顺应性也下降。在二尖瓣狭窄的晚期，左心室收缩力降低可导致严重的充血性心力衰竭。右心室收缩力降低限制了左心房充盈，最终也影响到CO。
2.1.2.4患者的风险评估
①二尖瓣口面积1.5~2.0cm2为轻度狭窄，1.0~1.5cm2为中度狭窄，1.0cm2为重度狭窄；②根据严重程度可将肺动脉高压分为：轻度（25~40mmHg），中度（41~70mmHg），重度（70mmHg）；③心房颤动患者易形成左心房血栓，并有继发脑和全身栓塞的危险；④反复发作的肺水肿、呼吸困难、夜间阵发性呼吸困难以及因扩大的左心房和增粗的肺动脉压迫喉返神经而引起声嘶等症状都有助于了解患者心功能的状态；⑤肺功能检查结果和血气分析；⑥拟行的术式越复杂，CPB时间就会越长，致使患者心肺器官受损越重；⑦详细了解术前使用的各种药物。
2.1.3术前准备
①完善各项检查；②改善呼吸功能：禁烟1个月以上，做深呼吸及咳嗽训练，控制呼吸道感染，合并气管痉挛、肺气肿及咳痰者，使用支气管扩张剂及祛痰药，必要时间断吸氧，注意口腔清洁；③强心利尿扩血管治疗以减轻心脏负荷，限制水、钠摄入，注意每日尿量和体重变化；④纠正心律失常；⑤调整凝血机制；⑥抗风湿治疗：风湿活动期的急诊患者，手术应与风湿治疗同时进行，术后继续抗风湿治疗；⑦预防感染：术前1d及术晨各用1次抗生素。
2.2术中管理
2.2.1实际麻醉术中管理
2.2.1.1麻醉前准备
麻醉前应准备好各种血管活性药物、麻醉药物和麻醉备品。于术前30min肌肉注射吗啡0.15mg/kg和东莨菪碱0.3mg，在不影响患者呼吸循环功能的前提下，给予患者充分镇静，以解除患者恐惧心理，以免发生心动过速而致肺水肿，并减少患者机体氧耗。
2.2.1.2麻醉诱导及监测
患者入手术室后给予面罩吸氧（3~4L/min），监测SpO2、5导联心电图和脑电双频指数（BIS）。开放外周静脉通路后，行肱动脉穿刺，置入PICCO动脉穿刺导管连续监测动脉压力。静脉注射咪达唑仑0.05mg/kg、芬太尼10μg/kg、依托咪酯0.2mg/kg和哌库溴铵0.1mg/kg进行麻醉诱导，诱导过程中血压低于90/60mmHg时用间羟胺升压。之后行右颈内静脉穿刺，输液并连续监测中心静脉压力（CVP）、平均动脉压（MBP）、CO及心指数（CI）、每搏量指数（SVI）、外周血管阻力指数（SVRI）、心功能指数（CFI）、血管外肺水指数（ELWI）、肺血管通透性指数（PVPI）以及左心室收缩力指数（dPmax）。麻醉诱导后CVP10mmHg、MBPmmHg、CO2.3L/min、CI1.64L·min-1·m-2、SVI29.3mL/m2、SVRIdyn·s-1·cm-5·m-2)、CFI3L/min、ELWI14.6mL/kg、PVPI3.2和dPmaxmmHg/s。
在纤维支气管镜的引导下将气管内温度探头放置右侧上叶支气管开口处，鼻咽温度探头放置咽腔中，放置深度为鼻孔至耳垂的距离。PICCO监测血液温度，Phillip监护仪监测气管内温度和鼻咽温度，诱导插管后3个温度均为35.7℃。
诱导插管进行机械通气后30min时采集动脉血进行血气分析示：pH7.45，PaCOmmHg，PaOmmHg，K+3.5mmol/L，BE3.5mmol/L，乳酸（Lac）1.0mmol/L，血糖（Glu）4.6mmol/L。此时FiO2为53%，经计算得出OI为mmHg。
2.2.1.3麻醉维持
术中持续输注芬太尼10~12μg·kg-1·h-1+哌库溴铵0.05mg·kg-1·h-1，持续吸入0.5%~2%的七氟烷维持麻醉，术中维持BIS在40~60之间。
2.2.1.4麻醉通气方式
麻醉诱导后行气管内插管，插管成功后连接麻醉呼吸机控制呼吸，采用容量控制通气模式，设定潮气量10mL/kg，吸呼比1:2，RR12次/min，同时调整RR使PETCO2在35~45mmHg间，术中吸入空气与氧气的混合气，FiO%，新鲜气流量2L/min。术前测定肺顺应性（Cydn）为56mL/cmH2O（1cmH2O=0.kPa）。手术开始时呼吸回路连接气体降温仪进行低温气体（8℃~10℃）机械通气，采用压力控制通气模式，新鲜气流量为4L/min，吸呼比1：1，RR12次/min，据潮气量调整压力大小，使PETCO2在35~45mmHg间，主动脉阻断时停止机械通气，但给予低温七氟烷静态膨肺（气道压力为5cmH2O）。
呼吸回路连接气体降温仪的方式见图2。
2.2.1.5CPB转流及CPB期间七氟烷吸入方法
应用Sarns型人工心肺机、泰尔茂（Terumo）膜式氧合器、微栓过滤器及超滤器进行非搏动式血流灌注。CPB管路中预冲液是4%琥珀酰明胶0mL、醋酸林格氏液mL（晶胶比1：1）和肝素4mg/kg，同时据Hct的大小进行术前自体血贮备。
主动脉插管前常规给予肝素静脉注射，之后插管建立CPB，CPB期间灌注流量为50~80m?kg-1?min-1，维持MAP为50~70mmHg，Hct维持在20%~24%，降温时鼻咽温度维持在28℃~30℃。心脏停搏液采用的是4℃改良St.Tomas高钾停搏液，严格遵守每20min于主动脉根部灌注1次4∶1含血停搏液，同时心脏表面覆盖冰屑。在加冰停搏后20min温度稳定平衡，此时测定的血液温度为29.2℃，鼻咽温度为29.5℃，气管温度为27.0℃。新的瓣膜放置成功后开始复温，待鼻咽温度34℃时开放主动脉，心脏复跳。主动脉开放前测定的血液温度为34.8℃，鼻咽温度为34.6℃，气管温度为30.7℃。CPB辅助循环时间达主动脉阻断时间的1/2，鼻咽温度34℃，HR、BP较稳定时，CPB停止并脱离患者。CPB期间维持活化凝血时间（ACT）s，主动脉拔管后，用鱼精蛋白中和肝素（1.5mg鱼精蛋白：IU肝素），并根据ACT追加鱼精蛋白，以维持ACT恢复至s。CPB期间定时监测动脉血气，采用α稳态血气管理，维持电解质稳定平衡。手术开始前给予甲基泼尼松龙mg，手术开始后分2次给予乌司他丁，每次50万单位。本例手术CPB转机时间为min，主动脉阻断时间为71min，开放升主动脉后心脏自动复跳。主动脉开放前10min开始泵入硝普钠0.02μg·kg-1·min-1、肾上腺素0.01μg·kg-1·min-1、异丙肾上腺素0.02μg·kg-1·min-1和米力农50μg/kg（5min负荷量），主动脉开放心脏复跳后将米力农改为0.5μg·kg-1·min-1，并加用PGEng·kg-1·min-1，其余血管活性药物根据血流动力学指标调整用量。应用大量类固醇激素后会使血糖增高，根据检验结果应用胰岛素及时调整。
CPB机上挥发罐的连接方法见图3。选用带有独立排气口的膜式氧合器。在CPB机立柱上安置吸入麻醉药挥发罐，然后将供氧导管与Datex-Ohmeda七氟烷挥发罐进气口连接，将挥发罐出气口与氧合器进气口连接，含七氟烷的废气由氧合器排气口经导管与真空负压吸引端口连接排出手术室。转流开始后经氧合器吸入七氟烷维持麻醉。转流期间，开启七氟烷挥发罐至0.5%~2%，七氟烷浓度依灌注压高低及BIS值进行调节。心内手术操作结束后，主动脉开放，待心脏正常搏动后，关闭CPB机上的挥发罐并停止低温七氟烷静态膨肺；同时呼吸机开始恢复工作，进行常温七氟烷（23℃~24℃）机械通气，通气模式如术前，直至手术结束。在给予机械通气前测定的血液温度为38.2℃，鼻咽温度为36.5℃，气管温度为34.8℃；在机械通气10min后测定的血液温度为37.6℃，鼻咽温度为37.1℃，气管温度为36.5℃。
CPB结束后采集动脉血进行血气分析示：pH7.44，PaCOmmHg，PaOmmHg，K+3.1mmol/L，BE2.8mmol/L，Lac4.9mmol/L，Glu10.6mmol/L。FiO2为54%，OI为mmHg。
关闭胸腔后测定结果为：Cydn48mL/cmH2O、CVP15mmHg、MBP74mmHg、CO6.78L/min、CI4.84L·min-1·m-2)、SVI39.1mL/m2、SVRIdyn·s-1·cm-5·m-2、CFI8L/min、ELWI12.6mL/kg、PVPI2.8和dPmaxmmHg/s。
此时尿量较多，经行补钾；血糖升高应用胰岛素4~16U/h。本例患者顺利脱离CPB，关闭胸腔前安装临时起搏器。
2.2.2术中麻醉管理要点
2.2.2.1注重围术期心肺功能的保护
心肺功能的状态是决定手术预后至关重要的因素，而心功能与肺功能又是密切相关、互为因果的关系。因此，保护围术期心肺功能，减轻缺血再灌注损伤和全身炎症反应，是心外科手术围术期管理中贯彻始终的任务。
2.2.2.2心脏保护
心肌保护技术的应用
低温停搏液按时灌注、CPB辅助循环的同时降低机体温度、心包内添加冰屑、吸入性麻醉药物七氟烷的应用、抗炎药物如乌司他丁和类固醇激素的应用等都可减轻心脏缺血再灌注损伤，起到保护心肌的作用。
容量控制
慎重补足左心室前负荷，一方面，血流通过狭窄的二尖瓣口有赖于足够的前负荷；另一方面，二尖瓣狭窄患者已有左心房压升高，补液过量很容易使已处于充血性心力衰竭边缘的患者发生急性肺水肿。因此，应在有肺动脉压（PAP）和肺动脉楔压（PCWP）监测的情况下，结合CVP、动脉压、HR和尿量等指标补充足够的液体。
控制合理的心率
血流在心室舒张期通过二尖瓣，为使血流在心房收缩期间有足够的时间通过狭窄的二尖瓣，0.15~0.20ms的PR间期最为合适。心动过速可缩短舒张期，PR间期缩短将减少舒张期血流而引起CO下降。所以在HR增快时，必须增加通过二尖瓣口的流速以维持相同的CO水平。另外，心房颤动患者丧失了心房收缩的作用。因此，应尽量维持窦性心律，心房颤动时注意控制心室率，以保证左心室有足够的充盈时间。术前应继续使用洋地黄控制HR直至术晨。
心肌收缩力
足够的前向血流依赖于足够的心肌收缩力，而慢性的充盈不足可引起心室收缩力降低，在二尖瓣狭窄晚期，右心室收缩力也降低。所以，许多患者在CPB前后需要正性肌力药物的支持。处理低血压最好避免使用缩血管药物，因其可升高PAP（肺血管床为α受体支配）而致右心力衰竭竭，应早期使用正性肌力药物以增加CO，提升血压。
体循环阻力
为了在CO受限的情况下维持血压，二尖瓣狭窄患者通常有体循环阻力增高。由于限制CO的因素是二尖瓣狭窄，所以降低后负荷对改善前向血流是没有帮助的。对于这种患者，建议维持后负荷在正常水平。
血气、电解质平衡的维持
此类患者通常有肺血管阻力增高，在缺氧时易发生严重肺血管收缩。应注意维持血气在正常范围，避免任何原因引起PAP升高，特别是酸中毒、高碳酸血症或低氧血症。注意血钾水平应维持在4mmol/L左右，过低过高均会影响心脏的节律和收缩力，从而影响血流动力学状态的稳定。
2.2.2.3肺脏保护
CPB相关性肺损伤的机制
目前，普遍认为CPB触发的全身炎症反应和肺脏的缺血再灌注损伤是造成术后肺功能障碍的主要原因[15-17]。
CPB围术期肺保护策略
各种抑制炎性反应的药物的应用[18-22]，如糖皮质激素、米力农、乌司他丁、前列腺素E1等；CPB装置和技术方法的改进[23]，如中性粒细胞抑制装置、白细胞滤除技术、CPB管道肝素化、超滤技术、肺动脉灌注等。
局部肺低温可能减轻CPB后肺损伤的机制
①适度降温能降低机体代谢速率，保证机体氧供需平衡，减轻缺血的有害作用；②抑制中性粒细胞的聚集[23]；③减少自由基的产生[24]；④降低炎症的过度反应[25]；⑤降低肺上皮细胞和肺血管内皮细胞的损伤，从而减轻肺水肿的发生[26]；⑥减少细胞凋亡[27-29]。
七氟烷对心脏、肺脏缺血再灌注损伤的保护机制[30]
①减轻炎症过度反应[31]；②激活钠通道，减轻肺水肿，钠通道激活是肺泡内液体再吸收的最重要离子通道机制之一[32,14]。
维护右心功能，降低肺循环阻力
术前肺血管状态、CPB引起的全身炎症反应和缺血再灌注损伤、围术期血管痉挛性刺激及术后交感神经张力增高等因素，均可造成和加重肺动脉高压，从而加重心脏的负担[33,34]。因此，围术期除加强常规肺保护措施外，还可采取综合措施，包括：①提高吸入氧浓度（FiO21.0）、轻度过度通气（PaCO~35mmHg）、最佳呼气末正压（PEEP）通气防止肺血管收缩。②肺组织的生存依靠肺毛细血管或肺泡来维持，即便对于完全缺血的肺，只要有足够的肺通气，也可以维持需氧代谢的能量需求和肺组织形态学完整5h之久，因而在CPB期间更要强调静态膨肺。③通过降低肺血管阻力从而降低右心室后负荷，常用药物有硝酸甘油、PGE1、吸入NO、酚妥拉明和氨茶碱等。
2.2.3本例患者的术中管理实践总结
2.3术后管理
2.3.1实际术后管理与可能事件分析
2.3.2术后管理分析
2.3.3本例患者围术期管理实践总结
（以上内容略，详见全文）
