第二章 腹腔镜手术生理
从生理上而言,大多数腹腔镜手术对患者是有益处的,特别是对其肺功能。但是,这种益处更多体现在手术结束后。就手术本身而言,腹腔镜较开放性手术对患者生理压力更大。
特殊的手术体位、升高的腹腔内压力以及二氧化碳吸收等,这些综合作用对人体产生不可预知生理变化。幸运的是,大多数患者能耐受腹腔镜手术时这些生理变化。偶尔,患者心血管功能不良或出现异常反应时,可出现明显、危及生命的并发症。当然,其发生与否与所进行的手术步骤无关,更多与腹腔镜环境下患者生理反应相关。一项腹腔镜胆囊切除术手术效果调查中发现:大多数患者死亡与其生理反应相关,而非手术事件本身。因此,强调术前充分准备避免这些并发症发生,或发生时医生能够及时、正确处理,非常重要。
一、影响因素
影响腹腔镜生理反应的主要因素为:①患者体位;②腹腔内充气所致腹腔内压力增高;③大多数腹腔镜手术采用的二氧化碳充气所致二氧化碳吸收增加。
当然,患者特殊手术体位,如过度Trendelenburg(头低)或过度侧卧位亦可产生重要影响。但这些因素同时具有刺激和抑制作用,其影响力可一定程度上纠正。
(一)体位
图2-1 内脏循环受气腹影响
肾腹腔镜手术时通常采用侧卧位。除非患者身体过度弯曲压迫下腔静脉导致静脉回流减少,否则这种体位对患者血流动力学无显著影响。上腹部腹腔镜手术时通常采用头高体位(反Trendelenburg)。使肠管远离手术区域,这种体位可减少患者心输出量。但研究表明它可改善腹腔镜手术时患者肺机械通气功能。经腹途径根治性前列腺切除术和其他盆腔手术时,常采用头低体位(Trendelenburg),这种体位虽可轻度增加心输出量,但大多数研究表明这种体位限制患者膈肌运动,并加重腹腔镜手术时患者通气/灌注(ventilation/perfusion)不匹配。
(二)升高的腹腔内压
二氧化碳充气后导致腹腔内压力增高。增高的腹腔内压是腹腔镜手术时最主要生理损害因素,即使微小变化亦可产生显著作用。
增高的腹腔内压可压迫患者内脏循环,包括毛细血管、容量血管、静脉和动脉系统(图2-1)。腹腔内压超过20mmHg或更高时可减少除肾上腺外所有腹部和后腹腔器官的血供。而且,升高的腹腔内压可压迫血管增加全身血管阻力,降低心输出量(图2-2)。腹腔内压对全身血管阻力影响的大小取决于充气的程度、持续时间以及患者血容量。动物模型研究发现:腹腔内压20mmHg时,正常血容量情况下心输出量轻度降低、低血容量情况下心输出量显著降低、高血容量情况下心输出量增加。
图2-2 静脉回流和心输出量减少
这种低血容量条件下对患者的不利反应以及高血容量条件下有利反应,已被充分认识到。因此,学者建议腹腔镜手术前对患者进行充分扩容,以降低腹腔镜手术对患者不利影响。
腹腔内压直接影响静脉回流,从而影响心输出量。正常血容量患者低腹腔内压(<10mmHg)时,由于腹部容量血管的排空,静脉回流和心输出量增加;中度腹腔内压(10~15mmHg)时对静脉回流和心输出量影响不明显;高腹腔内压(>20mmHg)则降低静脉回流和心输出量。腹腔内压越高其副作用越明显。
平均动脉压力是心输出量和动脉阻力乘积。腹腔内压小于20mmHg时,动脉阻力的增加超过心输出量的降低。因此,平均动脉压力升高;腹腔内压超过40mmHg时心输出量显著降低,最终使平均动脉压力降低。同样,静脉压力取决于静脉阻力和毛细血管床血液回流量。但是,腹腔内充气时难以精确计算静脉阻力和压力增加数值。心内(透壁)静脉压力(intracardiac/transmural venous pressure)是一种有效的心脏充盈力,腹腔镜手术时右心房导管所监测的中央静脉压同时包括胸腔内(胸膜)压。胸腔内压受腹腔内压影响而变化,可影响静脉回流和心脏充盈。因此,右心房导管所监测的中央静脉压,并不是反映心脏充盈的最好指标,除非排除胸腔内压的影响。
腹腔内压升高对血流动力学影响的复杂性与患者血容量密切相关。腹腔内压增高低于10mmHg时对静脉压力的增加超过阻力的升高,因此增加静脉回流和心输出量。随着腹腔内压进一步升高,静脉阻力升高超过压力,因此静脉回流减少。低血容量时,血管容易塌陷。血容量增加后,饱满的血管不容易塌陷(即便是血管阻力急剧增加)。血管阻力随着腹腔内压升高而改变,进而影响静脉回流和心输出量。其中,患者循环血容量是最重要的影响因素。正常血容量时,只要腹腔内压不超过20mmHg,大多数患者血流动力学不会发生明显改变。
升高的腹腔内压同时对肺功能具有一定抑制作用,与头低体位作用相同:抬高和限制膈肌、减少肺容量和顺应性,导致通气/灌注不匹配(图2-3)。
图2-3 气腹时膈肌抬高,肺扩张受限
(三)二氧化碳
早在1924年,Zollikofer就想到了二氧化碳,它已成为目前最常见腹腔镜手术充气气体。腹腔镜时采用二氧化碳充气的主要优点包括:迅速被吸收和不燃性(noncombustible)特点。吸收的二氧化碳对人体不同部位产生不同作用:一方面,二氧化碳直接抑制心功能,降低心率、心脏收缩力和血管阻力;另一方面,二氧化碳刺激交感神经,通过循环的儿茶酚胺神经递质增加心律、心脏收缩力和血管阻力,又可对抗二氧化碳的直接抑制作用。
腹腔镜时轻至中度高碳酸血症(血液内二氧化碳超量)可导致轻度呼吸酸中毒,重度高碳酸血症时导致更严重酸中毒并刺激副交感神经。总之,中度水平二氧化碳吸收导致心输出量和血管压力增加、全身血管阻力降低,而这种全身血管阻力降低抵消对血管压力的增加。相比较而言,同等腹腔内压条件下,充入其他气体时,导致心输出量减少。
腹腔充气时,由于腹腔内压较大气压高,气体由腹腔向外周组织运动。局部压力梯度(partial-pressure gradients)决定气体运动方向,运动速度取决于周围组织气体吸收能力、温度、组织暴露的区域和组织气体渗透率。腹膜丰富的血管具有高吸收力(absorptive capacity),组织渗透(tissue permeance)率高气体容易被吸收。腹腔镜采用的二氧化碳是渗透率最高气体,充入二氧化碳迅速扩散进入血流。成人人体二氧化碳基础产生率是150~200ml/min,标准腹腔镜压力充气时身体二氧化碳吸收率是14~48ml/min。这种二氧化碳吸收率随着腹腔内压升高而增加。
组织吸收或产生的二氧化碳通过肺通气排出。二氧化碳首先与碳酸结合(碳酸脱水酶催化),然后迅速电解为碳酸氢盐和氢离子。碳酸氢盐溶于血液,氢离子可降低红细胞内血红蛋白。血红蛋白在肺泡毛细血管(alveolar capillaries)再次氧化,氢离子释放与碳酸氢盐结合,产生碳酸,二氧化碳和水被呼出。如果二氧化碳排出低于体内代谢和吸收二氧化碳总量,则产生高碳酸血症(hypercapnia)和呼吸性酸中毒(respiratory acidosis)。血管内二氧化碳含量(通过二氧化碳分压或二氧化碳部分动脉压评估)是二氧化碳“快速”储备室(compartment)。PaCO2的升高受二氧化碳“中速”储备室(主要是骨骼肌)和“慢速”储备室(脂肪)的调节,这些储备室可容纳120L二氧化碳。因此,并不是所有吸收二氧化碳迅速被排出体外。如果患者通气功能差,大量二氧化碳可积聚身体内,需要数小时才能排出这些二氧化碳。延时腹腔镜手术所产生的高碳酸血症,可持续至手术结束后一段时间内。
二、生理反应
(一)心血管
临床上,健康、正常血容量患者腹腔二氧化碳充气时对心血管无明显副作用。
表2-1总结了腹腔内压15mmHg时二氧化碳吸收(中度高碳酸血症)对心血管影响。当然,不排除不同个体间反应存在差异性。
表2-1 腹腔镜血流动力学变化
15mmHg腹腔内压二氧化碳充气时,中央静脉压、全身血管阻力、心律和平均动脉压力均增加。但是,对心输出量影响不定,可表现为升高、降低或无变化。
腹腔内压5~10mmHg时增加心输出量5%~25%,腹腔内压高于40mmHg则显著降低心输出量。高血容量可抵消腹腔内压对血流动力学影响。腹腔镜盆腔手术时的头低位亦可适度抵消腹腔内压对血流动力学影响。当然,腹腔镜手术时尿量减少。
心脏疾病(缺血性或肌源性)患者腹腔镜手术时,血流动力学风险较大。许多研究表明心脏疾病患者腹腔镜手术对心血管影响明显。但是,术前充分准备、术中仔细监测、及时处理,可使这些患者耐受腹腔镜气腹。即使心脏射血分数小于15%或病态肥胖患者,亦可安全地进行腹腔镜手术。
(二)肺
肺功能和顺应性(compliance)降低、通气/灌注不匹配加重,是二氧化碳气腹对肺最重要影响。这种作用在盆腔手术头低位时更明显,可导致肺不张(atelectasis)、低氧血症和高碳酸血症。二氧化碳吸收对肺功能并无直接影响。腹腔镜手术时麻醉师可通过调节肺通气参数,使身体适应腹膜吸收过多二氧化碳改变。正常肺功能情况下,足以排出少量吸收过多的二氧化碳。大多数肺功能受损患者可通过增加每分钟通气量,较容易地解决二氧化碳吸收增加所致的二氧化碳分压升高问题。
众所周知,PaCO2检测时必须进行创伤性动脉血气分析检查(arterial-blood gas sampling)。 但是,全麻时可通过术中二氧化碳图(capnography)监测呼气末二氧化碳分压PetCO2,避免PaCO2检查。维持PetCO2 30~40mmHg时,大多数患者PaCO2是可接受的。但是,患有肺疾病患者PaCO2升高并不一定引起PetCO2升高。此时,必须进行动脉血气检测,以准确了解这些患者二氧化碳排出情况。
(三)肾功能和激素
腹腔镜手术时尿量减少。研究表明尽管术中输液速度达到13.0m l/(kg·h),腹腔镜手术时尿量仅0.03ml/(kg·h),但术后可迅速达到1.7m l/(kg·h)。二氧化碳充气导致少尿(oliguria)机制包括:
1.肾静脉阻力增加(随后肾血流减少)。
2.肾皮质压迫。
3.肾素-血管紧张素激活。
4.抗利尿激素水平升高。
腹腔镜手术尿流减少同时,肌酐清除率(creati-nine clearance)亦降低。低血容量和腹腔内压增高共同作用下,特别容易导致肾功能损伤。许多研究发现二氧化碳充气时,除了呼吸性酸中毒还可同时出现代谢性碱中毒(metabolic alkalosis)和代谢性酸中毒(metabolic acidosis)。实验表明二氧化碳充气腹腔内压高于20mmHg时才出现代谢性酸中毒。由于阴离子间隙未增加,内脏低灌注变化亦可引起乳酸酸中毒(lactate acidosis)。酸性物质储留,可能是导致肾功能降低的一种病因。
采用体液和细胞检测指标,评估腹腔镜手术时全身应激反应、免疫抑制和炎性反应的变化时发现:与开放性手术相比,腹腔镜手术时应激反应、免疫抑制和炎性反应的程度均较低。腹腔镜手术时对患者氮质平衡(nitrogen balance)和能量代谢影响较开放性手术小。
(四)其他系统
1.胃肠系统
自主性交感神经系统反应降低,导致腹腔镜术后胃肠胀气及肠梗阻等并发症发病率减少。
2.中枢神经系统
颅内压轻度升高,可导致腹腔镜术中大脑灌注压降低。
3.免疫系统
较开放性手术而言,腹腔镜手术对机体组织创伤小、全身免疫系统功能保存好、术后恢复快,具有更好保留单核细胞诱导的细胞毒性作用。但是,一些研究表明腹腔二氧化碳充气可影响腹膜内巨噬细胞的产生,削弱其清除功能。
(五)其他方法的生理反应
1.后腹腔充气
腹腔和潜在后腹腔间隙空间大小不同,腹腔内充气与后腹腔充气时二氧化碳吸收是否存在区别,学者研究结果并不相同。但是,与腹腔内二氧化碳充气相比,腹膜外充气时生理不良反应似乎更少。动物模型研究显示,腹膜外充气虽然亦改变静脉压力和心输出量,但程度较腹腔内充气低。后腹腔充气压力20mmHg时心输出量无明显变化。而且,后腹腔充气可轻度增加静脉回流。这可能与后腹腔充气时所充入气体体积较腹腔内少有一定关系。
2.其他充气气体/无气腹腔镜
只要维持高碳酸血症在适当水平(PaCO2=45mmHg),患者生理上可耐受腹腔镜手术中吸收的二氧化碳。事实上,中度高碳酸血症时对心血管的刺激作用可减轻气腹对血流动力学负担。最初,由于担心高碳酸血症的心脏抑制及心律失常(dysrhythmias)作用,学者曾经研究其他腹腔镜充气气体。首次报道二氧化碳气腹的生理危害作用后,曾采用一氧化二氮(N2O)作为另一种替代充气气体。与二氧化碳一样,腹腔内充气达到一定血液内浓度后一氧化二氮具有吸收快、生理反应低等优点,但不足之处是一氧化二氮在腹腔内具有可燃性(combustion)。因此,只有腹腔手术不采用电凝或激光设备时才适用。例如,局麻下诊断腹腔镜操作,此时对腹膜的刺激作用较二氧化碳低。
此外,氦(helium)和氩气(argon),是一种具有不燃性的单原子惰性气体(monoatomic noble gas),亦是一种可选择的充入气体(表2-2)。这些气体不会出现充气相关患者心肺问题,且吸收慢。考虑到氩气对血流动力学的影响,氦气更为理想,并已成功用于临床腹腔镜手术。如严重肺疾病患者腹腔镜肾切除术出现高碳酸血症时转向氦气充气并完成手术。但是,氦气吸收慢特点也是一种不利因素。因为,这一特点可加剧其静脉血栓的临床副作用。因此,不妨考虑这样一种方式:手术初期二氧化碳充气,然后转氦气充气。这样既可解决二氧化碳高碳酸血症风险又可避免氦气静脉血栓不利因素,达到一种最好组合方式。但由于氦气和二氧化碳的气体调压器不同,必须注意只有连接氦气气体调压器后方可使用氦气充气。而且,氦气气体特性决定了这种气体充气后穿刺部位容易漏气。因此,这种方式临床中广泛使用不太实际。
表2-2 充入气体参数
最后,腹腔镜亦可在不充气条件下,采用腹壁提高装置扩大手术空间后完成。但是,目前仍然存在很多技术不足,包括一些手术时视野显露困难、缺乏气腹条件下对出血的压迫作用等。但单从生理角度而言,采用腹壁提高装置而非气腹可避免上述生理副作用。
严重心肺疾病时,无气腹腔镜(gasless laparosco-py)是替代二氧化碳充气的一种选择方式。否则,患者腹腔镜手术并发症风险大。
三、主要生理并发症
腹腔镜生理知识的掌握有助于避免、认识和处理各种生理并发症。大多数生理并发症可通过控制腹腔内压、输液量和仔细术中监测预防。但即使医生准备充分,亦不能完全杜绝所有并发症发生。
(一)张力性气腹
张力性气腹(tension pneumoperitoneum)是指充入气体所致腹腔内压升高导致静脉回流、心输出量和血压急剧性降低,严重时危及患者生命。当腹腔内压超过40mmHg时,血管阻力的增加超过主要静脉回流的静脉压力的升高,这种作用在低血容量时更明显。因此,腹腔镜手术前必须使患者血容量最大化。
充气机器失常、腹腔内压升高超过32mmHg时可出现术中张力性气腹。尽管纠正气腹压力并给予阿托品方法可完成腹腔镜手术,患者仍然可出现低血压和心动过缓以及出现脑血管意外等,多与术中张力性气腹事件密切相关。一旦怀疑腹腔内压过度升高所致血流动力学异常时,手术者必须立即停止充气,采用腹腔低压方式完成腹腔镜手术。
通常,医生可在手术开始时短暂将气腹压力升高至20mmHg,以便穿刺更安全、容易。但是,手术主要部分必须维持腹腔内压15mmHg或以下。偶尔,即使采用标准的15mmHg腹腔内压亦可出现血流动力学异常。因此,医生尽可能在最低腹腔内压情况下达到最好的手术视野暴露,是预防血流动力学异常的最理想方法。
(二)静脉气体栓塞
静脉气体栓塞(venous gas embolism),即在静脉系统内产生气泡。足够大静脉气体栓塞进入心和肺循环后,阻塞肺循环导致低氧血症、高碳酸血症和心输出量降低,严重时甚至危及生命。如果右心压力超过左心,栓塞气体还可通过卵圆孔缺损(foramen ovale defect)进入动脉系统。腹腔镜手术很少出现症状性静脉气体栓塞情况,其发病率估计为0.002%~0.08%。一项研究指出,采用超声心动图(echocardiography)严密检测时,发现腹腔镜手术时静脉气体发生率为0.59%。大多数静脉气体栓塞发生在初始充气几分钟内,亦有病情延迟发生的报道。
腔静脉气体栓塞模型发现:流向近端方向血流减少且出现机械性梗阻或严重失血时,气体栓塞手术风险最大。当腹腔镜手术中需要进行静脉切开或通过损伤部位血流减少时,须警惕静脉气体栓塞发生。正确处理下腔静脉切开、最大程度减少失血及气体进入下腔静脉近端,可降低静脉气体栓塞发病率。最常见静脉气体栓塞指征为:
1.二氧化碳栓塞较大时,二氧化碳图中呼气末二氧化碳分压PetCO2突然降低。
2.二氧化碳栓塞较小时,PetCO2迅速、短暂升高。
其他临床静脉气体栓塞症状包括低氧血症、肺水肿、气道压力增加、低血压、颈静脉扩张、面部充血、节律障碍、听诊轻度心脏杂音或ECG宽QRS综合波。出现上述临床症状时,医生应高度怀疑静脉气体栓塞可能,特别是突然发生在初始腹腔充气时。医生必须及时采取措施尽可能挽救患者生命,最大程度减少气体进入肺循环并纠正通气问题:立即停止充气,防止气体进入静脉系统,患者头低位、右侧身体向上,使气体处于右心室而不进入肺循环、100%氧通气以及常规复苏解决低氧血症、高碳酸血症和低血压。如果留置有中央静脉导管,可尝试吸出气体。
栓塞气体特性是决定静脉气体栓塞预后的重要因素。如表2所示,二氧化碳是氮气溶解度的47倍,因此二氧化碳气体栓塞较氮气栓塞容易被再吸收。狗模型中静脉注射空气与二氧化碳,空气(大部分为氮气)的LD50是二氧化碳的LD50五分之一。氦气,作为另一种替代二氧化碳充气气体,其溶解度较氮气更低,狗实验中静脉注射氦气,多导致动物死亡,而同等体积二氧化碳时动物血流动力学恢复。此外,腹腔镜手术中氩气静脉气体栓塞亦有报道。
(三)高碳酸血症
大多数腹腔镜手术所采用的二氧化碳气腹形成轻、中度高碳酸血症,具有轻度交感神经介导的心脏刺激作用,对人体是有益的。但是,重度高碳酸血症(PaCO2>60mmHg)时二氧化碳可直接抑制心脏并导致严重呼吸性酸中毒,出现心血管性虚脱和/或致命的心律失常,必须警惕。患者高碳酸血症的发生通常是由于二氧化碳过度吸收所致,而不是组织代谢改变或肺功能异常。全麻固定通气条件下,比较一氧化二氮与二氧化碳充气作用时发现:二氧化碳组PaCO2平均升高10.7mmHg、一氧化二氮组PaCO2平均升高0.5mmHg。腹腔镜临床中增加通气频率和潮气量并不能有效增加二氧化碳排出量。在腹腔镜胆囊切除术系列中,6.7%手术由于高碳酸血症不得不进行手术中转,泌尿外科腹腔镜手术中亦有类似情况发生。因此,建议临床上肺疾病明显患者,术前进行肺功能评估。二氧化碳的扩散数值小于预测值50%时,表明患者二氧化碳气腹腹腔镜手术时不能充分排出二氧化碳,这种情况下医生考虑开放性手术、其他气体或无气腹腔镜。慢阻肺患者无严重扩散障碍时可考虑腹腔镜手术,且无明显并发症发生。
临床研究表明出现皮下气肿、腹腔内压升高和充气时间延长时二氧化碳吸收增加。一些学者发现腹膜外充气可增加二氧化碳吸收,另外一些学者认为并非如此。麻醉师监测呼气末二氧化碳分压Pet-CO2时,必须将升高情况迅速汇报医生。通常,仅需要短暂停止充气、排出过多二氧化碳即可解决上述问题。恢复腹腔镜手术后,继续维持快速通气状态,降低腹腔内压,以最低腹腔压力达到最佳手术视野暴露,降低气腹对肺功能影响,减少二氧化碳吸收。如果高碳酸血症再次复发,医生则必须考虑终止腹腔镜手术,转开放性手术或采用其他充气气体或无气腹腔镜手术。
(四)心源性心律失常
腹腔镜手术中仔细监测,发现心源性心律失常发生率为17%~50%。PaCO2升高可导致良性心动过速和室性期外收缩,显著升高时则导致致命心律失常。因此,术中应避免过度高碳酸血症发生。有时高碳酸血症可强化副交感神经作用。腹腔镜手术时由于腹膜操作或腹胀可刺激迷走神经,导致心动过缓,甚至有心脏停搏的报道。由于清醒腹腔镜手术(局麻)时迷走神经反应性提高,因此一些学者建议这类手术术前服用阿托品以预防上述情况发生。
(五)腹膜外气体积聚
腹膜外气体可漏至腹膜外组织平面或间隙,皮下气肿是最常见部位。腹膜外气体积聚可为技术操作错误,如穿刺针位置表浅、不正确充气、腹腔内压过高、充气机器失常等所致。最常见原因为穿刺部位漏气,它是高碳酸血症的一种危险因素,必须立即评估并处理。Veress针穿刺时充气气体进入腹膜前间隙或网膜(尽管可增加高碳酸血症风险)时不必惊慌,除非影响随后腹腔镜视野观察。偶尔,因为腹膜前充气而放弃腹腔镜手术。
即使无膈肌损伤征兆,亦可发生自发性纵隔积气和气胸。尽管无明显临床意义,但可影响心脏充盈并限制肺呼吸运动,严重时危及患者生命。
充气气体可通过许多旁路进入胸腔(图2-4):
1.潜在胚胎连接(胸-腹、胸-心包周围、心包周围-腹)。
2.大血管筋膜外平面。
3.膈肌纤维间隙(腹膜外、胸膜外)。
4.皮下气体直接从颈前方进入上方纵隔。
气胸可继发于腹腔镜气腹时气道压峰值迅速升高所致气压伤(barotrauma)。气胸出现时,通常伴随纵隔积气(pneumomediastinum)和皮下气肿(subcu-taneous emphysema)。腹膜外气体亦容易进入胸腔:通过上述介绍的筋膜外平面或通过不断增加的皮下气肿。一项研究表明:36%腹膜外腹腔镜手术患者出现纵隔积气和/或气胸,仅6%经腹腹腔镜手术患者出现纵隔积气和/或气胸。
胸腔内充入少量二氧化碳或一氧化二氮时,气胸通常会自行消退。仅在大量气胸或症状性气胸时需要采取胸腔闭式引流术(thoracostomy)。
腹腔镜术后亦可出现心包积气(pneumopericar-dium)。通常,伴随皮下气肿以及大多数情况下纵隔积气。气体可通过胸膜-心包和心包-腹膜间潜在胚胎间隙进入心包,最常见原因仍然为气体通过纵隔沿大血管进入心包。
图2-4 腹腔镜手术时气体进入纵隔、心包囊或胸腔可能途径,包括:①持续存在的胎儿胸腹膜通道、胸心包膜和心包膜腹膜通道;②胸腹膜完整时通过裂隙漏出,如膈肌裂隙、肺门和心包囊大血管裂隙;③通过胸腹腔外进入,如膈肌肌纤维间或沿大血管和颈前层皮下;胸腹膜破裂(气压伤)后进入纵隔或胸腔,如沿肺血管
(六)腹腔内爆炸
1933年,Fervers报道腹腔镜手术氧气充入时所致腹腔内爆炸(intra-abdominal explosion)后,纯氧充气已不再被采用。一氧化二氮亦具有可燃性,可在甲烷或氢气存在条件下爆炸。尽管一氧化二氮气腹爆炸的可能性很小,但确有一氧化二氮气腹爆炸后患者心脏破裂和死亡的报道。在一氧化二氮浓度为29%、氢气浓度为69%时亦具有可燃性。据计算,麻醉气体内一氧化二氮含量为60%时,二氧化碳气腹30分钟后腹腔内一氧化二氮浓度即可达到36%。
因此,为降低爆炸风险,腹腔镜采用电凝或激光时避免吸入或充入一氧化二氮气体。即使不充入一氧化二氮,结肠电凝时仍有可能出现气体爆炸。
四、其他生理并发症
(一)静脉血栓
多普勒血流研究表明,增加的腹腔内压使得内脏血流循环更多分流至下肢,导致经腹腹腔镜手术时下肢静脉充血和淤积(图2-5)。
图2-5 气腹导致下肢静脉扩张和淤积
通常,股静脉压力与腹腔内压力相同。一项比较腹腔内和腹膜前充气研究结果显示:股静脉血流速度在腹腔内充气时降低;另两项研究腹腔镜手术患者静脉血栓产生的结果显示:采取降低风险措施的腹腔镜手术后,多普勒扫描未发现下肢静脉深静脉血栓(deep venous thrombosis)。更大样本量、临床评估研究显示:腹腔镜术后深静脉血栓发病率为0~1%,肺栓塞(pulmonary embolus)亦有报道。
与开放性手术相比,腹腔镜手术血栓并发症的相对风险性尚不十分清楚。因此,在不确定某一腹腔镜手术血栓风险性时,建议采取预防静脉血栓措施:采用下肢连续压力装置,调节气腹所致股静脉血流降低。一项近400例的泌尿外科手术临床观察中,部分患者采取皮下低分子肝素(heparin)预防静脉血栓、部分患者采取下肢连续压力装置(sequential compression devices):肝素组仅发生2例深静脉血栓、无肺栓塞;压力装置组仅发生2例肺栓塞。
对于泌尿外科腹腔镜患者而言,这些研究数据提示:与压力装置相比,低分子肝素降低血栓并发症的作用并不明显。
(二)颅内压升高及脑缺血
动物模型研究结果显示:二氧化碳压力15mmHg时颅内压升高5mmHg左右。在脊髓脊膜膨出(my-elomeningocele)行脑室腹腔分流(ventriculoperitoneal shunts)患者,二氧化碳气腹压力仅10mmHg时即可出现颅内压升高并超过基线15mmHg以上现象。
另一项脑室腹腔分流患者腹腔镜手术研究发现:尽管颅内压明显升高,但无相应的心动过缓和高血压病情出现。虽然脑室腹腔分流患者腹腔镜手术时导管梗阻在颅内压升高中起一定作用,但手术中脑血管充血可能是颅内压升高的主要原因。由于脑血管循环与颅内体积和压力密切相关,明显脑血管疾病患者颅内压升高时更易导致患者脑血管缺血,医生必须特别注意。
(三)液体超负荷
尽管腹腔镜手术时静脉输液量较开放性手术少,但由于腹腔镜时非显性失水(insensible losses)(无体腔与空气相通)和尿量(urine output)减少,患者容易出现液体超负荷现象。最初腹腔镜肾切除术中,少数患者出现短暂充血性心力衰竭,可能与过量静脉输入液体、血液制品及未及时发现尿量减少相关。
其他学者腹腔镜手术中亦有类似报道。因此,腹腔镜术中输液量应该与失血量相一致,输液速度维持在5ml/(kg·h)。由于低血容量时容易出现腹腔镜气腹时对血流动力学影响,为解决这一问题,可采取术前患者血容量最大化方法而不是术中过度输液方式。
(四)急性肾衰竭
尽管腹腔镜手术时可出现少尿,但患者若无明显肾脏病因很少出现急性肾衰竭(acute renal fail-ure)。学者报道1例67岁慢性肾功能不全男性患者,腹腔镜术后出现肾小管酸中毒(renal tubular aci-dosis)、高血压和肾衰竭并发症并持续2周。通常,腹腔镜手术对肾功能影响短暂,气腹撤除术后2小时各项肾功能指标可恢复。即使高风险肾功能不全模型中,腹腔镜并未加重肾毒性物质如氨基糖苷类对肾的副作用。如果腹腔镜术后出现急性肾衰竭,必须首先考虑是否存在其他诱导病因,切勿盲目将其归咎于腹腔镜气腹。
(五)高血压
患者二氧化碳气腹压力15mmHg时动脉压力轻度升高,不会对患者血压产生明显影响。腹腔镜手术时出现临床上明显高血压时,可能与气腹相关高血容量(少尿时输液过量)、低氧、高碳酸血症或中度增加腹腔内压等因素有关。此时,医生应寻找导致高血压诱因、基础病因,而不是仅仅处理高血压本身。
(六)低氧
腹腔镜时氧分压降低与几种气腹因素相关,如心输出量(cardiac output)降低、肺通气/灌流比例失调加重、肺泡通气(alveolar ventilation)减少、酸中毒、静脉气体栓塞和气胸等。临床研究表明:腹腔镜手术时可出现轻度、但不产生临床副作用的氧分压降低。尽管有学者报道极少数严重吸烟史患者,即使一氧化二氮充气腹腔镜手术时仍然出现氧分压降低,其他学者并未发现腹腔镜手术时患者氧分压明显受术前患者肺功能影响的情况。
(七)低温
冷二氧化碳通过气腹循环吸收患者热量,可能导致低温(hypothermia)。研究表明加热和湿润充入气体可预防患者核心体温降低。其他学者发现这种干预无明显作用。采用加热毯而不加热充入气体,即可升高患者核心体温。
各种腹腔镜手术生理并发症及预防措施详见表2-3、表2-4。
表2-3 腹腔镜手术生理并发症
表2-4 腹腔镜手术时预防生理并发症措施
总结
1.腹腔镜手术对患者生理功能的影响主要取决于腹腔内压、充入气体和患者手术体位。
2.腹腔镜手术医生必须认真注意以科学研究和实践基础为准则的生理预防措施(见表2-4)。
3.腹腔镜手术医生必须考虑重要生理问题,包括患者心肺功能、术前血容量和术中仔细监测。
4.腹腔镜手术医生必须知晓出现腹腔镜生理并发症时预防、辨别和处理方法。如张力性气腹、静脉气体栓塞、高碳酸血症、心律失常、腹膜外气体聚集和腹腔内气体爆炸等生理并发症。
5.其他生理并发症包括静脉血栓、颅内压升高/脑缺血、液体超负荷、急性肾衰竭、高血压、低氧和低温。
(胡清华)