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腹腔镜手术对机体影响的研究进展

2009-02-11 22:07 来源: 原创 作者: 朱京国 浏览量: 2823

腹腔镜手术因其创伤小、术后恢复快等优点,已逐渐被广大临床医生和患者所接受。随着腹腔镜手术技术的不断提高和腹腔镜手术器械的不断改进,腹腔镜手术的应用也得到了突飞猛进的发展。近年来,有关腹腔镜手术对机体的循环、呼吸、肝肾功能等多方面影响的基础研究,已取得了丰硕的成果,为拓宽腹腔镜手术适应症,预防和减少手术并发症等提供了必要的依据,进一步推动了腹腔镜技术的发展。现就腹腔镜手术对机体的影响阐述如下。

对循环系统的影响  

腹腔镜手术对循环系统的影响主要为血流动力学变化,产生原因主要是CO2气腹所引起腹内压(IAP)的增高和CO2吸收溶解于体液导致的高碳酸血症,其程度与气腹的持续时间和IAP增高的程度有关[1]。IAP<0.67kPa时生理学变化很小,IAP>2.00kPa时则产生严重的反应。Safran等[2]研究发现,大量向腹腔内充人CO2气体,尤其是快速大流量充气时,导致IAP增高,初期使静脉回流量短暂增加,系因腹腔大血管容易受压所致。随后腹部和下肢静脉的血流由于IAP的增高而回流减慢,此时测定静脉压力增高,流速减慢,IAP的增高正向传导至心包膜,引起心脏充盈压升高,平均动脉压(MAP)升高。气腹直接压迫腹腔动脉系统,使血供及静脉回流减少,心脏后负荷增加影响到心脏指数,体循环阻力明显增加,心肌耗氧量增加。有别于压力因素,CO2气体经腹膜吸收产生与高碳酸血症有关的血流动力学变化。高碳酸血症和酸中毒可引起交感神经兴奋性增加,血管紧张素及儿茶酚胺等生物活性物质分泌亦增加。高碳酸血症对心血管系统的直接效应为心肌抑制和小动脉扩张,而儿茶酚胺的直接效应为心肌的收缩,二者共同作用的结果是使平均动脉压、中心静脉压、心搏量和左室每搏输出量增加,而周围血管阻力下降。  

腹腔镜手术引起的循环系统变化,可使心脏功能受到一定程度的影响,对于心功能正常的患者,CO2气腹后当IAP<2.00kPa时,机体可以代偿,此时通常是相对安全的,而对于那些有心脏功能不全的患者,其心脏功能指数明显下降,影响十分明显[3]。因此,对于心脏功能不全的患者,腹腔镜手术使用CO2气腹则应特别慎重,亦可考虑使用非气腹方法,必要时应放弃腹腔镜,改为开腹手术。  

对呼吸系统的影响  

腹腔镜手术对呼吸系统的影响主要是IAP升高使膈肌上升,运动受限,使胸腔内压力增高,限制了肺的扩张性,肺的顺应性下降,导致潮气量和功能残气量减少,气道峰压和气道的平台压均增高,肺泡的死腔增大,CO2分压(PaCO2)增高,从而导致通气与血流比例失调。Salihoglu等[4]观察了不同体位(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,但与体位无关,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<0.05),且随着气腹时间延长,变化越来越明显。说明了头高位时对呼吸功能的影响比较小。Leighton等[5]报道膈肌每上抬lcm,肺的通气量就减少300mL,不同体位和不同手术时间以及CO2气腹充气速度的快慢都对呼吸功能产生不同的影响。Joshi等[6]研究发现气腹及体位的不同可导致MAP和外周阻力升高,而心脏指数(CI)、射血分数、心率、血流峰值等保持较稳定的状态。总之,腹腔镜手术对呼吸功能有一定程度的影响,且与体位、手术时间及气腹充气速度的快慢等因素有关。对于肺功能正常的患者,通常可以代偿,而对于原有肺功能障碍的患者,术中增加给氧浓度和通气量的措施应尽早实施,应密切监护,必要时可采取降低IAP、尽量避免头低位、暂时放气以及相应药物治疗等措施。  

对肝肾功能的影响  

Tan等[7]对腹腔镜胆囊切除术(LC)286例和开腹胆囊切除术(OC)40例以及腹腔镜结直肠癌切除术(LCR)18例和开腹结直肠癌切除术(OCR)23例患者的血清肝脏转氨酶(ALT和AST)进行检测,结果在腹腔镜组术后48h内的ALT和AST均显著升高,而开腹组则无明显升高,两组之间有统计学意义;除LCR组以外,术后1周肝酶均恢复到正常水平,LCR组仍然保持较高水平。其病理产生机制主要是IAP增高压迫内脏血管,使胃肠血管、肝血管和门静脉阻力增加,从而导致内脏动脉反射性收缩,以防止内脏毛细血管床压力升高而使体液外渗,进一步减少内脏血流。其次IAP增高和腹膜张力增大可直接刺激垂体加压素的释放,使腹腔内血管收缩,如肠系膜上血管收缩使门静脉血流减少,还有CO2气腹引起的高碳酸血症亦可增高门静脉压力以及肠系膜血管的收缩性,而使肝血流减少。  

肝功能的损害是由于肝脏缺血缺氧,使肝细胞内ATP合成下降,引起各种离子出入细胞内外,导致细胞生物膜、细胞骨骼及线粒体功能障碍造成肝细胞损害。另外,手术结束时突然解除气腹,血流再通,内脏血流再灌注,出现一过性充血,在修复缺血缺氧的同时,亦会产生缺血—再灌注损伤,不可避免地引起活性氧增多,使磷脂、蛋白质、核酸等过度氧化损害,进一步造成肝细胞损伤,甚至坏死。肝供血受CO2气腹影响程度的不同、损伤的耐受和修复功能的不同,使肝功能受到不同程度的影响,肝功能损害的恢复时间也不同。因此有效地减少腹腔镜手术对肝功能影响的关键在于尽可能地降低气腹压力和缩短手术时间。对于肝功能异常的患者应慎用腹腔镜。但近期也有学者得出了与之相反的结果,认为LS中气腹在1.60 kPa范围内会增加健康成年人肝脏的血供[8]。另外,Glerup等[9] 研究发现与OS相比,LS几乎消除了术后肝脏分解代谢反应。  

气腹条件下对肾脏功能的影响主要表现在对尿量(UO)、肌酐清除率(Ccr)、肾小球滤过率(GRF)、及血肌酐(Scr)、BUN的影响。气腹的直接后果是引起IAP升高,可导致肾脏尿排出量减少。这已在动物实验和临床中得以证实,而且气腹压越高,UO下降就越明显,解除气腹压很快恢复。Sjostrand等[10]实验发现LS开始后4h患者的UO就开始下降并减少9%。GRF反映了肾小球滤过和肾皮质血液灌注情况,气腹状态下GRF下降,降低幅度与IAP有关。Lindstr6m等[11]研究表明当IAP>1.33kPa时,GRF就下降到原有的70%,随着IAP的进一步上升,机体平均动脉压(MAP)随之下降,这给肾脏带来了负面影响,尿Na+也下降很明显(88%-97%)。Hamilton等[12]研究结果显示2.00kPa气腹下,狗的GFR在手术开始后1h下降了49%,4h后缓慢回升至对照组的74%。气腹过程中Scr水平上升,气腹后2h逐渐恢复。也有研究对比LS术中气腹前后Scr和BUN浓度,没有发现显著变化。  

肾功能变化的原因主要是肾血流量的减少和再灌注的损伤对肾脏的影响。大量基础和临床研究均肯定了IAP对血流量的负面影响效应。通过观察股动脉和肾静脉血流量时发现,前者在气腹2-4h后下降,与心输出量变化相似,且IAP≥2.00kPa和IAP<200kPa两组间无显著差异;肾静脉血流量则下降幅度更大,IAP≥2.00kPa较IAP<2.00kPa组降低更显著。而对于肾脏功能的影响研究中,Hazebroek等[13]对比了不同气腹(CO2和He)及无气腹LS下肾移植手术对肾脏功能的远期影响。通过比较术后1年肾脏功能的情况,发现Scr、蛋白尿、GRF及组织学均无明显变化,从而证明无论用什么样气腹(或无气腹)对LS下肾移植手术后肾功能及组织学均无影响。此外,CO2气腹可刺激抗利尿激素释放,增高肾素的活性及血中浓度,通过肾素—血管紧张素—醛固酮系统的调节引起尿量减少。手术中应严密观察尿量,持续少尿时,可应用β受体阻滞剂艾莫洛尔等药物降低肾血管阻力,增加肾的灌注,保护肾功能,必要时临时放气解除气腹,直至尿量恢复正常。大多数学者认为,气腹造成的肾功能的变化是确实存在的,但损伤是暂时的,可逆性的,对于肾脏功能正常的患者一般不会引起急性肾功能衰竭或远期不良后果,对于肾功能不全的患者应引起重视。  

   

对机体应激反应的影响  

LS虽然切口微小,其创伤仍会刺激机体的应激反应系统,创伤处疼痛信号通过脊髓外侧丘脑束传导至大脑皮质,到达下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,启动该系统,促进相关激素,如:促肾上腺皮质激素(ACTH)、皮质醇、儿茶酚胺等的释放。这些激素作为创伤和术后的应激激素在OS和LS后均有升高,以OS更为显著。Haque等[14]在对比腹腔镜胆囊切除(LC)和开腹胆囊切除术(OC)后证实上述观点。Schauer等[15]对LS和OS术后内分泌反应进行了前瞻性的研究,以11例OS和12例LS对比研究,从切皮前至术后9h,去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺、儿茶酚胺、皮质醇和血糖浓度的改变。结果两组切皮后短时间内儿茶酚胺、皮质醇和血糖的浓度均有升高,但LS组4-5h后恢复到术前水平,OS组则在术后9h仍高于术前水平。说明LS的手术创伤和神经内分泌反应明显轻于OS。  

Lattermann等[16]对比腹腔镜辅助下经阴道子宫切除术(LAVH)和传统的开腹子宫切除术(AH)对皮质醇的影响,发现AH组血浆中皮质醇的浓度术中和术后均显著高于LAVH组。Marana等[17]对比LS卵巢囊肿切除术和OS卵巢囊肿切除术,发现LS术后肾上腺素、去甲肾上腺素、ACTH、生长激素(GH)、催乳素(PRL)、皮质醇等均明显低于OS组。另外还有少数学者认为,LS和OS后血浆皮质醇浓度均升高,两组无明显差异,认为LS和OS对神经内分泌的刺激是一致的,不依赖于切口的大小和手术方式。  

机体在受到外界刺激时会启动机体的保护机制,对于能量的代谢进行重新调节。甲状腺激素作为机体代谢重要的调节激素在创伤和手术后反应迅速。外科术后出现的血清中三碘甲状腺原氨酸(T3)水平的下降已屡见不鲜,而对于LS中CO2气腹对围手术期甲状腺功能影响的研究甚少,且无一致看法,多数学者认为无特殊临床意义。  

总结近年的有关报道,认为腹腔镜手术对于机体的影响明显小于开腹手术,这充分显示了LS作为一种微创技术的突出优势。但是随着该技术的日益成熟及研究的逐步深入,发现其还存在许多不足之处,特别是CO2气腹对于肝肾功能及呼吸循环系统有不同程度的影响,虽然这些影响多是暂时的、可逆的,往往不造成器质性的损伤,但对于有肝、肾、肺等原发疾病和内分泌疾病者可能带来一定的手术风险,应引起足够的重视。对于腹腔镜方面的报道在其基础研究很多方面尚存在分歧,需要进一步探讨,这对于丰富LS的相关理论基础,准确把握LS适应症,减少并发症,促进该微创技术的临床应用具有十分重要的意义。  

参 考 文 献  

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2 Safran DB,Orlando R Ⅲ.Physiologic effects of pneumoperitoneum.Am J Surg,1994,167(2):281  

3 Irwin MG,Ng JK.Transoesophageal acoustic quantification for cardiac function during laparoscopicsurgery.Anesthesia, 2001,56(7):632  

4 Salihoglu Z, Demiroluk S, Cekmakkaya S,et al.Influence of the patient positioning on respiratory mechanics during pneumoperitoneum.Middle East J Anesthesiol,2002,16(5):521  

5 Leighton TA,Liu SY,Bongard FS,et a1.Comparative cardiopulmonary effects of carbon dioxide versus helium pneumoperitoneum.Surgery,1993,113(5):527  

6 Joshi GP, Hein HA, Mascarenhas Wl , et al. Continuous transesophageal echo-Doppler assessment of hemodynamic function during 1aparoscopic cholecystectomy.J Clin Anesth, 2005,17(2):117-121  

7 Tan M,Xu FF,Peng JS, et al.Changes in the level of serum liver enzymes after laparoscopic surgery.World J Gastroenterol,2003,9(2):364  

8 Meierhenrich R,Gauss A,Vandenesch P,et al. The effete of intraabdominally insufflated carbon dioxide on hepatic blood flow during laparoscopic surgery assessed by transeophageal echocardiography.Anaesthesia Res Soci, 2005,100(1):340-347  

9 Glemp H,Heindofff H,Flyvbjery A, et a1.Elective laparoscopic cholecystectomy nearly abolished the postoperative hepatic catabolic stress response.Ann Surg,1995,221(3):214-221  

10 Sjostrand F,Hahn RG.Volume kinetics of glucose 2.5% solution during laparoscopic cholecystectomy.Br J Anaesth, 2004, 92(4):485-492  

11 Lindstrom P,Wadstrom J,Ollemtam A, et al.Effects of increased intra-abdominal pressure and volume expansion on renal function in the rat.Nrphrol Dial Transplant, 2003,18(11):2269-2277  

12 Hamihon BD, Chow GK, Inman SR,et a1.Increased Intra-abdominal pressure during pneumoperitoneum stimulates endothelim release in a canine model.J Endourol,1998,12(2):193—197  

13 Hazebroek EJ,Brain R,Bouvy N,et al.Long term impact pneumoperitoneum used for laparoscopic donor nephrectomy and recipient rats.Ann Surg,2003, 237(3):35]-357  

14 Haque Z,Rahaman IL, Siddique A,et al.Metabolic and stress responses of the body to trauma:produced by the laparoscopic and open cholecystectomy.Mymensingh Med J,2004,13(1):48-52  

15 Schauer PR,Sirinek KR.The Laparoscopic approach reduces the endoerine response to elective choleeystectomy.Am Surg,1995,61(2):106-111  

16 Lattermann R,Schrieker T,Wachter U,et a1.laparoscopic assisted vaginal hysterectomy and the hyperglycemic response to surgery:an observational study.Can J Anaesth,2001,48(9):871-875  

17 Marana E,Scambia C,Maussier MI, et al. Neuroendecrine stress response in patients undering benign Ovarian cyst surgery by laparoscopy, minilaparotomy,and laparotomy.J Am Assoc Gynecol Laparosc,2003,10(2):159-165


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