单侧与双侧顺行性脑灌注在主动脉弓替换术中的效果对比

张向立 朱勇锋 李少珂 浮志坤 赵巧燕 张曙光

郑州市第七人民医院心血管外科，河南 郑州 450000

主动脉替换术中脑保护策略采用顺行性脑灌注是个争议的课题，而深低温停循环是脑保护最基本的手术原则[1-2]。为了延长深低温停循环的安全时间，避免证据确凿的弊端，顺行性脑灌注理念逐渐被外科医生重视[3-5]。顺行性脑灌注分为单侧顺行性脑灌注和双侧顺行性脑灌注，双侧顺行性脑灌注的方式存在争议，许多中心仍采用通过右侧腋动脉插管的单侧顺行性脑灌注，无需左颈总动脉额外插管建立双侧脑灌注，单侧脑灌注的优点是操作简单，避免主动脉操作，通过一侧大脑血管对两侧大脑组织进行供血[6-9]。这些不同的脑保护策略受术前条件、病理解剖结构、并发症和手术方式的影响。因此，外科医生并未就获得最佳脑保护的方法达成共识。本研究目的是观察使用ACP(antegrade cerebral perfusion)的主动脉弓替换术后的病死率和神经系统并发症，对比u-ACP和b-ACP患者的临床效果。

1 资料与方法

1.1一般资料选取2014-10—2018-02郑州市第七人民医院行手术治疗的80例Stanford A型主动脉夹层患者，排除术前有严重的神经系统功能异常、严重血流动力学紊乱、术前死亡者。男48例，女32例，年龄30～66岁，术前均行256排螺旋 CTA确诊，查心脏超声了解主动脉瓣膜反流情况，有无胸腔积液、心包积液，结合CTA和心电图评估冠脉情况，在深低温停循环下行单侧或双侧顺行性脑灌注主动脉弓替换术。根据患者应用单侧或双侧顺行性脑灌注分为深低温停循环单侧顺行性脑灌注(单侧组，n=43)和深低温停循环双侧顺行性脑灌注(双侧组，n=37)。2组术前基本情况比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

1.2手术方法及术后神经功能异常分型采用深低温(25～28 ℃)停循环顺行性脑灌注技术，所有患者行全主动脉弓替换及夹层远端象鼻支架植入技术，根据主动脉根部累及情况、有无合并冠心病与二尖瓣病变、夹层累及冠脉情况、主动脉瓣反流及狭窄情况，行同期升主动脉置换、Bentall、David、Wheat、主动脉窦部成形、冠脉旁路移植术等。2组均由同一组手术医生完成，2016-06以后收治的患者采用双侧脑灌注技术。

双侧脑灌注组先行右侧腋动脉插管，右房插腔房管，右上肺静脉置左心引流，建立体外循环，先处理升主动脉近心端及心内畸形(图1～2)，全身深低温停循环前离断左颈总动脉，近端缝闭，远端插动脉灌注管，之后全身深低温停循环(肛温降至25 ℃)，低流量双侧脑灌注5～10 mL/( min·kg)，行孙氏手术(图3～4)。单侧脑灌注组行右腋动脉插管，右房插腔房管，右上肺静脉置左心引流，建立体外循环，先处理近心端，停循环前不插左颈总动脉灌注管，余手术过程同前。术中资料见表2。

中枢神经损伤是主动脉弓部手术后最危险的并发症，直接影响术后其他严重并发症和死亡的发生。主动脉弓置换术后神经功能异常分为永久性和暂时性异常两种。永久性神经功能障碍(permanent neurologic dysfunction，PND)使用常规的成像技术(CT、MRI)确定，如脑卒中。暂时性神经功能障碍(temporary neurologic dysfunction，TND)是弥漫、轻微的脑损伤，分为5级[10](表3)。

表1 2组基本资料比较

图1 右侧腋动脉插管主动脉根部术 图2 双侧脑灌注下停循环行主动脉弓部替换

Figure1RightaxillaryarteryintubationwasusedforaorticrootsurgeryunderextracorporrealcirculationFigure2Replacementofthearchoftheaortawithbilateralcerebralperfusionperformed

图3 主动脉根部术后 图4 全主动脉弓替换术后

手术方法及术中所见单侧组(n=43)双侧组(n=37)AAR+TAR87Bentall+TAR2019David+TAR54Wheat+TAR107同期二尖瓣成形或置换术23同期冠脉旁路移植术108同期主动脉窦部成形术65

注：AAR：升主动脉置换；TAR：全主动脉弓替换；Bentall：主动脉根部替换；David：保留主动脉瓣的主动脉根部替换；Wheat：主动脉瓣替换+升主动脉替换

表3 暂时性脑功能障碍临床判断标准

2 结果

2组手术时间、主动脉阻断时间、停循环时间、体外循环时间及死亡情况比较差异均无统计学意义(P>0.05)，术后双侧组呼吸机辅助时间、ICU住院时间显著缩短(P<0.05)，术后清醒时间、暂时性脑功能障碍发生率明显减少(P<0.05)。术后发生胸腔积液12例，肺部感染8例，二次开胸止血2例，急性肾衰竭行床边透析3例，无气管切开及再次气管插管者肢体活动障碍3例。所有患者出院前复查CTA示，主动脉、颈部分支及冠状动脉血流通畅，人工血管无扭曲，吻合口处造影剂无外渗，无内漏发生。见表4。

表4 2组手术结果比较

3 讨论

主动脉弓病变是最危险和复杂的主动脉疾病，病情重、预后差、病死率高、手术吻合口多、技术要求高。脑神经损伤是主动脉弓部手术中最突出的并发症和致死因素，显著增加住院时间和院内病死率[11-15]。永久性神经功能障碍表现为局灶性卒中症状，是脑栓塞的后遗症。暂时的神经功能障碍是可逆的、弥漫的，是术中微栓造成的脑损伤，暂时性神经功能异常术后可出现混乱、躁动、谵妄、长期迟钝或有帕金森迹象[16-18]。良好的脑保护技术和体外循环中的管理方法是保证手术成功、减少术后并发症的关键。

深低温停循环(DHCA)、逆行性脑灌注(RCP)和顺行性脑灌注(ACP)为3种不同的脑保护方式。越来越多的研究表明，ASCP与DHCA较RCP能够提供更好的脑保护。单独运用DHCA减少脑细胞代谢、降低氧耗量、脑保护时限为25 min左右，超过25 min暂时性神经系统功能障碍发生率增加，超过40 min脑卒中发生率增加[19-22]。RCP虽然有操作简单、方便、避免阻断钳对血管的损伤等优点，但不符合人体生理特点，不能有效控制灌注量，易引起脑水肿及脑灌注不足，同时存在体外循环连接管道复杂、易引发逆行剥脱导致夹层等缺点，逐渐被ACP替代。目前DHCA基础上结合ACP是使用最广泛的有效的脑灌注方式。DHCA联合ACP技术被证明是开放性主动脉弓部手术最重要的脑保护方式，获得全球学者的认可。在复杂主动脉弓手术中预防脑损伤的最佳脑保护策略是一个热门的研究领域。已有研究表明，没有任何脑灌注的DHCA与ACP相比具有更高的病死率和永久性神经功能障碍[23-24]。与非ACP策略(RCP和DHCA)相比，ACP(UACP或BACP)对永久性神经损伤具有保护作用。然而，采取单侧脑灌注或双侧脑灌注技术仍存在很多争议。

此前我们在主动脉弓部手术中采用右侧腋动脉插管进行体外循环以及单侧顺行性脑灌注，优点是腋动脉较少发生动脉粥样硬化，主动脉夹层很少能够累及腋动脉，易于分离插管建立体外循环[25-26]。后来我们使用双侧顺行性脑灌注技术，通过“Y”行接头对左侧颈总动脉进行插管脑灌注，因担心单侧脑灌注不能提供足够长的安全时间，术后出现脑保护不足导致的并发症。行单侧脑灌注时，若脑内Willis环发育异常(占正常的48%)，可导致灌注不足，灌注量分布不均而导致部分脑组织缺氧和营养物质缺乏[27]。理论上双侧顺行性脑灌注可以为开放性主动脉弓手术提供足够的脑保护，并确保预后良好。龙村、董国华等团队推荐在基底动脉环完整、存在有效侧支循环条件下，单侧ASCP及双侧ASCP均能取得良好的脑保护效果，推荐使用较为简便的单侧ASCP；而当基底动脉环不完整，且无有效侧支循环的情况下，则推荐使用双侧ASCP[28]。KURISU等[29]通过对24例接受主动脉弓部手术的患者采用双侧脑灌注的研究发现，所有患者取得良好效果，未发生卒中及脑损伤并发症，其认为是主动脉弓部手术有效的灌注方法。本研究显示，双侧顺行性脑灌注在术后脑损伤方面优于单侧顺行性脑灌注。2组主动脉阻断时间、停循环时间、体外循环时间均无明显差异，双侧脑灌注不增加手术时间。术后双侧脑灌注组呼吸机辅助时间、ICU住院时间显著缩短，术后出现PND 1级、2级、3级概率显著减少(P<0.05)。众所周知，PND与较长的通气时间和长时间的重症监护病房和住院时间有关。据报道，主动脉手术患者的PND发生率为5%，但接受主动脉弓手术的患者的发生率高出约2倍[30-31]。有关主动脉弓手术期间BACP与UACP的必要性存在争论。中国学者[32-37]认为，双侧脑灌注可以减少术后神经系统并发症，增加手术安全性。MALVINDI等[38]的研究得出类似结果，只是BACP允许较长的停循环时间。URBANSKI等[39]对比了右侧和左侧u-ACP，并显示出良好的临床结果，患者发生卒中的概率为1%。LI等[40]通过分析77例主动脉夹层接受单侧或双侧顺行性脑灌注患者的资料，当DHCA持续时间为25 min或更短时，单侧和双侧ACP无显著差异。然而，当DHCA超过25 min，双侧ACP较单侧ACP更有效。由于Willis循环的高度变化以及安全性，简单性和效率的提高，双侧ACP方法优于单侧技术。PAPANTCHEV等[41]通过对250例主动脉弓部手术患者的脑血管成像分析患者Willis环的变异发现，有9种可能导致u-ACP灌注不足的明显构型的Willis环。其根据位置以及处于低灌注风险的主要血管的数量，细分为7种类型。ⅠA型：左后侧低/后发育不良交通动脉(PComA)，占35.6%；ⅠB型：前交通动脉(AComA)低/后发育不良，约占2%；ⅡA型：左侧PComA和AComA的低/不典型增生，在4.8%的病例中发现；ⅡB型：预先沟通的低/不典型增生(P1)段左大脑后动脉或右VA，在9.2%的病例中发现；ⅢA型：预先沟通的低/不典型增生(A1)，6%的病例发现右侧大脑前动脉节段；ⅢB型：右侧VA和AComA的低/不典型增生，见于0.2%的病例；Ⅳ型：右侧A1和右侧VA的低/不典型增生，或右侧A1和左侧P1均发生，见于0.8%的病例。据此其认为，Willis环变异存在于相当多的患者中。我们的数据依赖术前检查和u-ACP脑灌注期间细致的术中监测。最后，本研究数据支持双侧ACP优于单侧ACP，因大部分变异不会对手术期间血流动力学变化产生影响，而术后可能导致脑损伤相关的短暂性意识障碍。WIEDEMANN等[42]发现b-ACP组30 d存活率更高，其认为，直到最近才开始使用脑氧监测设备，可能有少数u-ACP患者血氧饱和度下降和左半球缺血灌注不足，需通过转换为b-ACP来解决问题，降低术后PND发生率，其认为双侧脑灌注具有更高的安全性。COOLY团队[43]研究认为，u-ACP和b-ACP治疗A型主动脉夹层的手术病死率、卒中、暂时性神经功能障碍和肾衰竭发生率均相似。在复杂的主动脉夹层中，生存是最重要的结果；在挑战性操作过程中，b-ACP可能适用于预期深低温停循环超过30 min的患者，由于术中诸多不确定性因素影响，其认为双侧顺行性脑灌注更具有安全性，降低术后并发症的发生率。TAKAYAMA等[44]认为，在文献中发现bACP优越性的直接证据是具有挑战性的，因迄今为止所有研究都是回顾性，而且bACP通常保留给需要更复杂手术和更长循环阻滞时间的患者。然而，一项对32份出版物的超过6 000例患者的汇总分析显示，接受bACP主动脉弓手术患者的永久性和暂时性神经功能障碍的发生率显著下降[45]。崔智等[46]选择了右侧腋动脉及左侧颈总动脉选择性顺行灌注的方法，有效避免了右侧无名动脉脑灌注时右锁骨下动脉的盗血现象，明显缩短了病人术后清醒时间及机械通气时间。BACHET[47]认为，应避免患者暴露于不确定的风险之中，增加手术安全性，减少并发症的发生[48-50]。

总之，与单侧脑灌注相比，双侧脑灌注技术更加安全，适用于所有病人，而无论Willis环是否完整，可避免术前过多检查，降低围术期夹层破裂风险，且不受脑灌注时间的限制，手术及体外循环管理技术也并不复杂[51-52]，值得临床推广。