深低溫停循環(huán)逆行性灌注腦保護(hù)

1、    深低溫停循環(huán)逆行性灌注腦保護(hù)        摘要：為評價上腔靜脈逆行性灌注對腦保護(hù)的效果，對10余年來的研究成果進(jìn)行綜述。上腔靜脈逆行性灌注是深低溫停循環(huán)腦保護(hù)的輔助手段，已證明在低溫狀態(tài)下，它為腦部提供低流量血流，維持腦部低溫狀態(tài)；提供部分氧和營養(yǎng)物質(zhì)，運(yùn)走代謝產(chǎn)物；減少氣栓及栓塞的發(fā)生，從而延長了深低溫停循環(huán)腦保護(hù)的安全時限，而腦水腫的危險性限制了該方法在臨床的應(yīng)用。在腦保護(hù)液中加入腦保護(hù)藥物已取得一定進(jìn)展，而上腔靜脈逆行性灌注中束閉下腔靜脈的研究仍在進(jìn)行中。在應(yīng)

2、用該方法時，應(yīng)注意掌握其適應(yīng)證及預(yù)防可能發(fā)生的危險。關(guān)鍵詞：深低溫停循環(huán)上腔靜脈逆行性灌注腦保護(hù)中分類號：R654.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-4848(2000)03-0187-04 Cerebral Protection During Deep Hypothermic Circulatory Arrest by Retrograde Cerebral PerfusionSONG Li-xing,FANG Fu-zhen,CAI Zhen-jie.Abstract:To valuate cerebral protection by retrograde cerebral perfus

3、ion (RCP) via superior vena cava,the study results for the last ten years have been reviewed.RCP is regarded as an assistant method in deep hypothermic circulatory arrest(DHCA) in that it provides partial brain blood flow,maintains a low brain temperature,optimizes cerebral metabolic function during

4、 DHCA by supplying oxygen and some nutrient and removal of catabolic products;it also reduces the incidence of cerebral embolization by flushing out air and particulate microemboli from the arterial tree before the reinstitution of antegrade perfusion,thus prolonging the limitation of safety of DHCA

5、.But brain edema probably happens to restrict the clinical use of this method.Some protecting drugs including cerebral protective fluid is in research and some progresses have been achieved,while inferior vena cava occlusion during RCP is still in research.Indications for RCP should be strictly iden

6、tified and possibl risk should be prevented.Key words:Deep hypothermic circulatory arrestSuperior vena cavaRetrograde cerebral perfusionCerebral protection深低溫停循環(huán)(deep hypothermic circulatory arrest,DHCA)技術(shù)現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜先天性心臟病及大血管手術(shù)，但其暫時或永久的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥卻高達(dá)4%25%，平均8%1。而上腔靜脈逆行性灌注(retrograde cerebral perfusion,R

7、CP)腦保護(hù)技術(shù)是1980年Mills2最先用來治療和預(yù)防體外循環(huán)中氣體栓塞。1982年Lemole3將該技術(shù)應(yīng)用于主動脈弓部動脈瘤手術(shù)，其優(yōu)點為：(1)維持腦部低溫狀態(tài)；(2)最大限度地維持低溫停循環(huán)(HCA)期間有氧代謝和運(yùn)走代謝產(chǎn)物；(3)減少由于順行性灌注(antegrade cerebral perfusion,ACP)造成的氣栓和微栓的可能性；(4)防止停循環(huán)后再灌注損傷；(5)不額外增加費(fèi)用，不需要另外阻斷或進(jìn)行頸動脈插管，進(jìn)一步減少了腦栓塞的發(fā)生。然而其觀點缺乏實驗性證據(jù)，為此后人在實驗室及臨床工作中對該技術(shù)進(jìn)行了探討和研究。1動物模型Usui4較早建立了狗的上腔靜脈RCP腦保

8、護(hù)模型，觀察到RCP后動脈回流量約20%，其余部分經(jīng)靜脈竇回到下腔靜脈。他們認(rèn)為，RCP血經(jīng)毛細(xì)血管回到動脈系統(tǒng)，而其余經(jīng)靜脈靜脈、靜脈毛細(xì)血管靜脈連接回到靜脈系，上、下腔靜脈間的阻力較上腔靜脈與動脈系間的壓差低。究其原因是由于頸外靜脈來源于大腦，而且有靜脈瓣存在。故認(rèn)為狗不是很好的模型動物。De Brux5通過對人的靜脈用乳膠進(jìn)行上腔靜脈RCP尸解，發(fā)現(xiàn)人的上腔靜脈存在靜脈瓣，乳膠灌注后很少能達(dá)到靜脈上，而奇靜脈沒有靜脈瓣存在。經(jīng)上腔靜脈腦灌注主要是通過奇靜脈到達(dá)神經(jīng)系統(tǒng)，并通過奇靜脈經(jīng)下腔靜脈回流，同時還發(fā)現(xiàn)少部分人靜脈瓣退化或缺如。Bavaria6根據(jù)臨床資料證實在1218，RCP能提供

9、10%30%基線血流。后來人們開始用豬來建立RCP模型7(經(jīng)Ye8證實在豬經(jīng)RCP灌注液有10%經(jīng)毛細(xì)血管回流到腦動脈系，與人相仿)，發(fā)現(xiàn)該方法的優(yōu)勢是提供了一定的營養(yǎng)，保持大腦的低溫狀態(tài)，提高行為性和組織病理的保護(hù)；同時發(fā)現(xiàn)回到主動脈弓部分的血流，已經(jīng)明顯呈去氧飽和狀態(tài)。這一方面提示大腦靜脈動脈呈細(xì)流狀態(tài)(trike flow);同時也提示低溫狀態(tài)下腦代謝仍在進(jìn)行。用直徑為250270m聚苯乙烯中心體(做微栓因子)經(jīng)動脈插管送入，來評價ACP和RCP的腦保護(hù)效果，開始時兩者沒有明顯性差別，然而他們注意到經(jīng)RCP的動物術(shù)后馬上全部恢復(fù)，而其它動物發(fā)生了栓塞，并給予不同的灌注壓得到了不同的效果。

10、故認(rèn)為RCP技術(shù)在給予足夠量以維持低上腔靜脈壓5.33kPa(40 mmHg)時能對細(xì)小栓子引起的腦損害有沖洗作用；同時也說明RCP較ACP有它自身的優(yōu)勢。人們用靈長類、人進(jìn)行實驗9，10，結(jié)果似乎差不多。由于豬的心血管及呼吸系統(tǒng)等與人相仿，加之容易得到、廉價等多方面的綜合考慮，所以豬更適合作為RCP模型動物。但國內(nèi)目前應(yīng)用較少。2RCP技術(shù)Usui等4和Nojima11證實，RCP期間頸靜脈內(nèi)維持有效壓力應(yīng)在2.673.33kPa(2025mmHg)之間，超過4.0kPa(30mmHg)有引起腦水腫的危險；而低于2.0kPa(15mmHg)時，則RCP對腦保護(hù)的效果明顯減低。深低溫應(yīng)控制在1

11、520，溫度逐漸升高達(dá)中低溫水平，腦部并發(fā)癥明顯增加，溫度低于12，RCP意義明顯減低。灌注流量為1015ml/kg*min，并監(jiān)測腦動脈系流出血氧飽和度維持在70%80%，波動范圍為10%。實施的方法有間斷和連續(xù)。RCP中阻閉下腔靜脈的研究正在進(jìn)行中12。3低溫、RCP與腦保護(hù)低溫是腦保護(hù)的最基本技術(shù)。RCP提供給腦的氧合血有限，這決定了它只能是DHCA下腦保護(hù)的附加手段。低溫腦保護(hù)機(jī)制是：(1)降低腦代謝、提高腦對缺氧的耐受性；(2)抑制自由基的產(chǎn)生，低溫狀態(tài)下，腦代謝、腦氧耗下降，可改善或維持腦組織的氧供需平衡，減緩自由基的產(chǎn)生和脂質(zhì)過氧化；(3)抑制興奮性神經(jīng)遞質(zhì)合成與釋放；(4)抑制

12、白三烯 生成，減輕腦水腫；(5)膜穩(wěn)定作用。文獻(xiàn)報道13，在1837范圍內(nèi)，降溫與腦血流減少存在直線關(guān)系，而與腦氧代謝(CMRO2)下降呈指數(shù)關(guān)系。體溫從37降至27，CMRO2降低50%；體溫降至17，CMRO2低于正常的8%。多數(shù)學(xué)者14認(rèn)為，DHCA的安全時限只有4560分鐘，即此時限內(nèi)腦細(xì)胞仍有損害。腦代謝功能下降程度與停循環(huán)時間有關(guān)，動物實驗病理檢查發(fā)現(xiàn)DHCA 5分鐘時即可出現(xiàn)神經(jīng)元及樹突破裂跡象，缺血30分鐘神經(jīng)網(wǎng)活動消失。RCP能有效地延長DHCA腦保護(hù)的安全時限，它能提供平均20%的氧合血，在深低溫情況下，基本能滿足腦代謝的需要；同時，它繼續(xù)為腦代謝維持一個低溫狀態(tài)。實際上，

13、DHCA后RCP超過一定時限，仍有不同程度的腦損害8，但此時限對心臟手術(shù)者來說，意義是巨大的。Filgueiras等15進(jìn)行了不同溫度時RCP腦保護(hù)的研究，發(fā)現(xiàn)中低溫(28)較深低溫(15)組織損傷明顯，強(qiáng)調(diào)RCP期間深低溫的重要性。最近，Juvonen等12進(jìn)行了常規(guī)RCP、束閉下腔靜脈RCP(RCP-O)，HCA的對比研究，認(rèn)為以常規(guī)RCP技術(shù)意義最明顯。盡管RCP-O技術(shù)較之單純HCA對腦保護(hù)也有意義，但有發(fā)生腦水腫和與腦再灌注損傷有關(guān)的可能。張明文16應(yīng)用自行設(shè)計的腦保護(hù)液間斷進(jìn)行腦保護(hù)研究，取得了一定效果。而原新會等17研究認(rèn)為，采用RCP方法至少可延長DHCA時間至90分鐘，在此時

14、限內(nèi)，腦組織沒有明顯的不可逆損傷出現(xiàn)。4藥物應(yīng)用在腦保護(hù)液中加減腦保護(hù)藥物來提高RCP技術(shù)的效果是很值得研究的。腦保護(hù)的藥物種類很多，如尼莫地平、巴比妥類、利多卡因、甘露醇等。21-氨基類固醇是一類具有抗氧化活性的藥物，其代表藥物是tirilsad mesylate(U-74006 F)及l(fā)azaroid(U-74389 G)，它對腦保護(hù)的機(jī)制是1821：(1)抑制鐵催化的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，減少自由基產(chǎn)生；(2)類維生素E(重要的內(nèi)容性氧化劑)作用；(3)直接降低羥自由基；(4)穩(wěn)定細(xì)胞膜，阻斷花生四烯酸釋放；(5)維持代謝率，減少乳酸堆積；(6)抑制一氧化氮合酶(NOS)活性。降鈣素基因相關(guān)肽

15、(CGRP)是迄今為止體內(nèi)最強(qiáng)烈的舒血管物質(zhì)22，對腦血管舒縮功能調(diào)節(jié)有著重要作用，其受體廣泛分布于腦血管系統(tǒng)，是中樞和外周神經(jīng)的重要神經(jīng)遞質(zhì)。其作用機(jī)制是：(1)對血管的直接作用；(2)通過激活血管平滑肌細(xì)胞上K+-ATP通道來實現(xiàn)；(3)細(xì)胞內(nèi)第二信使環(huán)磷酸腺苷(cAMP)介導(dǎo)作用，cAMP升高的程度與血管擴(kuò)張反應(yīng)強(qiáng)弱密切相關(guān)；(4)可能與環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)能維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)定降低細(xì)胞膜Ca2+通透性有關(guān)。鎂離子對缺血性腦損害有獨特的保護(hù)作用，它抑制興奮性氨基酸釋放，拮抗Ca2+內(nèi)流，調(diào)節(jié)腦血流量，產(chǎn)生亞低溫效應(yīng)。盡管這些藥物在非體外研究中應(yīng)用效果明顯，但在RCP中的應(yīng)用研究還很少

16、。5臨床應(yīng)用Ueda23報道了8例升主動脈及主動脈弓動脈瘤或夾層動脈瘤病例。在HCA下實施RCP技術(shù)行置換術(shù)，全部病例降溫至1518，其中6例RCP每間隔1015分鐘，實施23分鐘；2例用連續(xù)RCP技術(shù)，流量控制在100500 ml/min，頸內(nèi)靜脈灌注壓維持在2.45kPa(25cmH2O)。無術(shù)中死亡，僅1例發(fā)生輕微神經(jīng)障礙(為輕度記憶喪失)，而且其停循環(huán)時間達(dá)102分鐘。Pagano24報道了3例慢性動脈瘤行主動脈根部至弓部置換的臨床研究，他們應(yīng)用RCP維持右頸靜脈壓3.33kPa(25mmHg)，用Tc-99標(biāo)記腦灌注劑d,L-六乙基丙烯胺肟灌注6分鐘，伽馬照相可見：造影劑分布在右頸靜

17、脈球部及上矢狀竇部位，RCP10分鐘后，可見分布整個白質(zhì)和灰質(zhì)區(qū)域，提示造影劑在大腦中沿血管堆積分布。Tc-99d，L-六乙基丙烯胺肟是一種親脂性化合物，能自由以“化學(xué)中心體”通過血腦屏障。他們的研究表明，腦灌注確實可經(jīng)RCP技術(shù)來完成，盡管不能用是否出現(xiàn)腦栓塞來證明。為克服頸靜脈瓣障礙，Okamoto25報道了改進(jìn)的RCP技術(shù)：經(jīng)右心房先置入一條中心管，達(dá)頸靜脈瓣上，再經(jīng)此管導(dǎo)入上腔靜脈插管超越頸靜脈瓣。Deeb26總結(jié)35例病例，其中30例停循環(huán)時間超過45分鐘；存活的34例中1例出現(xiàn)并發(fā)癥。平均RCP時間是63分鐘(35128分鐘)，30例(86%)超過45分鐘，12例(34%)超過65

18、分鐘，4例(11%)超過90分鐘。1例出現(xiàn)半身不遂和嚴(yán)重的觸物感痛癥。腦氧飽和度術(shù)中連續(xù)檢測，RCP據(jù)此在10%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。認(rèn)為HCA安全時限是45分鐘，RCP技術(shù)能有效地延長HCA安全時限。Coselli27共進(jìn)行了509例HCA手術(shù)，其中305例接受RCP技術(shù)，204例沒有應(yīng)用RCP技術(shù)。經(jīng)統(tǒng)計醫(yī)院死亡率，RCP組為3.93%(12例)，非RCP組為17.16%(35例)；永久性損害，RCP組為2.62%(8例)，非RCP組為6.37%(13例)。大宗臨床病例分析醫(yī)院死亡率及持久性并發(fā)癥均提示RCP是有意義的。孫衍慶等28率先在我國開展DHCA期間應(yīng)用RCP技術(shù)，12例升主動脈瘤及主動脈夾層動脈瘤RCP實施時間為2781分鐘，低溫控制在18(鼻咽溫)，灌注流量為100600 ml/min，頸內(nèi)靜脈壓維持在2.75.0 kPa(2037.5mmHg)。同期測定入腦血和出腦血氧含量及乳酸水平，證明逆行灌注期間組織有氧利用，乳酸升高不明顯，認(rèn)為本方法延長了單純DHCA的安全時限。就目前的資料看，在DHCA中應(yīng)用RCP技術(shù)進(jìn)行腦保護(hù)的研究將繼續(xù)進(jìn)行。各種動物模型的實驗室評