腦氧監測指導A型夾層術中的溫度管理

易秋月 周和平 黎 明 李建鵬 任滬平 閆璐勤 鄧 麗

在A型夾層主動脈弓部重建手術中，有兩種方式進行腦保護：深低溫停循環和腦灌注。低溫既可降低機體氧代謝，對全身重要臟器都有保護作用；也可降低灌注流量，減少血液破壞,給外科提供清晰無血的手術視野。同時，低溫也是把雙刃劍，深低溫可引起血液粘滯度升高,凝血系統破壞巨大[1-2]；停循環時有血球凝集和腦栓塞的風險。 而且，降溫速度過快，溫差過大，腦細胞損傷死亡；而緩慢降溫/復溫，過渡追求縮小溫差，會直接導致體外循環時間延長。CPB時間延長加劇代謝失衡(乳酸、血糖升高)、用血增加、炎性反應增加、臟器損傷加劇[3-5]。隨著停循環腦保護管理策略的發展，在不影響患者預后的情況下，心臟外科醫生越來越喜歡將CPB和主動脈阻斷時間降到最短[6-7]。

在此，我們提出用腦組織氧飽和度(regional cerebral oxygen saturation，rSO2)監測指導A型夾層術中溫度管理，以滿足降溫/復溫過程中氧代謝的需求，減輕過快或者過慢降復溫對機體帶來的傷害，減少長時間體外循環帶來的并發癥。

資料與方法

1.臨床資料 選取我院2018年2月至2018年12月期間， A型主動脈夾層的患者共77例納入研究。納入標準：年齡>18歲，<70歲A型主動脈夾層患者；行主動脈弓手術的患者。排除標準：<18歲，>70歲，外傷、腦出血、大出血、術前出現并發癥及術中死亡。采用隨機數字法將患者分為兩組：常規組(A組)和腦氧監測指導組(B組),經統計學檢驗兩組病例術前資料差異無統計學意義。主動脈病理改變主要是急慢性主動脈夾層,。所有患者進入研究前均簽署知情同意書，患者術前一般資料見表1。

2. 麻醉和體外循環方法 麻醉誘導采用咪達唑侖0.05 ～ 0.1 mg/kg、依托咪酯0.1～ 0.3 mg/kg、異丙酚1 mg/kg、芬太尼5 ～10 mcg/kg、肌松藥(羅庫溴銨、泮庫溴銨、維庫溴銨)、七氟醚，麻醉維持用空氣、氧氣和異氟醚，適當增加芬太尼和肌肉松弛劑。標準中心靜脈壓力監測、有創動脈壓力監測、血流動力學監測(EV1 000 A,Edwards Lifesciences,CO,USA)和經食管超聲心動圖聯合使用。

所有病例均采用Stockert-S5型體外循環機轉流， Sorin INSPIRE 6F 膜式氧合器體外氧合，勃脈力A 1 000 mL, 甘露醇 0. 5 g/kg,白蛋白 20～40 g,5%碳酸氫鈉150 mL，甲基強的松龍500 mg，肝素50 mg預充。所有患者麻醉誘導后頭戴冰帽，均經腋動脈、股動脈及腔房雙極靜脈插管建立體外循環，灌注HTK心肌停搏液；降至鼻咽溫24～26 ℃停循環，經無名動脈和左頸總動脈行雙側腦灌注保護大腦，灌注流量8～10 mL·kg-1·min-1?；謴腕w外循環后，混合靜脈血氧飽和度升高至80%以上再開始血流復溫，甲基強的松龍500 mg，鼻咽溫30 ℃時加入甘露醇0. 5 g/kg。所有病例降溫過程采用PH穩態，維持和復溫過程采用α穩態。B組在患者入室即用腦血氧監測儀(INVOS TM5100C, Covidien, Boulder, CO, USA)行腦rSO2監測，降溫及復溫過程中根據腦rSO2值適當調整溫差及速度；停循環腦保護期間根據腦rSO2調整流量，使腦rSO2>40%。兩組患者復溫時灌注流量2.0～3.0 L·min-1·m2，A組患者根據溫度及灌注壓及時調整流量，B組患者根據腦rSO2、溫度及灌注壓做相應的調整。MAP維持在55～80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。

表1 患者臨床資料

注:肌酐>120 μmol/L定義為腎功能不全

3. 手術方法 手術方式根據病變范圍及術中具體情況選擇,包括升主動脈+部分主動脈弓置換，升主動脈+全主動脈弓置換,全胸主動脈置換以及單獨主動脈弓置換。同期完成主動脈根部替換術19例,主動脈瓣置換術5 例,二尖瓣置換術2例，冠狀動脈旁路移植術3例,降主動脈內植人“象 鼻”或支架 “象 鼻”49例，見表2。

4. 觀察指標 收集的數據為動脈血和靜脈血氣體參數，包括: PaO2、PaCO2、SO2、SVO2、VO2、BE、乳酸、pH、Hb。記錄血流動力學變量，包括:CI、MVO2、DO2。其中，DO2的計算公式為：DO2(mL/min)=Hb(g/dL)×1.34×SaO2×flow(L/min)×10,最后，通過記錄醫院的并發癥發病情況來評估臨床結果。

表2 兩組手術方式比較(例)

注:I：升主動脈；AVR：主動脈瓣替換；MVR：二尖瓣替換；CABG：冠狀動脈旁路移植術

5.統計學方法 應用SPSS 13.0軟件進行統計分析.計量指標以均數±標準差表示,比較采用t檢驗或秩和檢驗;計數資料用頻數及百分比表示，比較采用χ2檢驗或Fisher's精確檢驗。以P<0.05 為差異有統計學意義。

結 果

1.兩組觀察指標比較 術中兩組體外循環時間[(189.90±66.87)vs. (142.03±30.01) min,P<0.05]; 降、復溫時間分別為[ (45.71±6.1)vs. (30.29±6.29) min， (136.32±40.23)vs. (108.5±21.7) min，P<0.05]。乳酸和血糖水平為分別[(9.95±3.76)vs. (5.58±2.96) mmol/L，(17.78±3.77)vs. (12.91±4.3)mmol/L，P<0.05]。其余指標如主動脈阻斷時間，腦保護時間等有減少的趨勢，但差異無統計學意義, 見表3。

2. 兩組術后并發癥情況 兩組患者卒中發生率及需要透析的急性腎衰發生率比較，差異有統計學意義(17.5%vs. 2.7%，10%vs. 零)。二次開胸止血發生率(7.5%vs. 2.7%),醫院死亡率(20%)vs. 16.2%)，短暫性腦缺血發生率(7.5%vs. 零)有減少趨勢,其他項發生率比較，差異無統計學意義(P>0.05),見表4。

討 論

近紅外光譜(near infrared spectroscopy，NIRS)是一種無創連續測量組織氧飽和度的監測技術[8]，它可測量腦rSO2，被認為是腦組織氧合的金標準[9]。腦rSO2是近年臨床麻醉圍手術期監測中的一項新技術，可以在早期發現腦組織氧供需的失衡。Heringlake等研究了術前腦rSO2值與臨床結果的相關性，他們發現腦rSO2比EuroSCORE更準確地預測了30 d的死亡率[10]。近年來， NIRS作為一種有價值的非侵入性腦監測手段被應用于成人心臟手術中，其中術中腦rSO2下降與術后神經認知功能下降和整體預后顯著相關[11-12]。Menke等[13]研究了NIRS測量腦rSO2與CPB患者圍手術期重要參數之間的關系，他們發現近紅外光譜測量的腦rSO2值變化的84.7%和組織血紅蛋白含量變化的90.7%相一致。此外，一項對15例接受CPB手術患者的研究發現，中心靜脈血氧飽和度(ScvO2)接近于腦和體/腎NIRS, NIRS恰當地反映了心臟輸出量的變化，這與ScvO2的變化結果一致[14]。由此，我們認為，NIRS有助于優化關鍵參數，可以提高CPB手術期間的腦保護效果。此項研究我們將腦rSO2應用于A型主動脈夾層手術中指導體外循環期間溫度的管理，發現靶向目標個體化溫度管理策略有利于縮CPB時間，減少CPB延長所帶來的相關并發癥。

表3 兩組各項臨床觀察指標比較

注:CPB：體外循環；HCT：紅細胞壓積；DO2：氧供；SVO2：混合靜脈氧飽和度

表4 兩組患者術后并發癥比較[n(%)]

深低溫停循環起源于七十年代中期，低溫降低了腦及全身其他重要器官的代謝，從而延長了安全手術時間，且給外科醫生提供無血而清晰的手術視野，是主動脈弓手術的重要組成部分。隨著深低溫停循環期間選擇性順行腦灌注的增加，研究者用中低溫(20.1～28 ℃)選擇性腦灌注進行腦保護也取得了良好的效果[15-16]。此外,Kamiya等發現，停循環溫度在20～24.9 ℃和25～28 ℃之間的大血管手術中，患者的死亡率和發病率沒有任何顯著差異,但后者有一個降低術后炎癥反應,減少二次開胸止血的趨勢[17]。我們的研究目標溫度在24～26 ℃之間，屬于中低溫，兩組停循環時間[(19.25±3.02)vs. (15.53±7.89)min]在安全范圍內(10～20 min)。

研究發現，A型乳酸酸中毒中乳酸水平的升高與供氧不足和組織灌注不足密切相關[18]。體外循環下心臟手術患者的高乳酸與組織缺氧有關，還與非缺氧的原因，如藥物治療，心臟停搏液，體溫過低，和CPB本身有關[19-20]。Demers等研究發現，在接受心臟手術的成年患者中，有10%～ 20%的患者檢出高乳酸,這與術后顯著的并發癥發病率和死亡率相關[20]。因此，監測心臟手術患者的血乳酸水平，有助于早期發現氧供需失衡。研究表明圍手術期和術后乳酸水平升高與并發癥發生率增加和ICU住院時間增加有關[21-23]。Ranucci等研究發現，DO2為272 mL·min-1·m-2和DO2/VCO2<5是最佳灌注的最低閾值[24]，DO2< 260 mL·min-1·m-2時乳酸形成增加[25]。后者被認為是乳酸閾值的最佳預測因子。在本研究中，用腦rSO2監測指導靶向目標溫度管理，提高了DO2，B組最低DO2(279.98±22.21)mL·min-1·m-2，乳酸水平低于A組，術后并發癥發生率隨之減少。因此，體外循環中觀察灌注充分性更全面的標志物DO2和DO2/VCO2的變化，有助于理解呼吸因素如何影響組織灌注。這可能比單純監測血清乳酸(缺氧損傷的晚期指標)更好地衡量灌注充分性。

在正常的生理條件下，腎小管周圍毛細血管由傳出的腎小球動脈滋養，如果它攜帶低氧血，會導致腎實質缺氧[26]。因此，腎臟可能是第一個受到總體DO2減少影響的器官之一。體外研究表明，即使DO2水平輕微下降，腎臟的一些高度敏感區域也容易發生缺血性損傷。本研究的B組在整個手術過程中使用腦rSO2監測，根據其變化及時調整， B組患者最低DO2(279.98±22.21) mL·min-1·m-2，A組最低D O2(250.98±22.45) mL·min-1·m-2,B組腎損傷發生率明顯低于A組(10% vs. 0%)，這與Ranucci和Somer研究一致[24, 27]。他們認為DO2為272 mL·min-1·m-2和DO2/VCO2<5是最佳灌注的最低閾值，低于此值，急性腎衰竭發生概率增加。

CPB被廣泛應用于心臟手術以維持全身的灌注和氧合。研究表明，CPB時間延長與代謝失衡(乳酸、血糖升高)、用血增加、炎性反應增加、臟器損傷加劇有關[3-5]。曹亮等研究發現CPB時間長是A型夾層患者術后發生重度急性腎損傷的危險因素[28]。本研究用rSO2監測指導A型夾層患者術中溫度管理，在滿足降溫/復溫過程中氧代謝的需求，同時不特意追求較小的溫差，快速降溫/復溫，縮短了CPB時間[(189.90±66.87)vs. (142.03±30.01) min,P<0.05]，減輕過快或者過慢降/復溫對機體帶來的傷害，從而減少長時間體外循環引起的相關并發癥(如腦卒中及需要透析的腎功能衰竭減少)。

總之，腦對氧變化更加敏感，腦rSO2可以作為有效的氧代謝監測手段應用于A型夾層手術的溫度管理。根據靶向目標制定個體化溫度管理策略有利于縮短CPB時間，減少CPB延長所帶來的相關并發癥。