腹腔镜二氧化碳气腹对呼吸循环功能的影响

自1987年法国Mouret医师完成了首例腹腔镜胆囊切除术后，腹腔镜以其微创的特点与传统的开腹手术相比具有切口创伤小、术后疼痛轻、恢复快、住院时间短等优点被临床广泛接受并迅速推广。研究表明，许多腹腔镜手术并发症并非手术操作不当所致，而是二氧化碳（CO2）及其产生的腹腔内高压对机体生理功能的影响，对于病情复杂或手术时间较长的患者尤为明显，表现在心血管、呼吸、中枢神经和消化等各个系统[1]，部分患者可能在腹腔镜手术中出现失代偿状态，临床上出现一系列并发症，甚至威胁患者生命安全。本文针对国内外对CO2气腹下腔镜手术对呼吸循环功能影响的研究现状综述如下。

1 CO2气腹对呼吸功能的影响

1.1 腹内压升高对呼吸功能的影响：腹腔内充入一定压力的气体，可引起腹内压（IAP）持续升高和容积的增加，造成膈肌上升、胸廓运动受限、吸气峰值压力增加、肺顺应性和肺活量降低。增高的气腹压压迫肺基底段，降低功能残余气量，解剖无效腔增加。膈肌运动受限，非下垂部位肺内气体分布不均，致V/Q比例失调，肺气体交换绝对量降低，最终影响肺的通气，甚至发生肺不张[2]。其程度与气腹压力大小有关。多数学者通过测定腹腔镜手术中肺的顺应性和气道压力，它们的明显变化可导致氧合功能和通气功能的损害。

1.2 气腹过程中对呼吸功能的影响

1.2.1 头低位对呼吸功能的影响：正常情况下机体可通过自我调节机制纠正因改变引起的呼吸系统变化。有报道将7名健康清醒志愿者置于特伦伯格卧位(Trendelenburg position，患者平卧于手术台上，头低足高20度～30度)，观察发现呼吸系统各项指标与平仰卧位时的差异无显著意义。常见的下腹部腹腔镜手术如直肠癌根治术或妇科腹腔镜手术等患者取特伦伯格卧位。特伦伯格卧位对呼吸功能的影响主要取决于上移腹腔内容物对肺通气的影响程度，麻醉状态下，腹腔内容物因地心引力和气腹压的双重作用，可使膈肌上抬，胸腔纵轴缩短，肺活量及功能残气量降低，呼吸系统顺应性下降，气道阻力增大，从而影响患者的通气功能。理论上讲，脚低头高位进行腹腔镜行下腹部手术比头低脚高位行下腹部手术对呼吸的影响小。Salihoglu等[3]观察了不同(头高位和头低位)腹腔镜胆囊切除术(LC)的血气及呼吸功能的改变，结果充气后PaCO2升高，动脉血pH值降低，但与无关，而气道阻力增加，肺顺应性下降和终末吸气压升高，头低位要比头高位变化更加明显(P

1.2.2 头高位对呼吸功能的影响：常见胆囊切除手术或上腹部手术，患者常取反向特伦伯格卧位目的是为了借助地球的重力和CO2气腹的压力作用使腹腔脏器移向盆腔，扩大手术野。虽然在重力作用下膈肌的上升幅度受到一定的影响，但CO2气腹对呼吸的影响仍然明显，并随CO2气腹的压力的增加而增加，认为CO2充气过程中腹内压的改变对呼吸力学有明显的影响，即使是全麻下控制呼吸也如此，当减慢CO2充气速度后可能有助于减轻CO2气腹对呼吸功能的影响。而功能残气量也随腹内压增高而下降，且与体型有关，肥胖者可能下降更明显。

1.3 CO2气腹与酸碱平衡：正常情况下，机体的CO2生成和排出处于动态平衡之中，血液和组织中的CO2含量处于一个动态平衡的水平，即CO2稳态。正常机体在气腹时吸收的多余CO2可以通过肺的气体交换顺利排出，保持CO2稳态不被破坏。是否出现高碳酸血症与气腹压的高低、全身组织细胞代谢状态、腹部血流、肺的通气功能等因素有关。CO2溶解度高，在气腹时经腹膜大量吸收入血。同时由于IAP升高，影响膈肌运动，肺潮气量减少， 潴留而致血循环中CO2浓度升高。当PaCO2高于5.99kPa(45 mmHg)时，即可发生高碳酸血症甚至出现酸中毒，血清pH 值明显降低。后腹腔镜在临床上已经取得广泛的应用。多数报道认为后腹腔(腹膜外) CO2充气较腹腔内充气意味着更多的CO2吸收。这可能与本身后腹膜CO2 容易弥散、后腹膜腔分离较多、后腹膜血管丰富、高CO2压和侧卧位等有关[4]。

在腹腔镜手术中，正常的人体生理代偿机制一般足以抵抗高碳酸血症及气腹对呼吸功能的影响。但是对原先存在心肺疾患的患者，气腹后可发生严重的高碳酸血症及酸中毒，加重原有的呼吸功能障碍。多数研究发现随着气腹的进行，会出现PaCO2升高、pH下降、肺泡动脉氧分压差( PA-aO2)、动静脉CO2分压差( Pa-v CO2) 增大等变化，但也有上述指标变化不显著或相反的报告[5]。这也可能与不同的研究对象、方法、进程、手段等有关。综合考虑，是否出现持续高碳酸血症以及一系列酸碱平衡变化取决于气腹压高低、持续时间、机械通气情况及自身机体代偿能力。对于大多数心肺功能正常的患者来说，腹内的CO2吸收后不会引起体内CO2稳态的急剧变化，仅为一过性的高碳酸血症，临床意义不大。因为大多数吸收入血的CO2很快可通过加速肺排除而缓解，此时若测定CO2的排出量将明显增高，CO2稳态的维持主要通过血浆和细胞内缓冲系统的调节及加速CO2的转运经肺排出。对于心肺功能不全的患者，尤其在有严重心肺疾患、高代谢(如败血症)、严重通气障碍(慢性阻塞性肺病)或心输出量降低等情况下，增加的CO2负荷却很容易破坏稳态机制，极易发生高碳酸血症和酸中毒。而且高碳酸血症可持续存在24小时或更长的时间，导致心肺功能改变。为了尽量减少高碳酸血症和酸中毒对人体的影响,很多临床研究[6，7]认为轻度过度通气有利于CO2的排除, 减少高碳酸血症对循环呼吸的干扰。因此，术前心肺功能检查及术中严密监测呼吸循环功能对防治高碳酸血症和酸中毒有重要意义。

2 CO2气腹对机体循环功能的影响

2.1 CO2气腹对心脏的影响：腹腔镜手术中，无论患者采取何种，正常压力下的CO2气腹(12～l6 mmHg)都会引起患者心输出量减少，心率则维持不变或轻微加快[8]。Joshi等[9]经食管超声心动图对20例腹腔镜胆囊切除进行术中监测，结果表明CO2气腹形成后，每搏输出量、心脏指数下降及平均动脉压增加，而心率基本不变。Galizia等[10]测量了腹腔镜术中心率及心脏指数及心肺功能的变化，心率在手术过程中改变不明显，心脏指数在气腹过程中基本稳定，但心肺功能明显降低。CO2气腹对心脏的影响程度与气腹压力大小密切相关。动物模型研究发现[11]，15 mmHg气腹压力引起心输出量明显降低；而5～7 mmHg气腹压力对心输出量无明显影响。多数学者[12]认为IAP20 mmHg对心脏的影响特别大。因此，对于心功能减退患者施行腹腔镜手术时可考虑采用低压力气腹。特别是手术时间明显延长时，这样可降低CO2气腹导致心功能不全的危险。但普通的腹腔镜手术，为了充分暴露手术视野，建议气腹压力为l2～l6 mmHg。

2.2 CO2气腹对血管系统的影响

2.2.1 CO2气腹引起机体外周血管阻力增加及血压升高Andersson等[13]在腹腔镜胆囊切除术中同时监测了血管系统的各个指标，当气腹压力为15 mmHg时，平均动脉压、收缩压、舒张压和中心静脉压分别升高l5.9％、l1.3％、l9.7％和30.0％，与对照组相比差异有显著性。CO2气腹引起系统血压升高可能因为如下原顺。（1）CO2气腹压力的机械作用：CO2气腹形成后，通过对腹主动脉及腹内脏器血管的直接压迫，引起外周血管阻力增加；（2）腹膜吸收CO2的影响：腹膜的吸收引起PaCO2上升，pH下降，通过对血管平滑肌直接的松弛作用，导致暂时性血压下降，机体代偿性收缩周围小血管，既增加了外周血管阻力，又引起了血压的升高 。但目前的普遍观点是腹膜对CO2的吸收确实可对机体呼吸、循环系统的血液动力学造成不利的影响；（3）CO2气腹压力及腹膜吸收CO2后引起的机体神经内分泌改变的影响：目前研究最多的是血清中儿茶酚胺及血管加压素的变化。已经证实CO2气腹过程中，血清中儿茶酚胺及血管加压素均明显升高，不仅血清中去甲肾上腺素的含量明显增高，肾上腺素的含量也显著增加[14]。

2.2.2 CO2气腹可导致机体静脉血液回流阻滞：腹腔镜手术中CO2气腹形成后产生的腹腔内压力可阻止下肢静脉的血液回流，从而导致静脉血流阻滞；气腹形成后，膈肌抬高，胸腔压力增高，心脏充盈受限，下腔静脉阻力将增加，也会引起下肢静脉血液回流减少；此两方面均为气腹机械作用的结果。气腹形成后，机体血清中的肾上腺素、去甲肾上腺素及血管加压素的水平都明显升高，同样起到了收缩血管、阻止下肢静脉血液回流的作用，此为气腹神经内分泌的作用。静脉血液回流的减少提示患者在接受腹腔镜手术后，深静脉血栓的发生率可能会增加。

2.3 CO2气腹过程中全麻及对机体循环系统的影响：研究腹腔镜胆囊切除术中的反T位及腹腔镜子宫切除术中的T位对机体循环系统血液动力学的影响，发现l5～20度的反T位本身，无论患者处于清醒状态或麻醉状态，都引起了心脏指数、每搏输出量、中心静脉压及肺毛细血管楔压的明显降低，外周血管阻力的明显增高[15]；而l5～30度的T位则引起了肺动脉压力、中心静脉压及肺毛细血管楔压的增高[16]。不仅如此，还可引起机体神经内分泌的改变。单纯的变化(无论反T位或T位)即可引起患者血清中去甲肾上腺素的显著升高(P

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收稿日期：2007-07-10修回日期：2007-07-19