室間隔缺損和法樂四聯(lián)癥患兒心臟手術(shù)中區(qū)域腦氧飽和度對比研究

韓丁，劉亞光，歐陽川，汪曉南，潘守東，羅毅，李稼

隨著先天性心臟?。ㄏ刃牟。┗純簢g(shù)期死亡率降低，臨床關(guān)注點逐漸轉(zhuǎn)移到改善患兒預(yù)后和降低并發(fā)癥，特別是神經(jīng)系統(tǒng)損傷。使用近紅外光譜法等可以監(jiān)測區(qū)域腦組織氧飽和度（rScO2），對發(fā)現(xiàn)和預(yù)防腦損傷有臨床價值[1-3]。紫紺型與非紫紺先心病患兒相比，血流動力學(xué)和氧動力學(xué)有各自特點，rScO2在兩者中的基礎(chǔ)水平、臨床意義可能不同[4]。本研究通過使用Fore-Sight近紅外光譜儀（CASMED，Branford，CT，USA）[5]比較室間隔缺損（VSD）和法樂四聯(lián)癥（TOF）患兒雙心室矯治術(shù)前、后rScO2的變化，分析改良超濾前、后rScO2和血流動力學(xué)的變化及其相互關(guān)系。

1 資料與方法

一般資料：本項目為前瞻性研究，經(jīng)北京安貞醫(yī)院倫理委員會批準，批件編號為[2017012X]。從2017-02至2017-07選擇北京安貞醫(yī)院3～36個月齡擇期行VSD和TOF根治的患兒60例。其中VSD組28例，年齡（1.5±0.8）歲，體重（10.3±2.7）kg；TOF組32例，年齡（1.2±0.9）歲，體重（9.5±2.2）kg。排除標準包括近期肺炎、心力衰竭[左心室射血分數(shù)（LVEF）＜50%]、主動脈狹窄、嚴重肺動脈高壓[平均肺動脈壓力＞50 mmHg （1mmHg=0.133kPa）]、粗大體肺側(cè)支、肺動脈閉鎖。

術(shù)中管理：入室全麻氣管插管后，持續(xù)使用Fore-Sight近紅外光譜儀實時、連續(xù)監(jiān)測右側(cè)額部rScO2。所有患兒均行橈動脈穿刺置管，以常規(guī)監(jiān)測有創(chuàng)橈動脈壓和使用MostCare （Vygon，Vytech，Padova，Italy） 監(jiān)測心率、收縮壓、舒張壓、每搏量指數(shù)、心指數(shù)、體循環(huán)阻力指數(shù)、動脈壓力升支最大斜率（dp/dt max）。麻醉維持采用哌庫溴銨0.08～0.16 mg /（kg·h），咪達唑侖 0.2～0.4 mg /（kg·h）及舒芬太尼 2～4 μg/（kg·h）。機械通氣條件為潮氣量10 ml/kg，吸入氧濃度 50%，吸入與呼出時間比1:1.5，呼吸頻率在16～25次/min。體外循環(huán)應(yīng)用Jostra人工心肺機，膜式氧合器。預(yù)充液包括平衡鹽溶液、庫存懸浮紅細胞、白蛋白等。盡快建立體外循環(huán)避免長時間血壓低下，當鼻咽溫降至32℃時，阻斷升主動脈，體外循環(huán)中維持血細胞比容在 0.24～0.30，平均動脈壓在 30～50 mmHg。復(fù)溫后 VSD 組常規(guī)使用多巴胺 2～5 μg/（kg·min），TOF組多巴胺 2～5μg /（kg·min）加腎上腺素 0.02～0.05 μg/（kg·min）。脫離體外循環(huán)后均行改良超濾，體內(nèi)血液從體外循環(huán)管道動脈端抽出，流經(jīng)超濾器濾出液體后從腔靜脈回輸入患兒體內(nèi)。流速控制在10～15 ml/（kg·min），容量不足時由儲血罐內(nèi)剩余血補充，直至紅細胞比容達0.30～0.35或剩余機血用完。改良超濾后行動脈血氣分析，血紅蛋白濃度低于90 g/L的患兒給予紅細胞輸注。術(shù)畢，患兒帶氣管插管回重癥監(jiān)護病房（ICU）。

觀察指標：分別在麻醉誘導(dǎo)后（t0）、切開心包（t1）、體外循環(huán)全流量后 5 min（t2）、脫機前 5 min（t3）、脫機時（t4）、改良超濾結(jié)束（t5）、術(shù)畢（t6）記錄各時點 rScO2，以及 t0、t1、t4、t5、t6各時點脈搏氧飽和度（SpO2）、心率、收縮壓、舒張壓、每搏量指數(shù)、心指數(shù)、體循環(huán)阻力指數(shù)、dp/dt max。記錄體外循環(huán)時間、升主動脈阻斷時間。

統(tǒng)計學(xué)方法：采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件處理，計量資料采用均數(shù)±標準差（）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，計數(shù)資料比較采用卡方檢驗，同一組內(nèi)不同時點參數(shù)比較采用配對樣本t檢驗，參數(shù)之間相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。以P＜0.05認為有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組患兒一般臨床資料比較（表1）：兩組患兒一般臨床資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 兩組患兒一般臨床資料比較（）

表1 兩組患兒一般臨床資料比較（）

注 ：VSD:室間隔缺損；TOF: 法樂四聯(lián)癥

項目 VSD組 (n=28) TOF組 (n=32)年齡 (歲) 1.5±0.8 1.2±0.9體重 (kg) 10.3±2.7 9.5±2.2身高 (cm) 81.6±9.1 74.9±9.4男/女 (例 ) 13/15 18/14

兩組患兒rScO2及血流動力學(xué)各時點變化（表2）：TOF組較 VSD 體外循環(huán)時間 [（103±26）min vs （50±13）min]和升主動脈阻斷時間[（66±18 ）min vs （ 27±9）min]較長，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P均＜0.01）。兩組患兒t4時的rScO2與t0比較均顯著降低（均P＜0.05），并均在t4處于最低點，其中TOF組內(nèi) t4與 t3比顯著降低（P＜0.05）。TOF 組 t0～t2時點rScO2顯著低于VSD組患兒（均P＜0.05），在t0和t1時點SpO2顯著低于VSD患兒（均P＜0.01）。與t0相比，TOF組內(nèi)rScO2及SpO2在t5和t6顯著增加（均P＜0.05）。兩組患兒在t5較t4時的每搏量指數(shù)、心指數(shù)、dp/dt max、rScO2均顯著增加（均P＜0.001），其中TOF組的rScO2增加比率顯著大于VSD組[（8.5±5.3）% vs （5.3±4.5）%，P＜0.05]。

表2 兩組患兒rScO2和血流動力學(xué)各時點變化（）

表2 兩組患兒rScO2和血流動力學(xué)各時點變化（）

注：VSD：室間隔缺損；TOF:法樂氏四聯(lián)癥；rScO2：區(qū)域腦組織氧飽和度；SpO2:脈搏氧飽和度；DBP：舒張壓；SBP：收縮壓；HR：心率；SVI：每搏量指數(shù)；CI：心指數(shù)；dp/dt max：動脈壓力波形升支最大斜率；SVRI：體循環(huán)阻力指數(shù)；t0：麻醉誘導(dǎo)后；t1：切開心包；t2：體外循環(huán)全流量后5 min；t3：脫機前5 min；t4：脫機時；t5：改良超濾結(jié)束；t6：術(shù)畢；-： t2、t3為體外循環(huán)轉(zhuǎn)機期間，在這兩個時點沒有血流動力學(xué)數(shù)據(jù)。VSD組內(nèi)與t0時比較*P＜0.05 **P＜0.01；與VSD組比較△P＜0.05△△P＜0.01；與t4 時比較▲P＜0.05; 與同組t0時比較#P＜0.05 ##P＜0.01。1 mmHg=0.133 kPa

項目 例數(shù) t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 rScO2（%）VSD組 28 77±7 80±6* 75±7 73±8 72±10* 77±9▲ 78±8 TOF組 32 72±6△ 72±8△△ 70±9△ 69±7 68±8# 77±7#▲ 75±6#SpO2（%）VSD 組 28 100±0 100±0 - - 100±1 100±0 100±0 TOF組 32 93±12△△ 92±6△△ - - 100±0 100±0# 100±0#DBP(mmHg)VSD組 28 45±5 47±9 - - 40±10* 50±8*▲ 51±7 TOF組 32 48±7 48±9 - - 43±8# 54±9##▲ 52±6 SBP(mmHg)VSD組 28 92±11 99±14* - - 84±12 106±10**▲ 107±13**TOF組 32 96±14 96±12 - - 79±11# 100±12▲ 93±9△△HR(次/min)VSD 組 28 96±11 110±21** - - 145±14** 147±18** 141±18**TOF組 32 98±15 111±17## - - 151±13## 155±14## 157±16△##SVI(mL/m2)VSD組 28 33.9±8.4 30.8±10.2 - - 15.6±5.5** 20.9±6.0**▲ 22.5±7.3**TOF組 32 33.0±8.6 27.7±8.1## - - 14.4±4.3## 18.4±5.3##▲ 16.9±5.2△△##CI[L/(min·m2)]VSD組 28 3.25±0.60 3.31±0.85 - - 2.33±0.73** 3.06±0.73▲ 3.14±0.61 TOF組 32 3.19±0.61 3.06±0.72 - - 2.24±0.60## 2.89±0.66#▲ 2.67±0.58△△##dp/dt max(mmHg/ms)VSD組 28 0.98±0.29 1.11±0.26 - - 0.99±0.30 1.26±0.24**▲ 1.29±0.22**TOF組 32 1.01±0.22 1.10±0.23 - - 0.91±0.28 1.10±0.26△▲ 1.09±0.21△△SVRI(dyn·s/cm5·m2)VSD 組 28 1 466±405 1 430±245 - - 1 991±566** 1 655±306 1 675±330*TOF組 32 1 621±511 1 686±531 - - 2 051±689# 1 942±410△# 1 939±362△##

Pearson相關(guān)分析（表3）：先心病患兒年齡和體重均與 rScO2在 t0、t1、t3、t4、t4、t5、t6均顯著正相關(guān)（P均＜0.01）；心指數(shù)增加和rScO2增加成正相關(guān)（r=0.41，P＜0.05），且兩者增加量均與年齡呈顯著負相關(guān)（r=-0.30；r=-0.34，均P＜0.05）。TOF 組內(nèi)：t0和t1時點rScO2和SpO2呈顯著正相關(guān)（r=0.35，P＜0.05及r=0.64，P＜0.01）。

表3 60例患兒年齡和體重在各時間點與rScO2的Pearson相關(guān)性分析結(jié)果

3 討論

先心病患兒心臟術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率為2%～25%[6]，它可以發(fā)生在術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后各時段，原因包括遺傳缺陷、腦缺血-缺氧、栓塞等。兒童腦缺氧不易監(jiān)測，腦電圖、頸靜脈血氧飽和度、核磁共振成像等因不具有特異性、操作不易實施、增加危險等原因在危重癥患兒圍術(shù)期中應(yīng)用受到限制。Fore-sight等近紅外光譜儀可以無創(chuàng)地監(jiān)測rScO2，因操作簡便、數(shù)值客觀、可以連續(xù)監(jiān)測，被越來越多地應(yīng)用于臨床伴有缺血、缺氧腦損傷的兒童和成人之中，特別是心臟手術(shù)中及術(shù)后重癥監(jiān)護[7,8]。不同近紅外光譜儀器所測rScO2絕對數(shù)值并不具有可比性，目前臨床中尚無公認的金標準儀器，但是這些儀器可以反應(yīng)rScO2的變化[9,10]。

臨床研究認為rScO2絕對值低于40%，或下降大于基礎(chǔ)水平20%時可能提示伴有缺氧-缺血性腦損傷[11]。本研究發(fā)現(xiàn)TOF患兒矯治前與VSD患兒相比，血流動力學(xué)包括心指數(shù)、動脈血壓、體循環(huán)阻力指數(shù)、dp/dt max等無明顯差別，因心內(nèi)存在右向左分流，SpO2和rScO2基礎(chǔ)值偏低，其腦組織可能處于缺氧狀態(tài)，并且rScO2與SpO2具有一定相關(guān)性，提示紫紺程度越重的患兒其腦缺氧程度越重。TOF患兒矯治后與VSD患兒相比，血流動力學(xué)呈現(xiàn)低排高阻傾向，但伴隨低氧血癥糾正rScO2顯著改善，且rScO2與VSD患兒無統(tǒng)計學(xué)差異。雖然rScO2術(shù)前持續(xù)偏低是否對腦神經(jīng)損傷有影響尚無法得知，在考慮TOF患兒手術(shù)時機的選擇時，rScO2應(yīng)當作為衡量因素之一。另外本研究發(fā)現(xiàn)在3～36個月齡患兒中年齡是影響rScO2的重要因素之一，Kurth等[12]研究了91例7歲以下先心病患兒也發(fā)現(xiàn)了兩者具有相關(guān)性（r=0.42，P＜0.0001）。其原因尚不明確，可能包括年齡較小患兒病情較重，嬰幼兒新陳代謝速率快、腦氧攝取率較高等。

很多研究表明體外循環(huán)中易發(fā)生神經(jīng)損傷[13,14]，而實時、連續(xù)監(jiān)測rScO2是加強患兒腦保護的重要措施。本研究中所有患兒截止出院時未發(fā)現(xiàn)明顯腦神經(jīng)損傷癥狀及體征。本研究中體外循環(huán)開始后，兩組患兒rScO2均降低，這與動脈灌注壓下降、血液稀釋紅細胞比容降低有關(guān)。這兩方面造成體外循環(huán)剛建立在沒有低溫保護時rScO2數(shù)值可能會更低。外科醫(yī)生應(yīng)盡快建立全流量體外循環(huán)以增加腦氧供，同時實施降溫以降低腦氧耗。從逐漸減少輔助流量至脫離體外循環(huán)時，rScO2進一步降低，這與Hu 等[15]的研究結(jié)果一致，脫機時易發(fā)生rScO2降低。值得注意的是，已有研究[16]表明體外循環(huán)期間多種因素都可以對rScO2產(chǎn)生影響，本研究中體外循環(huán)醫(yī)師通過增加紅細胞比容、適當提升灌注壓、降低改良超濾流速等措施維持腦氧供以降低腦損傷發(fā)生風(fēng)險，使用Fore-sight近紅外光譜儀實施監(jiān)測提供rScO2變化信息。本研究發(fā)現(xiàn)改良超濾后rScO2顯著改善，尤其TOF患兒增加更明顯，且與心指數(shù)增加呈顯著正相關(guān)，提示了心輸出量是影響腦氧飽和度的重要因素之一。脫離體外循環(huán)即刻自主循環(huán)恢復(fù)但尚不穩(wěn)定，心排血量低下導(dǎo)致氧輸送量不足會對rScO2產(chǎn)生影響。提示在臨床中脫機后體外循環(huán)醫(yī)師應(yīng)與麻醉醫(yī)師溝通協(xié)作，通過擴容、調(diào)整正性肌力藥物等措施積極改善血流動力學(xué)來增加腦供血供氧，本研究中使心指數(shù)維持在2.5 L/（ min·m2）以上。本研究發(fā)現(xiàn)年齡越小的患兒改良超濾后rScO2改善越顯著，這與改良超濾改善血流動力學(xué)作用在年齡越小的患兒越明顯是相符的[17]，提示改良超濾對腦氧改善在小患兒中作用更大。改良超濾提高rScO2其它機制可能包括紅細胞比容升高、減輕細胞水腫，減少炎性介質(zhì)等。本研究中雖然TOF組患兒體外循環(huán)及主動脈阻斷時間顯著長于VSD組患兒，但兩組患兒rScO2在體外循環(huán)之后并不存在顯著差異，說明rScO2與體外循環(huán)持續(xù)時間關(guān)系較弱，與Toet等[18]的研究結(jié)果一致。

本研究存在不足之處。首先，本研究樣本量較小，需擴大樣本進一步驗證研究結(jié)果，對術(shù)中腦氧數(shù)值異常的個案進行分組分析。其次，我們只監(jiān)測右側(cè)額部rScO2，而沒有采用多個探頭監(jiān)測多個腦組織區(qū)域，這主要是因術(shù)中護理要求較高難以實現(xiàn)和設(shè)備條件的限制。

綜上所述，先心病患兒在體外循環(huán)下行心臟矯治術(shù)中rScO2的基礎(chǔ)水平和術(shù)中不同時點變化與年齡、具體病種及其伴有的血流動力學(xué)特點有關(guān)。與VSD患兒比較，TOF患兒在雙心室矯治術(shù)前腦氧供低下，經(jīng)矯治術(shù)其腦氧合明顯改善；改良超濾使兩組患兒血流動力學(xué)狀況和rScO2得到改善，而且年齡越小受益越大，其中TOF患兒改善更明顯。脫離體外循環(huán)前后易發(fā)生腦氧降低，臨床應(yīng)加強機體氧供-需平衡的維護。