低溫液體灌注產(chǎn)生亞低溫研究進展

楊大偉 靳春杰 張士俊 呂苓甫 李宏偉 孫文濤

(天津市北辰醫(yī)院神經(jīng)外科 天津北辰 300400)

早在兩千多年前，古埃及人就已用冷敷的方法止痛;20世紀50年代人們已將深低溫(體溫降至28℃以下)應(yīng)用于心血管手術(shù)中，以保護腦和其他重要器官，但由于深低溫易發(fā)生室顫、凝血功能障礙，術(shù)后復(fù)溫過程中常并發(fā)顱內(nèi)出血等，故已很少被臨床采用。近年來低溫對腦損傷的保護作用已被眾多動物實驗所證實，在臨床方面，尤其是發(fā)現(xiàn)輕度低溫(32～35℃)和中度低溫(28～31.9℃)的保護作用之后，應(yīng)用逐漸增多。亞低溫(我國學(xué)者將輕度低溫和中度低溫稱之為亞低溫)被用于治療新生兒缺氧性腦?。?］、心肺復(fù)蘇后腦保護［2，3］、腦外傷［4，5］及腦卒中［6～8］等領(lǐng)域。有些醫(yī)學(xué)中心還把亞低溫作為動脈瘤手術(shù)中短暫阻斷腦血流時常規(guī)腦保護措施［9，10］。同時亞低溫也已被推薦為室顫心跳驟停復(fù)蘇后的腦保護措施［11］。這些領(lǐng)域要求短時間內(nèi)降至目標溫度。低溫液體或自體血液灌注是目前最有效的降溫方式;目前臨床及實驗中所應(yīng)用的低溫方式主要為全身亞低溫，如降溫毯、冰袋［12，13］等，這些方式降溫效率低，不易迅速實現(xiàn)亞低溫，而且全身低溫可伴有多種并發(fā)癥，如心律紊亂、肺感染、凝血功能障礙［13］等。其他方式包括冰帽局部降溫、硬膜下腔注入低溫鹽水［14］、通過外周靜脈注入低溫生理鹽水［15～17］等。其中低溫液體或自體血液灌注是目前最有效的降溫方式，前者現(xiàn)已應(yīng)用于臨床，后者則由于創(chuàng)傷大而仍處于動物實驗階段。

1 方法與可行性

通過灌注低溫液體或自體血液產(chǎn)生低溫的方法起源于體外循環(huán)［18～21］。由于心肺旁路需要大量肝素化從而增加出血的風(fēng)險，并且這種全身的低溫方式伴有尤其是心血管系統(tǒng)的多種并發(fā)癥，所以逐漸改進，至近年來出現(xiàn)了局部動脈內(nèi)灌注的低溫方式。同時通過外周靜脈給予較大量低溫生理鹽水則更易于臨床實用，在近年來的心肺復(fù)蘇后腦保護中得到初步應(yīng)用。相反，由于動脈內(nèi)灌注的創(chuàng)傷較大，除心肺旁路手術(shù)外應(yīng)用很少。但前期研究的結(jié)果證實經(jīng)頸動脈灌注低溫林格液可快速產(chǎn)生腦局部低溫而對全身溫度的影響較?。?2］。直接向機體深部灌注低溫液體，可以有效地降低核心溫度。先前認為直接灌注低溫液體產(chǎn)生低溫的效率很低，因為灌注的液體分布到全身。Rajek等［23］在健康志愿者通過深部靜脈給予4℃和20℃生理鹽水，并測量核心體溫(鼓膜溫度)、四肢的外周溫度及各部分的熱容量，以揭示直接向機體核心灌注低溫液體產(chǎn)生亞低溫的機制。該研究以40mL/kg的量灌注4℃生理鹽水，30min后，核心體溫降低(2.5±0.4)℃。該溫度差比灌注的低溫液體按照機體容積比例分布到全身的推論所得的溫度差大0.8℃。比較機體的核心溫度和外周溫度的變化關(guān)系后，筆者發(fā)現(xiàn)低溫灌注所產(chǎn)生的溫度差50%由于灌注的低溫液體所產(chǎn)生，30%則由于血管收縮限制了機體核心與外周的溫度傳導(dǎo)，所以灌注的低溫液體更多分布于機體核心而非按照容積比例分布到全身。Baumgardner等［15］在神經(jīng)外科手術(shù)患者通過前臂靜脈輸入低溫(1～6℃)5%白蛋白時也發(fā)現(xiàn)低溫液體所分布的體積小于機體總體積的1/3，這些結(jié)論與早期所認為的低溫液體分布到全身的觀念不同。

當前所應(yīng)用的灌注低溫液體的通路分為靜脈［24］和動脈［19，20，22，23］兩種;動脈通路創(chuàng)傷較大。靜脈通路已經(jīng)應(yīng)用于心肺復(fù)蘇的腦保護。而灌注的液體種類則包括生理鹽水、林格液、白蛋白以及自體血液，當前自體血液低溫灌注由于創(chuàng)傷較大只在手術(shù)中建立心肺旁路時使用。盡管低溫液體灌注可有效產(chǎn)生亞低溫，甚至深度低溫，但所灌注的液體量是很大的，可達2 000mL/30 min。雖然在動物實驗以及部分臨床應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)該灌注量未產(chǎn)生不良反應(yīng)，但這些研究多在健康動物上測試。對于高齡患者以及有心臟功能障礙的患者應(yīng)當謹慎，必須嚴密監(jiān)護心臟功能。

2 對局部動脈內(nèi)低溫液體灌注腦保護機制的補充

局部動脈內(nèi)輸入生理鹽水對腦組織的保護作用除低溫外，尚有其他機制:①局部沖洗可改善微循環(huán);②局部低血氧。缺血再灌注損傷中氧自由基是重要的機制。低氧預(yù)適應(yīng)也被廣泛研究，而局部沖洗可降低含氧量，減少局部組織的氧損害;③局部血液稀釋。局部沖洗是局部血液稀釋的一種途徑。由此可見，局部低溫液體沖洗的保護作用不僅是低溫，更可以通過局部沖洗、血液稀釋及低血氧，形成更多的保護機制。

3 局部動脈內(nèi)輸入低溫生理鹽水的并發(fā)癥

局部動脈內(nèi)輸注低溫液體或血液可能伴有3方面并發(fā)癥:①腦組織迅速降溫后通過腦組織的調(diào)節(jié)作用影響全身其他系統(tǒng);②通過全身溫度的降低而影響其他系統(tǒng);③大量液體輸入所帶來的循環(huán)系統(tǒng)負荷增加。

全身亞低溫雖然比深度低溫的并發(fā)癥程度要輕，但仍然伴有以下的主要并發(fā)癥［12］:①心血管系統(tǒng):低血壓以及心律失常;②血液系統(tǒng):血小板計數(shù)減少及凝血功能減退;③免疫系統(tǒng):增加感染的概率，尤其是肺部感染;④腎功能與血電解質(zhì)水平:低溫所帶來的尿量增多可導(dǎo)致電解質(zhì)紊亂，尤其是低血鉀。通過靜脈輸入低溫液體可以產(chǎn)生全身亞低溫，可出現(xiàn)上述并發(fā)癥。局部動脈內(nèi)低溫可以避免全身溫度的降低，從而可以避免全身亞低溫的并發(fā)癥。Ohta等［19，20］的研究中均發(fā)現(xiàn)局部動脈內(nèi)輸入低溫液體對核心體溫的影響很小。

理論上腦組織溫度降低后的功能變化可影響到身體其他系統(tǒng)，但現(xiàn)有的文獻證實這種影響的程度非常輕微。全身亞低溫時出現(xiàn)的心律失常并非由于腦組織溫度降低后對心臟節(jié)律細胞的影響，而是核心溫度降低對節(jié)律細胞的直接影響。Ohta等［19，20］的研究中，通過椎動脈灌注低溫液體后，腦溫迅速降低，達20℃，但在整個實驗期間，實驗動物的生理指標無顯著變化，而且除少數(shù)實驗動物死于手術(shù)操作外均可健康存活。大量液體輸入帶來的危險主要是機體血容量增加和心臟負荷增加。低溫液體灌注最常見的生理指標變化是中心靜脈壓升高。但這些研究未出現(xiàn)所擔(dān)心的心功能不全及肺水腫等并發(fā)癥。另外一個常見的變化為PO2降低，這可能是源于大量低溫液體對血液的稀釋。自體血低溫回輸是減少機體血液負荷的一個解決思路。雖然大量低溫液體輸入未影響心功能及產(chǎn)生肺水腫的并發(fā)癥，但畢竟不適合長期應(yīng)用以維持足夠長時間的低溫;而且在伴心臟功能不全、腎功能衰竭的患者，其應(yīng)用也受限制。所以自體血液低溫后輸入是更進一步的發(fā)展方向。

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