第三届全国心血管麻醉研讨会资料
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血管扩张药



  一、血压与血流
  百余年来人们已认识到心肺监测的主要目的是判定氧供给或氧运输(DO2)能否满足器官的需要。过去一直把血压作为DO2最有价值的指南,因为它易于测量并能反应心血管的功能,而血流的测量比压力要难的多。在临床麻醉中血压和心率一直是最重要的可信指标,导致对血压的过多依赖。然而多数器官主要需要血流而不是血压,因为血压、心率和DO2之间仍无相关性。今天使用热稀释法测量血流已容易多了,这里测得的血流量称之为心输出量(CO)。DO2等于动脉血氧含量(CaO2)与CO的乘积(DO2=CaO2×CO)。
  血压常以CO和全身血管阻力的乘积表示:血压(BP)=CO×SVR。这是直流电欧姆定律(电压=电流×电阻或电压=安培×欧姆)在血流动力学的应用。然而用欧姆定律表达生物学公式会发生误导,即过分强调血压,而把血流和阻力看成次要的调节因素,并进一步暗示提高CO和/或SVR都能提高血压。但在生理学上如血压的升高主要来自阻力的增加,则血压达到最高时血流反而最少。为了强调CO和DO2,将欧姆定律用数学方法重新安排:CO=BP/SVR,血流与血压的梯度成正比,与阻力成反比。
  这样安排的好处可能比较适合生物系统,而且与控制液体流动的Poisenilles定律相接近,即管内的流速与该管的截面积成正比例。血流=压力梯度(△P)×π×半径4(γ4)/8×粘稠度(n)×长度(L)。血流阻力与粘稠度和血管长度成正比,与πγ4成反比。将Poisenilles定律代入欧姆定律:阻力=8nL/πγ4,血流=△P/8nL。血管长度 一般改变很小,但 如血管半径增加2倍,阻力就会减少16倍,如果血压保持恒定,血流就成比例增加。这是我们应用血管扩张药的理论出发点。但血液不是均匀的液体,循环系统是搏动性、弹性系统,当流速减慢时,血流量即不符合上述定律。
  二、血流的产生和决定因素
  上述公式虽能解释血流的物理学,但不能解释生物系统内血流的产生。心输出量产生的生理学公式是:CO=心率(HR)×每搏出量(SV)。
每搏出量由3个因素决定:1)前负荷;2)心肌收缩力或收缩状态;3)后负荷。CO=HR×SV(前负荷 :心肌收缩力 :后负荷),此公式用图解描绘如下(图4)。

     静脉张力             小动脉阻力
      ↓                 ↓
     静脉回流      心率     主动脉阻抗
      ↓         ↓← 同步    ↓
     前负荷      心输出量   ←  后负荷
      ↓         ↑        ↓
      ↓       心肌收缩力      ↓
      ↓                  ↓
       →→→→→  血管内容量  ←←←←

  图4 心输出量由四个因素调节,房室同步收缩为附加因素,如发生心律失常则很重要
  SV=心室舒张末容量(EDV)-心室收缩末容量(ESV)
  EF(射血分数)可反应心肌收缩力,正常大于0.5,EDV=SV/EF,ESV=EDV-SV。
  EDV由前负荷和心室的膨胀性决定。ESV由后负荷和心室收缩力决定。CO正常为4~8L/min,心排血指数(CI)=CO/体表面积,体表面积(BSA)=4×体重(kg)+7/体重(kg)+90,CI=3L/min/m2为良好,2.5L/min/m2尚可,<2.0L/min/m2较差。
  (一)前负荷 指血液回流至舒张心室的驱动压。血管内容量80%在静脉系统中,血管床的容量越大,驱动压越大。前负荷有四个不同的参数:右室舒张末容量(RVEDV)和舒张末压(RVEDP),左室舒张末容量(LVEDV)和舒张末压(LVEDP)。多数情况下二者与前负荷相关性良好,如果 心室的顺应性发生改变,则舒张末压与容量之间就不再相关了。
  RVEDP代表右室前负荷,一般用中心静脉压(CVP)或右房压(RAP)表示。为6~12 cmH2O。LVEDP代表左室前负荷,用左房压(LAP)或肺楔压(PCWP)表示,为8~12 mmHg。CVP一般能反映LAP,但下列情况除外:1)肺循环血管阻力发生改变;2)肺动脉和三尖瓣病变可阻碍中心静脉的血液回流,使LAP下降;3)左心功能异常等。
  测定PCWP可反映LAP:1)它排除了肺动脉和三尖瓣的影响;2)肺毛细血管和左房之间没有瓣膜,而且肺血管的阻力较低。PCWP如超过20mmHg易产生肺水肿。
  (二)心肌收缩力 指心肌的内在性质和心肌缩短的力量和长度。如前负荷减少而后负荷增加,但SV仍增加者,说明心肌收缩力增强。增加心肌收缩力的因素有:1)交感神经末梢释放去甲肾上腺素及肾上腺分泌肾上腺素,与心肌细胞膜内β受体相互作用;2)细胞内储存钙的释放增加,使收缩蛋白间的横桥产生更大的力量。
  (三)后负荷 心脏的后负荷包括三点:1)指心室射血或泵血遇到的动脉阻力;2)左室射血的阻抗及外周阻力;3)右室射血的阻抗及肺血管阻力。体循环的阻抗常用动脉收缩压(SAP)、平均动脉压(MAP)及全身血管阻力(SVR)代表。MAP=收缩压+舒张压×2/3 mmHg。MAP正常为60~80mmHg。SVR=(MAP-RAP)×80/CO(dynes.sec/cm5),RAP可用CVP代替。SVR正常为900~1500dynes.sec/cm5也可用单位表示,正常为20~30单位。肺循环的阻抗用肺动脉压(PAP),肺动脉平均压(MPAP)及肺血管阻力(PVR)代表。PAP正常为20/9 mmHg,MPAP为15mmHg。PVR=(MPAP-LAP)×80/CO(dynes.sec/cm5),LAP可用PCWP代替,PVR正常为150~250dynes.sec/cm5。
  (四)正确处理前、后负荷和心肌收缩力三者的 关系 麻醉成功的关键之一,是处理好前、后负荷和心肌收缩力三者的 关系,我们的排列顺序是:1)增加前负荷;2)增加心肌收缩力;3)降低后负荷。血容量不足是心脏手术后常见的问题,也是低心排的主要原因之一,因此要时刻不忘Frank-Starling定律,对血容量进行足够的补充。如果在加快输液之后,PCWP已大于15mmHg而CO仍低,则应考虑左心室衰竭而应用正性肌力药物。如果给予正性肌力药物后SVR>1500dynes.sec/cm5,仍为低CO而且出现外周血管收缩,则应考虑加用血管扩张药,以降低SVR和改善CO。
  左室充盈压与心排血量的关系。
  (五)降低后负荷的好处和危险 心血管手术的麻醉,从某种意义上讲也是控制性低血压的麻醉,因为:1)浅麻醉下病人对手术和体外循环会产生强烈的应激反应,出现围术期高血压;2)心血管手术易发生大出血及术后渗血,围术期的血压必须有适当控制;3)心脏受到手术创伤和打击后短期内可能出现心功能不全;4)高血压可导致心肌血管重建后围术期心肌缺血和心梗。因此用血管扩张药降低后负荷和围术期高血压,可防止和减少出血,改善心肌收缩力和 心脏术后的转归。
  但降低后负荷也有一定的危险:1)它同时使前负荷下降;2)由于舒张压下降,可使冠脉血流减少;3)由于降压可导致反射性心动过速,使心肌氧耗量增加或不变;4)使用血管扩张药可因降压而掩盖麻醉深度不足,使病人术中出现觉醒和术后精神创伤。故后负荷的降低必须是可控性的以保持器官有一定的灌注压。控制性降压必须在加深麻醉的基础上进行。收缩压一般不低于80mmHg,MAP介于60~70mmHg,高血压病人MAP不要低于70~80mmHg。降低后负荷的禁忌症有:血容量不足,大出血及贫血等。因此术中应有大量输血输液的通路和准备,并应备有苯福林等升压药物。
  三 常用的血管扩张药
理想的血管扩张药应具备以下特点:1)给药方便,效果确实可靠;2)起效迅速恢复快,容易排出不蓄积;3)作用可以预见;4)能与麻醉药合用;5)无毒性作用,其代谢产物也无不良反应;6)不引起反射性心动过速;7)不易出现快速耐药性;8)停药后不引起高血压反跳。但迄今尚未发现这样理想的药物。
  (一)硝普钠(Sodium Nitroprusside,SNP)
  SNP是含2个分子水的亚硝基铁氰化钠(Na2[Fe(CN)5(NO)].2H2O),是一个结晶较特别的含铁共价络合物,含有5个氢化物基团。其药理活性成份是亚硝基NO。SNP是强效、速效、直接松弛血管平滑肌的药物,静滴30秒至1分钟起效,停药后2~5分钟效应消失,效果确实容易控制。SNP对血管平滑肌的作用非常特异,它同时扩张阻力血管和容量血管,降低心脏的前、后负荷,但以扩张小动脉,优先降低后负荷为主。如果静脉充盈良好,便能增加心排血量。SNP还能降低肺动脉压和肺血管阻力,缓和肺循环的应激反应。但由于它同时降低收缩压和舒张压,可引起冠脉血流减少。
  SNP的作用与介质无关,对子宫、十二指肠平滑肌无作用。
  SNP易溶于水,但水溶液很不稳定,光照、高温或置放时间过长即分解产生有毒性的氰化物。因此SNP溶液必需新鲜配制,使用时一定要严格避光,一次配制液的滴注时间不宜超过6~12小时。SNP应用5%葡萄糖液稀释,溶液中禁止加其它药物。
  SNP的主要缺点是易产生快速耐药和高血压反跳。原因是SNP在降压的同时也刺激肾素释放,使血管紧张素II增多从而使全身血管收缩,血压升高。如发生快速耐药性而加大药量,就有导致SNP过量和氰化物(CN)中毒的危险。CN中毒的特点是进行性酸中毒和动脉氧含量降低。Kaplan发现在应用SNP过程中虽有44%的病人CN含量上升,但均未发生进行性酸中毒。SNP在血中转变为CN,然后经肝脏代谢为硫氰酸盐(SCN),在由尿排出。故肾功能欠佳或无尿病人易发生SCN蓄积中毒。
  SNP还易引起反射性心动过速和肺内分流增加。心动过速会妨碍血压的下降,对缺血性心脏病人尤其不利。肺内分流增加,会使通气/血流比例失调更加明显,低氧血症也更严重,所以患有成人型呼吸窘迫综合症(ARDS)的病人应慎用。
  SNP的代谢途径有三条:SNP分解释放CN后,一条与正铁血红蛋白起反应,生成氰正铁血红蛋白,这是一条暂时的解毒途径;一条经硫氰酸酶转变为硫氰酸盐,再经由肾排泄,这是在肝肾中的主要途径;再一条是与组织细胞色素氧化酶结合,导致氰化物中毒,这是最坏的代谢途径。
  硫氰酸盐中毒的防治:硫氰酸盐(SCN)正常半衰期约一周,故肾衰或少尿病人应慎用SNP。如果 使用SNP超过48小时者,应每隔一日监测血中SCN浓度一次。SCN在2~3mg/dL以下者尚可,超过10~12mg/dL即达中毒水平,必须立即停药。根据我院32例次SCN血浆浓度的检查,大多在3~6mg/dL,提示给药速度为25~200μg/min,持续一周是安全的。长期应用SNP可引起SCN中毒和甲状腺机能减退(抑制甲状腺摄取碘)。SCN中毒的表现为困倦、出汗、恶心、呕吐、低血压、反射亢进、肌肉抽搐、甚至惊厥和精神错乱等。
  氰化物中毒的防治:快速点滴SNP可引起氰化物中毒。早期中毒症状是代谢性酸中毒,肌肉抽搐,不安,惊厥,意识消失,恶心呕吐和多汗等。全血的CN浓度不应超过0.8μg/mL。凡出现SNP快速耐药或明显进行性酸中毒时,必需立即停药。体内含硫量一般为0~4%,如果供硫不足且硫氰酸酶减少,即使小剂量氰化物(0.06克)也易中毒,使组织细胞色素氧化酶失去活性。硫代硫酸钠(Na2S2O3)作为硫源供体,可促使CN转变为硫氰酸盐,为主要解毒剂。一般用25~50%Na2S2O320~50ml缓慢静脉注射,于3~5分钟内注毕。亦可静注羟钴胺12.5mg。每30分钟一次,使之与氰化物结合成氰钴胺,从尿中排出。
  如遇紧急情况,可吸入亚硝酸异戊酯,每两分钟一次,或静注亚硝酸钠5mg/Kg(溶于20ml注射用水中),3~4分钟注毕,使血红蛋白先氧化生成正铁血红蛋白,正铁血红蛋白再从氰化细胞色素氧化酶夺走CN,生成氰正铁血红蛋白,使中毒暂时缓解。
  (二)硝酸甘油(Nitroglycerin,NTG)
  硝酸盐类药是由碳、氧和氮组成的化合物,多数是硝酸酯,个别是亚硝酸酯,其中以硝酸甘油最为常用,另有硝酸戊四醇酯和硝酸异山梨醇酯。硝酸甘油的结构式为
  CH2-O-NO2
  CH2-O-NO2
  CH2-O-NO2
  硝酸甘油(NTG)除静脉注用外,舌下含化易经口腔粘膜吸收,其生物利用度为80%,而口服时仅8%。NTG也可经皮肤吸收达到治疗效果,NTG贴膜虽然血浆中的NTG低,作用低于舌下含化,但持续时间可超过24小时,也有明显的安慰作用,故可作为冠心病搭桥手术病人的术前用药。
  NTG的基本作用也是松弛血管平滑肌,能拮抗去甲肾上腺素,血管紧张素等的缩血管作用。NTG松弛平滑肌的作用机制在于:它能在平滑肌及血管内皮细胞中产生一氧化氮(NO),NO有强大的扩血管作用,它能激活鸟苷酸环化酶,增加平滑肌细胞内cGMP含量,从而激活依赖于cGMP的蛋白激酶,促使肌球蛋白轻链去磷酸化而松弛平滑肌。近又证明NO与内皮衍生的松弛因子(EDRF)在许多性能上相似,认为EDRF与NO是同一物质,即内源性性血管舒张物质。
  NTG扩张全身动脉和静脉,但扩张小静脉的作用强于扩张小动脉,故优先降低前负荷。静滴NTG1~3分起效,停药后5~10分钟消退。其主要优点是舒张压的下降较收缩压少,能增加冠脉血流,降低心室容量和室壁张力。NTG能显著舒张较大的心外膜血管及侧枝血管,但对阻力血管的舒张作用微弱。冠心病人当冠状动脉因粥样硬化或痉挛而发生狭窄时,缺血区的阻力血管因缺氧而处于舒张状态。这样在NTG作用下,非缺血区的阻力比缺血区大,就迫使血流从输送血管 经开放的侧枝血管流向缺血区,从而改善了缺血区的血流。故NTG不产生"冠状窃血",而SNP主要扩张阻力血管,则相反。
  NTG对增加心率的作用可能比SNP明显,但它对血浆肾素的影响,增加肺内分流和颅内压的作用均与SNP相似。目前认为,NTG有利于治疗体外循环前的高血压,肺动脉高压,心肌缺血和左室衰竭等,但对体外循环中和术后高血压的疗效可能较差,因为它易被聚氯乙烯的体外循环管道和输液管道所吸附,吸附量与接触的塑料表面积成正比,故输注NTG时应用聚丙烯的专用输液管道。NTG与SNP的比较见于表9。

    表9 NTG与SNP的比较
        NTG                    SNP
    ▲直接松弛血管平滑肌             同NTG
    ▲主要作用于容量血管(小静脉)        主要作用于阻力血管(小动脉 )
    ▲降压效果不明显,有利于保持心肌血流,    降压效果明显,收缩压与舒张压同时下降,
     改善心肌代谢和ST段 不能保持心肌血流灌注
    ▲舒张冠状动脉输送血管,开放侧枝循环,    舒张冠状动脉阻力血管,产生冠脉"窃血",
     增加冠脉血流,不产生冠脉"窃血"       增加心肌损害,心肌缺血和急性心梗禁忌
    ▲降低室壁张力,增加冠状动脉透壁血流     效果不如NTG
    ▲很少发生血压过低,即使发生恢复也快,    可能发生血压过低,老年人要特别注意
     适用于老年高血压患者
    ▲毒性与剂量有关,              过量或滴注过快可产生硫氰酸盐中毒
      可导致正铁血红蛋白血症 或氰化物中毒
    ▲可延长潘库溴铵的阻滞作用,但对司可林    对肌松药无影响
     和箭毒无影响
    ▲有耐药性,可使颅内压升高          同NTG
    ▲起效时间1~3分钟,维持5~10分钟       起效30秒~1分钟,维持2~5分钟
    ▲不需要避光,可被聚氯乙烯管道吸附      需要避光,不被任何塑料管道吸附
  (三)酚妥拉明(Phentolamine)
  酚妥拉明又名苄胺唑啉或Regitin,系α-肾上腺素能阻滞药。因为它主要影响动脉系统使SVR下降,改善低排高阻,使心排血量明显增加,故可用于降低充血性心衰病人的后负荷,治疗缺血性心脏病引起的左室衰竭。由于NTG和SNP的效力强和易于滴注,目前已取代了酚妥拉明,但仍可作为NTG或SNP降压效果不足或耐药的补充和替代药物。酚妥拉明多用于嗜铬细胞瘤手术时高血压的处理,将其稀释为1mg/ml,每次静注1~3mg,持续时间5~10分钟。其副作用是使心率加快。
  (四)三甲噻方(Trimethaphan)
  此药又名Arfonad(阿佛那),乃神经节阻滞药,其作用是直接扩张血管和阻滞神经节。三甲噻方,1953年开始用于临床,用于治疗高血压,控制性低血压和严重血管收缩。它虽比SNP使冠状动脉和肾血流降低更多,但不扩张脑血管,不增加颅内压。由于它使瞳孔散大、产生心动过速,对心脏外科和神经外科的术后观察不利,现已少用。
  (五)肼苯达嗪(Hydralazine)
  肼苯达嗪也直接作用于血管平滑肌使其扩张,因其起效和恢复时间都长,潜伏期为5~10分钟,停药后大约需20分钟血压才恢复,故一般不作为首选。肼苯达嗪能增加肾血流,对肾功不全同时合并高血压的病人可以选用。但它 能引反射性心动过速,增加心脏做功,不仅会抵销降压效果,对冠状动脉功能不全病人可能有害。肼苯达嗪的优点是:不抑制低氧时肺血管的保护性收缩反应,不增加肺内分流,对伴有ARDS的病人可能有利。用量为每次5mg静注。
  (六)腺苷(ADO)和三磷酸腺苷(ATP)
  ADO和ATP是近几年采用于降压的药物,也是体内能自身合成的物质。它们起效迅速,早期的研究证实,即使血压降的很低仍能维持脏器的血流,而且不引起反射性心动过速和高血压反跳。因为ADO对肾素活性无影响,故能保持血压相对稳定。不过ADO和ATP降压的时间短暂,一些问题仍有待进一步探索。
  (七)压宁定(Ebrantil)
  压宁定为一苯哌嗪取代的脲嘧啶衍生物,具有外周和中枢双重作用机制。外周作用系通过阻断突触后膜α1受体,使血管扩张,同时又同等作用于α2受体,阻断血管的收缩,使外周阻力下降。其中枢作用是通过兴奋中枢5-羟色胺A1受体,降低中枢交感张力。本药对高血压病效果显著,而对正常血压者没有效果。其临床特点是:①在降压的同时不引起反射性心率增快,无反跳现象;②在扩张肺血管的同时,不抑制肺血管的缺氧性收缩反应,故不增加肺内分流;③降压作用缓和,不易引起急剧的低血压,可用于治疗原发性高血压,急性高血压和围术期高血压等。单次静注1mg/kg可使MAP下降33.9%,可用于体外循环中高血压的处理。
  (八)尼卡地平(Nicardipine)
  尼卡地平是二氢吡啶类钙通道阻滞剂,具有强的扩血管效应,但不伴有其它钙通道阻滞药的心肌抑制作用,而且可能还有正性肌力作用。它具有强的扩冠作用,故能增加冠心病人的冠脉血流。在冠脉搭桥术中和术后可用以控制血压和后负荷,它不仅与硝普钠同样有效,还可减少心肌缺血。尼卡地平在解除心肌缺血和治疗充血性心衰方面比硝苯啶更可靠。估计未来会出现对血管更有相对选择性的新钙通道阻滞药,它们对血管平滑肌的作用优先,而心脏和其它副作用更少。
  四、应用血管扩张药的注意事项
  (一)适应症和禁忌症
  血管扩张药除用于常温或低温全麻下动脉导管未闭,主动脉缩窄及胸、腹主动脉瘤手术作控制性降压外,在体外循环心脏手术及大血管手术中 应用甚广,如先心病根治术,瓣膜置换术,冠脉搭桥术及 主动脉瘤手术和马凡氏综征等,尤其是 围术期合并有高血压,肺动脉高压,左心功能不全及术后出现低心排综合征和顽固性心衰等。后几种 情况常与正性肌力药合用。此外,血管扩张药在体外循环后期还可协助机器复温,减少外周与中心的温差,防止术后寒战,以及帮助回输机器余血和扩充血容量等。
血管扩张药的禁忌症有:血容量不足,低血压,出血,贫血,严重肝肾功能障碍,无尿,脑水肿及颅内压升高,ARDS等。
  (二)监测
  使用血管扩张药时动脉内直接测压是判断低血压的可靠方法,但无论是挠动脉或足背动脉插管测压,同时还应袖带测压,以判定直接测压与间接测压的差别,测压时应将换能器置于心脏水平。MAP一般不低于55~60mmHg,冠心病搭桥手术不低于80~90mmHg,以免因低血压导致缺血性损伤。有条件者还应放置Swan-Ganz导管测PCWP、CO及SVR等。
  降压期间应间断进行血气分析,及早发现代谢性酸中毒和判断氧合状态,以便及时纠正。尿量是监测肾功的最好方法,尿少或无尿病人用SNP时应尽量缩短滴注时间。
  (三)用法和用量
  为了准确计算入量,SNP或NTG都应使用微量泵输注,输液管道应尽可能靠近静脉穿刺部位,缩短 输注途径,以便灵活调控剂量和及时停药,而且在其专用输液器上禁止加用或同时输注其它药物。SNP或NTG开始的输注速度要慢,一般为0.5~1.0μg/kg/min,并仔细观察病人的反应。维持输注速度为3~5μg/kg/min,一般不超过10μg/kg/min,总量不超过0.5mg/kg/hr。滴注SNP必须避光。滴注NTG最好用聚丙烯输液管道。
  凡需阻断降主动脉,经股动脉插管的体外循环手术及冠状动脉搭桥术,所有的血管扩张药均必须经中心静脉或上肢静脉给药。
  (四)如果SNP的降压效果不佳,用量越来越多,此时应立即检查除外下列问题:①麻醉偏浅或镇痛不全;②产生快速耐药性;③出现反射性心动过速;④通气不足或钠石灰失效导致CO2蓄积。如果麻醉偏浅,首先应加深麻醉,给予安定、氟哌啶、异丙酚或芬太尼等药物。如产生快速耐药性可换用或并用NTG或其它扩血管药物。如果产生心动过速,可缓慢静注普萘洛尔10~20μg/kg或美托洛尔μg/kg,不要盲目加大SNP的输注速度。
  (五)SNP与鱼精蛋白和氨茶碱有协同降压作用,在拮抗肝素时鱼精蛋白的静注速度一定要缓慢。由于氨茶碱可增SNP2~3倍,用它催醒时亦应小心。
  (六)SNP为强碱性,漏入皮下易发生组织坏死。如输注中发现局部有渗漏肿胀现象,应停止输注并用1%的普鲁卡因局部封闭。
  (七)需终止降压时,应逐渐减慢SNP滴速,让血压逐渐恢复正常,不要突然停药以防高血压反跳。停用血管扩张药后期,还必须观察血压变化,不能疏忽。

 

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