新生儿及婴幼儿深低温停循环与选择性脑灌注效果.docx

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新生儿及婴幼儿深低温停循环与选择性脑灌注效果

新生儿及婴幼儿深低温停循环与选择性脑灌注效果

（作者:

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作者：

彭文英，庄建，陈欣欣，陈寄梅，陈萍，李刚【摘要】目的分析和评价新生儿及小婴儿主动脉手术中使用深低温停循环（DHCA）与选择性顺行脑灌注（SACP）时脑氧饱和度变化和脑保护效果。

方法主动脉缩窄或主动脉弓中断合并心内畸形患儿24例，其中男20例，女4例，年龄6～197（78±58）d，体重2.3～5.6（4.0±0.8）kg，随机分为DHCA组（15例）和SACP组（9例），后者在降至目标温度后经无名动脉顺行插管行持续性SACP，灌注流量15～30ml/（kg·min）。

术中应用近红外分光光谱仪（NIRS）经皮连续监测脑组织氧合指数（TOI）变化。

结果两组患儿均于术后24h内清醒，未出现近期神经系统并发症，3例患儿院内死亡。

DHCA组和SACP组TOI基线值分别为（62±6）%和（61±7）%，差异无统计学意义（P0.05）。

DHCA开始后TOI值持续下降，至结束时达最低点，为29%～55%（42±8）%，较基线值降低最大百分比为16.8%～48.2%（32.5±9.8）%;SACP组在脑灌注后5min、10min、结束时TOI与基线值比较差异无统计学意义（P0.05），与DHCA组比较，此三个时间点TOI较基线值下降百分比差异有统计学意义（P﹤0.05）。

结论DHCA可明显降低脑组织氧合，但在一定时限内，DHCA与SACP两种方式对新生儿及小婴儿术后神经系统功能均无明显影响。

【关键词】深低温停循环;选择性顺行脑灌注;婴幼儿;近红外分光光谱仪　　Abstract:

OBJECTIVEToanalyzechangesofcerebraloxygensaturationduringusingdeephypothermiccirculatoryarrest（DHCA）andselectiveantegradecerebralperfusion（SACP）inneonatesandinfantsaorticsurgery,andevaluatethecerebralprotectiveeffectsaswell.METHODS24patientsdiagnosedcoarctationofaorta（CoA）orinterruptedaorticarch（IAA）withcongenitalheartdefects,aged6to197daysaverage（78±58）days,weighed2.3to5.6kgaverage（4.0±0.8）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﹥0.05）.AfterDHCAbeginning,TOIdecreasedcontinuouslyandreachedanadirranged29%to55%average（42±8）%attheendofDHCA.Comparingtothebaseline,themaximumdecreaseofTOIwasfrom16.8%to48.2%average（32.5±9.8）%.TheTOIofSACPgroupat5min,10minandtheendofSACPwassimilartothebaseline（P0.05）.Atthethreetimepoints,buttheTOIofDHCAgroupdecreasedsignificantlythanthatofSACPgroup（P﹤0.05）.CONCLUSIONDHCAcancausetoobviouslydecreaseincerebraltissueoxygenation,butinacertaintimeperiod,therearenodifferencesbetweenDHCAandSACPinpostoperativeneurologicaloutcomesforneonatesandinfants.　　Keywords：

Deephypothermiccirculatoryarrest;Selectiveantegradecerebralperfusion;Infants;Near-infraredspectroscopy　　在升主动脉及主动脉弓部手术时选择何种方式进行脑保护，减少术后神经系统并发症的发生，目前还存在争议。

本文对24例主动脉弓病变合并心内畸形的新生儿及小婴儿采用经皮连续脑氧饱和度监测方法比较深低温停循环（deephypothermiccirculatoryarrest，DHCA）与选择性顺行脑灌注（selectiveantegradecerebralperfusion，SACP）两种方式对脑氧合的影响，进而评价两种方法的脑保护效果。

　　1资料与方法　　1.1临床资料2007年11月～2008年6月行主动脉弓中断（interruptedaorticarch，IAA）或主动脉缩窄（coarctationofaorta，CoA）合并心内畸形矫治术的新生儿及小婴儿（年龄≤90天或体重≤5.0kg）共24例，其中男20例，女4例，年龄6～197（78±58）d，体重2.3～5.6（4.0±0.8）kg。

所有患儿术前均排除神经系统功能障碍，其中诊断IAA（B型）合并室间隔缺损（ventricularseptaldefect，VSD）、卵圆孔未闭（patentforamenovale，PFO）、动脉导管未闭（patentductusarteriosus，PDA）4例;CoA合并VSD、PFO和（或）PDA10例;CoA合并VSD4例;CoA合并右室双出口、PDA2例;IAA（A型）合并VSD、PFO或PDA3例，其中1例合并主-肺动脉窗，1例合并三房心;CoA术后再狭窄合并PFO1例，随机分为DHCA组（15例）与SACP组（9例）。

本研究符合人体试验伦理委员会制定的伦理学标准，所有入选病例均取得家属的知情同意。

　　1.2麻醉及体外循环（cardiopulmonarybypass,CPB）采用静吸复合麻醉，经鼻气管插管，作右桡动脉与股动脉穿刺持续测压，经颈内静脉或锁骨下静脉放置三腔深静脉导管。

并用22G穿刺针行颈内静脉逆行穿刺保留置管。

分别在麻醉后开胸前、CPB开始后15min、DHCA/SACP前、DHCA/SACP结束时、术毕5个时点抽取逆行置管的颈内静脉血行血气分析，测定乳酸值。

建立CPB后，先在浅中温下矫治心内畸形并逐渐将温度降至目标温度后在DHCA或SACP下行主动脉手术。

DHCA组在心内畸形矫治后直接停循环，并在头部加用冰帽;SACP组则在降低流量后将升主动脉插管移至无名动脉内，同时阻断左锁骨下动脉及左颈总动脉行SACP，灌注流量15～30ml/（kg·min），主动脉手术结束后将主动脉插管移回升主动脉，恢复全流量转流并缓慢复温。

所有患儿均行改良超滤。

复温时采用α-稳态，其余时段采用pH稳态进行血气管理。

　　1.3脑氧合指数（tissueoxygenationindex,TOI）监测麻醉诱导后，将监测电极（PediatricSomaSensor,ModelSPFB,SomaneticsCorpUSA）贴于患儿右额头，与远红外分光光普仪（NIRS，INVOS5100CerebralOximeterSomaneticsCorpUSA）连接持续进行经皮脑组织氧饱和度监测，并在以下各时点收集分析数据：

CPB开始后主动脉阻断前（基线值），主动脉阻断5min、15min、DHCA/SACP前，DHCA/SACP5min、DHCA/SACP10min、DHCA/SACP结束时、主动脉开放后5min、CPB结束时、术毕。

监测仪显示屏上数值约4秒更新1次，所有数据可在主机内自动储存。

　　1.1统计学方法采用SPSS13.0软件进行统计学分析。

所有数据用均数±标准差（±s）表示，计量资料均经方差齐性和正态性分布检验，对方差齐性和正态分布计量资料比较采用t检验、重复测量方法;方差不齐及非正态分布资料行秩和检验;计数资料行χ2检验，P0.05认为差异有统计学意义。

　　2结果　　2.1术中及术后患儿一般情况两组患儿年龄、体重、术前中心静脉压（CVP）、术前平均动脉压（MAP）及稀释前后红细胞比积（Hct）差异无统计学意义（P0.05），见表1。

4例患儿采用中低温SACP，故两组最低鼻咽温差异有统计学意义（P﹤0.05）。

术后患儿均清醒，无苏醒延迟、抽搐、易激惹、瘫痪等神经系统功能障碍的症状和体征。

DHCA组2例患儿在术后第1d和第5d分别死于心包填塞及肺高压危象，SACP组1例术后第12d死于呼吸心跳骤停，两组患者转归差异无统计学意义（P0.05）。

两组总CPB时间、主动脉阻断时间、DHCA/SACP时间、麻醉清醒时间、辅助呼吸时间、监护时间差异无统计学意义（P0.05），DHCA时间最长33min，SACP时间最长35min，见表2。

　　2.2乳酸变化CPB结束时，DHCA组乳酸水平较SACP组高，两组差异有统计学意义（P0.05），其余时点两组乳酸值差异无统计学意义（P0.05），见表3。

两组开胸后各时点乳酸值均较开胸前高（P0.05），术毕时恢复至CPB15min水平（P0.05）。

DHCA组在停DHCA及CPB结束时乳酸值最高;SACP组在CPB15min、停SACP时、CPB结束时乳酸值差异无统计学意义（P0.05）。

　　2.3TOI变化两组TOI基线值比较，差异无统计学意义（P0.05），DHCA组有2例患儿TOI基线值小于50%，最低值为46%。

DHCA开始后，TOI值逐渐下降，至DHCA结束时达最低，为29%～55%（42±8）%，较基线值降低最大百分比为16.8%～48.2%（32.5±9.8）%;SACP组仅1例在表1DHCA组和SACP组的一般情况比较表2DHCA组和SACP组术中及术后情况比较表3DHCA组和SACP组各时点颈内静脉乳酸比较　　脑灌注结束时TOI降低最大百分比为37.1%，其余患儿在各时点下降最大百分比均小于15.0%，在SACP后5min、10min、结束时TOI值与基线值比较差异无统计学意义（P0.05），与DHCA组比较，两组在此三个时间点TOI较基线值下降百分比差异有统计学意义（P﹤0.05）。

两组TOI值在恢复CPB后均明显高于基线（P0.05），持续10min左右逐渐降至基线水平，见图1。

　　3讨论　　NIRS是一种相对较新应用于临床的无创性脑组织氧合监测设备[1]，它通过探测脑组织中近红外线的吸收和反射，能连续可靠地监测脑血流变化，为及时干预脑组织氧合提供有用信息。

NIRS监测不依赖于血流搏动，是监测DHCA时脑氧合的唯一有效手段。

其显示数值为区域性TOI，即近红外线穿透区域内氧合血红蛋白与总血红蛋白比值。

在大脑血管分布比例中，静脉占75%，动脉占20%，毛细血管占5%，平均静/动脉血流比为85∶15，不同的患者有一定变异。

TOI值主要反映静脉血氧含量，正常值为68%左右。

先天性心脏病患儿脑氧合因解剖及动脉氧饱和度不同而有差异，某些患者明显低于健康人[2]，这与某些先心病患儿术前头颅影像学研究显示低脑血流是一致的[3]，本研究中两组患儿TOI基线值均较正常值低，可能是患儿术前均存在左向右分流，收缩期分流导致脑血流减少的结果[2]。

Fenton等记录了143例婴幼儿先心病矫治术中TOI的连续变化[4]发现：

左向右分流的患儿TOI基线值较无分流的患儿低，左向右分流矫治后的紫绀型患者与非紫绀型患者TOI值无明显差别，低TOI基线值与围手术期死亡密切相关。

　　微循环血氧饱和度是脑组织氧含量的主要来源，TOI值可直接反映监测局部脑组织氧含量，易受脑氧运输、消耗和动/静脉血容量比值影响，血流不稳定或动脉氧浓度下降均可使TOI值明显下降，TOI降低与细胞功能丧失、细胞死亡及不良神经系统并发症有关。

TOI值较基线值下降10%以上提示脑灌注不足[5]，降低20%可能与神经系统症状有关[6]，有重要的临床意义。

在一个以猪为模型的动物实验中发现：

TOI基线值为68%，当降至44%时脑乳酸增加，在42%时脑电图出现变化，在降至33%时，脑三磷酸腺苷下降。

在深低温条件下，脑代谢活动并未完全停止，脑氧耗仍在继续，此时停止供血供氧，脑缺血缺氧则会逐渐加重。

相关临床和实验室研究认为停循环的安全时限为45min或者更短。

本研究显示在DHCA过程中，TOI值进行性下降，虽然降低幅度较大，但持续时间短，缺血缺氧对脑细胞的破坏程度轻，故神经系统未受到明显影响。

本试验还发现，在恢复全流量复温过程中TOI值明显升高超过基线，持续数分钟后逐渐下降，可能与此阶段中脑血流量调节与温度变化比例失调，脑血流量超出相应温度下脑代谢需求，从而出现“脑奢灌”有关，随着温度的恢复，脑氧代谢增加及脑血管阻力增大，TOI值则随之下降。

若“脑奢灌”持续时间过长，可使神经元肿胀，引起神经系统并发症的发生。

本研究未出现相关神经系统并发症，提示“脑奢灌”时间可能尚未超出脑细胞可承受范围。

　　SACP是在主动脉弓重建等先心病手术中经无名动脉提供单侧脑灌注的方法，灌注区域包括大脑及右上肢。

NIRS可监测不同灌注流量脑氧饱和度变化，实时调整灌注流量，防止发生脑灌注不足或“脑奢灌”。

深低温时灌注流量常为10～20ml/（kg·min），本研究有部分病例在中低温条件下进行SACP，脑代谢需求较高，其流量维持在20～30ml/（kg·min）范围内。

灌注期间TOI值均基本维持在基线值水平，无脑灌注不足或“脑奢灌”发生。

另外，单侧脑灌注能否为双侧大脑半球提供平衡的血流依赖于Willis环的完整性。

新生儿的Willis环通常被认为是完整的，即使在成人也很少有Willis环完全缺损,因此单侧脑灌注可使血液通过Willis环分布于大脑所有区域。

有研究证实：

在单侧脑灌注期间，采用NIRS监测双侧脑氧饱和度结果无明显差异[7-8]。

本研究将探测电极贴于患儿右额行单侧监测，不影响监测结果及麻醉师操作，还节约了经济成本并减少NIRS监测并发症如婴儿皮肤对粘合剂过敏、压伤等。

　　乳酸是机体无氧代谢的标志物，可显示组织氧合情况，乳酸性酸中毒反映组织氧供与氧耗失衡，血浆乳酸水平高可预测早期死亡风险[9]。

颈内静脉血乳酸水平可反映脑缺血缺氧的状态，与脑氧饱和度监测联合应用可以更准确地反映脑氧合情况，预测脑功能损伤程度。

本研究提示CPB过程中乳酸水平可暂时性升高，因DHCA使脑缺血缺氧程度更重，故CPB结束时DHCA组乳酸值较SACP组升高更明显。

但随着缺血缺氧状态的迅速纠正，乳酸水平也迅速下降，因此患儿术后脑功能无明显影响。

　　总之，尽管DHCA较SACP期间脑氧饱和度明显降低，但只要未超出安全时限，两种方式对神经系统的影响无明显差别，短时间内SACP并未显示出优越的脑保护效果。

　　本研究不足之处：

①研究的病例数量不够大。

②部分患儿体重小于4kg，使用的探测电极可能会影响监测数据的真实性。

③NIRS光线穿透能力有限，仅能探测电极下部分区域，而无法反映大脑深部氧合情况。

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