學(xué)齡期兒童全身麻醉機械通氣潮氣量大小研究進展＊

李玲霞，白 玲，李元霞，李元軍△，胡 彬，李 暉

1.延安大學(xué)附屬醫(yī)院（延安716000）；2.陜西省延安市人民醫(yī)院（延安716000）

隨著醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展、日間手術(shù)的開放［1］、兒童手術(shù)范圍的不斷擴大以及安全、舒適化醫(yī)療觀念的提出，兒童全身麻醉的應(yīng)用也越來越普遍。然在兒童全麻日間手術(shù)和擇期手術(shù)數(shù)量劇增的同時，其全麻機械通氣呼吸參數(shù)如潮氣量等的設(shè)置尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要按照成人潮氣量（10～12ml／kg）［2］進行參數(shù)調(diào)節(jié)。學(xué)齡期兒童尚處于發(fā)育階段，呼吸參數(shù)如潮氣量等設(shè)置不當(dāng)，會對患兒手術(shù)質(zhì)量、蘇醒、預(yù)后等產(chǎn)生不利影響。潮氣量過大會引起過度通氣、肺損傷、缺氧等，而潮氣量過小可致肺不張、缺氧和高碳酸血癥、呼吸性酸中毒等。另外，隨著學(xué)齡期肥胖兒童的增多，呼吸參數(shù)如潮氣量等設(shè)置再次成為圍術(shù)期麻醉管理首要解決問題。目前，臨床研究較多的是患呼吸系統(tǒng)疾病的學(xué)齡期兒童使用小潮氣量或肺功能保護模式，而對正常健康學(xué)齡期兒童或肥胖兒童的潮氣量大小研究較少，且尚無統(tǒng)一定論。本文就學(xué)齡期兒童全麻機械通氣呼吸參數(shù)潮氣量大小設(shè)置不當(dāng)對機體的影響、影響因素等予以綜述。

1 全麻機械通氣潮氣量設(shè)置不當(dāng)對學(xué)齡期兒童影響

全麻機械通氣是指在全麻誘導(dǎo)插管后利用麻醉呼吸機來替代、控制患者自主呼吸運動，機械通氣是提供呼吸支持的一種重要手段。機械通氣本身是一項有創(chuàng)操作，機械通氣時肺泡反復(fù)開放、塌陷可造成肺泡上皮細(xì)胞受損，另外，肺泡的反復(fù)開放、塌陷又使上皮細(xì)胞承受了高強度剪切力，損傷連接處內(nèi)皮細(xì)胞、加重肺泡炎性反應(yīng)［3］。因此機械通氣對患者來說也是一種應(yīng)激原。對于學(xué)齡期兒童，若呼吸參數(shù)潮氣量大小設(shè)置不當(dāng)，呼吸機相關(guān)事件的發(fā)生率更高且會引起更為嚴(yán)重的創(chuàng)傷。

1.1 全麻機械通氣潮氣量過大對學(xué)齡期兒童的影響 首先，學(xué)齡期兒童全麻機械通氣過程中潮氣量過大，會引起肺氣壓傷。肺氣壓傷可致肺泡破裂，氣體隨之進入肺間質(zhì)和胸腔，亦可進入皮下、頸部、腹部、縱膈等。其臨床表現(xiàn)有肺間質(zhì)氣腫、氣胸、皮下氣腫、縱膈氣腫等。其次，潮氣量過大引起的過度通氣引起的低碳酸血癥、呼吸性堿中毒、缺氧等會并發(fā)更為嚴(yán)重的并發(fā)癥［4］：低碳酸血癥時大腦PaCO2降低，腦血管收縮和腦血流減少，長時間過度通氣可使腦嚴(yán)重缺氧。另外，呼吸性堿中毒時PH增加，氧合血紅蛋白結(jié)合更加牢固，氧解離困難，導(dǎo)致組織細(xì)胞氧利用較差，機體缺氧進一步加重。而發(fā)生低碳酸血癥、呼吸性堿中毒后，機體會啟動代償調(diào)節(jié)機制，最終引起血中游離Ca2＋和 Mg2＋下降，患者蘇醒時可出現(xiàn)神經(jīng)－肌肉興奮癥狀，表現(xiàn)為手足麻木，肌肉震顫，甚至手足搐搦等，嚴(yán)重影響蘇醒質(zhì)量。過度通氣引起的低碳酸血癥、呼吸性堿中毒還可使支氣管痙攣、抑制缺氧性肺血管收縮，使肺通氣－血流比例失調(diào)和肺內(nèi)分流增加，最終導(dǎo)致PaO2降低，繼而加重缺氧性肺血管收縮（Hypoxic pulmonary vasoconstriction），加重全身組織細(xì)胞缺氧，最終引起心血管、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等功能變化。

1.2 全麻機械通氣潮氣量過小對學(xué)齡期兒童的影響 而全麻機械通氣過程中潮氣量過小會引起患兒缺氧、肺泡塌陷，同時低潮氣量通氣可引起CO2潴留，產(chǎn)生高二氧化碳血癥、呼吸性酸中毒等。高碳酸血癥可以間接興奮交感神經(jīng)，使兒茶酚胺、血管加壓素等縮血管物質(zhì)釋放增加，使得心肌氧耗、全身血管及肺血管阻力增加，影響血流動力學(xué)［5－6］。另外，CO2的蓄積使胸腔內(nèi)壓力增高，增加呼吸的阻力，使得通氣受阻。高二氧化碳血癥還可使顱腦血管擴張、顱內(nèi)壓力增加，嚴(yán)重者引起腦水腫、降低術(shù)中腦氧飽和度而影響術(shù)后認(rèn)知功能。此外，CO2氣體可促使自由基和氧依賴性酶的產(chǎn)生影響腦組織內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞的活性，從而導(dǎo)致廣泛性的神經(jīng)元損傷影響認(rèn)知功能［7］。

2 影響學(xué)齡期兒童潮氣量大小的主要因素

學(xué)齡期兒童全麻機械通氣時呼吸參數(shù)的設(shè)置不僅與其年齡、身高、體重、BMI等有關(guān)，同時也要考慮患兒機體功能狀態(tài)的個體差異。另外，手術(shù)體位、CO2氣腹等對學(xué)齡期兒童肺功能、潮氣量大小的影響亦不容忽視。

2.1 年齡、身高和體重對學(xué)齡兒童潮氣量大小的影響學(xué)齡期兒童呼吸肌發(fā)育尚不完全，胸廓活動范圍小，潮氣量受到一定限制。而兒童代謝旺盛，需氧量較高，因此通過增加呼吸頻率來滿足機體對氧的需求，年齡越小，呼吸頻率越快。隨著年齡增長，兒童身高和體重的增長、發(fā)育的完善，尤其是呼吸系統(tǒng)中氣道管徑的增粗、呼吸肌功能的完善以及后續(xù)的營養(yǎng)補充和機體功能鍛煉，肺功能進一步增強、潮氣量也逐漸增大，而呼吸頻率下降。在年齡、身高和體重對潮氣量大小的影響方面，目前臨床研究較多的是嬰幼兒，且研究結(jié)論基本一致。研究［8－9］認(rèn)為，小兒肺功能、潮氣量等主要與身高、體重、月齡有關(guān)。臨床對學(xué)齡期兒童呼吸參數(shù)的潮氣量大小的設(shè)置主要依據(jù)成人標(biāo)準(zhǔn)（10～12ml／kg）［2］，然學(xué)齡期兒童在生理、解剖方面又不同于成人［10］，其在成長發(fā)育速度上不及嬰幼兒，但又比各系統(tǒng)功能趨于穩(wěn)定的成人快。雖然，徐妮等［11］在對6～8歲兒童心肺功能發(fā)育情況調(diào)查及其與體型變化規(guī)律的研究中發(fā)現(xiàn)年齡、體表面積與6～8歲兒童的心肺功能發(fā)育水平呈相關(guān)性，但在肺功能各項指標(biāo)大小、機械通氣潮氣量大小設(shè)置上，目前尚無確定相關(guān)系數(shù)或公式提供參考。因此，臨床對于學(xué)齡期兒童年齡、身高、體重等與全麻機械通氣潮氣量大小的設(shè)置具體范圍上仍需進一步的研究。

2.2 性別對學(xué)齡期兒童潮氣量大小的影響 學(xué)齡期和青春期是兒童體格發(fā)育的第二個高峰期，該時期內(nèi)兒童經(jīng)歷著第二次生長突增，然男童的身高突增起點比女童晚2年，女童生長突增年齡一般為9～11歲，男童11～13歲［12］。由于學(xué)齡期兒童第二次體格發(fā)育突增開始時間因性別而異，因此對于9～11歲的兒童可能造成同一年齡不同性別兒童的身高、體重等不同，其骨骼成分、脂肪肌肉比值等也不相同。另外，由于近年來肥胖兒童的增多，同一年齡不同性格別的肥胖兒童由于處在不同生長發(fā)育時段，其體重相同但肌肉脂肪比值、組織器官成分比例等有所不同，考慮其心肺功能等也會有所差異。徐妮等［11］的研究發(fā)現(xiàn)：6～8歲學(xué)齡期不同性別兒童肺活量不同，且男童肺活量明顯大于女童；同時，丁敏等［13］對合肥市6～12歲學(xué)齡期健康兒童肺功能正常值測定及影響因素分析發(fā)現(xiàn)，男童用力肺活量、一秒用力呼氣容積均顯著高于女童組。加之，學(xué)齡期兒童體格發(fā)育的第二個高峰期時間段不同，因此，同一年齡、身高或體重而不同性別的兒童其肺功能、潮氣量大小等可能不同。目前，臨床對學(xué)齡期兒童用藥、輸液等常參照正常兒童身高、體重估算公式，根據(jù)實際身高、體重加以校正，但也應(yīng)考慮兒童學(xué)齡期和青春期體格發(fā)育的第二個高峰期不同問題。

2.3 肥胖對學(xué)齡期兒童潮氣量大小的影響 近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高以及飲食結(jié)構(gòu)的改變，全球兒童超重和肥胖的發(fā)生率呈現(xiàn)快速流行的趨勢［14］，目前中國是兒童超重和肥胖人數(shù)最多的國家［15］。兒童肥胖對肺功能的影響與肥胖程度相關(guān)，可影響大、小氣道通氣功能、用力肺活量、1秒鐘用力呼氣量和用力肺容積的呼氣流速等［16］。肥胖又易引起睡眠呼吸暫停綜合征、上氣道梗阻及反復(fù)呼吸道感染［17］。肥胖兒童頸部脂肪堆積，頸部負(fù)荷、頸圍增加，可壓迫氣道，導(dǎo)致上氣道橫截面積減少，氣道狹窄。其次，由于肥胖兒童胸、背部皮下脂肪堆積，導(dǎo)致機械負(fù)荷增大，胸廓擴張受限、順應(yīng)性降低，而腹部脂肪堆積又使膈肌上移，引起胸腔容積變小、胸腔壓力增大。由于膈肌的上移及胸、腹腔壓力的增加使膈肌運動受限導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)負(fù)荷、氣道阻力增加，嚴(yán)重者可使上氣道進一步塌陷，造成氣道的阻塞。另外，肥胖兒童肌肉內(nèi)脂肪含量增加又影響到呼吸肌的功能，抑制呼吸深度，影響單位時間的呼吸頻率，最終引起肥胖兒童肺通氣功能下降［18］。

2.4 手術(shù)體位和CO2氣腹對學(xué)齡兒童潮氣量大小的影響 隨著腹腔鏡技術(shù)器械的發(fā)展和操作水平的不斷提高，腹腔鏡手術(shù)在小兒外科治療中的優(yōu)勢日益突顯，其在小兒患者中的應(yīng)用也越來越廣泛［19］，尤其是腹腔鏡下腹股溝疝結(jié)扎、小兒隱睪和闌尾切除手術(shù)。腹腔鏡手術(shù)常需一定的手術(shù)體位和CO2氣腹，如下腹部腹腔鏡下闌尾切除術(shù)和腹股溝疝結(jié)扎術(shù)常需頭低腳高位，使得患者尤其是肥胖患兒胸腹部膨滿，導(dǎo)致胸椎后凸，腰椎前凸，膈肌上移，進而限制肋骨運動而致胸廓擴張度變小、胸順應(yīng)性降低，最終降低潮氣量和肺功能［20－21］。另外，CO2氣腹建立后，患者腹內(nèi)壓升高，膈肌進一步上移，胸腔受腹腔內(nèi)臟重力和氣腹壓力的雙重作用，潮氣量和肺容量明顯降低，肺泡通氣／血流比值失衡致肺通氣不足更為嚴(yán)重，而其對肥胖患者潮氣量和肺功能的影響更為明顯［22］。

2.5 麻醉呼吸機流量傳感器對學(xué)齡期兒童潮氣量大小的影響 全麻機械通氣時，根據(jù)患者信息等設(shè)置呼吸參數(shù)，而潮氣量的大小一般根據(jù)患者體重設(shè)置，術(shù)中根據(jù)PETCO2等對呼吸參數(shù)進行調(diào)整。在患者與麻醉呼吸機回路中，流量傳感器在呼吸回路中間監(jiān)測潮氣量。通常設(shè)置的潮氣量與麻醉呼吸機機輸入患者肺內(nèi)的氣體有一定的誤差，若誤差太大，將會影響麻醉醫(yī)生的判斷，從而因潮氣量調(diào)整不當(dāng)影響到患兒生理功能，而呼吸回路漏氣、濕化水、傳感器誤差等問題是誤差來源主要影響因素［23］。隨著醫(yī)療設(shè)備先進技術(shù)的發(fā)展及麻醉機安全檢查意識的提高、使用過程中的質(zhì)量控制、設(shè)備運行時間的周期性維護、隱性故障的定期巡查以及有效的故障排除措施等使麻醉呼吸機流量傳感器引起的潮氣量誤差會越來越小［24］。

2.6 其他因素對學(xué)齡期兒童潮氣量大小的影響 不同生活環(huán)境如農(nóng)村和城市對兒童的潮氣量、肺功能有一定的影響［25］。不同生活飲食習(xí)慣如熱愛運動作息規(guī)律、營養(yǎng)均衡和沉溺手機游戲、常吃油炸食品的兒童，其身體素質(zhì)健康狀況是有差別的［26］，全麻機械通氣時應(yīng)考慮其潮氣量和肺功能可能也存的差異。另外，遺傳、出生分娩方式、喂養(yǎng)史等可能是影響學(xué)齡期兒童全麻機械通氣潮氣量和肺功能的因素。

3 總 結(jié)

學(xué)齡期兒童全麻機械通氣呼吸參數(shù)潮氣量大小的設(shè)置目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，主要依據(jù)成人標(biāo)準(zhǔn)（10～12ml／kg）［2］，術(shù)中根據(jù)PETCO2和PaCO2進行調(diào)節(jié)，然PETCO2反映機械通氣潮氣量大小是否合適、PaCO2是否在正常范圍內(nèi)具有延遲性而動脈血氣分析監(jiān)測PaCO2對于學(xué)齡期兒童來說是有創(chuàng)性操作。然考慮到潮氣量大小不當(dāng)所引起的過度通氣致低碳酸血癥、呼吸性堿中毒和缺氧等或通氣不足所引起的高碳酸血癥、呼吸性酸中毒等都會嚴(yán)重影響圍術(shù)期學(xué)齡期兒童機體功能、影響手術(shù)質(zhì)量、麻醉蘇醒及預(yù)后，以及圍術(shù)期學(xué)齡期兒童全麻機械通氣呼吸參數(shù)潮氣量大小的設(shè)置參數(shù)的影響因素大多與兒童生長發(fā)育指標(biāo)相關(guān)，再加上兒童肥胖及肥胖兒童手術(shù)數(shù)量增加等問題的出現(xiàn)，因此目前迫切需要適用于學(xué)齡期兒童和肥胖兒童的潮氣量大小的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。有研究［27］提出，對于肺功能正常的學(xué)齡期肥胖兒童患者，在全麻機械通氣時使用校正體重以10ml／kg設(shè)置初始潮氣量能維持較好的氧供，同時使血PaCO2和PETCO2維持在正常范圍內(nèi)，降低再次調(diào)整呼吸參數(shù)的次數(shù)。然其研究對象為學(xué)齡期肥胖兒童且樣本量有限，另外對于BMI正常的學(xué)齡期兒童是否適用尚需探討。因此，對學(xué)齡期兒童全麻機械通氣呼吸參數(shù)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)仍需進一步的大量臨床試驗。