摘 要：目的 探讨极重度脊柱侧凸矫形术中唤醒质量的影响因素。方法 收集2013年1月至2018年4月拟行脊柱矫形术的先天性极重度脊柱侧凸的513例患者临床资料。其中男性196例，女性317例；年龄13～34岁，平均(28.5±4.1)岁。患者术前主弯Cobb角平均为(137.5±26.8)°。根据唤醒质量将患者分为优良组及差组，采用单因素分析和多因素logistic回归分析分析可能影响患者术中唤醒质量的18项临床因素。结果 单因素分析显示，第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second, FEV1)、第1秒用力呼气量占用力肺活量比值(ratio of forced expiratory volume in one second to forced vital capacity, FEV1/FVC)、唤醒前体温、唤醒前动脉二氧化碳分压(arterial CO2 partial pressure, PaCO2)、唤醒前血红蛋白(hemoglobin, Hb)与极重度脊柱侧凸矫形术中唤醒质量有关(P<0.05)。多因素logistic回归分析显示，唤醒前体温(OR=1.973,95%CI:1.817～4.129,P<0.05)、唤醒前PaCO2(OR=15.561,95%CI:6.278～33.368,P<0.05)、唤醒前Hb(OR=6.413,95%CI:3.460～14.653,P<0.05)是影响极重度脊柱侧凸矫形术中唤醒质量的独立危险因素。结论 极重度脊柱侧凸矫形术中唤醒质量与唤醒前体温、唤醒前PaCO2、唤醒前Hb有关，做好围术期管理是提高术中唤醒质量的关键。
关键词：极重度脊柱侧凸 术中唤醒 危险因素
Risk Factors Influencing Quality of Intraoperative Wake-up Test for Extremely Severe Scoliosis Surgery
Li Qiang Zeng Fei Chen Tao Lei Xue Liang Mengqiu Liang Yijian Zheng Chuandong
Department of Anesthesiology, the Third People's Hospital of Chengdu, Southwest Jiaotong University; Center of Cardiac Surgery, Sichuan Academy of Medical sciences & Sichuan Provincial People's Hospital; Department of Orthopedics, the Third People's Hospital of Chengdu, Southwest Jiao Tong University;
Abstract：Objective To investigate the risk factors influencing the quality of intraoperative wake-up test undergoing scoliosis surgery.Methods The clinical data of 513 patients with extremely severe scoliosis between January 2013 and April 2018 were reviewed.Among them, 196 were male and 317 were female; age ranged from 13 to 34 years, with a mean of(28.5±4.1) years.The mean preoperative main curve Cobb angle of the patients was(137.5±26.8)°.A total of 18 potential factors associated with poor quality of intraoperative wake-up test were evaluated by univariate analysis and multivariate logistic regression analysis.Results The univariate analysis showed that forced expiratory volume in one second(FEV1),ratio of forced expiratory volume in one second to forced vital capacity(FEV1/FVC),body temperature, arterial CO2 partial pressure(PaCO2),hemoglobin(Hb) were significantly influenced the quality of intraoperative wake-up test(P<0.05).Multivariate logistic regression analysis showed that body temperature(OR=1.973,95%CI:1.817～4.129,P<0.05),PCO2(OR=15.561,95%CI:6.278～33.368,P<0.05),Hb(OR=6.413,95%CI:3.460～14.653,P<0.05) were independent risk factors for the quality of intraoperative wake-up test undergoing scoliosis surgery.Conclusion Body temperature, PaCO2,Hb are independent risk factors for the quality of intraoperative wake-up test undergoing scoliosis surgery.
Keyword：extremely severe scoliosis; intraoperative wake-up test; risk factor;
目前，极重度脊柱侧凸患者的自然病程结局依然是心肺功能衰竭导致的死亡[1]。挽救极重度脊柱侧凸患者生命的唯一方法就是手术治疗，以期缓解由于脊柱畸形所导致的心肺功能持续恶化。这类患者的脊柱矫形术风险极大，而术中唤醒则是脊柱侧凸矫形术中判断脊髓功能的良好手段。唤醒过程中患者因疼痛、气管导管刺激，可导致躁动、呛咳等并发症发生[2]。因此，唤醒过程中如何避免这些并发症，让患者快速配合完成指令成为术中唤醒试验的关键。目前，可能影响脊柱侧凸矫形术中唤醒质量的因素众多，但这些因素与术中唤醒质量的关系仍不清楚。本研究通过回顾性分析成都市第三人民医院极重度脊柱侧凸患者的临床资料，探讨影响术中唤醒质量的危险因素，为临床提供参考。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集2013年1月至2018年4月成都市第三人民医院骨科收治并行脊柱矫形术的先天性极重度脊柱侧凸患者的临床资料，包括术前一般情况、术中麻醉管理及术中唤醒情况。纳入标准：(1)先天性脊柱侧凸患者；(2)Cobb角≥110°。排除标准：(1)术前患有认知功能障碍者；(2)术前严重沟通交流障碍者；(3)术前肝功能异常者；(4)术前合并神经功能障碍者。
共有513例接受脊柱矫形术的患者符合纳入标准，其中男196例，女317例；年龄13～34岁，平均(28.5±4.1)岁。患者术前主弯Cobb角平均为(137.5±26.8)°。
1.2 麻醉方法
所有患者入室后常规监测心率(heart rate, HR)、无创血压(non-invasive blood pressure, NIBP)、血氧饱和度(oxygen saturation, SpO2)及体温，建立静脉通路，面罩吸入2 L/min氧气。入室后静脉给予盐酸戊乙奎醚0.01 mg/kg、甲泼尼龙40 mg、羟考酮0.1 mg/kg, 同时静脉泵注右美托咪定负荷剂量0.5～1 μg/kg(10 min),维持剂量0.1～0.2 μg·kg-1·h-1。待动、静脉穿刺完成后，行口咽部及环甲膜穿刺以1%丁卡因表面麻醉后，经纤支镜引导下行气管插管机械通气，潮气量(tidal volume, TV)6～8 mL/kg, 呼吸末正压(positive end-expiratory pressure, PEEP)4～6 cm H2O,呼吸频率(respiratory rate, RR)18～22次/min、新鲜气流量2 L/min、吸入氧浓度(fraction of inspiration O2,FiO2)50%,维持呼吸末二氧化碳(fractional con-centration of end-tidal carbon dioxide, PETCO2)35～45 mm Hg, 同时静脉给予咪达唑仑0.1 mg/kg、依托咪脂0.3 mg/kg、舒芬太尼1 μg/kg、顺式阿曲库铵0.2 mg/kg。麻醉维持：血浆靶控输注丙泊酚2～3 μg/mL、瑞芬太尼2～3 ng/mL及维持剂量右美托咪定，维持脑电双频指数(bispectralindex, BIS)50～60。根据脉搏指数心输出量(pulse index continuous cardiac output, PICCO)监测，每搏变异度(stroke volume variation, SVV)>12时进行补液治疗，补液种类按晶胶比2︰1进行，胶体液总量不超过33 mL/kg。外周阻力指数(system vascular resistance index, SVRI)<1 700 dyn·s·cm-5m2给予血管收缩药物，当SVRI>2 400 dyn·s·cm-5m2给予血管扩张药物。采用保温毯对患者进行加温，维持膀胱温36.0℃～37.0℃。同时监测患者体感诱发电位(somatosensory evoked potential, SEP)及运动诱发电位(motor evoked potential, MEP)。术中采用回收式自体输血治疗。
1.3 术中唤醒方法
当手术主要步骤结束后开始唤醒，此时停止输注丙泊酚及瑞芬太尼，仅静脉输注右美托咪定。待BIS高于75后开始呼唤患者名字，并向患者发出睁眼及活动双下肢的指令，直至唤醒成功。根据患者术中唤醒情况将患者分为两组，即唤醒质量优良组和唤醒质量差组。术中唤醒质量评价：根据患者术中唤醒质量分级[3],Ⅰ～Ⅱ级为质量优良，Ⅲ～Ⅳ级为质量差。术中唤醒具体分级，Ⅰ级：患者听到呼唤苏醒，安静并按指令活动四肢；Ⅱ级：患者突然清醒，不自主活动四肢，不危及内固定和气管导管，可按指令活动四肢；Ⅲ级：患者突然清醒，躯干剧烈运动，需按压才能不危及内固定和气管导管；Ⅳ级：在排除脊髓功能受损情况下，60 min内患者对呼唤无反应。
1.4 统计分析
采用spss 22.0软件进行统计学分析。正态分布计量资料以(x¯±s)表示，计数资料以例表示。对可能与极重度脊柱侧凸矫形术中唤醒质量有关的因素进行单因素和logistic多因素回归分析。先采用χ2检验进行单因素筛选，对于P<0.05的因素进一步用非条件logistic回归分析进行检验，P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
根据唤醒质量，对从麻醉诱导开始到术中唤醒开始时右美托咪定的用量进行比较，唤醒质量优良患者右美托咪定用量为(124.3±21.6)μg, 唤醒质量差患者右美托咪定用量为(119.8±17.1)μg。两组患者右美托咪定用量差异无统计学意义，其他数据比较见表1。
对可能影响极重度脊柱侧凸矫形术术中唤醒质量的相关因素进行单因素分析，包括年龄、性别、身体质量指数(body mass index, BMI)、肺功能、唤醒前血气分析、体温、Hb、手术与麻醉时间、患者术中出血与补液量及侧凸病因与椎管内畸形。结果显示，第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second, FEV1)、第1秒用力呼气量占用力肺活量比值(ratio of forced expiratory volume in one second to forced vital capacity, FEV1/FVC)、唤醒前体温、唤醒前动脉二氧化碳分压(arterial CO2 partial pressure, PaCO2)、唤醒前血红蛋白(hemoglobin, Hb)五个因素与术中唤醒质量有关(P<0.05,见表2)。
将单因素分析有统计学意义的5项相关因素进行非条件logistic多因素回归分析，结果显示，唤醒前体温、唤醒前PaCO2、唤醒前Hb是影响术中唤醒质量的独立危险因素(P<0.05,见表3)。
典型病例为一28岁男性患者，因“发现脊柱侧弯后凸畸形20余年”入院，完善相关检查后诊断为：极重度脊柱畸形，侧弯约170°,后凸约150°;胸廓畸形，肺功能中度受损。术前身高137 cm, 臂长163 cm, 体重40 kg。入院后行头盆环牵引术，并持续调整外固定牵引高度，定期复查X线片观察脊柱弯度变化，同时加强心肺功能和体能锻炼，加强补钙，预防骨质疏松。经历了“脊柱后路松解+凹侧胸廓成形”手术和“脊柱截骨矫形+凸侧胸廓成形”手术，取得了良好的治疗效果：术后侧弯剩余约25°,后凸恢复至生理范围；身高由术前137 cm增高至160 cm, 增加23 cm; 体重由术前40 kg增加至53 kg; 术后双肩等高，心肺功能明显改善，基本恢复常人外观。手术前后影像学资料见图1～6。
3 讨 论
脊柱侧凸是一种脊柱在冠状位、矢状位和轴位上的序列异常的三维畸形。目前，根据国际脊柱侧凸研究学会(scoliosis research society, SRS)规定，应用Cobb法测量站立位脊柱正位X线片上脊柱弯曲的程度，Cobb角大于10°就可诊断为脊柱侧凸，Cobb角在110°以上即为极重度脊柱侧凸[4]。
根据一项包括北京、天津、广州等城市的流行病学调查显示，我国的脊柱侧凸发病率为1.5%～2%[5-6],而目前极重度脊柱侧凸的发病率还没有明确的统计资料。脊柱侧凸矫形术是治疗极重度脊柱侧凸的一种方法，其目的是“三平一正一改善”即“肩平、背平、髋平(双下肢等长)、血气正常、肺功能明显改善”,从而达到改善肺功能，恢复脊柱外观的要求[7]。但该类手术难度极大，不仅仅要求矫正脊柱冠状位、矢状位的畸形，还要求矫正脊柱三维畸形[7]。目前，脊髓功能状态的监测技术层出不穷，特别是SEP和MEP监测在脊柱矫形中运用以来，脊髓功能监测几乎做到了实时化[8]。但受制于手术室电磁环境、麻醉因素、患者血压及血二氧化碳水平等多种因素的影响，SEP及MEP经常出现假阳性或假阴性结果[9]。根据Schwartz的研究表明[10],SEP监测的敏感性为43%,特异性为100%;MEP的敏感性为62.5%,特异性为97%。SEP主要反映了脊髓后索内侧丘系传导束的完整性并具有良好的可信度，但却不能反映皮质脊髓束的传导功能，仅间接反映了运动传导的完整性，对运动功能的监测可能出现假阴性结果。同时，SEP监测需要叠加一定时间，可能延迟5min或更久才能监测到急性神经损伤的发生，影响对损伤神经操作的及时判断。另外，MEP最大的不良反应是高强度电刺激经头皮输入，使患者不自主的上下颌剧烈咬合，造成舌或口唇的咬伤，甚至下颌骨骨折。MEP的禁忌证包括颅骨缺损、心脏起搏器、癫痫以及任何植入体内的电装置。因为对于心脏起搏器、人工耳蜗或其他植入体内的电装置，在高强度电刺激时可能造成电装置功能永久受损。同时，MEP还可以诱发癫痫。所以脊柱矫形术术中唤醒仍然是判断矫形后脊髓功能状态的金标准[3]。而术中唤醒的质量，直接影响术者对脊髓功能状态的判断。
在临床实践中我们发现，术中唤醒的成功实施有赖于术前良好的沟通与解释，以消除患者紧张情绪，避免术中唤醒时，患者突然醒来对患者生理和心理上造成损害。同时，唤醒期间完善的镇痛措施可以消除手术刺激所导致的唤醒躁动。
logistic多因素回归分析中，OR值是指比值比，在本研究中OR值是指术中唤醒质量优良与差的概率，是通过术中唤醒质量优良的概率除以质量差的概率得到的，可以用OR值预测影响因素的效应。本研究结果表明，唤醒前体温<35.5℃的患者术中唤醒质量差的风险是唤醒前体温≥35.5℃患者的1.973倍，唤醒前PaCO2≥60 mm Hg的患者术中唤醒质量差的风险是唤醒前PaCO2<60 mm Hg患者的15.561倍，唤醒前Hb<70 g/L的患者术中唤醒质量差的风险是唤醒前Hb 70～100 g/L患者的6.413倍。
本研究结果表明，唤醒前患者体温是影响术中唤醒质量的独立危险因素。众所周知，低体温对麻醉药物的代谢影响巨大，主要是降低药物清除率、增加血药浓度从而延长麻醉药物的作用时间[11]。目前常用的麻醉药物主要依靠细胞色素P450(cytochromeP450,CYP450)3A及其他同工酶进行代谢。而低温直接减慢了酶分子的无规则运动，从而导致了酶分子与药物结合率的降低。直观表现为酶活性降低，反应减慢[12]。国外一项研究得出，当人体体温低于36.5℃时，体温每降低1℃,CYP450 3A对咪达唑仑的代谢清除率就下降11%[9]。此外，低体温导致的寒颤严重影响患者的术中唤醒质量。一方面，低体温导致的寒颤反应表现为患者唤醒过程中全身肌肉的不自主运动，而这种肌肉的不自主运动，可能会导致脊柱截骨后骨折断端的错位，直接引发脊髓受损[13-14]。另一方面，寒颤导致患者心率增快、血管收缩、二氧化碳产量增加。国外一项研究发现，寒颤引发的体内二氧化碳产量的增加为正常的2～3倍[15]。而血中二氧化碳的蓄积可直接影响术中唤醒质量。
本研究结果表明，唤醒前血气分析中二氧化碳分压也是影响术中唤醒质量的独立危险因素。唤醒前的血气分析结果表明，有128例唤醒前动脉血二氧化碳≥60 mm Hg, 究其原因，还是由于患者极重度脊柱畸形导致的肺发育受限，肺换气功能障碍，从而导致血中二氧化碳排除困难。血中二氧化碳能使脑脊液中的氢离子浓度增加，影响脑细胞代谢，降低脑细胞的兴奋性，抑制皮质活动[16]。轻度的二氧化碳增加，对皮质下层刺激加强，间接引起皮质的过度兴奋，引发唤醒时躁动。而随着血中二氧化碳浓度的继续升高，大脑皮质下层受抑制，导致中枢神经处于二氧化碳麻醉状态，最终导致术中唤醒的失败。
我们的研究发现，唤醒前的低氧血症并不是影响术中唤醒质量的独立危险因素，但却严重影响了麻醉安全。我们临床实践中，约15%的患者入院时即存在Ⅰ型或Ⅱ型呼吸衰竭，这类患者入院前即依靠无创呼吸机维持基本氧合，长期的低氧或二氧化碳潴留，使患者的肺已经出现器质性病变，同时由于长期压迫导致肺发育受限。所以术中通过手术主要步骤后，虽然使胸腔容积得以增加、肺压迫得以解除，但在吸入纯氧或者50%左右的氧气时，依然出现氧分压小于50 mm Hg的情况。
另外，唤醒前血红蛋白含量也直接影响着术中唤醒质量。究其原因，主要是由于贫血导致的低血容量，低血压和低灌注能够引起术中脑灌注不足的发生[17]。加之贫血患者麻醉药物代谢能力减弱，唤醒期间麻醉药物残留引起脑摄氧率下降，加之手术应激状态下激素分泌的改变，炎性介质的释放都可以影响脑血流循环和脑细胞功能引起脑缺氧，从而导致术中唤醒失败。
虽然在本研究中发现，右美托咪定的使用剂量与术中唤醒质量无关，但很多国内外研究均表明，右美托咪定能够大幅提高术中唤醒质量，降低唤醒躁动的发生率，同时能够避免唤醒时患者的血流动力学波动[18-19]。我们在临床实践中发现，使用右美托咪定后，患者术中唤醒躁动率明显下降，而唤醒时间几乎没有变化。
综上所述，适宜的麻醉方法和唤醒期的麻醉管理是提高麻醉效果，减少或预防唤醒并发症的先决条件。唤醒麻醉的术中管理还需要不断改进，以保证脊柱矫形术的术中安全。
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