改良顺行双脑灌注对Stanford A型主动脉夹层深低温停循环患者心率与神经功能的影响

余 成 董 明 朱 艺 吴朝光 岳 颉

1海南省人民医院心脏外科，海南 海口 570311

2广州医科大学附属第一医院血管外科，广东 广州 510120

主动脉夹层属于心外科疾病，其中Stanford A型为常见类型，其具有组织撕裂的范围较大、可诱发严重全身性炎性反应、累及脏器多等特征[1-3]。Stanford A型主动脉夹层若救治不及时可导致死亡，对患者的生命安全造成严重威胁[4-6]。随着中国外科救治水平的不断进步与发展，Stanford A型主动脉夹层的外科治疗取得了有效突破。但由于手术治疗创伤较大、术中器官灌注不足、围手术期器官保护与血液保护效果欠佳等因素影响，Stanford A型主动脉夹层术后仍存在有一定的致残率与致死率[7-9]。脑功能保护为Stanford A型夹层手术器官、神经功能保护的重点。Stanford A型主动脉夹层患者多采用全主动脉弓置换术治疗，治疗中需行深低温停循环（deep hypothermic circulatroy arrest，DHCA），在DHCA过程中，脑灌注治疗为目前临床上首选的脑保护方案，但目前具体的脑灌注方案选择尚无定论。临床上多认为顺行脑灌注方案在Stanford A型主动脉夹层手术中具有较好的应用效果。改良顺行双脑灌注方案属于新型顺行脑灌注方法。为了客观评估Stanford A 型主动脉夹层患者在DHCA中行改良顺行双脑灌注时心率变异性（heart rate variability，HRV）与神经系统功能障碍（neurological dysfunction，ND）的作用，以期为Stanford A型主动脉夹层DHCA患者脑保护方案的选择提供必要参考，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2017年4月至2020年4月海南省人民医院收治的Stanford A型主动脉夹层患者临床资料。纳入标准：（1）符合《主动脉疾病诊断和治疗指南》[10]诊断标准，经影像学检查确诊，且在本院接受Stanford A型主动脉夹层DHCA手术治疗；（2）病程＜4周；（3）在本院相关资料完整的患者。排除标准：（1）既往有神经系统功损伤性疾病史；（2）并发主动脉穿透性溃疡者；（3）既往有结缔组织相关病史者；（4）创伤性的主动脉夹层者；（5）有造血系统相关病变史；（6）有严重的全身性感染病变且未能得到控制或处于感染性疾病急性期者；（7）合并肺、肝、肾等重要器官功能不全，凝血功能异常，血管病变的患者；（8）有其他手术史、创伤史者。根据纳入与排除标准，最终纳入103例，根据脑灌注方式不同分为单侧组（采用顺行单侧脑灌注治疗，n＝46）和改良组（采用改良顺行双脑灌注，n＝57）。单侧组，男性33例，女性13例；年龄42～64岁，平均（51.67±8.96）岁；病程5～7 d，平均（6.04±0.43）d；美国纽约心脏病学会（New York Heart Association，NYHA）心功能分级：Ⅲ级11例，Ⅱ级12例，Ⅰ级23例；合并症：主动脉瓣关闭不全17例，冠心病7例，高血压43例，糖尿病6例；主动脉根部病变程度：A3型18例，A2型5例，A1型23例；主动脉弓部病变程度：C型3例，S型43例。改良组，男性42例，女性15例；年龄43～65岁，平均（52.79±9.03）岁；病程4～8 d，平均（6.11±0.46）d；NYHA心功能分级：Ⅲ级13例，Ⅱ级15例，Ⅰ级29例；合并症：主动脉瓣关闭不全21例，冠心病9例，高血压53例，糖尿病7例；主动脉根部病变程度：A3型22例，A2型6例，A1型29例；主动脉弓部病变程度：C型4例，S型53例。两组患者临床特征比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 手术方法

全身麻醉下实施手术，股动脉完全游离，以肝素钠3 mg/kg抗凝；穿刺股动脉插入供血管，阶梯引流管插至右心房，完成体外循环。行DHCA，游离左颈总动脉、头臂干、前纵隔、左锁骨下方动脉；阻断升主动脉，于根部切开主动脉，通过冠状动脉的左右开口处顺向灌注心脏停搏液，经右上侧肺静脉行左心的减压引流。切除升主动脉的病灶处，详细探查主动脉瓣情况，以合理方式处置动脉根部。截取人工四分叉型血管的中段部分，连续袖管缝合，重建主动脉的根部，间歇性灌入心肌保护液。患者肛温达20℃或者鼻温达18℃时暂停循环，行脑灌注保护，以冰帽妥善包裹患者头部。降主动脉内置入支架暴露起始部分，吻合于支架近心端，于左侧锁骨下方动脉开口支架封闭点做开窗；四分叉主管与降主动脉内支架近心端行袖管缝合，分支分别吻合，将主管的另一端与升主动脉根部袖套吻合。吻合未完成后复流、复温，止血并关胸。

1.2.2 单侧组

单侧组于DHCA过程中采用单侧顺行脑灌注，使用带球囊15 F单侧脑灌注管连接动脉供血管，于头臂动脉与右侧腋动脉交汇处置入排气后的球囊，向球囊内注入氧化钠注射液，灌注流量维持于3～5 ml/（kg·min）。

1.2.3 改良组

改良组在DHCA的全过程中采用改良双脑顺行灌注，使用带球囊的双根15 F脑灌注管，经Y型连接口与动脉供血管连接，于头臂干动脉与左颈总动脉处置入排气后的球囊，注入氯化钠注射液以充盈球囊，灌注流量维持在5～8 ml/（kg·min）。

1.3 观察指标

比较两组患者的手术相关指标[手术耗时、呼吸支持时间、体外循环时间、脑灌注时间、降温时间、复温时间、重症医学科（intensive care unit，ICU）时间、住院总时间、气管切开发生率]，HRV指标[全部窦性R-R间期标准差（standard diviation of normal R-R intervals，SDNN）、24 h内每5 min时段窦性R-R间期均数的标准差（standard diviation of normal R-R average intervals，SDANN）、24 h内全部窦性R-R间期差值的均方根值（root mean square successive difference of normal R-R interval，rMSSD）、24 h内两个相邻R-R间期互差＞50 ms的心率所占分析信息间期内心搏数百分比（percentage difference between adjacent NN intervals that are greater than 50 ms，PNN50）]；观察两组患者术后即刻与术后24 h血清血管损伤标志物[人血管生成素-2（angiopoietin-2，ANG-2）、血 管 内 皮 生 长 因 子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、晚期糖基化终末产物受体（receptor for advanced glycation end product，AGE）、细胞间黏附分子-1（intercellular adhesion molecule，ICAM-1）水平]。统计并比较两组患者术后神经功能并发症：短暂性神经系统功能障碍（transient nervous system dysfunction，TND）、永久性神经系统功能障碍（permanent neurological dysfunction，PND）的发生率。

HRV使用24 h动态心电图检测仪检测。血清血管损伤标志物检测，于术后即刻与术后24 h，采集两组患者的空腹清晨外周静脉血样 3 ml，血样置入离心机，3000 r/min，10 min，离心半径14 cm，取得血清，依据酶联免疫吸附法测定上述各项标志物表达水平。

1.4 统计学方法

应用SPSS 23.0软件对数据进行统计分析，计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验；组内比较采用配对t检验；计数资料以n（%）表示，组间比较采用χ2检验；以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 手术指标比较

两组患者手术耗时、体外循环时间、降温时间、复温时间、气管切开发生率比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；改良组患者脑灌注时间、呼吸支持时间、ICU时间、住院总时间均短于单侧组患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。（表1）

表1 两组患者手术指标比较

2.2 HRV指标比较

改良组患者SDNN、SDANN、rMSSD和PNN50均高于单侧组患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。（表2）

表2 两组患者HRV指标比较（ms，±s）

表2 两组患者HRV指标比较（ms，±s）

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2.3 血清血管损伤标志物比较

术后即刻两组患者血清血管损伤标志物比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；术后24 h，两组患者ANG-2、VEGF、ICAM-1水平均高于术后即刻，改良组患者的AGE水平低于术后即刻，改良组ANG-2、VEGF、ICAM-1、AGE均低于单侧组患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。术后24 h，单侧组患者AGE与术后即刻比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。（表3）

表3 两组患者术后即刻和术后24 h血清血管损伤标志物比较（±s）

表3 两组患者术后即刻和术后24 h血清血管损伤标志物比较（±s）

注：与术后即刻比较，aP＜0.05；同时间点与单侧组比较，bP＜0.05

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2.4 术后神经功能并发症比较

两组患者均未发生PND；改良组患者TND发生率为5.26%（3/57），低于单侧组的19.57%（9/46），差异有统计学意义（χ2＝5.059，P＝0.025）。

3 讨论

DHCA为Stanford A型主动脉夹层患者全主动脉弓置换术中一个重要环节[11-12]。目前认为DHCA全程不超过45 min为安全，然而全弓置换术因操作较复杂而致手术耗时较长，所需的DHCA时间亦较长，从而易诱发术后神经功能损伤[13-15]。全主动脉弓置换中DHCA引发神经功能操作主要有以下几个影响因素，首先DHCA诱发的缺氧缺血性损伤；其次动脉夹层所诱发的全身性炎性反应及DHCA诱导的应激反应；最后在缺血操作后再灌注导致损伤[16-17]。为此，于DHCA过程中给予脑保护，可以积极预防术后神经功能损伤[18-19]。脑保护方案需迅速平稳降低脑部温度、保障充足的血流灌注、避免血栓进入至脑血管、抑制全身性炎性反应。顺行脑灌注为临床上广泛应用脑保护措施，顺行脑灌注方案分为单侧与双侧，顺行脑灌注操作简便、术野清晰，血流动力学更适用于DHCA生理状态，便于调控脑灌注，减小灌注压力。顺行单侧脑灌注方案以右侧腋动脉、头臂动脉处作为插管点，可预防股动脉插管诱发的并发症，手术操作的过程中无需中断脑血供，能够有效减轻手术过程对中枢神经系统的损伤。然而Stanford A型主动脉夹层起病急骤，术前无法通过脑血管造影检查，因此无法掌握患者的详细病变情况，部分患者无法于术前准确评估颅内循环状态，因此行单侧脑灌注无法满足对侧脑部的血供需要，而且腋动脉生理位置偏深，显露的难度较大，在手术操作过程中易诱发臂丛神经损伤从而导致预后单侧肢体感觉异常和（或）活动功能障碍，不利于患者术后恢复与预后生活质量的保障。改良顺行双侧脑灌注使用带气囊的导管行动脉插管，可提高双侧插管操作效率，利于控制插管深度，可预防内膜片翻转导致的血供不良，由插管操作所致的脑供血中断时间更为短暂，而且气囊可更好地维持术野清晰度。因此双侧脑灌注可降低灌注量不足等风险。

本研究结果表明，两组患者手术耗时、体外循环时间、降温时间、复温时间、气管切开发生率比较，差异均无统计学意义，提示改良顺行双侧脑灌注操作不会延长术中各项操作的时间。改良组患者脑灌注时间、呼吸支持时间、ICU时间、住院总时长均少于单侧组患者，差异有统计学意义，提示改良顺行双侧脑灌注可促进患者术后恢复，研究结果与田振宇等[20]研究结论相符，但其研究未涉及HRV等内容。HRV指标是临床上预测心源性猝死、评估自主神经系统功能的重要指标，对于诸多心脑血管系统疾病均具有重要的指导意义。改良组患者HRV指标均高于单侧组患者，提示改良顺行双侧脑灌注方案能够减轻患者HRV，主要与改良方案的脑灌注时间更短从而有效减轻了对脑组织、神经组织的刺激有关。ANG-2、VEGF作为血管及血管内皮功能的重要血清标志物；ICAM-1具有增加炎性物质粘连性的作用，并在机体免疫调节中发生重要作用；AGE为核酸、蛋白、脂类等诸多大分子物质发生非酶糖基化反应的产物，是反映人体氧化应激反应的重要指标。通过检测两组患者ANG-2、VEGF、ICAM-1、AGE水平可以判定术后24 h两组患者血管损伤情况，血管损伤与Stanford A型主动脉夹层病理性进程及手术操作、DHCA与再灌注损伤等密切相关，但改良顺行双侧脑灌注能够有效减轻术后24 h的血管损伤程度，减轻氧化应激损伤，本研究结果显示，改良组患者的AGE水平低于术前，术后24 h改良组患者的ANG-2、VEGF、ICAM-1、AGE均低于单侧组患者；两组患者均未发生PND，改良组患者TND发生率低于单侧组患者，差异有统计学意义，表明患者术后恢复、预防、改善神经功能损伤均具有重要意义，而且TND发生率低，提示改良顺行双侧脑灌注方案可更为有效地保护患者神经功能。AGE过高可致动脉粥样硬化、阿尔茨海默病等疾病形成，但AGE具有较高可逆性，当代谢功能恢复正常后AGE可逐步清除。本研究结果表明单侧组术后24h时患者AGE未见明显下降，提示单侧脑灌注量难以满足脑部代谢需要，术后24 h相对时间较短，患者机体氧代谢功能尚未完全恢复，对AGE清除效果不良。

综上所述，改良顺行双侧脑灌注对Stanford A型主动脉夹层DHCA的脑保护效果更为良好，能够有效减轻患者神经功能损伤，改善患者HRV，促进患者术后恢复，为提高患者预后质量奠定良好基础。