食管切除术中出血性休克的晶体液与儿茶酚胺治疗策略研究

学术背景

食管癌是全球范围内一种常见的恶性肿瘤，手术切除是治疗食管癌的主要手段之一。然而，食管切除术（esophagectomy）是一种复杂的手术，涉及两个体腔（胸部和腹部），手术过程中存在较高的并发症和死亡率。其中，术中出血是食管切除术中常见的严重并发症之一，尤其是在解剖复杂区域（如奇静脉附近）时，可能导致大量出血。目前，针对术中出血的理想麻醉管理策略尚未达成共识，尤其是在如何维持胃管（gastric conduit）的微循环灌注和组织氧合方面缺乏明确指导。

胃管是食管切除术中用于重建消化道的重要结构，其灌注不良可能导致吻合口瘘（anastomotic leakage），这是食管手术后最严重的并发症之一，显著增加患者的死亡风险。因此，如何在术中出血时快速有效地恢复胃管的微循环灌注和组织氧合，成为改善手术效果的关键问题。本研究旨在通过高光谱成像技术（hyperspectral imaging, HSI）评估不同麻醉管理策略对胃管组织氧合的影响，为术中出血的管理提供科学依据。

论文来源

本论文由Alexander Studier-Fischer、Berkin Özdemir等来自德国海德堡大学医院（Heidelberg University Hospital）、德国癌症研究中心（German Cancer Research Center, DKFZ）等多家机构的学者共同完成。论文于2024年7月8日在线发表在《International Journal of Surgery》期刊上，题为《Crystalloid volume versus catecholamines for management of hemorrhagic shock during esophagectomy: assessment of microcirculatory tissue oxygenation of the gastric conduit in a porcine model using hyperspectral imaging – an experimental study》。

研究流程

1. 研究设计与动物模型

本研究采用了一种已建立的猪模型（porcine model）来模拟食管切除术中的胃管形成和术中出血。共使用了32头猪，平均体重为35.1公斤。这些猪被随机分为四组，每组8头，分别接受不同的麻醉管理策略： - 组I：允许性低血压（permissive hypotension），即不进行额外的血流动力学干预。 - 组II：使用去甲肾上腺素（noradrenaline）进行儿茶酚胺治疗。 - 组III：晶体液补充（crystalloid volume supplementation）。 - 组IV：晶体液补充联合去甲肾上腺素治疗。

2. 手术与出血模拟

所有猪均接受了标准化的手术流程，包括开腹手术、胃管构建以及模拟线性吻合器的应用。手术完成后，通过中心静脉导管抽取约500毫升血液，模拟术中出血，使平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）降至40±5 mmHg，并维持60分钟。

3. 高光谱成像与数据采集

高光谱成像技术（HSI）用于评估胃管的组织氧合（tissue oxygenation, StO2）。HSI系统（TIVITA Tissue Halogen System）能够提供500至995纳米范围内的光谱分辨率，通过计算高光谱氧合指数（StO2）来量化组织氧合水平。数据采集时间点包括： - T0：开腹前。 - T1：开腹后（分为T1a：胃管构建前；T1b：胃管构建后；T1c：模拟吻合器应用后）。 - T2：出血后60分钟。 - T3：干预后60分钟。 - T4：干预后120分钟。

4. 血流动力学监测与数据分析

研究还监测了心率、平均动脉压、血红蛋白浓度和静脉二氧化碳分压（pCO2）等血流动力学参数，并通过系统乳酸值验证StO2的可靠性。数据分析采用Python和GraphPad Prism软件，统计方法包括单因素方差分析（ANOVA）和主成分分析（PCA）。

主要结果

1. 胃管组织氧合的变化

高光谱成像结果显示，四组在出血后（T2）的胃管StO2值均显著下降，但在干预后（T4）表现出显著差异： - 组I（允许性低血压）：StO2为63.3% ± 7.6%。 - 组II（儿茶酚胺治疗）：StO2为45.9% ± 6.4%。 - 组III（晶体液补充）：StO2为70.5% ± 6.1%。 - 组IV（联合治疗）：StO2为69.0% ± 3.7%。

2. 血流动力学参数

晶体液补充组（组III）在干预后表现出更接近生理状态的血流动力学参数，如较低的心率（80.5次/分钟）和较高的平均动脉压（57.8 mmHg）。相比之下，儿茶酚胺治疗组（组II）的心率显著升高（192.3次/分钟），且平均动脉压较低（34.8 mmHg）。

3. 系统乳酸值与StO2的相关性

StO2值与系统乳酸值呈显著负相关（r = -0.67），表明StO2可以作为评估组织灌注的有效指标。晶体液补充组的乳酸值在干预后显著下降（2.0 mmol/L），而儿茶酚胺治疗组的乳酸值则显著升高（6.9 mmol/L）。

结论与意义

本研究表明，晶体液补充（组III）在恢复胃管组织氧合和降低系统乳酸值方面表现最佳，是食管切除术中出血性休克的优选治疗策略。相比之下，单纯使用儿茶酚胺（组II）可能导致胃管灌注进一步恶化，增加组织缺氧的风险。高光谱成像技术为术中微循环监测提供了新的工具，能够实时评估组织氧合状态，为麻醉管理和手术决策提供重要依据。

研究亮点

1. 高光谱成像技术的应用：本研究首次将高光谱成像技术应用于食管切除术中胃管灌注的评估，为微循环监测提供了新的方法。
2. 晶体液补充的优越性：研究证实晶体液补充在恢复组织氧合和改善血流动力学方面优于单纯使用儿茶酚胺。
3. 临床转化潜力：研究结果与人类数据高度一致，表明该猪模型具有较高的临床转化价值。

其他有价值的信息

本研究还展示了高光谱成像技术在临床中的应用潜力，例如在术中识别胃管灌注不良（如动脉受压导致的缺氧区域）。此外，研究还提出了未来研究方向，包括探索其他液体复苏策略（如羟乙基淀粉或输血）对胃管灌注的影响。

通过本研究，科学家们为食管切除术中出血性休克的管理提供了新的见解，并为改善患者预后奠定了科学基础。