co2气腹对机体各系统的影响

CO2 气腹对机体各系统的影响 摘要 co2 是腹腔镜手术常用的气腹介质，现就 co2 气腹对机 体呼吸、循环、消化、免疫及中枢神经系统等方面的影响做一综 述，以期为相关研究提供参考。 关键词 二氧化碳；气腹；腹腔镜 中图分类号 r730.56文献标识码 a文章编号 2095- 0616（2011）22-33-03 腹腔镜手术是 20 世纪 80 年代中后期逐渐被人们认识的关于临 床治疗的一个完整思想体系。现已广泛用于治疗普通外科、妇产 科和泌尿外科的多种疾病。co2 具有无毒、无色、血液中溶解度高、 不燃烧等特点，是目前腹腔镜手术中普遍使用的气体介质。但是 co2 注入腹腔后，其产生的腹腔内压力以及吸收后导致的机体酸碱 平衡改变，继而对机体呼吸、循环、消化、免疫、中枢神经等系 统产生影响。co2 气腹对机体的影响应引起腹腔镜外科医师的重视。 1co2 气腹对呼吸系统的影响 co2 对呼吸系统的影响主要表现在肺通气、血 ph 值、paco2 等 方面。co2 气腹使腹腔内压力增加，膈肌上抬，气道压力上升，胸 腔内压力升高，呼吸系统顺应性下降，呼吸潮气量及肺泡通气量 减少，继而影响肺通气功能。leighton 等1研究表明膈肌每上抬 1 cm，肺的通气量减少 300 ml。体位变化可引起膈肌运动改变， 影响气道压力，进而影响肺通气。salihoglu 等2观察了不同体 位(头高位和头低位)腹腔镜胆囊切除术的血气及呼吸功能的改变， 充气后动脉血 ph 值降低，paco2 升高，与体位无关；肺顺应性下 降，头低位要比头高位变化明显，表明头低位时对呼吸功能的影 响比较大。demiroluk 等3研究发现 co2 气腹期间，腹膜吸收 co2 增加，动脉血 paco2 不断升高，从而降低机体的 ph 值。腹膜 外 co2 气腹较腹腔内 co2 气腹意味着更多的 co2 吸收，这可能与 后腹膜 co2 容易弥散、血管丰富、高 co2 压和侧卧位等有关4。 joshipura 等5的研究证实，高压气腹组 spo2 水平低于低压气腹 组；同时发现，腹腔镜术后 co2 气腹对呼吸功能的影响较开腹手 术明显降低。schwenk 等6研究发现腹腔镜手术对术后呼吸功能 的影响明显小于开腹手术，且恢复至术前水平的时间明显缩短。 以上研究均表明，co2 气腹会影响腹腔镜手术时患者的呼吸功能， 影响程度与患者术前心肺功能、气腹压力、体位、气腹充气间隙 及充气速度等均有关系；但对术后呼吸功能的影响较开腹手术轻， 且随着 co2 气腹压力的降低，对术后呼吸功能的影响亦减轻。 2co2 气腹对循环系统的影响 co2 气腹对循环系统的影响主要与腹腔内充入 co2，导致腹腔内 压力升高有关，腹内压升高，使静脉回流减少，从而使回心血量 减少，心脏前负荷降低，心排血量减少。co2 吸收使二氧化碳分压 升高，从而导致高碳酸血症，可引起交感神经兴奋，儿茶酚胺释 放、肾素-血管紧张素系统激活、抗利尿激素释放，血管张力增加， 心脏后负荷增加，心排血量减少。腹腔镜手术中，无论患者采取 何种体位，正常压力下的 co2 气腹(12l6 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7。joshi 等8在腹腔 镜胆囊切除术中经食管行超声心动图监测，显示 co2 气腹后，每 搏输出量、心脏指数下降，心率基本保持不变。larsen 等9研究 表明气腹影响了患者的前后负荷，降低了心脏的功能，但不影响 心输出量。原因可能为每搏输出量减少，但交感神经兴奋引起心 率增加，因而对心输出量影响小。andersson 等10研究表明 co2 气腹引起机体外周血管阻力增加及血压升高，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%。gebhardt 等11研究了 15 例有 潜在心肺疾病患者在腹腔镜胆囊切除术中的血流动力学变化，气 腹压力为 15 mmhg 持续 2 min 后，患者的平均动脉压、全身血管 阻力、中心静脉压均明显上升，心输出量减少。当 co2 气腹压力 控制在 812 mmhg 时，气腹对循环系统的影响较小，心功能正常 的患者一般能够耐受；若增至 16 mmhg 以上则可对循环系统产生 显著影响。co2 气腹对伴有心肺病变机体有显著影响。 3co2 气腹消化系统影响 3.1co2 对肝功能的影响 co2 气腹引起的腹内压增高可影响内脏器官的血液回流，肝脏血 流减少、灌注不足，肝脏缺血缺氧，造成肝细胞损害，从而影响 肝功能。tan 等12对腹腔镜及开腹胆囊切除术和腹腔镜及开腹结 直肠癌切除术患者的血清转氨酶（alt 和 ast）进行检测，结果表 明腹腔镜组较开腹组术后 48 h 内的 alt 和 ast 均显著升高，差异 有统计学意义。 nickkholgh 等13研究大鼠再灌注损伤模型，结果显示：co2 气腹为 8 mm hg 时，血清转氨酶无明显变化；co2 气腹为 12 mm hg 时，血清转氨酶（alt、ast、ldh）均明显增高。相同的麻醉下 腹腔镜手术中不同的气腹压力对人体肝脏功能产生不同的影响， 一个重要原因是术中因 co2 气腹导致的腹内压迅速上升及手术完 成后排出 co2 导致腹内压骤降。这种突发式的腹内压改变导致了 门脉血流的明显波动，以及器官血流的再灌注，产生了缺血-再灌 注损伤，尤其是对肝窦 kuppffer 细胞及上皮细胞的损伤14。一 些实验也证实了这一观点，当气腹压力为 8 mmhg 时，肝脏的微循 环血量出现明显的减少15。co2 气腹压力的高低导致腹内压的变 化与肝脏血清酶学的变化有密切关系。 3.2co2 气腹对胃肠的影响 co2 气腹引起的腹内压增高可引起胃肠缺血；气腹压力及体位因 素可导致胃内压增高，增加胃内容物反流危险。schilling16等 监测了 co2 气腹患者血管的微循环，发现 co2 气腹压力由 10 mmhg 升至 15 mmhg 时，胃的血流减少 40%54%，十二指肠血流减少 11%， 空肠血流减少 32%，结肠血流减少 44%。windsor 等17研究腹腔 镜胆囊切除术中 co2 气腹后患者的胃黏膜内 ph 值，发现 co2 气腹 压为 412 mmhg 时，胃黏膜内 ph 值有所下降，但在正常范围； co2 气腹压为 1215 mmhg 时，胃黏膜内 ph 值显著降低；解除 co2 气腹后，胃黏膜内 ph 值恢复到正常范围。koivusalo18等对 比腹腔镜（co2 气腹压 1213 mmhg 和开放胆囊切除术中及术后 3 h 胃黏膜内 ph 值，术中胃黏膜内 ph 值均降低，前者在术后 3 h 仍 继续下降，而开腹组则恢复正常。 3.3co2 气腹对肠道细菌易位的影响 肠道内活的或死的微生物及其毒素越过肠道黏膜屏障进入正常 无菌的肠壁组织、肠系膜淋巴结、门静脉及其他脏器的过程称为 肠道细菌易位（bacterial translocation，bt） 。co2 气腹使得肠 道处于绝对或相对的缺血缺氧状态，co2 的吸收造成血液 ph 值下 降，以及肠道黏膜本身的高代谢特性，容易因缺血缺氧造成损伤， 引起肠黏膜上皮细胞的脱落与坏死，导致肠壁通透性增加及肠道 细菌易位。matsumoto 等19发现气腹后肠系膜淋巴结细菌培养阳 性，指出气体介质及气腹压力能在其中起重要作用，空气气腹较 co2 气腹更能促进细菌移位。张明远等20证明 co2 气腹压力越高， 气腹持续时间越长，对肠道细菌易位的影响越重。在进行腹腔镜 手术时，在能满足手术要求前提下，co2 气腹压力越低，持续时间 越短，越能减少肠道细菌易位，阻止肠道细菌播散，降低术后败 血症的发生几率。 4co2 气腹对免疫系统的影响 co2 气腹对机体体液免疫功能、细胞免疫功能等均产生影响。 evrard 等21研究了腹腔镜手术患者 co2 气腹前后外周血 t3、t4、t8、自然杀伤细胞及 t4/t8、t4+/t8+，结果表明 co2 气 腹对全身免疫有一定的抑制。shimotakahara 等22认为离体中性 粒细胞暴露于纯 co2 后，可阻断自发性及 il-8 诱导的中性粒细胞 迁移，且使其生成的活性氧减少，这种效应有助于腹腔镜手术时 抑制炎症反应，但需研究这种效应是否有助于清除细菌污染。王 浩等23研究在炎症环境下 co2 气腹对巨噬细胞超氧阴离子释放 和线粒体功能的影响，实验表明 co2 气腹对巨噬细胞超氧阴离子 释放及线粒体功能具有短暂可逆抑制，有利于减轻局部炎症反应， 保持机体的免疫功能。张建萍等24报道腹腔镜手术组和开腹手 术组术后患者血清白细胞介素-6（il-6）和 c-反应蛋白（crp）含 量高于术前，腹腔镜手术组升高的水平低于开腹术组，表明腹腔 镜手术引起机体应激反应轻。腹腔镜手术后患者 il-6 和 crp 释放 较少，与腹腔镜手术创伤小、手术时间短有关。malik 等25报道 指出，腹腔镜手术对免疫系统的一些指标如 t 淋巴细胞和延迟超 敏反应、单核巨噬中性粒细胞、b 淋巴细胞、自然杀伤细胞、多形 核白细胞弹性蛋白酶、il-2、阴离子超氧化物的影响较小，而开 放性手术对这些免疫指标的影响较大。以上研究证明，腹腔镜手 术切口小、创伤小，减少了患者术后的应激反应，减轻了炎症反 应，在很大程度上促进了患者的恢复。 5co2 气腹对肾脏功能的影响 co2 气腹时腹腔内压力升高，压迫肾脏及肾血管，使肾皮质血流 量降低，肾静脉回流阻力增加，肾细小静脉压力升高，引起肾小 球滤过率下降；交感神经兴奋、肾素血管紧张素系统激活，导致 肾血流量进一步减少，肾小球滤过率下降。目前大多数学者认为 co2 气腹对肾功能不可避免存在影响，一定 co2 气腹压力可以造成 正常个体的的肾脏功能变化，诸如尿量减少、血肌苷升高、肾小 球滤过率下降、肾血流量减少及尿酶改变26。嵇武等27在对 兔动物实验研究中显示气腹后 scr 升高，气腹压力越高 scr 改变 的也越显著。dolgor28发现气腹过程中有 bun 升高。因此，腹 腔镜手术期间，可引起患者尿量减少，血尿素氮和肌酐增高。术 前无肾功能障碍的患者，腹腔镜气腹对肾功能影响可能不明显； 而术前存在肾功能不全的患者，其影响大小尚无法明确评价。降 低气腹压力和缩短手术时间可以减少对肾功能影响。 6co2 气腹对中枢神经系统的影响 co2 气腹对脑血流量和脑灌注压的影响尚无定论，有研究认为对 脑血流速度和脑内容积没有明显影响。部分学者认为，气腹对脑 的影响导致颅内压增高、眼内压升高，脑血流量降低，从而使脑 灌注受损。 kitajima 等29用红外激光光谱监测腹腔镜胆囊切除术患者脑 的有氧代谢，结果表明 co2 气腹时 petco2 和脑血流量增加，脑的 有氧代谢尚能保持稳定。石凌云等30用同时抽取桡动脉血和颈 内静脉血行血气分析的方法，观察后腹腔 co2 气腹前后脑氧饱和 度、脑氧含量、脑动-静脉氧含量差的变化，发现 co2 气腹对脑氧 含量及脑血流有明显影响，随着 paco2 增加，脑血流显著增加， 脑动-静脉氧含量差减少，表明在后腹腔 co2 充气期间脑组织可能 摄氧不足。 7co2 气腹对下肢深静脉血栓形成的影响 近年，随着手术复杂性的增加，手术时间的延长，co2 气腹对机 体血流动力学的影响日益明显.腹腔镜手术中的人工气腹可引起下 肢静脉压力明显升高，影响下肢血液回流，可能会诱发下肢深静 脉血栓（dvt）形成。在手术前后常规预防血栓形成的情况下，国 外报道腹腔镜胆囊切除术后有症状或体征的 dvt 发生率约为 0.3%0.68%31，而无症状的 dvt 的发生率则更高。腹腔镜胆囊 切除术中的 co2 气腹与头高脚低体位共同促进了术后 dvt 的发生 32。而妇科腹腔镜手术后 dvt 的发生率低得多，考虑可能与术 中患者头低足高体位相关。腹腔镜手术中还有促进 dvt 发生的其 他因素，如年龄大、肥胖、内科合并症等。 综上所述，腹腔镜手术作为一种微创手术，目前在某些领域已 是成熟的术式，co2 作为建立并维持腹腔手术操作空间的理想气体， 对机体各系统产生不同的影响。在临床手术中，要严格把握腹腔 镜手术适应证，尽量降低气腹压力，缩短手术时间，将 co2 对机 体的影响减至最小。 参考文献 1 leighton ta,liu sy,bongard fs,et parative cardiopulmonary effects of carbond dioxide versus helium pneumoperitoneumj.surgery,1993, 113(5):527. 2 salihoglu z,demiroluk s,cakmakkaya s,et al.influence of the patient positioning on respiratory mechanics uring pneumoperitoneumj.middle east j anesthesiol,2002,16(5):521. 3 demiroluk s,salihoglu z,bakanm,et al.effects of intraperitoneal and extraperitoneal carbon dioxide insufflation on blood gases during the perioperative periodj.j laparoendosc adv surg techa,2004,14(4): 219- 222. 4 st reich b,decailliot f,perney c,et al.increased carbon dioxide abso-ption during ret roperitoneal laparoscopyj.british journal of a nae- sthesia,2003,91(6):793. 5 joshipura vp,haribhakti sp,patel nr,et al.a prospective randomized,controlled study comparing low pressure versus high pressure pneumoperitoneum during laparoscopic cholecystectomyj.surg laparosc endosc percutan tech,2009,19(3):234-240. 6 schwenkw,bhm b,witt c,et al.pulmonary function following laparoscopic or conventional colorectal resection:a randomized controlled evaluationj.arch surg,1999,134(1):6-12. 7 hofer ck,zalunardo mp,klaghofer r,et a1.changes in intrathoracic blood volume associated with pneumoperitoneum and positioningj.acta anaesthesiol scand,2002,46(3):303. 8 joshi gp,hein ha,mascarenhas wl,et al.continuous transes pha-geal echo-doppler assessment of hemodynamic function during lapa-roscopic cholecystectomyj.clin anesth,2005,17(2):l17. 9 larsen jf,svendsen fm,pedersen v.randomized clinical trial of the effect of pneumo peritoneum on cardiac function and hae-modynamics during laparoscopic cholecystectomyj.br j surg,2004,91(7):848-854. 10 andersson l,lindberg g,bringman s,et a1.pneumoperitoneum ver-sus abdominal wall lift:efects on central haemodynamics and intr-athoracic pressure during laparoscopic cholecystectomyj.acta ana-esthesiol scand,2003,47(7):838. 11 gebhardt h，bautz a，ross m，et al.pathophysiological and clinical aspects of the co2 pneumopertoneumj. surg endosc,1997,11(8):864-867. 12 tan m,xu ff,peng js，et al.changes in the level of serum liver enzymes after laparoscopic surgeryj. world astroenterol,2003,9(2):364. 13 nickkholgh a,barro-bejarano m,liang r,et al.signs of reperfusion injury following co2 pneumoperitoneum: an in vivomicros-copy studyj.surg endosc,2008,22(1):122- 128. 14 谭敏，许峰峰，彭俊生，等.腹腔镜手术对肝功能变的影 响j.中华消化内镜杂志,2002,12：339-342. 15 gutt cn,schmandra tc.portal venous flow during co2 pneumoperitoneum in the ratj.surg endosc,1999,13:902- 905. 16 schilling mk,redalli c,krahenbuhi l,et al.splanchnic microcirculatory changes during co2 laparoscopyj. am coll surg,1997,184(4):378-382. 17 windsor ma,bonham mj,rumball m,et al.splanic mucosal ichemia:an unrecognized consequence of routine pneumoperitoneumj.surg laparosc endosc，1997,7(6):480- 482. 18 koivusalo a，kellokumpu i,ristkari s，et al.splanchnic and renal deterioration during and after laparoscopic cholecystomy:a comparison of the carbon dioxide pneumoperitoneum and the abdominal wall life methodj.anesth analg,1997,85:886-891. 19 matsumoto t,dolgor b.the effect of gases intraperitoneal space on cytokine response and bacterial translocation in a rat modelj.surg endosc，2001,15:80- 84. 20 张明远，赵锦程，刘明远，等.co2 气腹对大鼠肠道细菌易 位的影响j.中国老年医学杂志，2007，27：2081-2082. 21 evrard s,falkenrodt a,park a,et al.influence of co2 pneumoperitoneum on systemic and peritoneal cell- mediated immunityj.world j surg,1997,21(4): 353-357. 22 shimotakahara a,kuebler jf,vieten g,et al.carbon dioxide directly suppresses spontaneous migration, chemotaxis,and free radical production ofhuman neutrophilsj.surg endosc,2008,22(8):1813-1817. 23 王浩，徐丹枫，刘玉杉，等.co2 气腹对炎症环境下巨噬细 胞功能影响的实验研究j.腹腔镜外科杂志，2010，4：281-282. 24 张建萍，卢丹，王维.妇科腹腔镜术与剖腹手术对机体应 激反应的比较研究j.中国实用妇科与产科杂志， 2000，16（10）：615. 25 malik e,buchweitz o,muller-steinhardt m,et spective evaluation of the systemic immune response following abdominal,vaginal,and laparoscopically assisted vaginal hysterectomyj.surg endosc,2001, 15(5):463. 26 micali s,silver rj,kaufman hs.et al.