新生兒及嬰幼兒深低溫停循環(huán)與選擇性腦灌注效果

新生兒及嬰幼兒深低溫停循環(huán)與選擇性腦灌注效果【摘要】目的分析和評價(jià)新生兒及小嬰兒主動(dòng)脈手術(shù)中使用深低溫停循環(huán)(DHCA)與選擇性順行腦灌注(SACP)時(shí)腦氧飽和度變化和腦保護(hù)效果。方法主動(dòng)脈縮窄或主動(dòng)脈弓中斷合并心內(nèi)畸形患兒24例，其中男20例，女4例，年齡6～197(78±58)d，體重～(±)kg，隨機(jī)分為DHCA組(15例)和SACP組(9例)，后者在降至目標(biāo)溫度后經(jīng)無名動(dòng)脈順行插管行持續(xù)性SACP，灌注流量15～30ml/(kg·min)。術(shù)中應(yīng)用近紅外分光光譜儀(NIRS)經(jīng)皮連續(xù)監(jiān)測腦組織氧合指數(shù)(TOI)變化。結(jié)果兩組患兒均于術(shù)后24h內(nèi)清醒，未出現(xiàn)近期神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，3例患兒院內(nèi)死亡。DHCA組和SACP組TOI基線值分別為(62±6)%和(61±7)%，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()。DHCA開始后TOI值持續(xù)下降，至結(jié)束時(shí)達(dá)最低點(diǎn)，為29%～55%(42±8)%，較基線值降低最大百分比為%～%(±)%;SACP組在腦灌注后5min、10min、結(jié)束時(shí)TOI與基線值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()，與DHCA組比較，此三個(gè)時(shí)間點(diǎn)TOI較基線值下降百分比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹤)。結(jié)論DHCA可明顯降低腦組織氧合，但在一定時(shí)限內(nèi)，DHCA與SACP兩種方式對新生兒及小嬰兒術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)功能均無明顯影響。

【關(guān)鍵詞】深低溫停循環(huán);選擇性順行腦灌注;嬰幼兒;近紅外分光光譜儀

Abstract:OBJECTIVEToanalyzechangesofcerebraloxygensaturationduringusingdeephypothermiccirculatoryarrest(DHCA)andselectiveantegradecerebralperfusion(SACP)inneonatesandinfantsaorticsurgery,andevaluatethecerebralprotectiveeffectsaswell.METHODS24patientsdiagnosedcoarctationofaorta(CoA)orinterruptedaorticarch(IAA)withcongenitalheartdefects,aged6to197daysaverage(78±58)days,weighedtokgaverage(±)kg,wererandomlydividedintoDHCAgroup(n=15)andSACPgroup(n=9).ContinuousSACPwasestablishedviatheinnominatearterycannulationafterreachingtargettemperature,theflowratewaskept15-30ml/(kg·min).Near-infraredspectroscopy(NIRS)wasusedtocontinuouslymonitorthecerebraltissueoxygenationindex(TOI)percutaneously.RESULTSAllpatientsrecoveredfromanaesthesiawithin24hoursandnoneappearedtemporaryneurologiccomplications,3diedinhospital.TherewasnosignificantdifferenceofthebaselinesofTOIbetweenthesetwogroups(62%±6%and61%±7%,P﹥).AfterDHCAbeginning,TOIdecreasedcontinuouslyandreachedanadirranged29%to55%average(42±8)%attheendofDHCA.Comparingtothebaseline,themaximumdecreaseofTOIwasfrom%to%average(±)%.TheTOIofSACPgroupat5min,10minandtheendofSACPwassimilartothebaseline().Atthethreetimepoints,buttheTOIofDHCAgroupdecreasedsignificantlythanthatofSACPgroup(P﹤).CONCLUSIONDHCAcancausetoobviouslydecreaseincerebraltissueoxygenation,butinacertaintimeperiod,therearenodifferencesbetweenDHCAandSACPinpostoperativeneurologicaloutcomesforneonatesandinfants.

Keywords：Deephypothermiccirculatoryarrest;Selectiveantegradecerebralperfusion;Infants;Near-infraredspectroscopy

在升主動(dòng)脈及主動(dòng)脈弓部手術(shù)時(shí)選擇何種方式進(jìn)行腦保護(hù)，減少術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生，目前還存在爭議。本文對24例主動(dòng)脈弓病變合并心內(nèi)畸形的新生兒及小嬰兒采用經(jīng)皮連續(xù)腦氧飽和度監(jiān)測方法比較深低溫停循環(huán)(deephypothermiccirculatoryarrest，DHCA)與選擇性順行腦灌注(selectiveantegradecerebralperfusion，SACP)兩種方式對腦氧合的影響，進(jìn)而評價(jià)兩種方法的腦保護(hù)效果。

1資料與方法

臨床資料2007年11月～2008年6月行主動(dòng)脈弓中斷(interruptedaorticarch，IAA)或主動(dòng)脈縮窄(coarctationofaorta，CoA)合并心內(nèi)畸形矯治術(shù)的新生兒及小嬰兒(年齡≤90天或體重≤)共24例，其中男20例，女4例，年齡6～197(78±58)d，體重～(±)kg。所有患兒術(shù)前均排除神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙，其中診斷IAA(B型)合并室間隔缺損(ventricularseptaldefect，VSD)、卵圓孔未閉(patentforamenovale，PFO)、動(dòng)脈導(dǎo)管未閉(patentductusarteriosus，PDA)4例;CoA合并VSD、PFO和(或)PDA10例;CoA合并VSD4例;CoA合并右室雙出口、PDA2例;IAA(A型)合并VSD、PFO或PDA3例，其中1例合并主-肺動(dòng)脈窗，1例合并三房心;CoA術(shù)后再狹窄合并PFO1例，隨機(jī)分為DHCA組(15例)與SACP組(9例)。本研究符合人體試驗(yàn)倫理委員會(huì)制定的倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，所有入選病例均取得家屬的知情同意。

麻醉及體外循環(huán)(cardiopulmonarybypass,CPB)采用靜吸復(fù)合麻醉，經(jīng)鼻氣管插管，作右橈動(dòng)脈與股動(dòng)脈穿刺持續(xù)測壓，經(jīng)頸內(nèi)靜脈或鎖骨下靜脈放置三腔深靜脈導(dǎo)管。并用22G穿刺針行頸內(nèi)靜脈逆行穿刺保留置管。分別在麻醉后開胸前、CPB開始后15min、DHCA/SACP前、DHCA/SACP結(jié)束時(shí)、術(shù)畢5個(gè)時(shí)點(diǎn)抽取逆行置管的頸內(nèi)靜脈血行血?dú)夥治?，測定乳酸值。建立CPB后，先在淺中溫下矯治心內(nèi)畸形并逐漸將溫度降至目標(biāo)溫度后在DHCA或SACP下行主動(dòng)脈手術(shù)。DHCA組在心內(nèi)畸形矯治后直接停循環(huán)，并在頭部加用冰帽;SACP組則在降低流量后將升主動(dòng)脈插管移至無名動(dòng)脈內(nèi)，同時(shí)阻斷左鎖骨下動(dòng)脈及左頸總動(dòng)脈行SACP，灌注流量15～30ml/(kg·min)，主動(dòng)脈手術(shù)結(jié)束后將主動(dòng)脈插管移回升主動(dòng)脈，恢復(fù)全流量轉(zhuǎn)流并緩慢復(fù)溫。所有患兒均行改良超濾。復(fù)溫時(shí)采用α-穩(wěn)態(tài)，其余時(shí)段采用pH穩(wěn)態(tài)進(jìn)行血?dú)夤芾怼?/p>

腦氧合指數(shù)(tissueoxygenationindex,TOI)監(jiān)測麻醉誘導(dǎo)后，將監(jiān)測電極(PediatricSomaSensor,ModelSPFB,SomaneticsCorpUSA)貼于患兒右額頭，與遠(yuǎn)紅外分光光普儀(NIRS，INVOS5100CerebralOximeterSomaneticsCorpUSA)連接持續(xù)進(jìn)行經(jīng)皮腦組織氧飽和度監(jiān)測，并在以下各時(shí)點(diǎn)收集分析數(shù)據(jù)：CPB開始后主動(dòng)脈阻斷前(基線值)，主動(dòng)脈阻斷5min、15min、DHCA/SACP前，DHCA/SACP5min、DHCA/SACP10min、DHCA/SACP結(jié)束時(shí)、主動(dòng)脈開放后5min、CPB結(jié)束時(shí)、術(shù)畢。監(jiān)測儀顯示屏上數(shù)值約4秒更新1次，所有數(shù)據(jù)可在主機(jī)內(nèi)自動(dòng)儲(chǔ)存。

統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。所有數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，計(jì)量資料均經(jīng)方差齊性和正態(tài)性分布檢驗(yàn)，對方差齊性和正態(tài)分布計(jì)量資料比較采用t檢驗(yàn)、重復(fù)測量方法;方差不齊及非正態(tài)分布資料行秩和檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料行χ2檢驗(yàn)，認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

術(shù)中及術(shù)后患兒一般情況兩組患兒年齡、體重、術(shù)前中心靜脈壓(CVP)、術(shù)前平均動(dòng)脈壓(MAP)及稀釋前后紅細(xì)胞比積(Hct)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()，見表1。4例患兒采用中低溫SACP，故兩組最低鼻咽溫差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹤)。術(shù)后患兒均清醒，無蘇醒延遲、抽搐、易激惹、癱瘓等神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的癥狀和體征。DHCA組2例患兒在術(shù)后第1d和第5d分別死于心包填塞及肺高壓危象，SACP組1例術(shù)后第12d死于呼吸心跳驟停，兩組患者轉(zhuǎn)歸差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()。兩組總CPB時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、DHCA/SACP時(shí)間、麻醉清醒時(shí)間、輔助呼吸時(shí)間、監(jiān)護(hù)時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()，DHCA時(shí)間最長33min，SACP時(shí)間最長35min，見表2。

乳酸變化CPB結(jié)束時(shí)，DHCA組乳酸水平較SACP組高，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()，其余時(shí)點(diǎn)兩組乳酸值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()，見表3。兩組開胸后各時(shí)點(diǎn)乳酸值均較開胸前高()，術(shù)畢時(shí)恢復(fù)至CPB15min水平()。DHCA組在停DHCA及CPB結(jié)束時(shí)乳酸值最高;SACP組在CPB15min、停SACP時(shí)、CPB結(jié)束時(shí)乳酸值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()。

TOI變化兩組TOI基線值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()，DHCA組有2例患兒TOI基線值小于50%，最低值為46%。DHCA開始后，TOI值逐漸下降，至DHCA結(jié)束時(shí)達(dá)最低，為29%～55%(42±8)%，較基線值降低最大百分比為%～%(±)%;SACP組僅1例在表1DHCA組和SACP組的一般情況比較表2DHCA組和SACP組術(shù)中及術(shù)后情況比較表3DHCA組和SACP組各時(shí)點(diǎn)頸內(nèi)靜脈乳酸比較

腦灌注結(jié)束時(shí)TOI降低最大百分比為%，其余患兒在各時(shí)點(diǎn)下降最大百分比均小于%，在SACP后5min、10min、結(jié)束時(shí)TOI值與基線值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義()，與DHCA組比較，兩組在此三個(gè)時(shí)間點(diǎn)TOI較基線值下降百分比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P﹤)。兩組TOI值在恢復(fù)CPB后均明顯高于基線()，持續(xù)10min左右逐漸降至基線水平，見圖1。

3討論

NIRS是一種相對較新應(yīng)用于臨床的無創(chuàng)性腦組織氧合監(jiān)測設(shè)備[1]，它通過探測腦組織中近紅外線的吸收和反射，能連續(xù)可靠地監(jiān)測腦血流變化，為及時(shí)干預(yù)腦組織氧合提供有用信息。NIRS監(jiān)測不依賴于血流搏動(dòng)，是監(jiān)測DHCA時(shí)腦氧合的唯一有效手段。其顯示數(shù)值為區(qū)域性TOI，即近紅外線穿透區(qū)域內(nèi)氧合血紅蛋白與總血紅蛋白比值。在大腦血管分布比例中，靜脈占75%，動(dòng)脈占20%，毛細(xì)血管占5%，平均靜/動(dòng)脈血流比為85∶15，不同的患者有一定變異。TOI值主要反映靜脈血氧含量，正常值為68%左右。先天性心臟病患兒腦氧合因解剖及動(dòng)脈氧飽和度不同而有差異，某些患者明顯低于健康人，這與某些先心病患兒術(shù)前頭顱影像學(xué)研究顯示低腦血流是一致的，本研究中兩組患兒TOI基線值均較正常值低，可能是患兒術(shù)前均存在左向右分流，收縮期分流導(dǎo)致腦血流減少的結(jié)果。Fenton等記錄了143例嬰幼兒先心病矯治術(shù)中TOI的連續(xù)變化發(fā)現(xiàn)：左向右分流的患兒TOI基線值較無分流的患兒低，左向右分流矯治后的紫紺型患者與非紫紺型患者TOI值無明顯差別，低TOI基線值與圍手術(shù)期死亡密切相關(guān)。

微循環(huán)血氧飽和度是腦組織氧含量的主要來源，TOI值可直接反映監(jiān)測局部腦組織氧含量，易受腦氧運(yùn)輸、消耗和動(dòng)/靜脈血容量比值影響，血流不穩(wěn)定或動(dòng)脈氧濃度下降均可使TOI值明顯下降，TOI降低與細(xì)胞功能喪失、細(xì)胞死亡及不良神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥有關(guān)。TOI值較基線值下降10%以上提示腦灌注不足，降低20%可能與神經(jīng)系統(tǒng)癥狀有關(guān)，有重要的臨床意義。在一個(gè)以豬為模型的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：TOI基線值為68%，當(dāng)降至44%時(shí)腦乳酸增加，在42%時(shí)腦電圖出現(xiàn)變化，在降至33%時(shí)，腦三磷酸腺苷下降。在深低溫條件下，腦代謝活動(dòng)并未完全停止，腦氧耗仍在繼續(xù)，此時(shí)停止供血供氧，腦缺血缺氧則會(huì)逐漸加重。相關(guān)臨床和實(shí)驗(yàn)室研究認(rèn)為停循環(huán)的安全時(shí)限為45min或者更短。本研究顯示在DHCA過程中，TOI值進(jìn)行性下降，雖然降低幅度較大，但持續(xù)時(shí)間短，缺血缺氧對腦細(xì)胞的破壞程度輕，故神經(jīng)系統(tǒng)未受到明顯影響。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，在恢復(fù)全流量復(fù)溫過程中TOI值明顯升高超過基線，持續(xù)數(shù)分鐘后逐漸下降，可能與此階段中腦血流量調(diào)節(jié)與溫度變化比例失調(diào)，腦血流量超出相應(yīng)溫度下腦代謝需求，從而出現(xiàn)“腦奢灌”有關(guān)，隨著溫度的恢復(fù)，腦氧代謝增加及腦血管阻力增大，TOI值則隨之下降。若“腦奢灌”持續(xù)時(shí)間過長，可使神經(jīng)元腫脹，引起神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。本研究未出現(xiàn)相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，提示“腦奢灌”時(shí)間可能尚未超出腦細(xì)胞可承受范圍。

SACP是在主動(dòng)脈弓重建等先心病手術(shù)中經(jīng)無名動(dòng)脈提供單側(cè)腦灌注的方法，灌注區(qū)域包括大腦及右上肢。NIRS可監(jiān)測不同灌注流量腦氧飽和度變化，實(shí)時(shí)調(diào)整灌注流量，防止發(fā)生腦灌注不足或“腦奢灌”。深低溫時(shí)灌注流量常為10～20ml/(kg·min)，本研究有部分病例在中低溫條件下進(jìn)行SACP，腦代謝需求較高，其流量維持在20～30ml/(kg·min)范圍內(nèi)。灌注期間TOI值均基本維持在基線值水平，無腦灌注不足或“腦奢灌”發(fā)生。另外，單側(cè)腦灌注能否為雙側(cè)大腦半球提供平衡的血流依賴于Willis環(huán)的完整性。新生兒的Willis環(huán)通常被認(rèn)為是完整的，即使在成人也很少有Willis環(huán)完全缺損,因此單側(cè)腦灌注可使血液通過Willis環(huán)分布于大腦所有區(qū)域。有研究證實(shí)：在單側(cè)腦灌注期間，采用NIRS監(jiān)測雙側(cè)腦氧飽和度結(jié)果無明顯差異[7-8]。本研究將探測電極貼于患兒右額行單側(cè)監(jiān)測，不影響監(jiān)測結(jié)果及麻醉師操作，還節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本并減少NIRS監(jiān)測并發(fā)癥如嬰兒皮膚對粘合劑過敏、壓傷等。

乳酸是機(jī)體無氧代謝的標(biāo)志物，可顯示組織氧合情況，乳酸性酸中毒反映組織氧供與氧耗失衡，血漿乳酸水平高可預(yù)測早期死亡風(fēng)險(xiǎn)。頸內(nèi)靜脈血乳酸水平可反映腦缺血缺氧的狀態(tài)，與腦氧飽和度監(jiān)測聯(lián)合應(yīng)用可以更準(zhǔn)確地反映腦氧合情況，預(yù)測腦功能損傷程度。本研究提示CPB過程中乳酸水平可暫時(shí)性升高，因DHCA使腦缺血缺氧程度更重，故CPB結(jié)束時(shí)DHCA組乳酸值較SACP組升高更明顯。但隨著缺血缺氧狀態(tài)的迅速糾正，乳酸水平也迅速下降，因此患兒術(shù)后腦功能無明顯影響。

總之，盡管DHCA較SACP期間腦氧飽和度明顯降低，但只要未超出安全時(shí)限，兩種方式對神經(jīng)系統(tǒng)的影響無明顯差別，短時(shí)間內(nèi)SACP并未顯示出優(yōu)越的腦保護(hù)效果。

本研究不足之處：①研究的病例數(shù)量不夠大。②部分患兒體重小于4kg，使用的探測電極可能會(huì)影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)性。③NIRS光線穿透能力有限，僅能探測電極下部分區(qū)域，而無法反映大腦深部氧合情況。

【參考文獻(xiàn)】

[1]AndropoulosDB,StayerSA,DiazLK,etal.Neurologicalmonitoringforcongenitalheartsurgery[J].AnesthAnalg,2004，99(5):1365-1375.

KurthCD,StevenJL,MontenegroLM,etal.Cerebraloxygensaturationbeforecongenitalheartsurgery[J].AnnThoracSurg,2001，72(1):187-192.

LichtDJ,WangJ,SilvestreDW,etal.Preoperativecerebralbloodflowisdiminishedinneonateswithseverecongenitalheartdefects[J].JThoracCardiovascSurg,2004，128(6):841-849.

FentonKN,FreemanK,GlogowskiK,etal.Thesignificanceofbaselinecerebraloxygensaturationinchildrenundergoingcongenitalheartsurgery[J].AmJSurg,2005，190(2):260-263.

FearnSJ,PoleR,WesnesK,etal.Cerebrali