浅低温下连续心脑灌注在小儿主动脉缩窄手术中的应用

郭 铮，王 伟，张 蔚，陈会文，付惟定，朱德明



浅低温下连续心脑灌注在小儿主动脉缩窄手术中的应用

郭 铮，王 伟，张 蔚，陈会文，付惟定，朱德明

［摘要］：目的 比较浅低温连续心脑灌注和中低温顺行脑灌注两种转流方法下进行小儿主动脉缩窄(CoA)纠治手术的临床应用效果。方法 总结54例CoA合并室间隔缺损、房间隔缺损、动脉导管未闭的患儿手术病例,根据灌注方法不同,分为心脑灌注组(n＝20)和脑灌注组(n＝34),对术中体外循环时间,主动脉阻断时间,CoA纠治时间,术后呼吸机插管时间,ICU时间,术后并发症及院内死亡率等情况进行分析。结果 心脑灌注组的体外循环时间和主动脉阻断时间明显较脑灌注组短( P＜0.05),在术后低心排率,腹透率和延迟关胸率方面,心脑灌注组均比脑灌注组低,但统计学无显著差异。结论 连续心脑灌注,是主动脉弓手术中一项新的转流技术,相比顺行脑灌注,可以明显的减少冠脉的缺血时间,更好的保护心功能。

［关键词］：心脑灌注；顺行脑灌注；主动脉缩窄；体外循环

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2016.01.06

作者单位：200127上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心小儿心胸外科

Mild hypothermic continuous cerebral and myocardial perfusion in pediatric aortic coarctation surgery

Guo Zheng,Wang Wei,Zhang Wei,Chen Hui-Wen,Fu Wei-Ding,Zhu De-Ming
Department of Pediatric Thoracic and Cardiovascular Surgery,Affiliated to Shanghai Jiaotong University,School of Medicine,Shanghai Children＇s Medical Center,Shanghai 200127,China
Corresponding author:Wang Wei,Email:wangweicpb@ yahoo.com

［Abstract］：Objective To evaluate the effects of continuous cerebral and myocardial perfusion(CCMP) and antigrade cerebral perfusion(ACP) in pediatric aortic coarctation corrective surgery.Methods Fifty-four chirdren with CoA and other co-existing cardiac defect(s)such as VSD ASD PDAundergoing corrective surgery with CCMP(n＝20)or ACP(n＝34)were included in this study.The bypass time,aortic clamp time,aortic coarctation repair time,ventilation time,ICU stay time and post-operative complications were recorded and compared between two groups.Results The bypass time and aortic clamp time was shorter in CCMP group( P＜0.05),and CCMP group had a lower morbidity rates in low cardiac output,delayed sternal closure and peritoneal dialysis post operatively.Conclusion Compared with antegrade cerebral perfusion,CCMP techniquecould reduce coronary ischemia time further,and provide superior heart functionprotection in aortic coarctation corrective surgery.

［Key words］： Cerebral and myocardial perfusion；Antigrade cerebral；Perfusion aortic coarctation；Cardiopulmonary bypass

主动脉缩窄(aortic coarctation,CoA),是小儿先天性心脏病中的常见病,大约每2 500名新生儿中即有1例CoA患儿。由于这类疾病主动脉弓纠治过程必须在局部停循环下方能进行,这就使得组织器官面临缺血缺氧性损伤的风险。如何有效的进行器官保护,尤其是心脏和大脑保护是手术成功的关键之一,为了避免术后低心排和神经系统异常等并发症发生,近年来手术中各种灌注方法层出不穷[1],但最佳的方法一直没有定论。本文回顾性分析心脏中心2012年1月至2104年12月,在浅低温连续心脑灌注和中低温顺行脑灌两种转流方法下进行主动脉弓纠治手术的临床经验。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2012年1月至2014年12月,同一组外科医生在体外循环下进行CoA合并室间隔缺损、房间隔缺损、动脉导管未闭手术共计54例,根据灌注方法不同将其分为两组。其中A组20例患儿在浅低温连续心脑灌注(continuous cerebral and myocardial perfusion,CCMP)下进行了主动脉弓纠治手术,B组34例患儿在中低温顺行脑灌注(antigrade cerebral perfusion,ACP)下进行了主动脉弓纠治手术,患儿一般资料见表1。

表1　患儿一般资料(±s)

表1　患儿一般资料(±s)

项目　A组(n＝20)　 B组(n＝34)年龄(月)　8.48±7.07　8.84±6.62体重(kg)　7.35±4.61　6.81±4.02 男/女(n)　14/6　22/12

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法 所有患儿均采用气管插管静脉复合全麻。用2 μg/(kg·h)舒芬太尼诱导麻醉,用同样剂量麻醉维持；肌肉松弛剂罗库溴铵0.5 μg/(kg·h)诱导,0.5 μg/(kg·h)维持。七氟烷1%～3%吸入维持。

1.2.2 手术和灌注方法 采用胸骨正中切口,充分暴露手术部位后,常规建立体外循环[2]。

转流开始后降温,根据体表面积和温度,控制灌注流量在合理范围,维持平均灌注压在30～50 mm Hg。A组:根据弓缩窄位置不同,采用两种不同的插管和阻断方式。以主动脉弓无名动脉位置为界,远端(n＝15)单根升主动脉插管不变,在无名动脉和左颈总动脉间上阻断钳,CCMP下处理弓缩窄,如图1；近端(n＝5),无名动脉再插一根动脉插管用“Y”接头与升主动脉插管连接后,在升主动脉处上阻断钳,分别对冠脉和无名动脉进行CCMP下处理弓缩窄,如图2。CCMP流量为全转流时的50%～75%,肛温降至32℃。B组:阻断升主动脉灌注心肌保护液后,在较低流量[5～10 ml/(kg·min)]下将弹簧主动脉插管经升主动脉插入右侧无名动脉,进行40～50 ml/(kg·min)的ACP,控制右侧桡动脉压在30～50 mm Hg,肛温降至28℃。在CoA纠治期间所有患儿下半身脏器不予直接灌注,通过体表降温予以保护。两组弓缩窄处理完毕后,恢复常规插管和转流。升主动脉阻断,灌注心肌保护液后,在升温过程中修补心内畸形。复温肛温35.5℃以上,患儿循环平稳,心率正常,无明显外科性出血,血气和电解质满意后停止体外循环。在整个升降温过程中,控制水温和肛温在10℃以内。转流升温后行常规超滤,停转流后行改良超滤。

1.3 观察指标 记录两组患儿体外循环时间、升主动脉阻断时间、CoA纠治时间、呼吸机插管时间、ICU时间、术后延迟关胸、低心排出量、腹膜透析、神经系统障碍及院内死亡率等。

图1　远端弓缩窄插管和阻断方式[3]

图2　近端弓缩窄插管和阻断方式[3]

其中,术后低心排的认定根据正性肌力药物评分(inotropic score,IS)＝Dopa【μg/(kg·min)】×1＋Dobut【μg/(kg·min)】×1＋Mil【μg/(kg·min)】×10 ＋Amrinone【μg/(kg·min)】×1＋Adr【μg/(kg· min)】×100＋Isop【μg/(kg·min)】×100,IS大于20即认定为低心排[4]。

神经系统障碍则根据患儿术后病程记录中出现长时间昏迷,四肢抽搐,肌张力改变等表现进行认定。

1.4 统计学分析 所有计数资料以个数和百分比形式表达,计量资料以均数±标准差(±s )表示。采用SPSS 17.0统计软件进行相关数据的分析,两组间计数资料使用卡方检验,计量资料使用t检验对数据进行比较,P＜0.05为具有统计学义。

2 结 果

2.1 术中情况 A组和B组心肺转流时间分别为(114.4±20.6)min和(127.2±21.8)min( P＜0.05),转流时间与降温程度(32℃和28℃)相关,较低温度转流时间较长。A组和B组主动脉阻断时间分别是(28.8±5.3)min和(62.1±7.7)min( P＜0.01)。两组间主动脉缩窄纠治时间上没有明显差异。见表2。

2.2 术后情况 B组有1例患儿因多脏器功能衰竭死亡。两组中各有1例发生神经系统并发症,表现为术后早期出现了四肢抽搐,肌张力偏低。两组患儿术后呼吸机使用时间和监护时间无显著差异。

在术后延迟关胸率,低心排发生率和腹膜透析发生率上,A组分别为10%、15%和20%都要低于B组的17.6%、35.3%和29.4%,但组间比较均无统计学意义。见表2。

3 讨 论

对于CoA等主动脉弓部手术,深低温停循环是最经典体外循环方法,已经在临床中应用超过40 年[2]。它通过深低温降低机体代谢水平,减轻组织器官因缺血缺氧造成的损伤,而且可以给外科操作提供完全无血的手术视野。但近年来研究发现:过低的温度不符合人体正常生理,会导致机体出现出凝血异常,毛细血管渗漏,心肌细胞收缩能力减弱,携氧能力下降等异常[6-7]。而且越低的温度,意味着越长的升降温转流时间,研究证实长时间的转流是手术预后不良的独立危险因素[8]。

近年来,在主动脉弓部手术中,应用最广泛的灌注方法是中低温或浅低温下ACP。ACP是指在术中经无名动脉对大脑进行持续脑灌注的一种方法。该方法既能保护神经系统功能,同时又能保证术者操作范围内保持无血状态,不妨碍手术操作[9-11]。还有学者发现,ACP不仅可以为大脑提供连续的血流支持,也可以给腹腔内脏提供血流支持,从而对下半身停循环时内脏保护也带来积极的作用[9]。ACP作为一种较好的脑保护方法,近年来在国内外主动脉弓手术中逐渐的普及开来。

但是ACP方法下CoA术后心脏肿胀及低心排的比例仍然较高。Ishino等[12]在2000年报道了心脏不停跳下进行成人主动脉弓的纠治手术,并证实了在主动脉阻断的条件下,转流中合理的控制流量使心室维持适当的容量负荷,即可令心脏持续稳定的跳动。2007年Lim等[13-14]首次报道了在婴幼儿主动脉弓纠治手术中采用心脑同时灌注的转流方法,在心脏不停跳下纠治主动脉弓畸形[8]。

本心脏中心自2012年,开始尝试在连续心脑灌注下进行主动脉弓纠治手术。由于顾忌转流中28℃左右温度,心脏会有室颤,故在本研究中的A 组20例患儿均维持血温32℃左右以50%～75%的全流量进行CCMP。CCMP过程中,不但要给予冠脉适量的血流,让心脏舒适平稳的跳动,防止室颤,而且要控制脑血流灌注,尽量避免脑灌不足或者奢灌造成的神经系统并发症。控制右桡动脉压在30～50 mm Hg,灌注压力在40～60 mm Hg,静脉氧饱和度在70%～85%,可以让心脏和大脑得到适量的灌注。在本组病例中,术后两组患儿各发生1例短暂的神经系统障碍,在出院前均已恢复,其发生率低于近年来的相关报道的[1]。这也说明32℃的灌注温度是安全的。

表2　体外循环和术后情况表(±s)

表2　体外循环和术后情况表(±s)

项目　A组(n＝20)　B组(n＝34)　P值体外循环时间(min)　114.4±20.6　127.2±21.8　0.04主动脉阻断时间(min)　28.8±5.3　62.1±7.7　0.00 CoA纠治时间(min)　23.1±3.7　21.3±3.9　0.10呼吸机插管时间(h)　41.9±18.1　48.1±15.7　0.19 ICU时间(d)　6.9±1.8　6.6±1.7　0.53并发症延迟关胸[n,(%)]2(10)　6(17.6)　0.45神经系统障碍[n,(%)]1(5)　1(2.9)　0.61低心排[n,(%)]3(15)　12(35.3)　0.26腹膜透析[n,(%)]4(20)　10(29.4)　0.45死亡[n,(%)]0　1(2.9)　0.63

相对于大脑的保护,笔者认为CCMP的最大优势在于对心功能的保护。CoA合并室间隔缺损、房间隔缺损、动脉导管未闭的患儿,特别是婴幼儿,术前左心衰和术后低心排较为常见。CoA纠治期间通过CCMP,给予冠脉一定的灌注流量,让心脏维持在一定的负荷下稳定舒适的跳动,尽可能地减少冠脉缺血时间,很大程度上减轻了因冠脉缺血缺氧造成的术后心功能损伤。这点从本组的术后低心排的发生率上也得到了证实。A组中的2名术后低心排患儿,术前已有左心衰并在呼吸机和正性肌力药物的辅助下维持生命。从两组比较结果也可看出,A组术后延迟关胸发生率、术后低心排导致的一系列并发症发生率,如:肾功能不全所致的腹膜透析率等均较B组低,尽管没有统计学差别。从外科角度来说,CCMP提供给予外科比以往更充分的纠治主动脉弓的时间,为他们更精确细致的操作减轻了时间上的顾虑。

术中过低的温度势必增加升降温转流时间,低温还会导致心脏室颤,增加心脏负担[4]；而在较高的温度下局部停循环可能会增加机体消耗,导致乳酸升高,脏器功能损伤。从本组观察的临床结果来看,患儿在院内期间两组间并未出现明显的差异,故笔者认为32℃是较为合理的温度,还需要更多的病例及长期的随访来进一步证实。

总之,CCMP是主动脉弓手术中一项新的转流技术。相对于ACP,CCMP可以保护大脑同时,明显的减少冠脉的缺血时间,更好的保护心功能。尤其适用于术前心功能不佳的主动脉弓疾病的患者。

参考文献：

[1]Stein LH,Elefteriades JA.Protecting the brain during aortic surgery:an enduring debate with unanswered questions[J].J Cardiothorac Vasc Anesth,2010,24(2):316-321.

[2]郭铮,王伟,张蔚,等.停循环和局部脑灌在主动脉弓中断手术中的应用[J].中国体外循环杂志,2013,11(2),83-85.

[3]Chen H,Zhang H,Hong H,et al.Outcome of continuous cerebral and myocardial perfusion under mild hypothermia for aortic coarctation with ventricular septal defect repair[J].J Card Surg,2013,28(1):64-69.

[4]丁文祥,苏肇伉小儿心脏外科重症监护手册上海:世界图书出版社,2009.408-409.

[5]Turkoz R,Saritas B,Ozker E,et al.Selective cerebral perfusion with aortic cannulation and short-term hypothermic circulatory arrest in aortic arch reconstruction[J].Perfusion,2014,29(1):70-74.

[6]Ali Aydemir N,Harmandar B,Karaci AR,et al.Randomized comparison between mildand moderate hypothermic cardiopulmonary bypass for neonatal arterial switch operation[J].Eur J Cardiothorac Surg,2012,41(3):581-586.

[7]Lewis ME,Al-Khalidi AH,Townend JN,et al.The effects of hypothermia on human left ventricular contractile function during cardiac surgery[J].J Am Coll Cardiol,2002,39(1):102-108.

[8]Kazui T,Washiyama N,Muhammad BA,et al.Improved results of atherosclerotic arch aneurysm operations with a refined technique[J].J Thorac Cardiovasc Surg,2001,121(3):491-499.

[9]Pigula FA,Gandhi SK,Siewers RD,et al.Regional low-flow perfusion provides somatic circulatory support during neonatal aortic arch surgery[J].Ann Thorac Surg.2001；72(2):401-406.

[10]Strauch JT,Spielvogel D,Haldenwang PL,et al.Changes in regional cerebral blood flow under hypothermic selective cerebral perfusion[J].Thorac Cardiovasc Surg,2004,52(2):82-89.

[11]Di Eusanio M,Schepens MA,Morshuis WJ,et al.Brain protection using antegrade selective cerebral perfusion:a multicenter study.Ann Thorac Surg,2003,76(4):1181-1189.

[12]Ishino K,Kawada M,Irie H,et al.Single-stage repair of aortic coarctation with ventricular septal defect using isolated cerebral and myocardial perfusion.Eur J Cardiothorac Surg,2000,17(5):538-542.

[13]Lim HG,Kim WH,Park CS,et al.Usefulness of regional cerebral perfusion combined with coronary perfusion during one-stage total repair of aortic arch anomaly.Ann Thorac Surg,2010,90(1):50-57.

[14]Lim HG,Kim WH,Jang WS,et al.One-stage total repair of aortic arch anomaly using regional perfusion.Eur J Cardiothorac Surg,2007,31(2):242-248.

(修订日期:2015-12-02)

(收稿日期:2015-10-28)

通讯作者：王伟,Email:wangweicpb@ yahoo.com