新生儿及婴幼儿深低温停循环与选择性脑灌注效果.docx

1、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:_单位: _邮编: _） 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6197 (7858)d，体重2.35.6(4.00.8)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1530 ml/(kgmin)。术

2、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24 h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(626)%和(617)%，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%(428)%，较基线值降低最大百分比为16.8%48.2%(32.59.8)%;SACP组在脑灌注后5 min、10 min、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(P0.05)。结论 DH

3、CA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: OBJECTIVE To analyze changes of cerebral oxygen saturation during using deep hypothermic circulatory arrest (DHCA) and selective antegrade cerebral perfusion(SACP) in neonates and infants aortic sur

4、gery, and evaluate the cerebral protective effects as well. METHODS 24 patients diagnosed coarctation of aorta(CoA) or interrupted aortic arch(IAA) with congenital heart defects, aged 6 to 197 days average (7858)days,weighed 2.3 to 5.6 kg average (4.00.8)kg,were randomly divided into DHCA group(n=15

5、) and SACP group(n=9).Continuous SACP was established via the innominate artery cannulation after reaching target temperature, the flow rate was kept 15-30 ml/ (kgmin). Near-infrared spectroscopy (NIRS) was used to continuously monitor the cerebral tissue oxygenation index (TOI) percutaneously. RESU

6、LTS All patients recovered from anaesthesia within 24 hours and none appeared temporary neurologic complications, 3 died in hospital. There was no significant difference of the baselines of TOI between these two groups (62%6% and 61%7%, P0.05). After DHCA beginning, TOI decreased continuously and re

7、ached a nadir ranged 29% to 55% average(428)% at the end of DHCA. Comparing to the baseline, the maximum decrease of TOI was from 16.8% to 48.2% average(32.59.8)%. The TOI of SACP group at 5 min, 10 min and the end of SACP was similar to the baseline (P0.05). At the three time points, but the TOI of

8、 DHCA group decreased significantly than that of SACP group(P0.05).CONCLUSION DHCA can cause to obviously decrease in cerebral tissue oxygenation, but in a certain time period,there are no differences between DHCA and SACP in postoperative neurological outcomes for neonates and infants.Key words： De

9、ep hypothermic circulatory arrest;Selective antegrade cerebral perfusion;Infants;Near-infrared spectroscopy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(deep hypothermic circulatory arrest，DHCA)与选择性顺行脑灌注(selective antegrade cerebral perfusion，SACP

10、)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(interrupted aortic arch，IAA)或主动脉缩窄(coarctation of aorta，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6197(7858)d，体重2.35.6(4.00.8)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(ventricular septal defect，VSD)、卵圆孔未闭(patent foramen ova

11、le，PFO)、动脉导管未闭(patent ductus arteriosus，PDA)4例;CoA合并VSD、PFO和(或)PDA 10例;CoA合并VSD 4例;CoA合并右室双出口、PDA 2例;IAA(A型)合并VSD、PFO或PDA 3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PFO 1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(cardiopulmonary bypass,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，

12、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15 min、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1530 ml/(kgmin)，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

13、。所有患儿均行改良超滤。复温时采用-稳态，其余时段采用pH稳态进行血气管理。1.3 脑氧合指数(tissue oxygenation index,TOI )监测 麻醉诱导后，将监测电极(Pediatric SomaSensor, Model SPFB,Somanetics Corp USA) 贴于患儿右额头，与远红外分光光普仪(NIRS，INVOS 5100 Cerebral Oximeter Somanetics Corp USA)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5 min、15 min、DHCA/SACP前，DH

14、CA/SACP 5 min、DHCA/SACP 10 min、DHCA/SACP结束时、主动脉开放后5 min、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SPSS 13.0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2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

15、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(P0.05)。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1 d和第5 d分别死于心包填塞及肺高压危象，SACP组1例术后第12 d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33 min，SACP时间最长35 min，见表2。2.2 乳酸变化 CPB结束时，DHC

16、A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CPB 15 min水平(P0.05)。DHCA组在停DHCA及CPB结束时乳酸值最高;SACP组在CPB 15 min、停SACP时、CPB结束时乳酸值差异无统计学意义(P0.05)。2.3 TOI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%(428)%，较基线值降

17、低最大百分比为16.8%48.2%(32.59.8)%;SACP组仅1例在表1 DHCA组和SACP组的一般情况比较表2 DHCA组和SACP组术中及术后情况比较表3 DHCA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5 min、10 min、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(P0.05)。两组TOI值在恢复CPB后均明显高于基线(P0.05)，持续10 min左右逐渐降至基线水平，见图1。3

18、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8515，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

19、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

20、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45 min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

21、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1020 ml/(kgmin)，本研究有部分病例在中低温条件

22、下进行SACP，脑代谢需求较高，其流量维持在2030 ml/(kgmin)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

23、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

24、不足之处： 研究的病例数量不够大。 部分患儿体重小于4 kg，使用的探测电极可能会影响监测数据的真实性。 NIRS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。【参考文献】 1 Andropoulos DB, Stayer SA, Diaz LK, et al. Neurological monitoring for congenital heart surgeryJ. Anesth Analg,2004，99(5) :1365-1375. 2 Kurth CD, Steven JL, Montenegro LM,et al. Cerebral oxygen satur

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