第一節(jié)　小兒生理解剖特點

一、呼吸系統(tǒng)

嬰兒頭大、頸短、口腔被相對大的舌體占據(jù)，影響聲門的暴露。嬰兒仰臥位時，下頜明顯內(nèi)收，正常呼吸時舌肌及其他上呼吸道肌肉與膈肌同步收縮，上呼吸道內(nèi)徑擴(kuò)大；麻醉狀態(tài)下，頦舌肌易抑制，容易發(fā)生舌后墜，肩下墊以薄枕使頭后仰多可改善。提下頜時，嬰兒無牙齒支持，咽部易為舌體所阻擋，遇此情況可放松下頜，略張開嘴或放入口咽通氣道，即可使氣道通暢。

嬰兒鼻腔、聲門、氣管及支氣管均較成人相對狹窄，聲門裂高，喉的位置偏向前側(cè)和頭側(cè)，相當(dāng)于C3~C4部位，會厭長，呈V形，與聲門呈45°，氣管插管暴露聲門比較困難；上述這些解剖特點使得5個月以下的嬰幼兒主要依賴鼻呼吸，因此鼻腔阻塞可產(chǎn)生呼吸困難，麻醉時應(yīng)避免壓迫鼻部。新生兒舌根會厭角為39.5°，使喉部陷入角為130°，此角越小，窺喉、氣管插管困難越多。

嬰幼兒喉頭組織脆弱、疏松，黏膜層血管及淋巴管豐富，喉頭呈漏斗狀，5歲以下的小兒，最狹窄部位在聲門裂下方，環(huán)狀軟骨水平；新生兒氣管軟骨非常柔軟，早產(chǎn)兒尤其突出，并且缺乏彈力組織，如頭過度前屈可以導(dǎo)致窒息；此外，嬰幼兒呼吸道纖毛運動功能較差，不能很好地排出分泌物；頸部肌肉較軟，不能支持頭部重量，氣管插管后倘若固定不良，導(dǎo)管易脫出或扭曲、摩擦喉頭造成損傷及水腫。上述原因均容易導(dǎo)致黏膜水腫，造成呼吸道阻塞和感染，新生兒氣道黏膜附著1mm厚的分泌物或水腫，可減少通氣量50%。所以，在給小兒行氣管插管時，如通過聲門裂下方阻力較大，應(yīng)更換較細(xì)導(dǎo)管。

下呼吸道從環(huán)狀軟骨至氣管分叉長度，早產(chǎn)兒僅為3.0~4.0cm，嬰兒為4.0~4.3cm，成熟兒為3.5~5.0cm。氣管內(nèi)徑在環(huán)狀軟骨處最細(xì)，為4~5mm，新生兒氣管直徑為3.5~4.0mm。嬰兒氣管分叉高，在T2平面，氣管分叉角為55°~80°。新生兒氣管夾角左右基本相同，氣管導(dǎo)管如插入過深，進(jìn)入左側(cè)或右側(cè)支氣管的機(jī)會相等。

嬰幼兒肩窄、胸廓小且不穩(wěn)定、腹部膨隆致使膈肌上升，縱隔在胸腔所占位置大，肋骨排列幾近水平，且未與胸骨固定，所以呼吸時胸廓運動幅度很小，主要靠腹式呼吸，致使肺活量偏小。當(dāng)需要增加通氣時，只能靠增加呼吸頻率來代償，因此小兒呼吸頻率為20~40次/min，年齡越小，頻率越快。嬰幼兒呼吸中樞發(fā)育尚未完全成熟，易出現(xiàn)呼吸節(jié)律不齊，尤其是新生兒最為明顯。呼吸頻率快，做功增加，容易引起呼吸肌疲勞，甚至導(dǎo)致呼吸衰竭。外科醫(yī)生術(shù)中操作應(yīng)盡量不加壓胸腹以減少呼吸肌負(fù)擔(dān)。隨年齡增長，小兒開始站立行走，膈肌下降，肋骨逐漸傾斜，呼吸肌發(fā)育，胸廓形狀逐漸接近成人，則出現(xiàn)胸腹式呼吸。腹脹的患者因膈肌活動受限，呼吸會受到影響。

6~7歲小兒乳齒更換為恒齒，此時乳齒松動，氣管插管時如喉鏡用力不當(dāng)，乳齒可脫落，甚至誤吸入氣管或支氣管。新生兒扁桃體及腺樣體小，4~10歲時扁桃體及腺樣體增大，扁桃體或腺樣體肥大的小兒可伴有睡眠性呼吸暫停或慢性通氣不足，此類小兒如術(shù)前用藥過量，可引起嚴(yán)重通氣不足。

胎兒一旦娩出，其呼吸器官必須在1~2min內(nèi)接替胎盤功能，以保證組織的正常氧供。為此，需排出肺內(nèi)液體。經(jīng)陰道分娩時，產(chǎn)道壓力達(dá)到70cmH2O，胎兒肺內(nèi)液體2/3已被擠出，其余液體將在24h內(nèi)經(jīng)肺內(nèi)淋巴系統(tǒng)吸收。剖宮產(chǎn)時缺少這一擠壓過程，肺內(nèi)液體的吸收時間被延長，因而常有短時間的呼吸功能不足。出生時，由于缺氧、CO2蓄積以及寒冷、鉗夾臍帶等刺激，第一次呼吸肺泡張開，需要較大的壓力（40~80cmH2O）。此時產(chǎn)生的功能性殘氣量（35~60ml）可以減少呼吸道開放所需壓力。肺泡表面活性物質(zhì)在維持功能殘氣量方面起著重要作用，如果早產(chǎn)兒肺泡表面活性物質(zhì)不足，則容易發(fā)生呼吸窘迫綜合征（RDS）。

雖然妊娠16周時終末支氣管已發(fā)育完成，新生兒出生時支氣管樹完整，但肺泡數(shù)目少，僅為成人的1/10，呼吸面積為成人的1/20。大部分肺泡是生后形成的，生后最初幾年肺泡數(shù)目迅速增加，約在6歲達(dá)成人水平，而肺功能的發(fā)育完成則需在15~18歲。新生兒潮氣量（VT）小，僅20ml，約6~7ml/kg。以體重計算新生兒潮氣量及肺容量與成人相同，但新生兒及嬰兒代謝率是成人的兩倍，嬰兒每單位肺容量的通氣需要量顯著增加。嬰兒氣體交換的肺泡表面積儲備低。

嬰兒肺彈力組織發(fā)育差，彈性回縮力低，順應(yīng)性高。隨年齡增長順應(yīng)性逐步下降，15~18歲肺功能完全成熟時降至最低值，彈性回縮力則增加到最佳水平。小氣道通暢的維持部分取決于肺的彈性回縮力，故嬰兒小氣道容易發(fā)生疾患。由于肺部血管豐富，毛細(xì)血管和淋巴組織間隙較成人寬，間質(zhì)發(fā)育旺盛，使整個肺臟含氣量較少，充血量較大，故易發(fā)生感染、肺不張、肺氣腫。

小兒功能殘氣量少，肺泡通氣量與功能殘氣量之比為5∶1，而成人為3∶2，即肺內(nèi)氧儲量少，使患者容易發(fā)生肺不張和低氧血癥。在氧耗方面，新生兒需氧量［6~8 ml/（kg·min）］較成人［3ml/（kg·min）］高 2~3倍，特別在 1~2歲時最高。氧儲備低而耗氧量相對高使得小兒對缺氧的耐受能力遠(yuǎn)不如成人，一旦供氧停止，將迅速出現(xiàn)低氧血癥。圍手術(shù)期呼吸系統(tǒng)發(fā)生危機(jī)的情況較循環(huán)系統(tǒng)常見，故在術(shù)中或搶救患者時應(yīng)充分給氧。功能殘氣量少則吸入麻醉誘導(dǎo)及蘇醒均較快。

每次呼吸時，會有一部分外界空氣停留在傳導(dǎo)性氣道，不參加氣體交換，即解剖無效腔，約占潮氣量的30%。其余70%參與肺泡的氣體交換。肺部疾患時肺泡壁毛細(xì)血管床被破壞、肺血管痙攣與栓塞等造成部分肺泡內(nèi)空氣不能參與氣體交換，這部分氣體稱為肺泡無效腔。氣管插管可減少解剖無效腔，故在小兒全身麻醉時應(yīng)選用氣管插管及輔助呼吸。新生兒血紅蛋白（Hb）約180~200g/L，出生時胎兒血紅蛋白（HbF）占75%~84%，3~6個月降至正常水平，因胎兒血紅蛋白與氧親和力強(qiáng)，故氧合離解曲線左移，向組織釋放氧減少。

二、心血管系統(tǒng)

小兒心臟占比較成人心臟大，出生時左右心室壁厚度幾乎相等，而隨著年齡的增長，體循環(huán)血量增加，肺循環(huán)阻力自生后明顯下降，左心室壁厚度逐漸超過右心室。

胎兒期左右心室流出道阻力相同，射血量亦相同。新生兒出生后，卵圓孔和動脈導(dǎo)管閉合，胎兒循環(huán)轉(zhuǎn)變?yōu)樽孕醒h(huán)，心血管系統(tǒng)出現(xiàn)重大變化。由于外周阻力增加，心室做功明顯增加，其中尤以左心室最為明顯，約增加到2.5倍，6周后逐漸達(dá)到正常水平，故左心室及主動脈壁增厚。由于生后短時間內(nèi)左心系統(tǒng)處于超負(fù)荷狀態(tài)，即使正常新生兒也面臨著心力衰竭的威脅，因此先天性心臟病患者在此期間麻醉手術(shù)的死亡率增高。

由于新生兒及早產(chǎn)兒的心肌體積較小，心肌順應(yīng)性較低，使得心臟舒張期容積和每搏輸出量均較少，新生兒心輸出量（心排血量）主要取決于心率，年齡越小，心率越快，如發(fā)生心動過緩，則會導(dǎo)致心輸出量降低。新生兒及嬰兒靜息時的心輸出量約為 180~240ml/（kg·min），按單位體重計算為成人的2~3倍，但若按體表面積計算則相差不大。由于新生兒的交感神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育相對還不成熟，在靜息時就已處于極度興奮狀態(tài)，故其心臟應(yīng)激能力較差。出生3周左右，心肌體積迅速發(fā)育，使其適應(yīng)能力有所改善。小兒心臟每搏輸出量少，動脈口徑較大，管壁柔軟，故小兒年齡越小，動脈壓越低。以年齡估算血壓值：收縮壓（mmHg）=年齡×2+80，舒張壓為收縮壓的1/3~2/3。

同呼吸頻率一樣，小兒心率的波動范圍也較大，新生兒為120~170次/min，1~3歲逐漸降為100~120次/min，4歲降為100次/min以下，因此在嬰幼兒期應(yīng)該明確區(qū)分正常心率、心動過緩及心動過速。6個月以下的嬰兒，若麻醉期間心率低于100次/min，則應(yīng)注意有無缺氧、迷走神經(jīng)反射或麻醉過深等情況，及時糾正缺氧、給予阿托品或調(diào)整麻醉深度，必要時暫停手術(shù)。各種吸入麻醉藥物及靜脈麻醉藥物對心血管系統(tǒng)均有不同程度的抑制作用，易出現(xiàn)血壓下降?；颊咴诩痹\手術(shù)或長時間手術(shù)時也容易發(fā)生心動過緩，引起血壓下降、心搏驟停。嬰兒心血管系統(tǒng)中兒茶酚胺儲備低，外源性兒茶酚胺類藥物對嬰兒的效果差。發(fā)育不成熟的心臟對鈣通道阻滯劑、揮發(fā)性麻醉劑和阿片類藥物敏感，容易出現(xiàn)心動過緩。通常情況下，小兒對心率增快的耐受性較好。

不同新生兒出生時血容量的差異較大，宮內(nèi)缺氧可引起血管收縮，故有窒息史的患者多有血容量不足。如按千克體重計算，小兒血容量比成人大，但血容量的絕對值較小，手術(shù)時稍有出血，血容量便會明顯減低。如體重3kg的新生兒，總血容量不超過300ml，術(shù)中失血30ml，即相當(dāng)于成人500ml，所以術(shù)中正確估計失血量，對糾正血容量不足十分重要。出生時交感神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不成熟，而容量對動脈壓的影響十分突出，因此臨床上血壓是反映新生兒血容量的良好指標(biāo)。

如果新生兒發(fā)生低氧血癥，可迅速發(fā)展并繼發(fā)酸中毒、心動過緩，進(jìn)一步引起心輸出量降低。而出生后的缺氧狀態(tài)使肺血管收縮、肺動脈壓升高，當(dāng)肺循環(huán)阻力高于體循環(huán)阻力時，動脈導(dǎo)管及卵圓孔重新開放，形成右向左分流，加重低氧血癥。

三、新陳代謝和體溫調(diào)節(jié)

小兒單位體重的體表面積大于成人，與體重相比，體表面積與新陳代謝及其有關(guān)參數(shù)（氧耗、二氧化碳生成、心輸出量和肺泡換氣）的相關(guān)性更大。單位體重下，體表面積越大能量越容易散失，早產(chǎn)兒尤為明顯。新生兒體溫調(diào)節(jié)機(jī)制發(fā)育不成熟，皮膚菲薄、脂肪儲備低，主要的產(chǎn)熱機(jī)制是褐色脂肪非肌顫性代謝產(chǎn)熱和肝臟氧化磷酸化旁路。足月新生兒褐色脂肪占體重的5%，而早產(chǎn)兒只占1%，發(fā)育不全的嬰兒和患病的新生兒脂肪儲備缺乏，褐色脂肪的新陳代謝非常有限；此外，揮發(fā)性麻醉藥物也可抑制褐色脂肪細(xì)胞的產(chǎn)熱作用，因此新生兒體溫調(diào)節(jié)范圍較成人明顯變窄。

安靜狀態(tài)下，腹部皮膚溫度36℃，環(huán)境溫度32~34℃，嬰兒氧耗最小，而室溫低、皮膚暴露消毒、體腔沖洗消毒、輸入冷的液體或血制品、干燥的麻醉氣體、麻醉藥物對體溫調(diào)節(jié)中樞的影響、麻醉后血管擴(kuò)張使得散熱增加，這些因素均可以使患者體溫降低。低體溫對靜脈及吸入麻醉藥物的藥代動力學(xué)和藥效學(xué)均有影響，可使吸入麻醉藥的最小肺泡有效濃度降低，組織可溶性增加，非去極化肌松藥用量減少，作用時間延長。體溫下降時麻醉加深，引起呼吸循環(huán)系統(tǒng)抑制，蘇醒延遲。低體溫還可導(dǎo)致心肌易激惹、肺血管阻力增高和藥物療效改變等不良后果，術(shù)后發(fā)生肺部并發(fā)癥的機(jī)會增加，所以需設(shè)法預(yù)防（溫毯、棉墊包繞四肢）和及時處理患者的低體溫。

四、神經(jīng)系統(tǒng)

嬰幼兒腦神經(jīng)系統(tǒng)尚未發(fā)育完善。出生后腦重量隨身體的發(fā)育明顯增加，出生時約為370g，到4~6歲增加近3倍，接近成人的1 400g；出生時神經(jīng)細(xì)胞只有1/4，1歲時皮質(zhì)及腦干發(fā)育接近完全；而腦重所占體重的比例則由出生時的12%逐漸降為2%，頭長與身長的比例也隨年齡的增長而減小，由最初的1/4降為成年時的1/8。

與中樞神經(jīng)系統(tǒng)不同，自主神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育較好，出生時支配心血管的副交感神經(jīng)功能發(fā)育已經(jīng)完成，而交感神經(jīng)的發(fā)育則需持續(xù)到生后4~6個月。維持血壓和心率的壓力反射及延髓血管運動中樞出生時已具有功能，但尚未完全成熟，麻醉狀態(tài)下易受抑制。某些藥物如硫噴妥鈉也易通過血-腦屏障而產(chǎn)生抑制作用。

新生兒能感知疼痛，對疼痛刺激有生理及生化的應(yīng)激反應(yīng)，故新生兒和成人一樣，手術(shù)時需要完善的麻醉鎮(zhèn)痛措施。

出生時脊髓末端相當(dāng)于L3~L4水平，由于脊髓與脊柱發(fā)育速度不等，1歲以后脊髓末端接近L1水平。其解剖特點對于蛛網(wǎng)膜下腔麻醉或腰穿操作時穿刺間隙的選擇具有指導(dǎo)意義。

五、泌尿系統(tǒng)

胎兒腎臟尚未發(fā)育成熟，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的功能主要靠胎盤。出生后腎臟取代胎盤的功能，成為保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的主要器官。小兒年齡越小，腎臟相對越大，腎臟隨小兒生長而逐漸增大。出生后腎臟功能發(fā)育迅速，生后約6個月基本發(fā)育正常，2歲達(dá)到成人水平。腎臟在出生后第一年及性成熟期發(fā)育最快。

新生兒及嬰兒腎臟功能發(fā)育不全，腎小球濾過率、腎血流量、腎小管的重吸收及排泄功能均尚未成熟。新生兒出生時腎小球的數(shù)量與成人相等，但按體表面積計算，腎小球濾過率僅為成人的30%，過量的水分和溶質(zhì)不能迅速有效地排出。同時，腎小管的重吸收功能較差，如攝入糖量過多或靜脈輸入大量葡萄糖時可出現(xiàn)尿糖。新生兒腎臟重吸收鈉的能力低，如所輸液體中不含鈉，有可能引起低鈉血癥。同時嬰兒腎臟排出磷酸鹽及吸收碳酸氫鹽的功能差，易發(fā)生酸中毒。較低的排泄功能要求在選擇藥物種類及劑量方面也要十分慎重。嬰兒腎臟的濃縮及稀釋功能都不完善，對液體過量或脫水的耐受性均較差。

同樣，早產(chǎn)兒也經(jīng)常會存在多種腎臟缺陷：包括肌酐清除率降低、鈉離子重吸收功能降低、尿糖、碳酸氫鹽重吸收（酸化尿液、代償機(jī)體酸中毒）和稀釋濃縮功能差等。這就要求臨床醫(yī)生在小兒圍手術(shù)期進(jìn)行精細(xì)的液體管理，維持水、電解質(zhì)及酸堿平衡。

六、消化系統(tǒng)

新生兒食管下端環(huán)肌有限局性增厚，自此向食管和胃底側(cè)呈紡錘形延續(xù)，逐漸變薄，食管下端括約肌的發(fā)育有一個成熟的過程，因此，胃食管反流的發(fā)病率較高。嬰兒的胃發(fā)育不完善，胃排空時間較短，并且與食物有關(guān)，因此嬰兒術(shù)前2h禁水，4h禁食母乳，6h禁食配方奶或牛奶。

肝臟對于新生兒的代謝活動具有重要意義。新生兒肝臟重量占體重4%，而成人肝臟占體重2%，但是新生兒肝臟中酶的濃度和活性較低，與藥物的結(jié)合能力較低。

七、體液平衡及代謝

小兒體液成分所占體重比例較成人大，其中尤以細(xì)胞外液比例更高，新生兒細(xì)胞外液約占體重的45%（成人為20%），這一特點使得小兒的液體轉(zhuǎn)換率更高。小兒新陳代謝率高，氧耗量大。新生兒及嬰兒對禁食及液體限制的耐受性差。體內(nèi)糖原和脂肪的儲備很少。新生兒肝酶系統(tǒng)發(fā)育不全，不能通過糖原異生作用產(chǎn)生葡萄糖。嚴(yán)重低血糖可引起呼吸暫停、抽搐及持久性腦損害，故嬰兒手術(shù)禁食時間宜適當(dāng)縮短，術(shù)中應(yīng)在避免出現(xiàn)高血糖的前提下輸入適量葡萄糖液體。

八、皮膚

小兒皮膚調(diào)節(jié)溫度的功能較差，體溫易受外界環(huán)境溫度影響，術(shù)中需注意保溫。小兒皮膚的機(jī)械保護(hù)性差，容易發(fā)生接觸性皮炎或藥物的吸收。

（張建敏）