心脏手术的脑保护

心脏手术的脑保护

近二十年来，心脏大血管手术技术进展迅速，围手术期并发症及死亡率显著下降，但体外循环手术后脑部并发症-脑功能紊乱发生率仍很高，据统计体外循环手术后60%的病人有不同程度的脑功能紊乱，症状轻重不等，可呈轻微的行为改变、暂时性记忆丧失，严重的可出现昏迷、抽搐、偏瘫、截瘫等，虽然多数程度较轻，且呈一过性，神经系统症状迅速恢复而无后遗症，但少数病人属严重脑缺血缺氧，有些病人可因而致残，甚至死亡。因此，心脏手术的脑保护问题已日益受到重视。

目前脑保护的措施主要表现在以下几个方面：

１，低温技术

低温是目前心脏手术，特别是复杂的先心手术最重要，最基本的脑保护措施。它的主要优点在于降低代谢率和氧耗量，温度每降低1℃，中枢神经系统氧代谢率（CMRO2）降低6-7%[1]。低温可以使低流量的灌注就能满足脑组织的代谢需求，同时支气管，肺，及非冠状静脉回流大大减少，为外科医生提供了良好的手术视野，低流量灌注还可以减少栓塞的损害，和血液稀释相结合能够最大程度地避免血细胞的破坏。

临床应用中脑保护效果最好的措施是深低温停循环技术（DHCA），维持全身体温在20℃以下可以停循环40-60分钟。DHCA可以阻止毒性神经递质释放并能延迟恶性生化级联效应的发生[2]。降温速度不应过快，因为躯体与灌注液之间过大的温差与脑细胞坏死密切相关。应该在躯体多处监测温度的变化，食管、鼻咽、肛管之间温差应小于５℃，保证均衡降温。

２，灌注技术

(1) RCP(retrograde cerebral perfusion)/RCP-O(retrograde cerebral perfusion with occlusion of inferior vena cava)经上腔静脉逆行灌注法，即RCP是1980年Mills最先报道的，目的在于预防体外循环过程中的大量气栓。RCP还能延长DHCA的安全时程，操作安全有效，有利于术后的神经保护[3]。RCP 伴下腔静脉阻断，即RCP-O能更有效地清除脑栓塞[3]。

Ehrlich等近期使用荧光微粒来检测器官血流量，对比了RCP和RCP-O在DHCA中的脑灌注效果，结果表明两者根本不能提供对脑代谢有益的有效灌流量

（RCP时脑灌注量0.02±0.02mL/min/100g，而RCP-O时脑灌注量0.04±0. 02mL/min/100g）[3]。他们认为RCP时进入上腔静脉的血流大部分都分流到低阻高容的静脉床中[3]，实验中即使阻断奇静脉和半奇静脉也有90%的血流从上腔静脉分流至下腔静脉而再循环。另外在实验中发现RCP-O时有大量血液回流至主动脉弓，但脑灌注量却很少，这证实了即使短暂的RCP-O也可能聚集大量的隐性水分而有增加脑水肿的危险性。Elrlich等认为早期的试验证实RCP有脑保护作用的原因在于RCP在HCA中能持续地维持颅内低温，因为如果HCA时程过长的话，脑温会逐渐上升[3]，但这个优点可以用其他的方法替代，如在术中使用冰枕等[3]。RCP-O虽然具有良好的栓塞清除功能，但由于其能导致脑水肿的危险性而不得不使我们谨慎[3]。

(2) ACP(antegrade cerebral perfusion)或SCP（selective antegrade cerebral perfusion） ACP较之RCP有较好的脑神经保护作用[4]，经头臂动脉的SCP从1957年开始应用于保护中枢神经组织[5]，它的优点是可以可以充分延长HCA的时程，但它的缺点有：操作复杂，需要完全游离头部动脉并进行插管等[5]，并可增加脑血管栓塞的机会[4]。

ACP对于费时较长的HCA来说是有益的，Jane Bachet等的临床试验在维持25-28℃核心温度的HCA下，采用6-12℃的冷血进行顺行性灌注，取得了良好的脑保护作用[5]。Sakurada及其同事对比了RCP、ACP及DHCA的效果，虽然RCP 较之DHCA有一定的脑保护作用，但不能为脑组织提供充足的血供，而ACP则是脑保护最好的策略[5]。

Jian Ye等的研究显示传统的双侧ACP可以在2小时的HCA后完全维持脑组织的正常代谢，细胞内PH值和蛋白结构[4]。并且他们首次用核磁共振灌注显影实时监控的方法，对比了双侧ACP和单侧经腋动脉至右颈动脉ACP的脑保护效果，结果表明单侧ACP完全可以达到双侧ACP同样的脑保护效果[4]，简化了操作。

ACP时必要的监护很重要，Haaren等建议使用经颅多普勒，近红外线分光光度仪（NIRS）等进行实时监测，藉以避免静脉阻塞，ACP插管滑脱等异常情况[6]。

(3) 深低温停循环（hypothermia circulatory arrest, HCA）后的低温再灌注 Ehrlich及其同事的研究结果表明HCA后维持20℃的脑温下进行20分钟的再灌注，可以显著降低颅内压（intracranial pressure, ICP）,因为已有

学者的研究表明HCA后患者ICP升高[7]。HCA后低温再灌注还可能减轻HCA后直

接快速复温过程的高灌注状态，平衡脑代谢和脑血流之间的比例，缓解脑水肿，

同时可能把一些神经毒性物质如自由基、细胞因子、乳酸等及时清洗出去，使它

们来不及发挥毒性效应，改善脑组织内的酸中毒，这样通过逐步升温就可以达到

较好的脑保护作用。目前他们已将此措施应用于临床，特别是婴幼儿HCA耗时较

长时[7]。

３，血气管理技术

心脏开放手术开展的早期CPB（cardiopumonary bypass）均采用PH-strategy，向血液中添加二氧化碳可以维持正常PH值，还有利于扩张脑血管

[8]。

70年代后期有学者对PH-strategy提出质疑，相关研究表明血液PH值偏向碱性有利于维持细胞内酶的活性；更重要的，发现栓塞性因素对成人心脏手术后

的神经损害要比缺氧性损害更严重，包括粥样硬化碎片、脂肪和气体栓塞等。由

于添加二氧化碳使脑血流过度增加反而会加重以上原因引起的脑损害[8]。

在DHCA中究竟是使用PH-strategy还是alpha-strategy目前仍有争议[9]，但是已有相当多的研究表明PH-strategy结合DHCA有更好的神经保护作用。

Prestley及其同事用5到10天的小猪在维持脑温20℃，红血球比积20%-25%，

灌流量100mL/kg/min下分别用两种血气管理方法进行90分钟的DHCA，结果表

明alpha组的动物的脑损害要严重得多[8]。Duke研究组认为alpha-strategy由

于能导致双侧肺部的窃血(血液PH值越是偏向碱性，肺血管阻力就会越低而脑血

管阻力越高，这样会使大量的血液从脑血管分流到肺血管。)而具有脑损害性[8]。

在成人的CPB中，alpha-strategy的神经保护效果较好[9]，而在小儿的CPB 中，PH-strategy却有更好的效果。近期一个单中心临床试验表明应用

PH-strategy能降低术后死亡率，减少脑电波的癫痫样发作，加快脑电波恢复活

性时程[9]。Bellinger等人研究了一百多名一到四岁儿童的神经学结果，他们都

在小于九个月时分别应用PH-strategy和alpha-strategy进行了心脏手术，结

合围手术期的数据还是主张婴幼儿心脏手术采用PH-strategy[9]。

４，脑保护药物的应用 NMDA受体拮抗剂、自由基清除剂、麻醉药物等。

(1) (1) NMDA受体拮抗剂 NMDA受体是兴奋性氨基酸（EAA）的一种特异性受