缺血预处理在深低温心脏手术中的效果

刘建华 蒋 伟 石 光 梁巧如 宋先荣

深低温停循环心脏手术是心脏外科开展的救治患者生命的重要手术方法，但是在手术后病死率及并发症发生率较高，常见高发影响患者预后的并发症有脑神经系统损伤、急性肾衰竭和急性心肌损伤，造成这些脏器损伤的重要原因是术中长时间的缺血和缺血/再灌注损伤[1]。缺血/再灌注损伤机制复杂，涉及人体内细胞信号转导通路异常以及多种生物分子的变化，如NO生物利用率减少、细胞内钙超载、线粒体渗透性转换孔开放，以及细胞炎症、自噬、细胞凋亡等，均参与了心脏、脑、肾脏等重要脏器的缺血/再灌注损伤，并最终危及患者生命[2]。本研究应用缺血预处理方法应用在深低温停循环心脏手术中并观察了其对患者重要脏器功能的影响，现报道如下。

资料与方法

1.一般资料:选取2015年3月～2017年10月在笔者医院行深低温心脏手术治疗的患者60例，均为主动脉夹层瘤患者，其中患者年龄25～61岁，平均年龄40.11±9.28岁；患者中男性35例，女性25例。纳入标准：①美国麻醉医师协会(ASA)分级为Ⅱ～Ⅲ级；②简易智力状态检查(MMSE)评分>24分；③患者及家属知情同意并签署同意书。排除标准：①合并有神经系统疾病、肝肾功能异常、恶性肿瘤、周围血管病变及其他器官严重病变者；②有家族遗传疾病、头颅外伤史；③颈部血管超声发现一侧颈内动脉或一侧椎动脉有50%以上狭窄；④经颅多普勒检查发现基底动脉环有中度以上狭窄，无有效侧支循环者；⑤急诊患者、有脑血管病史者。采用数字表法将患者随机分为观察组(n=32)和对照组(n=28)，两组患者性别、年龄等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，详见表1。

表1 两组患者一般资料比较

2.手术方法:两组患者进入手术室后行常规检测体温、无创血压、心电图、血氧饱和度，给予患者咪达唑仑、依托咪酯、芬太尼、维库溴铵进行麻醉诱导插管。对照组采取止血带进行止血处理，使用血压计袖带在患者左下肢位置绑定30min，血压计球囊不进行充气。观察组给予加压远隔缺血预处理，采用14cm宽的血压计袖带在患者左下肢绑定，将球囊进行充气，袖带压力维持200mmHg(1mmHg=0.133kPa)，持续5min后阻断左下肢血流，放气5min，球囊再次充气维持5min，反复上述过程3次，确保上述加压远隔预处理过程在麻醉诱导后和手术开始之前的时间段完成的。

全部患者均采用深低温选择性脑灌注技术，20～23℃停下肢循环，完成弓远端支架置入后，恢复下肢循环后，吻合完左颈总动脉开始缓慢均匀复温，升主动脉近端及远端吻合完毕，开放升主动脉，后并行过程中完成余下弓部血管的处理，复温至正常体温后观察患者心肺功能无明显异常后停止体外循环。

3.观察指标:观察两组术前(T0)、体外循环开始后30min(T1)、结束后2h(T2)、结束后24h(T3)和结束后48h(T4)神经元特异性烯醇化酶(NSE)、S100β蛋白、心脏指数(CI)、心肌钙蛋白I(cTnI)的变化。同时，观察两组手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间。采用MMSE量表评估患者术前及术后72h认知功能，该量表对患者定向力、注意力、计算能力、短期回顾等进行评估，最高分为30分，分数越高，患者认知功能越好。

结 果

1.两组手术情况比较:观察组和对照组手术时间、体外循环时间和主动脉阻断时间比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表2。

表2 两组手术情况比较

2.两组各时间点CI、cTnI、BIS比较:观察组和对照组T1、T2、T3和T4时CI和cTnI均较T0时升高，T1时BIS较T0时降低(P<0.05)；观察组T2、T3和T4时cTnI明显低于对照组(P<0.05)，详见表3。

3.两组各时间点NSE和S100β蛋白比较:观察组和对照组T1、T2、T3和T4时NSE和S100β蛋白均较T0时升高(P<0.05)；观察组T1、T2、T3和T4时NSE和S100β蛋白明显低于对照组(P<0.05),详见表4。

表3 两组各时间点CI、BIS和cTnI比较

表4 两组各时间点NSE和S100β蛋白比较

4.两组手术前后MMSE评分比较:对照组术后MMSE评分较术前降低(P<0.05)；观察组术后MMSE评分为28.25±1.19分，明显高于对照组(P<0.05),详见表5。

表5 两组手术前后MMSE评分比较 (分)

讨 论

近年来，我国人群中慢性疾病如高血压、冠心病等发生率呈现逐年升高的趋势，且发病呈现年轻化，长期高血压容易诱发主动脉疾病[3]。研究发现多数主动脉疾病患者在接受手术治疗是风险较大，心脏手术的特点是时间长、创伤大，因此术后并发症发生率较高，主动脉弓疾病患者病变会累及患者头臂干血管，对手术要求较高[4]。研究报道大部分患者术后并发脑神经系统损伤、急性肾衰竭和急性心肌损伤，造成这些脏器损伤的重要原因是术中长时间的缺血和缺血/再灌注损伤[5，6]。有研究发现在12～15℃深低温期间，全脑缺血1h后人脑功能还可以恢复，在不同温度下脑血管对于CO2反应性不同，脑组织在自身调节失去正常时升高血压会造成负性脑容量增加，颅内压力升高，增加的跨壁压力会影响毛血管，加重脑水肿[7，8]。脑血流量增多会造成灌注过多，动静脉出现短路开放，非毛细血管组织摄取氧概率下降，导致脑组织在高氧饱和度状态处于缺血异常状况，在复温后出现严重的脑组织损伤[9，10]。因此，探索更加合理的脏器保护措施，减轻重要脏器在深低温手术中的损伤，成为目前研究的重点内容。

近年来,随着医疗技术的发展远隔缺血预处理的方法在临床应用成熟，大量实验证实了远隔缺血预处理能能够减轻脏器缺血/再灌注损伤[11]。早在2006年有研究报道首次使用远隔缺血预处理应用在先心病患者的心脏手术前使用4个周期每次5min缺血处理下肢，该方法起到了减轻心肌受损并减少血管活性药物用量的作用[12～14]。远隔缺血预处理是激发机体内在的对抗缺血/再灌注损伤的保护机制的一种措施，属于较新的保护靶器官的方法，由一种远端器官的短暂的非致命性的缺血刺激引发的全身性或局部的对持续性缺血/再灌注损伤耐受力的提高[15，16]。同时可以通过多种神经、体液途径激发机体内在的神经信号转导通路，从而对缺血/再灌注的重要组织及器官产生保护作用。有研究显示，远隔缺血预处理能减轻血管内皮损伤、中性粒细胞激活和血小板聚集，改善毛细血管床血流量、增加红细胞流速和减少内皮白细胞的黏附，与自身缺血预适应不存在差别，而且效应延续到再灌注后[17，18]。

本研究对心肌指标和神经系统指标进行了分析，其中cTnI属于心肌损伤释放产物，在诊断心肌梗死时特异性和敏感度均较高，心肌发生损伤时胞质中游离cTnI会快速进入血液循环。本研究显示，观察组和对照组T1、T2、T3、T4时cTnI与T0时比较升高；观察组T2、T3和T4时cTnI明显低于对照组，说明采取缺血预处理可以减少患者生命体征波动，维持患者机能状态稳定，减轻心肌细胞的损害。NSE则是一种糖交结酶，由神经元和神经内分泌细胞分泌，当机体出现神经元损伤后会释放如脑脊液进入血循环异常升高；S100β则具有高度神经元特异性，存在脑组织中，属于脑特异性蛋白，因此可以用于心脏围术期神经系统损伤的监测[19]。本研究显示，观察组和对照组T1、T2、T3和T4时NSE和S100β蛋白均较T0时升高；观察组T1、T2、T3和T4时NSE和S100β蛋白明显低于对照组，说明采取缺血预处理可以减少对患者脑部损伤，起到了保护作用。此外，观察组和对照组手术时间、体外循环时间和主动脉阻断时间比较差异无统计学意义，说明采用缺血预处理对于手术本身不会产生影响。对照组术后MMSE评分较术前降低；观察组术后MMSE评分为28.25±1.19分，明显高于对照组，说明采取缺血预处理可以改善手术患者认知功能。

本研究的优势在于证实了采取远隔缺血预处理方案在深低温手术中可以有效地保护重要器官的功能，减少患者术后各系统并发症的发生，降低手术病死率。该方案简单易行，不会增加额外的手术风险和费用，将成为新的有效的脏器保护方案，并节约大量的经济花费和社会资源。但是本研究属于回顾性分析，纳入患者数量有限，未能开展随机试验，因此还有待于进一步开展多中心、大样本量、随机试验分析来证实。