应用心脑联合灌注策略改善复杂主动脉畸形患儿术后早期预后的临床研究

赵聪聪，刘晋萍，冯正义，赵 举，胡金晓，崔勇丽，李守军，闫 军

·临床研究·

应用心脑联合灌注策略改善复杂主动脉畸形患儿术后早期预后的临床研究

赵聪聪，刘晋萍，冯正义，赵 举，胡金晓，崔勇丽，李守军，闫 军

目的 观察并比较心脑联合灌注和单纯区域性脑灌注在小儿复杂主动脉手术中的应用效果及对患儿早期预后的影响。方法 回顾性分析2012年1月至2014年8月141例患有主动脉缩窄或主动脉弓中断合并心内畸形的小儿(1个月至94个月龄)术前、术中及术后的临床资料，根据体外循环灌注方式分为心脑联合灌注组(n=56)和单纯区域性脑灌注组(n= 85)，分析两组术中相关参数、术后生化指标、恢复情况及不良事件发生率等。结果 心脑联合灌注组的转机时间、停循环时间、心脏停跳时间、手术时间、复温时间、呼吸机时间和住院时间均较单纯区域性脑灌注组明显缩短，并且心脑联合灌注组术后的天门冬氨酸转氨酶、直接胆红素、总胆红素和血尿素氮、肌酐等肝肾功能指标也较明显降低。结论 在小儿主动脉弓手术中，选用心脑联合灌注的改良灌注策略可使患儿获得较好的预后，使患儿的住院时间和呼吸机支持时间缩短。

心脑灌注;区域性脑灌注;主动脉弓手术国;儿童

主动脉弓畸形是小儿先天性心脏病的主要类型之一，外科手术治疗所面临的困难多，对体外循环的要求也会随之升高。深低温停循环(deep hypothermia circulatory arrest，DHAC)或区域性脑灌注(regional cerebral perfusion，RCP)已经广泛并常规应用于主动脉畸形的矫治手术过程中，减少患儿出现术后神经系统并发症的风险并取得相对好的预后，但其也可能会延长心肌缺血时间，出现心功能不全。此前已有临床学者将心脑联合灌注(cerebral and myocardial perfusion，CMP)的体外循环方式应用于婴幼儿主动脉弓手术中，并获得了较好的预后［1－3］。本课题研究的目的是回顾性地观察并比较CMP和单独区域性脑灌注(only－RCP)对患儿术后早期预后的不同影响。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2011年1月至2014年12月141例患有主动脉弓缩窄合并室间隔缺损(VSD)、房间隔缺损(ASD)或主动脉弓中断合并VSD、ASD的患儿(年龄为1个月至94个月龄)进行一期手术治疗，根据体外循环中的灌注方式将患儿分为only－RCP组和CMP组，比较两组术前、术中和术后的基本情况。肝、肾功能，术后恢复及并发症等相关指标。两组患儿术前基本资料见表1。

1.2 体外循环方式 患儿麻醉诱导后经右上肢监测有创动脉压，监测鼻咽温和肛温，经胸骨正中切口，充分游离暴露组织。

1.2.1 only－RCP组(n=85) 鼻咽温度降至32℃左右在升主动脉处进行动脉插管，在插管位置的近端阻断主动脉，灌注心肌保护液使心脏停跳，然后继续降温，鼻咽温在23～26℃时将主动脉插管经升主动脉插入右侧无名动脉并固定，同时用阻断带阻断左颈总动脉和左锁骨下动脉，然后进行相对低流量［15～40 ml/(kg·min)］单侧脑灌注，在灌注期间不再继续降温。待主动脉畸形纠治完毕后恢复常规心肺转流，开始升温，并在升温过程中修补心内畸形。

1.2.2 CMP组(n=56) 鼻咽温度降至28～29℃左右时经升主动脉进行动脉插管，在无名动脉与左颈总动脉之间阻断主动脉弓，不灌注停搏液，维持心脏正常跳动，在较小流量［30～50 ml/(kg·min)］下进行心脑联合灌注，并在灌注期间维持此温度。待主动脉畸形纠治完毕后在动脉插管的近端阻断主动脉，灌注心肌保护液使心脏停跳，以全流量进行心肺转流，升温的同时修补心内畸形。

根据患儿的生长发育特点，转流过程中维持红细胞比容在适度的范围(0.21～0.27)，胶体渗透压12～16 mm Hg。待鼻咽温度升至35℃以上，患儿循环相对平稳，心率正常，无明显出血，查血气结果满意后停止体外循环。转流过程中进行常规超滤，转流停止后进行改良超滤，待体外循环管道内血液充分回输后转流停止。

记录并比较两组转机、手术、变温、下半身停循环、呼吸机辅助和监护室停留时间，以及术后肺感染、二次手术、腹膜透析、渗漏综合征和院内死亡比例等情况。其中，本中心所记录降温时间包含降至所需低温后继续维持至复温的时长。

如患儿术后病例记录出现肌张力障碍、昏迷、抽搐等描述，则考虑认为该患儿存在神经功能障碍。

表1 两组患儿术前基本资料

1.3 统计与分析 统计学分析采用SPSS 23.0软件，符合正态分布的计量资料用均数±标准差(±s)表示，两组间比较采用独立样本t检验;不符合正态分布的计量资料用中位数和四分位间距表示，两组间比较采用非参数检验。分类变量以频数(百分比)表示，采用卡方检验进行比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况 CMP组患儿56例，only－RCP组患儿85例。两组患儿的年龄、性别、体重、心功能及术前肝、肾功能的差异无统计学意义(P＞0.05)。见表1。

2.2 手术及体外循环相关参数 CMP组的鼻温较only－RCP组高，且转机、手术、阻断、心脏停跳和复温时间均较only－RCP组明显缩短(P＜0.05);CMP组的降温时间也较only－RCP组有所缩短，但此差异无统计学意义(P＞0.05)。见表2。

2.3 术后恢复情况及并发症 两组患儿术后均未出现明显神经系统并发症。CMP组患儿所需呼吸机支持时间及住院时间比only－RCP组明显缩短。only－RCP组术后3例患儿院内死亡，CMP组术后未出现死亡病例;only－RCP组的其他并发症如心律失常、肺感染、腹膜透析、气胸和毛细血管渗漏综合征等的发生率也较CMP组略高，但以上差异并无统计学意义，见表3。

2.4 术后生化检查 与only－RCP组相比，CMP组患儿术后的肝功能指标如AST、Tbil、Dbil和肾功能指标如BUN、Crea均较低，但术后24 h尿量及心功能相关指标的差异并无统计学意义，见表4。

3 讨 论

小儿主动脉弓疾病类型复杂，手术要求较高且外科操作难度大，随着DHCA和RCP逐渐被广泛应用于小儿主动脉畸形矫治手术中，此类患儿得到很大程度上的救治。并且低温下应用RCP可减少脑组织缺氧时间，为外科医生修补主动脉畸形提供较充足的时间，并且获得较好的神经预后［4］。随着外科技术的进步，一些临床工作学者逐渐提高RCP期间的温度，成功且安全地在浅低温或接近常温下进行主动脉手术，减少低温所带来的一系列并发症，以使患儿获得更好的预后［5］。但是，传统方法行小儿主动脉疾病合并心内畸形的一期修补手术时，RCP期间通常都需要心脏停跳，并通过顺行性灌注心肌停搏液以获得心肌保护效果。

表2 手术和体外循环参数

表3 术后恢复指标和并发症

心脑联合灌注的体外循环方式首次由Sano and Mee等人［6］提出，与单纯区域性脑灌注不同的是，它通过改变插管和主动脉阻断的位置调整血液灌注，使脑血管和冠状动脉同时得到灌注，达到脑保护和心肌保护的双重目的。2000年，Ishino等人［1］与本研究所使用的CMP方式相类似，待肛温降至28℃左右时在升主动脉处进行动脉插管，在无名动脉和左颈总动脉之间进行阻断，以使大脑和心肌同时得到灌注，该研究的患儿术后并未出现院内死亡和神经系统并发症。2003年，Lim等人［7］通过一种Y型连接管路在无名动脉远端和主动脉根部进行双动脉插管，肛温降至18℃左右，在无名动脉和升主动脉处进行阻断，分别灌注大脑和心肌。该研究中8例患儿术后出现低心排，2例出现暂时性神经功能障碍，2例出现短暂的肾功能不全;作者认为这些并发症的发生是合理的，并作出了解释。随后，Kotani等人［2］的研究是根据CMP期间心脏跳动的意义将所研究患者分为工作性心脏跳动(working heart beating，WHB)组和非工作性心脏跳动(non－working heart beating，NWHB)组，其中WHB是指CMP的心肌灌注主要依靠心脏射血，主要用于合并主动脉弓发育不良的患儿，NWHB则与本研究所采用的CMP方式相同，同时肛温降至28℃。此研究中患儿预后情况较好，术后未出现神经系统并发症，院内死亡和远期死亡各一例，总生存率达98%，进一步证明了CMP的可行性。并且国内的相关研究也显示CMP可提供较好的预后，并减少术后心功能的损伤，降低低心排的发生率［8－9］。

表4 术后生化检验

本中心近些年也逐渐引入心脑联合灌注的改良灌注方式，应用于小儿主动脉疾病合并心内畸形的一期矫治手术中。考虑到低温可能所致的不良后果，术中将最低鼻咽温度设定在29～32℃，不仅可以尽量减少低温所致严重不良预后，比如出血、冠脉痉挛、心肌收缩力降低等，同时也可提供机体重要器官的保护作用。研究表明温度升高不利于器官保护作用，尤其是可能引起腹腔脏器和脊髓的缺血性损伤［10］。有研究显示，在下半身停循环期间维持中低温(26℃左右)可提供足够的腹腔脏器保护作用，可明显减少全身炎症性反应和器官再灌注损伤，但停循环时间应限制在60 min内［11］。体温在28℃时脊髓的缺氧耐受时间可长达90 min，浅低温(30℃)乃至近常温(34℃)下进行RCP也是可行的，患儿的预后得到改善且并未出现明显的神经系统并发症［5，12－13］。但这建立在外科医生熟练的手术操作基础上，尽量缩短下半身停循环时间和手术时间，本组手术的外科医生均临床经验丰富，操作熟练，大部分手术可在30 min内完成主动脉成形术。

为了保证大脑和心肌同时得到有效灌注，必须设定合适的灌注流量和压力，一方面适当灌注心肌，保证心脏可以平稳地跳动;另一方面控制脑血流量，避免脑供血不足或过度脑灌引起的脑损伤。与灌注流量相比，灌注压对脑保护的作用更重要，因此，本中心的观点是，在保证适当脑灌注压的前提下提高灌注流量，以保证大脑和心肌的同时灌注。临床上根据不同年龄体重患儿的特点以及脑氧合监测，调整CMP的灌注流量在30～50 ml/(kg·min)，保证足够灌注压，以免出现脑缺氧或脑水肿。

两组患儿术后病历记录均未报道出现神经系统功能障碍，CMP组患儿术后的肝功能指标如AST、Tbil、Dbil和肾功能指标如BUN、Crea均较only－RCP组低(P＜0.05)，且CMP组无患儿需行腹膜透析，only－RCP组有2例患儿行腹膜透析，虽然这一差异并无统计学意义，但也进一步说明本研究所采用CMP方案的合理性和可行性，并提示采用CMP方案可能缩短转机、下半身停循环和变温时间，获得更好的神经和腹腔脏器保护效果。此外，CMP组心脏停跳时间明显短于RCP组(P＜0.05)，术后心功能相关指标如CK、CKMB、LDH等也较RCP组低，此差异并无统计学意义，可能是两组心脏停跳时间的差异并未造成明显的心功能差异，或者与术后及时高效的ICU监护有关。

本研究依旧存在很多不足:所收集样本较少，需要大样本的研究进一步证实CMP的安全性和优越性;此为回顾性分析研究，存在很多漏洞和严谨性，需要有更多的随机对照研究对心脑联合灌注的应用效果进行探讨;此外，也需要更多的研究及随访来探寻心脑联合灌注对患儿远期预后的影响。

综上所述，在小儿复杂主动脉弓手术中应用心脑灌注是可行且安全的，可能会缩短患儿住院时间，并可能减少术后所需呼吸机支持时间，改善患儿的早期预后。

［1］ Ishino K1，Kawada M，Irie H，etal.Single－stage repair of aortic coarctation with ventricular septal defect using isolated cerebral and myocardial perfusion［J］.Eur JCardiothorac Surg，2000，17 (5):538－542.

［2］ Kotani Y，Ishino K，Kasahara S，et al.Continuous cerebral and myocardial perfusion during aortic arch repair in neonates and infants［J］.ASAIO J，2006，52(5):536－538.

［3］ 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［J］.Ann Thorac Surg，2010，90(1):50－57.

［4］ Misfeld M，Leontyev S，Borger MA，etal.What is the beststrategy for brain protection in patients undergoing aortic arch surgery? A single center experience of 636 patients［J］.Ann Thorac Surg，2012，93(5):1502－1508.

［5］ Ly M，Roubertie F，Belli E，et al.Continuous cerebral perfusion for aortic arch repair:hypothermia versus normothermia［J］.Ann Thorac Surg，2011，92(3):942－948.

［6］ Sano S，Mee R.Isolated myocardial perfusion during arch repair［J］.Ann Thorac Surg，1990，49(6):970－972.

［7］ Lim C1，Kim WH，Kim SC，et al.Aortic arch reconstruction using regional perfusion without circulatory arrest［J］.Eur JCardiothorac Surg，2003，23(2):149－155.

［8］ 孔博，闫军，王强，等.改良灌注策略在主动脉缩窄合并心内畸形一期矫治术中的应用［J］.中国胸心血管外科杂志，2014;30(5):273－276.

［9］ 郭铮，王伟，张蔚，等.浅低温下连续心脑灌注在小儿主动脉缩窄手术中的应用［J］.中国体外循环杂志.2016，14(1):22－25.

［10］ Parissis H，Hamid U，Soo A，etal.Brief review on systematic hypothermia for the protection of central nervous system during aortic arch surgery:a double－sword tool［J］?J Cardiothorac Surg，2011，6:153.

［11］ Pacini D，Pantaleo A，Di Marco L，et al.Visceral organ protection in aortic arch surgery:safety of moderate hypothermia［J］.Eur JCardiothorac Surg，2014，46(3):438－443.

［12］ Nota H，Asai T，Suzuki T，etal.Risk factors for acute kidney injury in aortic arch surgery with selective cerebral perfusion and mild hypothermic lower body circulatory arrest［J］.Interact Cardiovasc Thorac Surg，2014，19(6):955－961.

［13］ Etz CD，Luehr M，Kari FA，et al.Selective cerebral perfusion at 28 degrees C－－is the spinal cord safe［J］?Eur JCardiothorac Surg，2009，36(6):946－955.

Clinical study on early postoperative prognosis of patients w ith com plex aortic malformation w ith m yocardial and cerebral perfusion strategy

Zhao Cong－cong，Liu Jin－ping，Feng Zheng－yi，Zhao Ju，Hu Jin－xiao，Cui Yong－li，Li Shou－jun，Yan Jun Department of Cardiopulmonary Bypass，Chinese Academy of Medical Sciences and Fu Wai Hospital，Peking Union Medical College，Beijing 100037，China

Liu Jin－ping，E－mail:jinpingfw@hotmail.com

Objective To investigate and evaluate the effectof cerebral andmyocardial perfusion(CMP)or only－regional cerebral perfusion(only－RCP)in pediatric underwent complicated aortic surgery.Methods From 2012 to 2014，one hundred and fifty one children with coarctation of aorta(CoA)or interrupted aortic arch combined with cardiac defects such as ventricular septal defect (VSD)or atrial septal defect(ASD)undergoing one－stage corrective surgery were included in this study.They were divided into two groups，CMP group(n=56)and only－RCP group(n=85)，based upon the cardiopulmonary bypass(CPB)strategy.The surgery and CPB parameters，postoperative biochemical index，recovery situation，and postoperative complications of patients were recorded and compared between two groups.Results The bypass time，arrest time，operative time，cardiac ischemia time，the length ofhospital stay and respiratory support time in CMP group were significantly shorter than those in only－RCP group.The level of biochemical index which can reflect the function of liver and kidney in CMP group was also lower than that in only－RCP group.Conclusion Themodified perfusion strategy of CMP could provide better prognosis for children undergoing one－stage aortic arch surgery，andmay reduce the length of hospital stay and the respiratory support time.

Cerebral and myocardial perfusion;Regional cerebral perfusion;Aortic arch surgery;Children

2016-12-13)

2017-01-09)

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.01.04

国家自然科学基金资助项目专项(81370351)

100037北京，北京协和医学院中国医学科学院阜外医院体外循环科［赵聪聪(硕士研究生)］

刘晋萍，E－mail:jinpingfw@hotmail.com