術(shù)中腦氧飽和度監(jiān)測(cè)對(duì)心血管手術(shù)患者術(shù)后認(rèn)知功能障礙發(fā)生率的影響

孫聰，皮曉麗，陳瑩，劉剛，王俊

（1. 中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院麻醉科，沈陽 110001； 2. 遼寧省人民醫(yī)院麻醉科，沈陽 110016）

術(shù)后認(rèn)知功能障礙 （postoperative cognitive dysfunction，POCD） 是心血管手術(shù)后的常見并發(fā)癥。POCD的病因是多因素的，包括栓塞、大腦缺氧和系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)等，這些因素均可影響腦氧供需平衡［1-2］。深低溫停循環(huán) （deep hypothermia and circulatory arrest，DHCA） 技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種心臟大血管手術(shù)，由于術(shù)中需要終止腦血流，更容易發(fā)生腦缺血性損傷等神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，尤其是POCD。因此，DHCA期間監(jiān)測(cè)腦氧飽和度 （cerebral regional oxygen saturation，rSO2） ，對(duì)異常rSO2及時(shí)干預(yù)，保證腦氧供需平衡極其重要［3］。本研究對(duì)比了DHCA和體外循環(huán) （cadiopulmonary circulation，CPB） 患者術(shù)中rSO2降低與術(shù)后POCD發(fā)生率的關(guān)系，并觀察了術(shù)中調(diào)節(jié)并維持rSO2在一定范圍內(nèi)能否降低術(shù)后POCD的發(fā)生率，首次提出rSO2監(jiān)測(cè)對(duì)預(yù)防心血管手術(shù)后POCD的意義。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院2014年4月至10月?lián)衿谛行呐K手術(shù) （包括主動(dòng)脈弓置換、升主動(dòng)脈置換、降主動(dòng)脈支架植入術(shù)、肺動(dòng)脈取栓術(shù)和瓣膜置換術(shù)） 的患者52例作為研究對(duì)象。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前有精神、神經(jīng)系統(tǒng)疾病史；嚴(yán)重肝、腎功能障礙；酗酒史；精神藥物成癮史；年齡＞75歲。

本研究已經(jīng)中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并與患者或家屬簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 分組：需要接受DHCA的患者 （包括主動(dòng)脈弓置換術(shù)、降主動(dòng)脈支架植入術(shù)合并或不合并升主動(dòng)脈置換術(shù)和肺動(dòng)脈取栓術(shù)） 為實(shí)驗(yàn)組；僅接受CPB的心臟病患者 （包括二尖瓣或主動(dòng)脈置換合并或不合并冠脈搭橋或者雙瓣膜置換術(shù)） 為對(duì)照組。進(jìn)一步將實(shí)驗(yàn)組患者再隨機(jī)分為2個(gè)亞組，即干預(yù)組與非干預(yù)組。對(duì)于干預(yù)組患者，術(shù)中根據(jù)其rSO2值調(diào)整腦灌注量，使術(shù)中左腦rSO2不低于基礎(chǔ)值的20% （干預(yù)措施包括重新調(diào)整插管或灌注位置，增加動(dòng)脈血CO2含量，提高血壓、調(diào)節(jié)泵灌注流量或者麻醉深度，降低體溫，應(yīng)用血管活性藥物或輸血等）；對(duì)于對(duì)照組患者，則根據(jù)常規(guī)方法實(shí)施灌注，不對(duì)rSO2實(shí)施干預(yù)。

1.2.2 監(jiān)測(cè)與麻醉：患者入室后，常規(guī)監(jiān)測(cè)五導(dǎo)聯(lián)心電圖、脈搏血氧飽和度、呼吸末二氧化碳 （end-tidal carbon dioxide，ETCO2） 、體溫、激活全血凝固時(shí)間（activated clotting time of whole blood，ACT） 及血?dú)夥治?；左橈?dòng)脈穿刺置管監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)血壓及心排血量，右頸內(nèi)靜脈穿刺置管監(jiān)測(cè)中心靜脈壓。誘導(dǎo)后用FORE-SIGHT近紅外光譜儀連續(xù)無創(chuàng)監(jiān)測(cè)雙側(cè)rSO2，同時(shí)每2 s采集1次數(shù)據(jù)。將誘導(dǎo)后的rSO2值作為基礎(chǔ)值。

麻醉誘導(dǎo)前以右美托咪定0.5 μ g/kg加入生理鹽水50 mL中，給予患者靜脈輸注10 min （維持心率≥50次/min） 。所有患者以利多卡因 （0.5～1 mg/kg） 、依托咪酯 （0.2～0.3 mg/kg） 、順式阿曲庫銨 （0.15～0.2 mg/kg） 、1%～2%七氟烷吸入，芬太尼 （10～15 μ g/kg） 麻醉誘導(dǎo)后行氣管插管術(shù)。術(shù)中用1%～2%七氟醚維持麻醉，體外循環(huán)期間泵注丙泊酚 （50～150 μ g·kg-1·min-1） ，每30～60 min間斷追加芬太尼25～100 μ g，順式阿曲庫銨4～10 mg。

1.2.3 DHCA方法：DHCA期間選擇腋動(dòng)脈、右鎖骨下動(dòng)脈、右側(cè)頭臂血管或者左側(cè)頸動(dòng)脈插管順行腦保護(hù)。簡(jiǎn)要過程為全身降溫，當(dāng)鼻咽溫降至18 ℃時(shí)，取頭低位，頭置冰帽，減低CPB流量至5～10 mL·kg-1·min-1，全身停循環(huán)，經(jīng)右腋動(dòng)脈進(jìn)行單側(cè)腦灌注。待吻合4分支人工血管主干遠(yuǎn)端與胸降主動(dòng)脈后，恢復(fù)胸降主動(dòng)脈灌注，提高體外循環(huán)流量至全流量?；旌响o脈血氧飽和度達(dá)到90%以上后開始復(fù)溫，鼻咽溫至28 ℃左右，吻合后血管充分排氣后，開放主動(dòng)脈鉗，心臟復(fù)蘇。

1.2.4 POCD評(píng)估方法：于術(shù)前1 d和術(shù)后第7天分別運(yùn)用簡(jiǎn)易智力狀況檢查法 （mini-mental state examination，MMSE） 對(duì)患者進(jìn)行評(píng)分，術(shù)后評(píng)分較術(shù)前評(píng)分降低≥1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差即視為發(fā)生POCD。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。組間定量資料比較正態(tài)分布用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，不服從正態(tài)分布者用非參數(shù)的Mam-WhitneyU檢驗(yàn)；定性資料用χ2檢驗(yàn)或者Fisher精確檢驗(yàn)。rSO2閾值下的面積應(yīng)用originPro 9.0計(jì)算。P＜ 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的比較

2.1.1 一般臨床資料比較：在年齡、性別、教育水平、左心室射血分?jǐn)?shù)、房顫史、高血壓史、糖尿病史、心肌梗死史、貧血史、吸煙史、飲酒史方面，2組患者均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＞ 0.05） 。實(shí)驗(yàn)組患者的腦血管意外比例明顯低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜0.05） ，具有可比性。見表1。

2.1.2 術(shù)中與術(shù)后情況比較：2組患者在麻醉時(shí)間、體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、右腦rSO2下降20%發(fā)生率方面均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＞ 0.05） 。而實(shí)驗(yàn)組左腦rSO2下降20%發(fā)生率及POCD發(fā)生率方面明顯高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜ 0.05） ，見表2。

表1 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組一般臨床情況比較 （±s）Tab.1 Comparison of general clinical data between the trial and control groups （±s）

表1 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組一般臨床情況比較 （±s）Tab.1 Comparison of general clinical data between the trial and control groups （±s）

Age （year）46.9±13.754.1±13.40.068 Gender （male/female） （n）19/1210/110.089 Educational level （junior high school above） ［n （%）］6（19.4）6（28.6）0.765 Ejection fraction 0.59±0.11 0.59±0.63 0.676 Atrial fibrillation ［n （%）］1（3.2）4（19.1）0.145 Hypertension ［n （%）］18（58.1）8（38.1）0.258 Diabetes ［n （%）］1（3.2）1（4.8）1.000 Cerebrovascular accident ［n （%）］0（0.0）6（28.6）0.003 Myocardial infarction ［n （%）］0（0.0）1（4.8）0.404 Anemia ［n （%）］2（6.0）4（19.1）0.207 Smoking ［n （%）］22（71.0）9（42.9）0.051 Drink ［n （%）］16（52.0）9（42.9）0.582

術(shù)中左腦rSO2下降與POCD的Spearman相關(guān)系數(shù)r= 0.012，兩者有顯著相關(guān)性 （P＜ 0.05） 。

2.2 干預(yù)組與非干預(yù)組的比較

表2 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組術(shù)中及術(shù)后情況比較 （±s）Tab.2 Intraoperative and postoperative status in the trial and control groups （±s）

表2 實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組術(shù)中及術(shù)后情況比較 （±s）Tab.2 Intraoperative and postoperative status in the trial and control groups （±s）

CPB，cardiopulmonary circulation.

Anesthesia time （min）312.7±85.8281.9±73.50.372 CPB time （min）108.3±35.393.7±32.40.136 Aortic clamp time （min）66.7±19.567.9±25.80.856 Left rSO2 decreased 20% compared to baseline value ［n （%）］17（55）5（24）0.025 Right rSO2 decreased 20% from the basal value ［n （%）］11（35）10（48）0.278 POCD ［n （%）］16（52）5（24）0.042

2.2.1 一般臨床資料比較：2組患者在年齡、性別、教育水平、左心室射血分?jǐn)?shù)、房顫史、高血壓史、糖尿病史、心肌梗死史、腦血管意外史、貧血史、吸煙史、飲酒史方面均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＞ 0.05） ，具有可比性。見表3。

2.2.2 術(shù)中與術(shù)后情況比較：2組患者在麻醉時(shí)間、體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、停循環(huán)時(shí)間方面均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＞ 0.05） 。而干預(yù)組發(fā)生POCD 3例 （27%）；非干預(yù)組發(fā)生POCD 15例 （52%） ，干預(yù)組POCD發(fā)生率明顯低于非干預(yù)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＜ 0.05） 。見表4。

2.2.3 2組患者術(shù)中rSO2變化趨勢(shì)：如圖1及表5所示，干預(yù)組患者從DHCA開始后出現(xiàn)左腦rSO2上升的趨勢(shì)，直至CPB結(jié)束；非干預(yù)組患者從DHCA開始后出現(xiàn)左腦rSO2下降的趨勢(shì)。2組于t3、t4、t5 （t3：DHCA開始，t4：DHCA開始后5 min，t5：DHCA結(jié)束）這3個(gè)時(shí)點(diǎn)rSO2值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＜ 0.05） 。

如圖2和表6所示，2組患者從DHCA開始后均出現(xiàn)右腦rSO2上升的趨勢(shì)，干預(yù)組患者更明顯，這種變化一直持續(xù)到DHCA結(jié)束。2組患者于t3、t4、t5這3個(gè)時(shí)點(diǎn)的rSO2值有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＜ 0.05） 。

3 討論

POCD為許多重大手術(shù)，特別是心臟手術(shù)患者術(shù)后常見的并發(fā)癥，表現(xiàn)為麻醉手術(shù)后患者記憶力、抽象思維及定向力等方面的障礙，同時(shí)伴有社會(huì)活動(dòng)能力減退，可導(dǎo)致患者康復(fù)延遲、并發(fā)癥增多、病死率增加、住院天數(shù)延長(zhǎng)、醫(yī)療費(fèi)用增加，甚至影響患者出院后的生活質(zhì)量［4］。POCD的危險(xiǎn)因素包括年齡、合并高血壓、糖尿病、腦卒中史及動(dòng)脈粥樣硬化史和手術(shù)種類等［5］。本研究中對(duì)照組患者的腦血管意外發(fā)生比例明顯高于實(shí)驗(yàn)組，考慮是由于病例選擇造成的，因?yàn)閷?duì)照組患者多為瓣膜病患者，而瓣膜病本身是腦血管意外發(fā)生的危險(xiǎn)因素。LI等［6］研究認(rèn)為腦血管意外不是影響POCD發(fā)生的顯著因素，因此該因素對(duì)本研究的結(jié)果影響不大。本研究發(fā)現(xiàn)在心血管手術(shù)中監(jiān)測(cè)并調(diào)控rSO2可明顯減少POCD的發(fā)生。

表3 接受DHCA患者干預(yù)組與非干預(yù)組之間一般情況比較 （±s）Tab.3 Comparison of general clinical data between the intervention and the non-intervention groups （±s）

表3 接受DHCA患者干預(yù)組與非干預(yù)組之間一般情況比較 （±s）Tab.3 Comparison of general clinical data between the intervention and the non-intervention groups （±s）

Age （year）50.4±11.240.7±15.90.097 Gender （male/female） （n）16/43/80.484 Educational level （junior high school above） ［n （%）］6（30）1（9）0.606 Ejection fraction 0.53±0.23 0.60±0.20 0.097 Atrial fibrillation ［n （%）］2（10）4（36）0.355 Hypertension ［n （%）］13（65）1（9）0.076 Diabetes ［n （%）］0（0）0（0）0.645 Cerebrovascular accident ［n （%）］ 0（0）0（0）1.000 Myocardial infarction ［n （%）］0（0）0（0）1.000 Anemia ［n （%）］2（10）1（9）0.719 Smoking ［n （%）］16（80）6（55）0.140 Drink ［n （%）］12（60）1（9）0.189

表4 接受DHCA患者干預(yù)組與非干預(yù)組之間術(shù)中與術(shù)后情況比較Tab.4 Comparison of intraoperative and postoperative situation between the intervention and the non-intervention groups

圖1 非干預(yù)組和干預(yù)組左腦rSO2變化趨勢(shì)圖Fig.1 Changes in rSO2 in the left brain in the non-intervention and intervention groups

表5 非干預(yù)與干預(yù)組患者左腦圍手術(shù)期6個(gè)時(shí)點(diǎn)rSO2 （±s，%）Tab.5 The left rSO2 of non-intervention and intervention groups at 6 time points of perioperative period （±s，%）

表5 非干預(yù)與干預(yù)組患者左腦圍手術(shù)期6個(gè)時(shí)點(diǎn)rSO2 （±s，%）Tab.5 The left rSO2 of non-intervention and intervention groups at 6 time points of perioperative period （±s，%）

t1，post anesthesia introduction；t2，CPB start；t3，DHCA start；t4，5 min after DHCA start；t5，DHCA end；t6：CPB end. For non-intervention group，t3，30 min after CPB start；t4，35 min after CPB start；t5，45min after CPB start.

Non-intervention 20 70.96±3.12 69.40±7.02 69.68±7.18 34.75±8.72 62.08±7.48 70.30±6.61 Intervention 11 71.52±5.93 71.19±5.31 80.47±6.88 78.31±9.14 77.62±9.72 72.49±5.00 P 0.732 0.468 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.346

圖2 非干預(yù)組和干預(yù)組右腦rSO2變化趨勢(shì)圖Fig.2 The changes of rSO2 in the right brain in the non-intervention or intervention groups

表6 非干預(yù)與干預(yù)組患者右腦圍手術(shù)期6個(gè)時(shí)點(diǎn)rSO2 （±s，%）Tab.6 The right rSO2 of non-intervention and intervention groups at 6 time points of perioperative period （ x-±s，%）

表6 非干預(yù)與干預(yù)組患者右腦圍手術(shù)期6個(gè)時(shí)點(diǎn)rSO2 （±s，%）Tab.6 The right rSO2 of non-intervention and intervention groups at 6 time points of perioperative period （ x-±s，%）

t1，post anesthesia introduction；t2，CPB start；t3，DHCA start；t4，5 min after DHCA start；t5，DHCA end；t6，CPB end. For non-intervention group，t3，30 min after CPB start；t4，35 min after CPB start；t5，45 min after CPB start.

Non-intervention 20 73.80±3.26 72.36±6.68 75.70±8.35 73.88±7.46 78.67±6.87 74.34±7.42 Intervention 11 73.92±4.02 74.31±6.96 85.76±5.18 84.41±4.98 85.02±5.02 76.32±5.99 P 0.930 0.456 0.001 0.000 0.012 0.454

目前臨床上使用的rSO2監(jiān)測(cè)儀有4種［7］。近紅外光譜儀監(jiān)測(cè)rSO2的基本原理可簡(jiǎn)要概括為近紅外光譜儀發(fā)射器發(fā)出690、780、805、850 nm 4種波長(zhǎng)的紅外光，此激光能穿透頭皮、顱骨及數(shù)厘米的腦組織，進(jìn)入大腦后被腦內(nèi)還原血紅蛋白、氧和血紅蛋白和細(xì)胞色素aa3吸收，未被吸收的紅外光被接收器捕獲，計(jì)算機(jī)通過這些捕獲的信息按照特定的計(jì)算公式計(jì)算出rSO2。本研究使用的FORE-SIGHT監(jiān)測(cè)儀具有雙頻通道，能獨(dú)立計(jì)算出雙側(cè)大腦的rSO2。

本研究結(jié)果顯示，DHCA患者較CPB患者術(shù)中rSO2下降更明顯。曾有報(bào)道指出，CPB過程中，紅細(xì)胞壓積與血紅蛋白的大幅度降低、血液與非內(nèi)皮型管道長(zhǎng)時(shí)間的直接接觸、非搏動(dòng)性的血流消失等一系列的變化造成了生理狀態(tài)紊亂，腦氧代謝平衡也受到影響。接受DHCA的心臟病患者在CPB基礎(chǔ)上，還需停止血液循環(huán)，更易使患者腦氧供需失衡。本研究中，DHCA患者較CPB患者rSO2下降更明顯，POCD發(fā)生率更高，且術(shù)中rSO2降低與POCD之間有相關(guān)性，可以推論術(shù)中rSO2下降是POCD發(fā)生率增高的一個(gè)可疑因素。為了進(jìn)一步證實(shí)該結(jié)論，將接受DHCA的患者在組內(nèi)再隨機(jī)分為干預(yù)組與非干預(yù)組，干預(yù)組通過灌注師、麻醉醫(yī)師及外科醫(yī)師共同調(diào)節(jié)維持rSO2平穩(wěn)。研究結(jié)果顯示，從DHCA開始后干預(yù)組患者左右腦rSO2均呈上升的趨勢(shì)，直至DHCA結(jié)束。而非干預(yù)組患者左腦rSO2由于血供的影響呈下降的趨勢(shì)。干預(yù)組患者POCD的發(fā)生率明顯低于非干預(yù)組，表明術(shù)中rSO2的下降是POCD發(fā)生率增高的原因之一，保持術(shù)中rSO2穩(wěn)定可以明顯減少POCD的發(fā)生。MURKIN等［8］研究指出，在CPB下冠狀動(dòng)脈搭橋患者術(shù)中監(jiān)測(cè)rSO2，灌注師根據(jù)rSO2值調(diào)整灌注量，使rSO2維持在基礎(chǔ)值的±25%以內(nèi)，患者術(shù)后器官障礙發(fā)生率明顯降低，rSO2值維持在不低于基礎(chǔ)值的20%以內(nèi)可以降低POCD的發(fā)生率，與本研究結(jié)果一致。

研究［9］顯示，rSO2基礎(chǔ)值60%、55%、50%以下持續(xù)的時(shí)間 （單位s） 和面積 （時(shí)間×rSO2） 降低可以明顯預(yù)測(cè)患者POCD的發(fā)生率。而本研究中，實(shí)驗(yàn)組rSO2閾值即60%、55%、50%以下持續(xù)的時(shí)間和面積均值高于對(duì)照組，但無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能與本研究觀察例數(shù)較少有關(guān)。此外，2組患者在CPB期間體溫的差別也可能對(duì)結(jié)果造成影響。

綜上所述，DHCA患者術(shù)中持續(xù)監(jiān)測(cè)并維持rSO2穩(wěn)定，可有效降低POCD發(fā)生率。對(duì)于接受心臟大血管手術(shù)的患者，術(shù)中監(jiān)測(cè)rSO2具有重要的臨床意義。

［1］ PATEL N，MINHAS JS，CHUNG EM，et al. Risk factors associated with cognitive decline after cardiac surgery ［J］. Cardiovasc Psychiatry Neurol，2015，2015：370612. DOI：10.1155/2015/370612.

［2］ CUGNO M，NUSSBERGER J，BIGLIOLI P，et al. Increase of bradykinin in plasma of patients undergoing cardiopulmonary bypass：the importance of lung exclusion ［J］. Chest，2001，120 （6）：1776-1782.DOI：10.1378/CHEST.120.6.1776.

［3］ AHONEN J，SALMENPERA M. Brain injury after adult cardiacsurgery ［J］. Acta Anaesthesiol Scand，2004，48 （1）：4-19. DOI：10.1111/J.1399-6576.2004.00275.X.

［4］ QIAO Y，F(xiàn)ENG H，ZHAO T，et al. Postoperative cognitive dysfunction after inhalational anesthesia in elderly patients undergoing major surgery：the influence of anesthetic technique，cerebral injury and systemic inflammation ［J］. BMC Anesthesiol，2015，15：154. DOI：10.1186/S12871-015-0130-9.

［5］ RUNDSHAGEN I. Postoperative cognitive dysfunction ［J］.Dtsch Arztebl Int，2014，111 （8）：119-125. DOI：10.3238/arztebl.2014.0119.

［6］ LI YH，WANG DX，LI LH，et al. The effects of cardiopulmonary bypass on the number of cerebral microembloli and the incidence of cognitive dysfunction after coronary artery bypass graft surgery ［J］.Anesth Analg，2009，109 （4）：1013-1022. DOI：10.1213/ane.0b013e-3181aed2bb.

［7］ HESSEL TW，HYTTEL-SORENSEN S，GREISEN G. Cerebral oxygenation after birth - a comparison of INVOS （?） and FORE-SIGHTTMnear-infrared spectroscopy oximeters ［J］. Acta Paediatrica，2014，103（5）：488-493.DOI：10.1111/apa.12567.

［8］ MURKIN JM，ADAMS SJ，NOVICK RJ，et al. Monitoring brain oxygen saturation during coronary bypass surgery：a randomized，prospective study ［J］. Anesth Analg，2007，104 （1）：51-58. DOI：10.1213/01.ane.0000246814.29362.f4.

［9］ FISCHER GW，LIN HM，KROL M，et al. Noninvasive cerebral oxygenation may predict outcome in patients undergoing aortic arch surgery ［J］. J Thorac Cardiovasc Surg，2011，141 （3）：815-821. DOI：10.1016/j.jtcvs.2010.05.017.