劉 暢，陳 楊，朱悉煜，王東進

·臨床研究·

深低溫停循環(huán)選擇性腦灌注最小安全流量的臨床研究

劉 暢，陳 楊，朱悉煜，王東進

目的總結主動脈夾層患者深低溫停循環(huán)(DHCA)順行選擇性腦灌注(ASCP)流量的選擇，探討選擇性腦灌注流量的最小安全范圍，從而減少術后神經系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。方法選擇南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院2016年1月至2016年12月Stanford A 型夾層動脈瘤患者107例，全組患者均在DHCA+ASCP體外循環(huán)方式下行主動脈全弓置換+支架象鼻手術，術前頸動脈超聲檢查結果示頸動脈中重度狹窄患者和/或合并有腦血管疾病病史被排除研究之外。根據術中不同的ASCP流量分為 3 ml/(kg·min)小流量組(M 組 )、 5 ml/(kg·min)低流量組(D 組 )。術中應用近紅外光譜(NIRS)監(jiān)測儀連續(xù)監(jiān)測DHCA+ASCP流量下5個時間點。分別為：麻醉誘導后(T1)、阻斷升主動脈后(T2 )、恢復循環(huán)10 min(T3)、開放升主動脈10 min(T4)和停體外循環(huán)后5 min(T5)。記錄雙側局部大腦氧飽和度(rSO2)數值、靜脈血乳酸含量及術后恢復情況。結果所有患者無術后嚴重神經系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生。兩組患者ASCP時間、主動脈阻斷時間、 轉機時間、手術時間、轉中最低溫度、術中輸血量、各個時間點乳酸濃度差異無統(tǒng)計學意義，兩組患者T3、T4兩個時間點rSO2變化有統(tǒng)計學差異，M組低于D組(P<0.05)但M組的rSO2仍在安全范圍內，可維持患者腦氧代謝，其余各時間點rSO2變化無統(tǒng)計學差異、患者術后機械輔助通氣時間、監(jiān)護室停留時間、術后二次開胸止血時間差異均無統(tǒng)計學意義。結論主動脈夾層行DHCA+ASCP，在一定時間內3～5 ml/(kg· min)的腦灌注流量時rSO2在可接受的范圍內。能夠為大腦提供足夠的血流，滿足大腦氧代謝所需，均能獲得滿意的腦保護效果。

深低溫停循環(huán)；選擇性腦灌注；腦血氧飽和度；體外循環(huán)

自從1975年，Griepp首次利用低溫技術腦保護完成弓部手術以來，涉及主動脈弓部的主動脈手術多采用深低溫停循環(huán)(deep hypothermic circulatory arrest，DHCA)技術來實現腦及其他臟器的保護。臨床研究表明腦組織的氧耗隨著溫度的降低而相應降低，18℃時腦的安全時限為30～60 min[1]，雖然深低溫可以降低腦代謝率，從而減少延長腦缺血的耐受時間，但是包括腦組織缺血缺氧、體外循環(huán)引起炎癥反應等因素，所造成的神經系統(tǒng)損傷、凝血功能異常、器官功能障礙、肺損傷等并發(fā)癥也引起較多關注[2]。因此，結合DHCA不同的腦保護方式應運而生，目前大多數中心仍采用DHCA+順行選擇性腦灌注(antegrade selective cerebral perfusion，ASCP)的方式行腦保護，常用的ASCP流量為5～10 ml/(kg·min)。但是較高流量的ASCP，會導致腦水腫及顱內壓腦升高增加術后神經并發(fā)癥的發(fā)生[3]，有動物實驗表明3 ml/(kg·min)ASCP流量能滿足腦需氧量[4]。本研究旨在探討腦保護所需的最小安全灌注流量。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧分析南京鼓樓醫(yī)院2016年1月至2016年12月收治Stanford A型主動脈夾層動脈瘤擇期手術患者107例。排除合并有腦血管疾病病史和術前頸動脈超聲檢查結果示頸動脈中重度狹窄患者。全部患者均擇期行DHCA+ASCP主動脈全弓置換+支架象鼻手術。按照腦灌注流量不同分為：3 ml/(kg·min)小流量組(M 組 )41例；5 ml/(kg·min)低流量組(D 組 )66例。

1.2手術和麻醉方法 兩組患者均采用DHCA+ASCP的體外循環(huán)方式行主動脈全弓置換+支架象鼻手術，其中M組同期行Bentall術 11例，Wheat術 2例，冠狀動脈旁路移植術3例，D組同期行Bentall術 24例，Wheats術5例，冠狀動脈旁路移植術4例(表1)。采用靜脈吸入復合麻醉，監(jiān)測ECG、左側橈動脈壓、左足背動脈壓、脈搏氧飽和度、中心靜脈壓、鼻咽溫和直腸溫及混合靜脈血氧飽和度、紅細胞比容及血漿膠體滲透壓等。

1.3體外循環(huán)管理 采用Sorin C5型體外循環(huán)機、泰爾茂成人膜式氧合器。預充液采用復方乳酸鈉林格注射液2 000 ml全晶體液預充，機器內加入肝素2 000 U。應用含血停搏液(晶體∶血液為1∶4)行心肌保護。動脈插管為右側腋動脈插管，根據實際情況增加股動脈插管，靜脈插管右心房和/或上、下腔靜脈建立體外循環(huán)，降溫至鼻咽溫32℃，阻斷升主動脈，經主動脈根部或切開升主動脈直接經冠狀動脈開口灌注心臟停搏液，術中采用順行灌注+逆行灌注相結合的灌注方式行心肌保護。繼續(xù)降溫，當鼻咽溫降至18～21℃時，行DHCA+ASCP。腦灌注流量為3～5 ml/(kg·min)，近端分別阻斷無名動脈、左頸總動脈及左鎖骨下動脈。主動脈弓部手術操作完成后分次、20 ml/(kg·min)、30 ml/(kg·min)、40 ml/(kg·min)逐步提升流量至全流量恢復全身循環(huán)。全流量灌注10～15 min、混合靜脈血氧飽和度>75%時，開始復溫，期間需維持直腸溫度與水箱溫差<10℃，鼻咽溫與直腸溫度差<5℃，鼻咽及直腸溫恢復至36.5℃停止體外循環(huán)。充分止血后魚精蛋白中和。拔除動脈靜脈插管。

1.4NIRS監(jiān)測 麻醉后將近紅外光譜(near-infrared spectroscopy，NIRS)(FORE-SIGHT,美國CAS Medical Systems，Inc)探頭置于患者雙側前額，使用頭環(huán)將探頭固定。分別于麻醉誘導后(T1)、阻斷升主動脈后(T2)、恢復循環(huán)10 min(T3)、開放升主動脈10 min(T4)和停體外循環(huán)后5 min(T5)時記錄雙側腦血氧飽和度(regional cerebraloxygention，rSO2)數值。并且記錄各個時間點靜脈血乳酸含量及術后恢復情況。

2 結 果

兩組患者術前基本資料包括：性別、年齡、體重、術前心臟功能和合并疾病等差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

兩組患者ASCP時間、主動脈阻斷時間、轉機時間、手術時間、轉中最低溫度、乳酸濃度差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表2。

rSO2各時點無統(tǒng)計學差異(P>0.05)， 比較兩組患者各時點rSO2，其中T1、T2、T5三個時間點rSO2差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，T3、T4兩個時間點rSO2差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表3。

兩組患者術后機械輔助通氣時間、監(jiān)護室停留時間、二次開胸止血差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表4。

M組2例患者死亡，其中1例出現循環(huán)功能衰竭，1例肺部感染。D組4例患者死亡，其中3例出現循環(huán)功能衰竭，1例出現雙下肢缺血。其余患者均康復出院，均未出現嚴重神經系統(tǒng)并發(fā)癥。

表1 兩組患者術前資料及術中合并手術比較

注：COPD：慢性阻塞性肺疾??；CABG：冠狀動脈旁路移植術。

表2 兩組患者術中情況比較

表3 各時點雙側rSO2值比較

表4 術后機械輔助通氣時間、監(jiān)護室停留時間、二次開胸止血比較

3 討 論

在深低溫的條件下，應間斷行腦灌注，為腦組織提供氧供。即ASCP腦保護可有效的延長DHCA時間。有研究表明少量的腦血流也會在保護中樞神經系統(tǒng)功能上起一定的作用。最低只需 5～10 ml/(kg·min)的腦灌注流量即可起到保護大腦的作用[5]。因此，對主動脈弓部手術的患者，一般常規(guī)選擇DHCA+ASCP行腦保護。但是DHCA+ASCP會給患者帶來腦水腫等神經系統(tǒng)的損傷，到底多大的流量能夠即安全的實現腦保護，同時能夠最小程度的腦損傷，目前仍沒有定論，有文獻報道動物實驗3～10 ml/(kg·min)的腦灌注流量即能滿足腦需氧量[6]。筆者通過總結本中心主動脈夾層手術DHCA時的不同ASCP流量選擇，探討最小安全ASCP流量，以期減少術后神經系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。

rSO2能反應大腦氧代謝的供需平衡，尤其是在涉及主動脈弓部手術的主動脈夾層患者中，ASCP更需要能夠反映氧代謝的指標[7]。而有研究報道腦血氧飽和度儀的使用能夠為術中神經系統(tǒng)的動態(tài)變化提供明確的指征，術中及時調整手術方案，進行腦保護相關方面的治療對于術后認知功能障礙的減少、減少術后監(jiān)護室滯留時間和住院時間提供了一定的依據[8]。主動脈夾層術后中風的比例約為10%，90%是因為頸動脈的狹窄或者腋動脈插管導致的動脈內膜的翻轉[9]，另外術中、術后血壓劇烈的波動導致的血栓、斑塊、內膜片的脫落都會引起rSO2數值的劇烈變化。而心臟術后發(fā)生中風的比例約為5%，平均發(fā)生在術后1.5天，大多數發(fā)生在右側大腦半球，且為梗死性[10]。所以術中根據rSO2的監(jiān)測對術中腦缺血尤其是右側大腦半球的判斷有明確的意義。rSO2正常值為55%～75%，術中連續(xù)的監(jiān)測及各個時間段的對比有明確的意義。

本研究中各個時間點，全組患者雙側大腦rSO2值均處于正常范圍之內，術后無嚴重神經系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生。不同腦灌注流量比較，rSO2值均隨著手術的進行即溫度的變化而變化，開始手術降溫至深低溫選擇性腦灌注，rSO2值呈上升趨勢，DHCA結束開始復溫至手術結束，rSO2值呈下降趨勢，其中體外循環(huán)前(T1)、升主動脈阻斷后10 min(T2)、停機后5 min(T5)三個時間點rSO2值的變化趨勢差異并無統(tǒng)計學意義?；謴脱h(huán)10 min(T3)、開放升主動脈10 min(T4)，兩個時間點rSO2值的變化趨勢差異存在統(tǒng)計學意義。但3 ml/(kg·min)的小流量組rSO2值仍然處于安全閾值范圍以上，提示大腦血液供應仍然充足，能夠滿足大腦氧的代謝需求。本研究同時觀察圍術期兩組患者血漿乳酸水平，各時間點靜脈血乳酸值并無差異，均在可接受的范圍內，提示3 ml/(kg·min)較5 ml/(kg·min)沒有增加腦的無氧代謝。本研究中對合并有腦血管疾病病史或術前頸動脈超聲檢查結果示頸動脈中重度狹窄患者被排除在該研究之外。不足之處是術前未對患者進行大腦Willis環(huán)的完整性進行評估，但術中無患者存在雙側rSO2值的顯著差異。

本研究顯示，通過DHCA+ASCP的體外循環(huán)方式行主動脈全弓置換+支架象鼻手術治療Stanford A 型夾層動脈瘤患者時，除常規(guī)通過左側撓動脈壓力間接監(jiān)測腦灌注壓力外,還可以通過 NIRS持續(xù)監(jiān)測提供的rSO2值來判斷大腦氧供情況。在一定時間內 3～5 ml/(kg·min)的腦灌注流量能夠為大腦提供足夠的血流, 滿足大腦氧代謝所需，均能獲得滿意的腦保護效果。

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Minimalsafeperfusionflowofselectivecerebralperfusionduringdeephypothermiccirculatoryarrest

Liu Chang, Chen Yang, Zhu Xi-yu, Wang Dong-jin

DepartmentofThoracicCardiacSurgery,GulouHospital,Nanjing210008,China

WangDong-jinEmail:gldjw@163.com

ObjectiveTo identify whether a minimal perfusion flow of selective cerebral perfusion (SCP) during deep hypothermic circulatory arrest (DHCA) was still safe in the surgery of aortic dissection (AD) patients, and to evaluate. The protective effects of it on decreasing neurological complications after surgery.MethodsA retrospective analysis of 107 patients with Stanford type A aortic dissection in our center since Jan. 2016 to Dec. 2016 was performed. Patients with moderate or severe carotid artery occlusion or cranial vascular diseases were excluded by ultrasound examination. All patients enrolled were

total arch replacement and frozen elephant trunk implantation during surgery accompanied with DHCA and SCP. We divided all patients into two groups, M group (3 ml/(kg·min)) and D group (5 ml/(kg·min)), according to the perfusion flow. Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was settled to evaluate bilateral cerebral oxygen saturation (rSO2) continuously. Meanwhile, lactate levels were also recorded at several time points during surgery, such as after anesthesia induction (T1), after aortic cross clamp (ACC) (T2), 10 min after circulatory restoration (T3), 10 min after ACC releasing (T4) and 5 min after cardiopulmonary bypass (CPB) (T5).ResultsAll patients enrolled in our study were received DHCA and SCP during operations, and none of them were suffered from severe neurological complications. There were no significant differences in perfusion time, ACC time, CPB time and operation time. Also, no differences were found among lactate levels, mechanical ventilation time, intensive care unit duration and post-operative complications. We only found that the levels of rSO2were a bit lower in M group than those in D group at T3 and T4 time points (P<0.05). However, the value of rSO2in M group was still safe for patients to maintain cerebral oxygen metabolism.ConclusionIt is acceptable that minimal perfusion flow (3 ml/(kg·min)) is still safe during DHCA. Moreover, it can provide enough flow and ensure oxygen metabolism to meet the requirement of cerebral protection.

Deep hypothermic circulatory arrest; Antegrade selective cerebral perfusion; Cerebral oxygen saturation; Extracorporeal circulation

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.04.04

210008 南京，南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院心胸外科

王東進，Email：gldjw@163.com

2017-06-19)

2017-08-08)