蔡雪姣 黃飛

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單肺通氣時延長吸氣時間對PetCO2與PaCO2的影響

蔡雪姣1,2黃飛1,2

目的 探討胸科胸腔鏡下手術單肺通氣期間，延長吸氣時間對PetCO2(呼氣末二氧化碳分壓)與PaCO2(動脈血二氧化碳分壓)的影響。方法 選擇46例同組醫(yī)生手術的患者，年齡20-65周歲，ASAI-II級，全麻機械通氣胸腔鏡下行肺葉切除或食管癌根治術的患者，隨機分為兩組(n=23)，對照組(C組，I ∶E=1 ∶2)和實驗組(E組，I ∶E=1 ∶1)。取平臥雙肺通氣后15min(t0)、側臥單肺通氣后30min(t1)、60min(t2)三個時間點，檢測動脈血氣并記錄PetCO2監(jiān)測值，比較兩組各時段PetCO2和PaCO2之間的差異及相關性。結果 觀察期間兩組的PetCO2及PaCO2的監(jiān)測值在t0、t1和t2三個時間點均無明顯差異(P>0.05)。兩組患者的PetCO2和PaCO2在TLV和OLV時均密切相關(P<0.01)，與雙肺通氣(t0)相比，兩組患者在單肺通氣期間(t1和t2)PetCO2和PaCO2的相關性均稍有下降，但仍具有良好的相關性(P<0.01)。E組在t1、t2兩個時間點PetCO2和PaCO2的r值較C組略有下降，但無明顯差異，仍具有良好的相關性(P<0.01)。隨著單肺通氣時間的延長，PetCO2與PaCO2的相關性下降。結論 單肺通氣期間，延長吸氣時間(I ∶E=1 ∶1),對PetCO2和PaCO2的相關性無明顯影響，但兩者相關性與單肺通氣時間成反比，通氣時間越長相關性越差。

單肺通氣；吸呼比；動脈血二氧化碳分壓；呼氣末二氧化碳分壓

單肺通氣技術又稱肺隔離技術，它是指在保證病人生命安全的前提下，讓患側肺萎陷，僅健側肺通氣換氣以供應全身所需的氧氣，這種技術由于能創(chuàng)造良好的手術視野，避免交叉污染，目前被廣泛應用于胸科手術。但是單肺通氣期間，患者受胸腔開放、體位及單側肺通氣的影響，患者肺容量減小、胸肺順應性的降低、肺內分流增加及通氣血流比值失調，常常會造成低氧血癥。延長吸氣時間是臨床上改善急性肺損傷(ALI)和急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)患者氧合的重要通氣方式[1-2]。研究表明，延長通氣時間不僅可降低氣道壓，提高肺順應性，而且能增加氧合時間，提高通氣量，從而改善系統(tǒng)氧合[3]。

PaCO2是呼氣終端的PCO2，研究表明，正常情況下，PACO2≈PaCO2，而PetCO2反映了通氣肺泡PCO2的均值，因此，PetCO2≈PACO2≈PaCO2[4]。大量研究已經(jīng)證實PetCO2和PaCO2在雙肺通氣時有良好的相關性，但有研究表明單肺通氣易導致動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)的持續(xù)增高和二氧化碳蓄積[5-6]。此外，單肺通氣期間，通氣血流比值失衡、肺內分流增加、CO2彌散障礙等因素，均會致使PetCO2和PaCO2之間產(chǎn)生一定的差值[7]。而單肺通氣期間，延長吸氣時間，雖可減少肺內分流，改善系統(tǒng)氧合，但是否會加劇單肺通氣時二氧化碳蓄積？是否會影響PetCO2與PaCO2？臨床上目前罕見相關報道。本實驗擬觀察單肺通氣期間，采用I ∶E=1 ∶1與I ∶E=1 ∶2通氣時，不同時間點PetCO2與PaCO2的變化，探討單肺通氣期間延長吸氣時間對PetCO2和PaCO2的影響。

資料與方法

一、病例選擇與分組

選擇46例同組醫(yī)生全麻下側臥位行胸腔鏡手術的患者，男33例，女13例，ASA(美國麻醉醫(yī)師協(xié)會)分級：I-II級，年齡20-65周歲，體重45-80 kg。根據(jù)術中吸呼比設置隨機分為兩組(n=23)，對照組(C組，I ∶E=1 ∶2)和實驗組(E組，I ∶E=1 ∶1)。既往循環(huán)系統(tǒng)病史及呼吸系統(tǒng)感染病史、血液病史、肝、腎病史以及重度吸煙、重度肥胖患者均不納入本次實驗。病人術前已完善肺功能檢查，下列指標：FVC(%預計值)、FEV1(%預計值)、FEV1/FVC(%)、MVV(L/min) 均大致正常。本研究經(jīng)北京大學深圳醫(yī)院倫理委員會批準，并征得患者及家屬同意，已簽訂知情同意書。

二、麻醉及通氣方法

患者手術前均禁食、禁水8 h及以上，術前30min均予肌肉注射阿托平(Atropine)0.5mg，苯巴比妥0.1g(Phenobarbital)。進入手術室后常規(guī)監(jiān)測患者II導聯(lián)心電圖、上臂無創(chuàng)血壓、脈搏氧飽和度等生命體征。進行三方核對，確認無誤后，開放患者上肢靜脈通路。麻醉誘導：先面罩去氮吸氧3min，靜脈注射舒芬太尼(Sufentanil)0.5μg/kg、丙泊酚(Propofol)TCI CES 2-5μg/mL、羅庫溴銨0.6mg/kg，待患者意識消失肌松起效后插入左雙腔支氣管導管(男F37-39，女F35-37)，經(jīng)纖支鏡定位，確定導管位置后接麻醉機(primus 麻醉機，Drager Med-ical 公司，德國)行間歇正壓通氣。固定導管后注意避免導管移位，體位改變前后均使用纖維支氣管鏡定位。氣管插管后，行橈動脈穿刺置管測壓，并行右頸內靜脈穿刺置管。麻醉維持采用全憑靜脈方式：丙泊酚TCI CES 2.5-5μg/mL、雷米芬太尼持續(xù)泵注0.08-0.2μg/kg.min，羅庫溴銨間斷靜注。

雙肺通氣時平臥位呼吸參數(shù)設置為：潮氣量8ml/kg，呼吸頻率12次/min，氧流量1L/min，吸入氧濃度(FiO2)60%，PEEP=0，C組吸呼比設置為I ∶E=1 ∶2，E組設置為I ∶E=1 ∶1。雙肺通氣15min后，改側臥位單肺通氣，潮氣量設置為6mL/kg，呼吸頻率設置為16次/分，其余參數(shù)設置氧濃度、氧流量、PEEP維持不變，手術過程中維持肺通氣量不變。單肺通氣期間，患側肺與大氣相通。術畢送麻醉后恢復室進行麻醉復蘇，清醒后拔出雙腔支氣管導管，送回病房監(jiān)護管理。

三、觀測指標

觀察并記錄雙肺通氣后15min(t0)，單肺通氣后30min(t1)，60min(t2)3個時間點心率(bpm)、血壓(BP)、脈搏氧飽和度(SPO2)、呼氣末二氧化碳分壓(PetCO2)，同時在這3個時間點采集患者動脈血行血氣分析(RADIOMETER，ABL80)，并記錄動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)值。

四、統(tǒng)計學處理

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS Statistics 19.0統(tǒng)計軟件進行分析檢驗，計量資料采用均數(shù)±標準差(`X±s)表示。組內比較采用重復測量方差分析，組間比較采用獨立樣本t檢驗，P<0.05代表差異有統(tǒng)計學意義。各時間點PetCO2與PaCO2相關性采用直線相關分析(Pearson相關系數(shù))，P<0.05代表差異有統(tǒng)計學意義。

結 果

一、患者一般資料

兩組病人一般情況、單肺通氣時間、手術時間比較差異均無統(tǒng)計學意義，患者術中血壓、脈搏、心率等血流動力學參數(shù)無統(tǒng)計學意義。所有患者麻醉及術中均維持血流動力學穩(wěn)定，未發(fā)生低氧血癥。

二、PetCO2和PaCO2差異及二者的相關性

觀察期間兩組的PetCO2及PaCO2的監(jiān)測值在t0、t1和t2三個時間點均無明顯差異，P>0.05(見表1、2)。兩組患者的PetCO2和PaCO2在TLV和OLV時均密切相關(P<0.01)，與雙肺通氣(t0)相比，兩組患者在單肺通氣期間(t1和t2)PetCO2和PaCO2的相關性均稍有下降，但仍具有良好的相關性(P<0.01)。E組在t1、t2兩個時間點PetCO2和PaCO2的r值較C組略有下降，但無明顯差異，仍具有良好的相關性(P<0.01)。隨著單肺通氣時間的延長，PetCO2與PaCO2的相關性下降，(見表3)。

表1 不同通氣時間PaCO2在吸呼比1 ∶1 和1 ∶2兩種模式下的比較(±s,n=23)

表2 不同通氣時間PetCO2在吸呼比1 ∶1和1 ∶2兩種模式下的比較(±s,n=23)

表3 不同時間PetCO2和PaCO2相關性比較(±s，n=23)

討 論

影響PaCO2和PetCO2相關性的因素有很多，患者的年齡、疾病、麻醉及通氣方式、甚至CO2監(jiān)護儀以及CO2彌散障礙，右～左分流等病理情況均可影響PaCO2與PetCO2的相關性。而單肺通氣雖顯著改善了胸科手術條件，但強烈地干擾了病人正常的生理機能，導致患者氣道壓升高、肺順應性下降、肺內分流增加，通氣血流比值失調，可造成低氧血癥。此外，單肺通氣時，健側肺通氣量降低，肺內氣體交換減少，二氧化碳潴留蓄積，易導致高碳酸血癥。且單肺通氣期間，氣道壓較雙肺通氣明顯升高，氣道壓和肺泡內壓升高會造成健側肺血管阻力升高，致使血流向患側肺移動，肺內分流增加而加重二氧化碳蓄積[8]。而PaCO2隨通氣改變，這些均會使動脈血二氧化碳分壓與呼氣末二氧化碳分壓間的差值增大，使PaCO2和PetCO2的相關性下降。

死腔通氣量和肺內分流率是PaCO2和PetCO2相關性的重要影響因素。有研究表明，單肺通氣期間，肺泡死腔稀釋了真正的肺泡氣，引起PetCO2和PaCO2之間的第一個梯度，而肺內分流導致動靜脈血液混雜，形成了第二個PaCO2和PetCO2的梯度[8]。而合適的肺通氣血流比值是完成CO2交換的基本條件，正常的肺通氣/血流約為0.8，不論其過大過小都會影響肺泡的換氣功能。單肺通氣時肺內分流增加，肺泡死腔量擴大，通氣血流比值失調，易造成二氧化碳蓄積，PetCO2將減少，Pa-etCO2增大[9]。且當Qs/Qt(肺動靜脈分流率)=0.1 時，對Pa-etCO2的影響為17%-20%,Qs/Qt=0.3 時，可增加至50%-58%,超過每分肺泡通氣量與潮氣量比值對PetCO2的影響[9-11]。因此，麻醉手術期間，對于心肺功能正常的患者，單肺通氣時延長吸氣時間，只要能不使肺泡死腔量增大并維持血流動力學平穩(wěn)，則PetCO2與PaCO2密切相關[12]。

通常采用I ∶E=1 ∶1，改變了人體正常的呼吸生理，在延長了吸氣時間的同時，也明顯縮短了呼氣時間，呼氣時間縮短會導致CO2排出量減少，致使CO2蓄積。但本研究表明，采用I ∶E=1 ∶1和I ∶E=1 ∶2，其各個時間點PaCO2和PetCO2的均數(shù)并無明顯差異，P>0.05,差異無統(tǒng)計學意義,表明延長吸氣時間并不會引起二氧化碳蓄積。E組和C組患者的PaCO2和PetCO2在雙肺通氣時的r值分別為0.796和0.819，在單肺通氣期間(t1和t2)E組的r值分別為0.699和0.677，C組的r值分別為0.742和0.730，表明兩組PetCO2和PaCO2在TLV和OLV均密切相關。且兩組相關系數(shù)較為接近，無明顯差異，仍具有良好的相關性。

分析原因可能有以下三點：① 延長吸氣時間，在吸氣初期可以降低氣體為克服氣道阻力而常產(chǎn)生的氣道峰壓，避免了局部肺泡過度充氣而導致肺泡內壓過高，減輕肺內分流，改善肺內血流通氣比值，彌散面積增大，利于CO2的排出。② 延長吸氣時間雖縮短了呼氣時間，但可增加肺內氣體分布時間，利于氣體交換，且有研究表明肺內氣體分布時間增加可加速CO2的排出[13]。③ 延長吸氣時間可提高肺順應性，減少肺內分流。肺順應性提高可改善通氣，而肺內分流率下降可減少患側肺的靜脈血流，減少了動靜脈血摻雜，不僅減少了死腔通氣量，而且可有效改善肺通氣血流匹配，研究表明在肺通氣血流灌注比值合適的情況下，PetCO2與PaCO2密切相關[14]。

同時，本實驗發(fā)現(xiàn)，PetCO2與PaCO2的相關性與單肺通氣的時間呈反比，E組和C組PetCO2與PaCO2的相關系數(shù)均隨通氣時間的延長而降低，與大部分研究結果相同。這是由于長時間患側肺無氣體交換，動靜脈血摻雜，加重通氣血流比值失調；且健側肺氣道壓力相對高，壓縮肺泡內小氣管，加大通氣側肺的血管阻力，使右心血液分流至患側肺，增加了肺內分流；而健側肺由于長時間處于過高的氣道壓中，導致局部肺泡過度充氣和局部肺不張，過度充氣的肺泡壓迫肺泡毛細血管，產(chǎn)生通氣死腔，局部肺不張又減少了CO2彌散面積，導致健側肺動靜脈血摻雜，此時，肺通氣血流比值下降，PetCO2低于PaCO2[15]。

目前，大量研究表明延長吸氣時間可降低氣道壓力，提高肺順應性，減少肺內分流，改善肺泡通氣及機體系統(tǒng)氧合，具有顯著臨床意義。本研究發(fā)現(xiàn)在側臥位胸科手術單肺通氣時，適當延長吸氣時間可明顯提升患者氧合，而對PaCO2和PetCO2不產(chǎn)生明顯影響，兩者間仍存在良好的相關性，PetCO2依舊可以作為準確反映PaCO2的可靠指標。但隨著通氣時間的延長，肺通氣血流比值降低，肺清除CO2的速度不足以代償機體生成CO2的速度，肺泡內CO2含量降低，致使PetCO2隨之下降，PaCO2和PetCO2兩者相關性下降，故長時間單肺通氣的患者需定時監(jiān)測血氣。

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Effect of prolonged inspiratory time on PetCO2and PaCO2during one lung ventilation

CAIXue-jiao,HUANGFei

theSecondAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei,Anhui230032,China

Objective To evaluate the effect of PetCO2and PaCO2by increasing the inspiratory time during one lung ventilation (OLV). Methods 46 ASA patients at stage ⅠorⅡ aging from 20 to 65 years old scheduled for selective thoracoscopic lobectomy under lateral decubitus position were randomly divided into two groups with 23 cases in each group. The group C (I ∶E=1 ∶2) and the group E (I ∶E=1 ∶1). Arterial blood gas analysis and PetCO2were determined 15 minutes after two lung ventilation (TLV) (t0), and 30min (t1) and 60min (t2) after OLV. The difference and correlation between PaCO2and PetCO2were compared between the two groups. Results There was no significant difference in PetCO2and PaCO2between the two groups at the three time points (P>0.05). PetCO2and PaCO2were closely correlated in TLV and OLV., and the correlation coefficient was stronger during TLV than OLV (P<0.01). The correlation coefficient r value in the E group was smaller than that of the C group (P>0.05), but PetCO2still had good relation to PaCO2. Either E group and C group, the correlation coefficient between PetCO2and PaCO2was getting smaller during OLV for a long time. Conclusion During OLV, prolonged inspiratory time (I:E=1:1) does not affect the discharge of CO2, and has no significant effect on the correlation between PetCO2and PaCO2. The correlation between PetCO2and PaCO2is inversely proportional to the duration of OLV.

one lung ventilation; inspiratory to expiratory ratio; PaCO2; PetCO2

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.03.037

1. 230032 安徽 合肥，安徽醫(yī)科大學第二臨床學院 2. 518035 廣東 深圳，北京大學深圳醫(yī)院麻醉科

黃飛，E-mail：534677979@qq.com

2016-08-22]