【爱儿小醉】婴儿高容量骶管阻滞相关的脑血流改变

复旦大学附属儿科医院

1.前言

在进行大容量 (1.5 ml kg-1 ) 骶管阻滞时，脑脊液的双向转移（“脑脊液(CSF) 反弹机制”）对局部麻醉药物的最终扩散起着重要作用。骶管注射导致 CSF 从椎管向颅内空间的转移，导致颅内压（ICP）短暂升高，这将暂时减少CBF。随着椎管内的压力随后恢复正常，脑脊液返回椎管，迫使从骶管注射的局部麻醉药向颅内侧方向移动。CSF的这种反弹将降低ICP并使CBF部分正常化。大多数儿童可以很好地耐受 CBF 的短暂减少，但对于 ICP 或颅内病变已经升高的儿童可能存在潜在危险。许多教科书都以图形的方式描述了脑内肿块(如血肿或肿瘤)的体积与ICP之间的“曲线”关系。在低容量时，这种关系是线性的，ICP 保持相对稳定。随着容量的增加，大脑的代偿机制被耗尽，达到一个拐点，并且随着大脑顺应性的降低，ICP呈指数增长。

本文给大家介绍发表在《British Journal of Anaesthesia》杂志，题为“Cerebral blood flow alterations associated with high volume block in infants”的文章，作者对15名6个月以下的婴儿进行了随机对照研究，通过多普勒超声测量大脑中动脉的脑血流速度(CBFV)的变化来评估骶管注射容量与 CBF 减少之间的关系。因为在这种情况下对脑灌注的影响与用于解释经典颅内容积-压力关系相似的原理确定的，本文假设注射量-脑灌注关系将显示出类似的“曲线”关系，具有潜在的拐点，超过该拐点 CBF 减少将变得更加明显。因此，该研究的主要终点是确定注射容量阈值，超过该阈值容量将开始导致脑灌注显着减少。次要目的是与其之前的研究（连续不间断注射）中生成的数据相比，确定包含两次注射暂停是否会降低对 CBF 的最终影响。

2.方法

经伦理委员会批准：（NO 2011/1928-31/3；主席）及家长书面知情同意后，15名6个月以下拟行择期腹股沟疝修补术的婴儿被纳入研究。 排除标准是缺乏书面同意和骶尾部阻滞的常见禁忌症（例如脊柱畸形和凝血障碍）。 

所有患儿均无麻醉前用药。根据是否开放外周静脉，选择静脉注射异丙酚(3mg kg -1)或通过面罩吸入七氟醚（8%）进行麻醉诱导。对于那些没有开放外周静脉的患者，在麻醉诱导后确保开放静脉通路。气道管理通过置入喉罩或气管插管完成(使用罗库溴铵0.6 mg kg -1进行肌肉松弛)，麻醉维持使用2.5%的七氟醚加空气/氧气。已知该浓度的七氟醚对儿童的CBFV无影响并在整个研究过程中测量HR和无创血压(NIBP)。麻醉诱导后约5分钟，当七氟醚呼气末浓度稳定在2.0-2.5%时，将患儿置于左侧卧位进行骶管阻滞。使用25G骶管阻滞针，用10ml注射器给所有儿童注射总量为1.5 ml kg-1 0.2%的罗哌卡因。在其之前的研究中，注射是手动进行的，速度约为0.5 s-1。

采用密封不透光信封技术将患者随机分为五组。在每组中，注射停顿按预先设定的总注射容量的比例进行。第一次预先设定的暂停分别为注入总容量1.5 ml kg-1的20%、30%、40%、50%或60%之后。此后，再给总容量的20%，然后再停药。因此，在注入总量(1.5 ml  kg-1)的40%、50%、60%、70%和80%后，出现第二次停顿。每次暂停的时间要足够长，以便进行高质量的超声多普勒血流测量。所有超声评估均由一位不知道受试者分组的操作者进行。使用与之前的研究相同的方法（二维超声多普勒系统进行CBFV测量）。彩色多普勒通过颞窗识别右侧大脑中动脉。将脉冲多普勒取样容积放置在血管处，并调整探头位置以获得小于20°的角度，从而最小化角度误差，以记录尽可能高的速度。在研究过程中，探头手动保持在同一位置，每次记录前检查多普勒取样容积的位置。对每个受试者进行了四次单独的测量:

1.基础值，在骶尾部注射开始之前

2.在预定的暂停1期间（即在注入第一个总量的 20%、30%、40%、50% 或 60% 之后）

3.在预定的暂停2期间（即在注射第二个总量的 20% 后）

4.总量注射完成后立即（1.5mlkg-1）

在每个记录中，选择三个连续的高质量波形进行分析。随后使用软件 Syngo Dynamics (Dragon Medical Practice, 2.12, Erlangen, Germany) 分析这三个连续波形，测量平均收缩期峰值速度(Vmax ) 和舒张末期速度(V min )以及速度时间积 (VTI)。记录三个波形的平均值。VTI 代表一个心动周期内超声多普勒血流曲线下的面积。

根据等式（1）计算平均流速（MFV ）：

MFV = VTI × HR / 60  (1)

搏动指数(PI)和电阻率指数(RI)分别根据方程((2)、(3))计算。

PI =（收缩期峰值速度 - 舒张末期速度）/平均流速  (2)

RI =（收缩期峰值速度 - 舒张末期速度）/收缩期峰值速度  (3)

经颅血流速度测量完成后，研究结束。

该研究的主要目的是确定骶管注射量与使用超声多普勒评估的 CBFV 参数之间的关系（以比基础值下降的百分比表示）。这应该能够识别容积-CBFV 曲线的拐点，类似于倒置的经典容积-ICP 曲线。在第一次预定注射暂停期间（即在注射0.3、0.45、0.6、0.75和0.9ml kg -1之后）获得的CBFV值用于该目的。次要目标是确定包含两次注射暂停最终是否会对减少CBF 速度有影响，与之前报告的数据相比，进行了第二次注射暂停（见上文）。

3.统计分析

基于之前的经验和理论考虑，作者预计在第一次预定的注射暂停期间测量的注射量和 CBFV 参数之间存在非线性关系。这些数据进行了非线性曲线拟合处理。指数曲线拟合的尝试没有产生任何相关结果，很可能是因为数据集包含的数据点太少。因此，随后对数据进行了常用的一般二次方程（多项式关系）以确定最佳曲线拟合：

Y = B 0 + B 1 X + B 2 X 2  (4)

由于无法预先预测整个数据的关系，包括两次注射暂停，便对这些数据进行线性回归和非线性曲线拟合替代方案。使用 GraphPad Prism 5.04（GraphPad Software Inc.，San Diego，CA，USA）进行统计和曲线拟合。所有数据点采用普通(非加权)线性回归评价。在比较注射时间与最终血流速度和 VTI 时，使用了 Spearman 相关性检验。Wilcoxon 配对符号秩检验用于检验血流动力学测量值的差异。

4.结果

主要目标

骶管注射的第一阶段对V min和 MFV（标准化为预注入值）的影响如图 2a和图 3a 所示。从这些图中可以看出，这些关系是“曲线的”。注射量<0.5 ml 与 CBFV 的轻度变化或无变化相关，而注射量大通常与更严重的 CBFV 影响相关。但是，没有足够的数据来明确识别拐点。各种超声多普勒血流导出参数的最佳曲线拟合的各个方程是：

Vmin：Y = 96.2 + –0.01255X + – 0.01255X 2           (5)

VTI：Y = 100.4 + –0.1690X + – 0.009522X2          (6)

Vmax：Y = 101.9 + –0.05575X + – 0.007694X 2         (7)

MFV：Y = 100.6 + –0.1633X + – 0.00987X2          (8)

PI：Y = 102.1 + 0.2335X + – 0.01255X2              (9)

RI：Y = 101.7 + 0.1169X + 0.001704X2              (10)

这六个方程的每个 B0、B 1和 B 2值的相关 R 2值和 95% 置信区间显示在表 3中。

正如预期的那样，Vmin是受影响最大的参数（图 3a和补充图 4a-6a）。

次要目标

图 1b、图2b 显示了所有测量值和注射容量与 Vmin和 MFV 值之间的关系。发现两次停顿序列的最佳基于计算机的曲线拟合是线性的。在这种情况下，V min与最大斜率相关，而 V max受影响最小（参见图 1b、图2b 和补充图 4b-7b）。注射结束后，总注射时间与Vmin、MFV的关系如图3所示。

5.讨论

该研究的主要发现是通过在大容量骶管阻滞期间插入注射暂停来延长骶管注射的持续时间，从而导致CBFV参数的整体线性降低。与之前发现的相同总容量的不间断骶管注射相比，注射暂停对CBFV参数的影响也更小。

骶管阻滞用于儿科手术在1933年首次被报道，自那以后成为世界上最常用的儿科区域麻醉技术。尽管有大量关于这一主题的科学文献，但基本的机制和安全问题，如导致椎管内扩散的因素和对大脑血流动力学的影响，尚未完全阐明。

局部麻醉药的注射会导致脑脊液的大量移位。在一个平衡阶段之后，椎管内压力将恢复到注射前的水平，这使得CSF可以返回到硬膜囊的尾部，从而产生第二次局部麻醉剂沿颅内方向的大量流动（ 即“CSF反弹机制”）。最初的脑脊液头端转移导致脑脊液移位到颅内空间。增加的体积将通过颅内静脉结构的压缩和囟门的开放状态下脑组织的移位来补偿。然而，一旦这些代偿机制耗尽，ICP可能会大幅增加，这将对CBF和脑氧合产生负面影响 (通过近红外光谱评估)通过超声评估视神经硬脑膜鞘的直径，也证实了大容量骶管阻滞后ICP的增加。

主要目标

该研究的结果支持了作者的假设，即注射第一阶段的容量与对CBF产生的影响之间存在非线性关系。然而该研究的数据不支持在这种关系中定义明确拐点。0.5 ml kg-1的容量似乎对CBFV参数的影响有限（图1，图2a），但由于样本量较小，没有统计证实这一点。包括两次注射暂停与总注射量和产生的CBFV测量值之间总体呈线性关系（图1b、图2b）。

次要目标

在先前的一项研究中，在没有停顿的情况下给予1.5 ml kg-1的药量，与基线值相比，Vmin最终降低了89%。在本研究中，作者在注入过程中加入了两个暂停以进行多普勒测量，与基线相比，这种两次暂停使Vmin仅降低了50%。

有趣的是，尽管注射第一阶段的容量与CBFV参数之间存在非线性关系，但在骶管注射的不同阶段，注射量与CBFV之间存在整体线性关系。据推测，暂停的时间足够长，以允许局部麻醉药物和/或CSF的转移，足以缓解注射第二和第三阶段顺应性的进一步下降。

总而言之，作者认为该研究提供的证据支持在进行骶管阻滞时缓慢和分次注射，不仅有可能降低了与意外血管内注射相关的局部麻醉全身毒性风险，而且还减少了对脑循环的不利影响。CBF的短暂降低对大多数儿童是可以耐受的，但对于已经有颅内压升高或颅内病变的儿童可能有潜在危险。

6.研究设计问题

首先，按照临床常规，采用吸入七氟醚或静脉注射异丙酚诱导麻醉，理论上可能会影响ICP。然而，由于只注射了一次异丙酚，所以作者认为在初始基线测量前5-10分钟注射异丙酚的任何影响是可以忽略的。

其次，尽管数据点有限，但观察到首次注入量与对CBFV参数的影响存在非线性相关。更多的数据点显然会更好，并且可能能够建立一个指数关系，但作者认为，该研究的结果支持骶管注射第一阶段的容量与其对CBFV参数变化的非线性关系的假设。

第三，作者认为CBFV参数的变化是继发于骶管注射引起ICP的增，所以只研究了CBFV参数，而不是ICP本身。这与其他学者的观点一致。从生理和临床的角度来看，CBF是比ICP本身更重要的脑功能因素。因此，作者认为评估CBF的改变比评估ICP的绝对变化更重要。

第四，二次方程、患者数量和测量值不允许从数学上确定注射量和CBFV参数之间关系的潜在拐点。

最后，由于在研究期间的系统血流动力学是稳定的，因此作者认为心输出量不太可能发生任何实质性变化。此外，在ICP升高和挥发性麻醉剂的情况下，骶管阻滞不太可能导致大脑中动脉出现任何重大松弛。虽然CBFV不能立即转化为实际血流量的变化，但作者相信，在他们的研究中看到的CBFV变化代表了CBF的比例变化。

总结，骶管注射容量超过0.5 ml kg-1后，CBFV逐渐下降。在进行大容量骶管阻滞时，建议合并注射暂停，因为这似乎可以减轻对CBF的影响。

邵徽英

原始文献：Paul Castillo, Marit Lundblad, Jakob Forestier, et al. Cerebral blood floow alterations associated with high volume caudal block in infants. Br J Anaesth.2020 Dec;125(6):1064-1069.

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