青少年脊柱侧弯后路矫形术术中液体管理研究进展

脊柱侧弯被定义为脊柱冠状面Cobb角≥10°的三维结构旋转畸形 。全球2%~4%的青少年罹患脊柱侧弯，其中进展严重的脊柱侧弯（Cobb角≥45°）需接受脊柱侧弯矫形术 。手术过程包括截骨、植骨等复杂操作，手术时间长、创伤大及大面积软组织长时间暴露，致失血、失液量大，加上处于发育阶段的青少年血容量有限，且多合并心肺功能不全，围手术期发生严重低血压、贫血、感染、恶心呕吐等风险增加 。术中失血、失液由各种晶体液、胶体液和血液制品补充，若术中液体超负荷则可能造成围手术期急性肺水肿、急性心衰和胃肠道水肿等；而液体补充不足则会引起急性肾损伤、脊髓低灌注等并发症。因此，优化术中液体管理、维持围手术期血流动力学稳定、保证组织灌注和氧供良好，对保护重要器官功能，减少围手术期并发症至关重要。本文围绕青少年脊柱侧弯的特殊病理生理、脊柱矫形的特殊手术方式、术中输液及输血策略等对近年来青少年脊柱侧弯后路矫形术术中液体管理研究进展进行总结，旨在为此类手术术中液体管理优化提供新思路，并为今后研究提供理论支撑。

青少年脊柱侧弯的常见类型有特发性、神经肌肉性和先天性，其中约85%为特发性脊柱侧弯 。脊柱胸部（上背部）严重侧弯导致胸壁畸形，使肺部陷入异常的限制性形状，甚至可以改变支气管的位置，致无法达到最大肺容量，引起肺不张，从而导致肺部发育不良，肺功能受损。同时，由于脊柱和心脏在生长分化时处在同一胚层，因此青少年脊柱侧弯多伴有先天性心脏病 。严重胸椎侧弯伴发先天性心脏病的青少年，身体姿势不平衡，肺通气不足，进入血液的氧气减少，同时肺部的限制性形状和其他内部器官移位挤压心脏，更加重心脏负担。

脊柱侧弯后路矫形术分暴露、置钉、松解、矫正、去皮质和植骨及闭合6个阶段。Chiu等 研究发现，术中最高失血量在去皮质阶段［（17.1±18.3） ml/min］，其次是松解阶段［（12.0±10.8） ml/min］，而最高总失血量在螺钉置入阶段［（301.0±196.7） ml］，其次是矫正阶段［（226.8±171.2） ml］，以上阶段患者血液动力学状态可能发生快速变化，需提高警惕。术中失血量也因脊柱侧弯的分型而有所不同，特发性脊柱侧弯患者术中失血量占血容量的16%~44%，而神经肌肉性脊柱侧弯术中失血量要占血容量的50%~75%，可能原因包括更多椎体节段的融合、患者年龄更小、体重更轻、手术时间更长、凝血因子消耗过多或稀释、术前贫血等。患者术中俯卧位机械通气除了引起生理学改变，包括心指数（cardiac index, CI）降低、下腔静脉受阻、功能残气量增加、肺血流和肺通气再分配等，还对传统容量指标监测造成干扰，如CVP、MAP等，进而影响对血管内容量状态的准确评估。

2.1　容量监测——容量反应性评估

根据Frank‑Starling曲线，只有当心室前负荷处于心功能曲线上升支时，增加前负荷才能显著提高心排血量（cardiac output, CO），而容量反应性评估目的是指导液体治疗来保证组织灌注。青少年后入路脊柱侧弯矫形术中失血、失液量多，血流动力学易发生快速变化，青少年患者血容量有限且多存在心肺发育异常，要求指导液体治疗的指标及时、准确。

2.1.1　静态指标

传统静态指标通过测量血管内压力间接反映心脏前负荷，而此类手术中常无法准确预测容量状态。有创动脉血压虽能直观、动态地反映患者每一个心动周期的血压变化，并可随时进行动脉血气分析，结合心率、pH、Hct、乳酸、碱剩余等指标粗略评估术中患者容量状态，但只有急性失血量超过循环总量20%时，血压才会明显下降。有创动脉血压易受手术刺激、体位变化、胸腔压力、心室顺应性及机械通气等众多因素影响，难以有效指导术中液体管理。CVP受俯卧位机械通气及手术操作的影响，随胸内压的增加而增加，又可因体位不当腹部受压影响静脉血回流而降低 ，尤其在置钉阶段，因此CVP不能准确反映血容量，更不能准确预测容量反应性。MAP是脊柱矫形术中重要的监测指标，器官的血液灌流量（如脑、脊髓及肾灌注等）与其高低密切相关。国内一项基于30例青少年脊柱侧弯后路矫形术的研究指出 ，将MAP维持在（60±5） mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）时术中失血量较少，并且不影响脊髓、肾等重要器官功能，该结果对临床实际工作有一定参考价值。

2.1.2　动态指标

动态指标是利用密闭胸腔机械通气时胸腔内压力周期性改变引起心脏射血量周期性变化，且变化百分率随患者容量不足而加大的原理，在一定呼吸周期内反映CO指标的动态变化率，从而反映患者的容量状态，预测液体治疗的反应性。目前借助有创动脉脉搏波形分析技术的动态指标较为常用，包括每搏量变异度（stroke volume variation, SVV）、脉搏压变异度（pulse pressure variation, PPV）以及脉搏灌注变异指数（pleth variability index, PVI）等。

Biais等 首次提出PPV和SVV可用于成年患者脊柱侧弯矫形手术术中预测对液体治疗的反应性。研究设定静脉补充500 ml 6%羟乙基淀粉溶液（持续>10 min）后，若ΔCO≥15%，则表示有容量反应性，发现补液后PPV和SVV显著降低，其中PPV的截断值为15%［敏感度100%、特异性80%、曲线下面积（area under curve, AUC）0.959］，SVV的截断值为14%（敏感度94%、特异性80%、AUC 0.938），且PPV和SVV的AUC差异无统计学意义。同时研究还发现，俯卧位除使SVV、PVV基础值增加外，还引起CO、MAP、呼吸系统顺应性的显著下降。Yang等 也证实，成年患者俯卧位脊柱手术中PPV的变化可预测容量反应性，PPV截断值为14%（敏感度97%、特异性90%、AUC 0.969）。与Biais等 不同的是，该研究中设定10 min内静脉补充6 ml/kg 6%羟乙基淀粉溶液，若经食管多普勒超声测得每搏输出量指数变异度≥10%，则表示对液体有反应。Min等 采用与Yang等 相同的液体负荷方法，设定补液后ΔCIVigileo≥12%表示对液体有反应，发现基于NICOM®系统的无创SVV监测对比基于FloTrac™/Vigileo™的有创监测，也可预测成年患者俯卧位脊柱手术中对液体负荷后的容量反应性，且SVVNICOM和SVVVigileo预测容量反应性的截断值均为12%（敏感度74%/68%、特异性67%/81%、AUC 0.78/0.79）。Kim等 还发现PVI在成年患者俯卧位腰椎融合术中保持了预测液体反应性的能力，研究中PVI的最佳截断值是8%（敏感度67%、特异性69%、AUC 0.756）。虽然近年各种形式的研究证实PPV、SVV、PVI在成年患者俯卧位脊柱手术中均能成功预测容量反应性，并可用于指导液体治疗，但针对青少年脊柱侧弯这一特殊群体的研究依然缺乏，PPV、SVV、PVI对可能存在心肺发育不全的青少年是否适用需要进一步研究。

2.1.3　无创超声技术

近年来，随着可视化技术的普及，超声技术也被用于脊柱后路矫形术术中容量的评估。经食管超声心动图依赖于多普勒探头与降主动脉接近和垂直的准确定位，为麻醉医师提供可见的心室腔大小和室壁运动情况，从而将传统压力测量转变为容积测量，不仅可以提供基础容量状态而且可以动态观察容量反应性，实现目标导向液体治疗 。随着经食管超声心动图优势的逐渐凸显，其在脊柱矫形术中的应用愈发广泛。

最近Hensley和Wang 应用下腔静脉的右侧长轴成像技术对10例俯卧位腰椎手术患者的血管内容量状况进行了评估，成功获得下腔静脉右侧视野。尽管有些患者的下腔静脉直径增加与非侵入性测量的CI增加相对应，但由于研究病例数太少，很难解释其效果，尚需更多病例数进行验证。

2.2　补液方式

2.2.1　开放性补液/限制性补液

基于术前长时间禁食、禁饮引起的脱水、麻醉诱导的血管扩张、术中非显性蒸发及过高估计假想中“第三间隙”引起的术中液体流失等因素，麻醉医师会对接受大手术的患者补充高容量晶体液，以防止在低血容量情况下，液体复苏不充分导致CO降低和组织氧供减少，造成器官功能障碍。但对于青少年脊柱矫形术，积极的补充晶体液带来的液体超负荷会增加心肺负担，且与各种术后并发症和死亡风险增加密切相关。Niescery等 的一项前瞻性研究发现，青少年特发性脊柱侧弯后路矫形术术中给予限制性补液（23例，晶体液≈5.5 ml·kg−1·h−1）比开放性补液（22例，晶体液≈11 ml·kg−1·h−1）术后有更佳的肺通气及氧合，术后肺水肿的发生率也有所减少。最近有研究指出 ，术中晶体液的补充量是儿科脊柱矫形手术术后早期深处手术部位感染的重要独立危险因素，且每增加1 L晶体液，比值比增加1.547。然而过度限制性补液，一旦补液不足，患者围手术期发生急性肾损伤风险增大 ，并且还可能影响脊髓灌注，尤其是正处于发育阶段的青少年。

2.2.2　基于SVV的目标导向型补液（goal directed fluid therapy, GDFT）

GDFT即通过监测反映患者血容量的动态参数目标（如PPV、SVV和PVI）以维持其在正常范围，根据术中持续变化的液体需求进行个性化补液。2016年，Bacchin等 针对一种基于SVV的GDFT方案能否适用于俯卧位大型脊柱手术，且能否有效减少围手术期异体输血展开研究，研究回顾性分析了23例采用基于SVV的GDFT方案［设背景晶体液输注速度4 ml·kg−1·h−1，若ΔSVVp>SVVp正常基础值的20%，则加快输液速度（最高10 ml/kg），5 min后再重复评估1次。若连续2次补液后SVVp未降至正常，则考虑采用血管活性药（麻黄碱）］与23例同时采用术中自由补液方案（有经验的麻醉医师根据良好的临床实践一般原则，保持MAP≥50~60 mmHg为目标进行补液）的行后路脊柱融合术患者的数据发现，基于GDFT组患者术中晶体液输注量较自由补液组减少40%，且乳酸峰值较低（1.0 mEq/L比1.8 mEq/L），术中出血较少，围手术期红细胞输注较少，术后尿量增加，肠功能恢复较早。在术后呼吸功能方面，GDFT组没有出现肺充血的X线征象，如双侧胸腔积液或支气管周围袖带，而自由补液组20%出现肺部并发症。虽然此项研究验证了基于SVV的GDFT方案用于俯卧位成年人大型脊柱手术的优势，但其病例数相对较少，各种复杂因素包括手术、麻醉、药物等均会影响研究结果，还需要一个更大范围、更多样本量的前瞻性研究进一步分析，可考虑基于PPV、PVI等的GDFT方案，尤其是针对接受脊柱侧弯矫形术的青少年人群的研究，其资料相对匮乏。

2.3　液体种类的选择

晶体液：在青少年脊柱侧弯矫形术中，如术中失血较多，患者有可能存在缺血性休克的病理生理改变，此时输注过多0.9%氯化钠或复方氯化钠溶液可能加重代谢性酸中毒的发生、发展，0.9%氯化钠仅用于输血后的少量冲管。乳酸钠林格液中含有右旋乳酸根，其代谢对肝功能依赖性强。在肝功能不全、休克等情况下乳酸根代谢过程减弱，其缓冲碱能力也相应减弱，会导致乳酸蓄积，甚至乳酸性酸中毒。醋酸钠林格液因不含乳酸，不会引起乳酸堆积，且醋酸代谢对肝依赖性较小 。国产醋酸钠林格液（乐加）内含1%葡萄糖，适量输注可补充身体所需能量，对血糖影响轻微 。

胶体液：4%~5％的人白蛋白是目前所有胶体液中最安全的，但其扩容效果及昂贵的价格限制了在脊柱侧弯矫形术中的应用。6％羟乙基淀粉（130/0.4）是较新的第三代羟乙基淀粉类胶体，可在保持渗透活性的同时更容易代谢和经肾消除，这有助于防止重复剂量后血浆中羟乙基淀粉的累积，也对凝血功能及肾功能的影响更小 。其显示出比晶体更快的复苏和更好的组织灌注，因此6％羟乙基淀粉（130/0.4）广泛用于青少年脊柱侧弯矫形术中进行容量扩增。明胶在体内是异种蛋白，最常见的副作用就是过敏反应，主要是出现荨麻疹或暂时性发热，更严重的反应包括不同程度的低血压和支气管痉挛 。有研究回顾性比较1 019例脊柱后路矫形术中输注6％羟乙基淀粉（130/0.4）和4%琥珀酰明胶对青少年脊柱侧弯患者肾功能的影响，差异无统计学意义 ，但基于其扩容效果及各种副作用，不建议在此类青少年手术中广泛应用明胶，可作为不适用6％羟乙基淀粉（130/0.4）患者的替代治疗。

3.1　血液保护

3.1.1　术前自体血预存和术中自体血回输

术前自体血预存技术虽然可以减少异体输血，但成本昂贵、耗时长，且有细菌污染等风险，因此只适用于特殊患者，如稀有血型、有特殊宗教信仰拒绝接受异体血的患者。由于脊柱后路矫形术术中出血量大且易回收，术中洗涤回收式自体输血在此类手术中得到长足发展，能极大地减少或不输注异体血液。110例连续后路脊柱融合术中细胞挽救的随机对照试验显示，与对照组相比，使用细胞挽救的患者术中同种异体输血率（P=0.032）和围手术期同种异体输血率（P=0.025）均显著降低 。

3.1.2　抗纤溶药物

Bosch等 分析行脊柱后路融合术青少年特发性脊柱侧弯患者的凝血功能发现，其具有稳定的凝血因子和血小板，而纤维蛋白溶解是术中出血的主要原因。研究表明，术中预防性使用抗纤溶药物能有效减少青少年特发性脊柱侧凸手术中的失血量和输血需求 。Li等 关于脊柱手术的一项Meta分析发现，与抑肽酶及氨基己酸相比，氨甲环酸（tranexamic acid, TXA）在减少总失血量、术中失血量及输血方面更有效。同样，Goobie等 在关于TXA用于青少年特发性脊柱侧弯矫形术中的前瞻性研究也发现，与安慰剂组相比，麻醉诱导后予TXA［负荷剂量50 mg/kg（>15min）、维持剂量10 mg·kg−1·h−1］，术中失血量减少27%，其积极作用在超过4 h的手术中最为明显，其效果更延伸到术后，能有效减少术后引流量。此外，Johnson等 回顾性分析116例特发性脊柱侧凸脊柱融合手术发现，高剂量（负荷剂量50 mg/kg，维持剂量5 mg·kg−1·h−1）TXA比低剂量（负荷剂量10 mg/kg，维持剂量1 mg·kg−1·h−1）能更有效地减少术中失血和输血需求。Hariharan等 纳入7项研究（2项RCT和5项队列研究）对TXA用于此类手术的安全性与有效性进行Meta分析，发现TXA在减少术中失血量和总输血量的同时不增加血栓栓塞事件的风险。

3.1.3　控制性降压

控制性降压可通过减少硬膜外静脉丛压力和椎骨骨内压来减少渗血，但低血压可能影响终末器官（如脊髓、视神经）的灌注。有研究发现，非心脏手术中MAP比基线下降50%以上持续5 min与术后30 d病死率相关，术中MAP<60 mmHg持续11 min以上可加重急性肾损伤 。O'Donnell等 推荐术中出血多的阶段（去皮质和内固定）维持MAP<70 mmHg，矫正脊柱曲线时维持MAP>70 mmHg，可减少低灌注风险。也有研究将控制性降压与急性高容量血液稀释联合用于脊柱侧弯矫形术中，达到在保证机体各器官灌注和氧供的同时有效减少出血量的效果。

3.1.4　体温保护

脊柱侧弯矫形术患者手术切口长（10~40 cm）、大面积软组织长时间持续暴露在较低温度的手术室环境中，导致体内热量大量散发，这些因素均易导致患者围手术期低体温的发生。全身麻醉期间的低体温早已被证实能降低血小板功能，并在术中损害凝血级联反应，避免低温是减少中央血管收缩和失血的重要因素。因此实时体温监测，提升环境温度，使用主动加温装置，防止术中低体温对血液保护不可或缺。Görges等 将行脊柱侧弯矫形术患儿体温预干预提前至入手术室前，患儿手术当天会在外科日托病房的一种保温装置上（43 ℃）进行术前预热，入室后将手术室空气温度调至43 ℃继续预热直至麻醉诱导后，发现接受预热的患者中，术中低体温发生率降低16%，并能减少异体输血量。

3.2　同源异体血输血指征

Hb含量是决定输血时间的重要因素，术前、术中及术后及时通过动脉血气分析监测Hb含量以选择恰当时机。一项有关青少年特发性脊柱侧弯后路矫形术的单中心回顾性研究发现 ，术前Hb<110 g/L的患者，术后输血概率比术前Hb>140 g/L的患者增加49.6倍。Fontanals等 也在一项大样本回顾性研究中发现，术前贫血与围手术期输血风险增加50%，住院时间延长增加30%（>7 d）有关。因此，治疗术前贫血会大幅度减少异基因红细胞输血，提高资源利用率。美国血库协会批准的输血指南推荐骨科手术患者术中输血触发窗口为Hb≤80 g/L（强烈推荐，中等质量证据） 。也有研究指出将触发窗口降至Hb≤70 g/L，可将血液使用减少32.5％，并达到相似或改善的临床结果 。术中通过血栓弹力图监测凝血功能指导成分输血，根据需要及时补充血小板、新鲜冰冻血浆及冷沉淀等血制品，有助于减少红细胞输注量，更符合以患者为中心的输血计划 。

术中液体管理是青少年脊柱侧弯后路矫形术围手术期管理的重点与难点，其对青少年患者的生理功能影响很大，术前评估心肺功能尤为必要。加强术中血流动力学监测，及时准确评估患者容量状态，维持循环稳定是患者生命安全的重要保障，然而适用于青少年俯卧位行之有效的容量监测指标尚需进一步探究。合理补液的目的是避免液体超负荷或补液不足，并保证术中组织灌注和组织氧合，目前备受关注的基于SVV、PVV、PVI的GDFT方式能否有效减少此类手术中失血量、输血量及围手术期并发症的发生，仍有待大样本RCT研究验证。近年来，术中洗涤式自体血回输、TXA的使用、控制性降压、体温保护等血液保护策略不断发展和完善，显著减少了术中失血量。同时应掌握严格的输血指征，保证容量安全的同时减少同源异体血输入，减少对处于生长发育阶段的青少年异体输血的潜在风险。目前针对青少年脊柱侧弯矫形术中液体治疗策略的研究相对缺乏，为使术中液体管理更加完善，需进一步研究术中不同补液方式联合血管活性药的应用对患者近期及远期预后的影响。