股動脈插管的體外循環(huán)與神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥

穆祉錕，楊 昌，胡義杰

作者單位：400042重慶，陸軍特色醫(yī)學(xué)中心心臟血管外科（穆祉錕、楊 昌、胡義杰）；400038重慶，陸軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院三大隊11中隊（穆祉錕）

近年來，以股動脈為主的外周動脈插管建立體外循環(huán)技術(shù)廣泛應(yīng)用于心血管外科的微創(chuàng)手術(shù)、復(fù)雜二次開胸手術(shù)、心肺輔助操作和困難氣道麻醉管理等情況，并取得了良好的臨床效果。但其相關(guān)并發(fā)癥，特別是神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，逐步引起了人們的關(guān)注。本文擬就該問題綜述如下。逆行主動脈夾層所致的腦部供血障礙以及主動脈夾層或主動脈瘤手術(shù)采用股動脈逆行插管等情況不在本文討論的范圍。

1 外周動脈插管體外循環(huán)技術(shù)逐步發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)和材料工藝的快速發(fā)展，以胸腔鏡、機(jī)器人心臟手術(shù)為代表的微創(chuàng)手術(shù)和各類胸部小切口的手術(shù)成為心臟外科發(fā)展的主要趨勢。胸壁切口的減小，中心插管的常規(guī)體外循環(huán)技術(shù)，逐步演變?yōu)橥庵軇用}插管的周圍體外循環(huán)技術(shù)。此外，外周插管的體外循環(huán)技術(shù)也廣泛應(yīng)用于難行升主動脈直接插管的患者，如二次開胸、心包腔嚴(yán)重粘連、升主動脈壁異常等。外周血管中的股動脈、髂動脈、鎖骨下動脈、腋動脈、肱動脈等動脈插管均有相關(guān)文獻(xiàn)報道。由于股動脈顯露簡單方便且血管直徑粗大，成為目前臨床實踐中最常選擇的插管部位。即使在體重15 kg、年齡6歲的患兒中，也有常規(guī)應(yīng)用的成功報道［1］。

外周插管的體外循環(huán)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：①1996年至2000年階段：新開發(fā)的閉式體外循環(huán)（Heart-Port）技術(shù)，即股動靜脈插管、主動脈內(nèi)球囊阻斷，在大的心臟中心開始嘗試。②2001年至2010年階段：Heart-Port技術(shù)大量應(yīng)用，但合并主動脈阻斷不佳和動脈置管相關(guān)并發(fā)癥，部分中心逐步改為中心插管并升主動脈阻斷。③2010年至今階段：各類胸壁小切口、胸腔鏡、機(jī)器人等微創(chuàng)術(shù)式和CT、食道超聲等影像學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，股動脈插管逆行灌注再次受到大家的關(guān)注［2］。目前標(biāo)準(zhǔn)的外周插管建立體外循環(huán)步驟包括：股動脈插管逆行灌注、股靜脈雙級管（或頸內(nèi)靜脈和股靜脈分別置管上下腔靜脈）引流、并Chitwood鉗升主動脈阻斷、主動脈根部灌注心臟停搏液。股動脈插管周圍體外循環(huán)技術(shù)的逐步成熟，反過來也極大的推進(jìn)了各類微創(chuàng)心臟手術(shù)的發(fā)展。

2 股動脈插管體外循環(huán)的相關(guān)并發(fā)癥不容忽視

根據(jù)既往的臨床經(jīng)驗和文獻(xiàn)報道，股動脈插管逆行灌注體外循環(huán)的常見主要并發(fā)癥包括：①主動脈夾層，通常因為股動脈置管過程中暴力操作所致。術(shù)前仔細(xì)的進(jìn)行周圍血管評估、術(shù)中超聲指導(dǎo)導(dǎo)絲先進(jìn)入胸降主動脈、之后在導(dǎo)絲引導(dǎo)下輕柔操作導(dǎo)管進(jìn)入髂動脈，通常可避免主髂動脈夾層或損傷的發(fā)生。②肢體遠(yuǎn)端缺血或壞死。其臨床表現(xiàn)從輕微疼痛的下肢缺血到骨筋膜室綜合征、肢體缺血壞死等嚴(yán)重并發(fā)癥。術(shù)中采用遠(yuǎn)端動脈置管（股淺動脈或足背動脈）轉(zhuǎn)流的方式，能有效預(yù)防術(shù)中下肢的缺血。目前也有研究設(shè)計帶分流口的股動脈插管來保留肢體遠(yuǎn)端灌注［3］。③腹股溝區(qū)域神經(jīng)、淋巴管損傷。采用經(jīng)皮穿刺插管加Proglide縫合裝置預(yù)制縫線，或小切口僅暴露股動脈前壁而非周圍全游離套帶等有限區(qū)域游離，能顯著降低該并發(fā)癥［4］。④其他罕見的并發(fā)癥，如腹腔動脈或臟器損傷，估計與引導(dǎo)導(dǎo)絲的操作不當(dāng)有關(guān)。除上述并發(fā)癥外，近年來股動脈插管逆行灌注的體外循環(huán)與神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥間的關(guān)系受到廣泛關(guān)注，但尚缺乏統(tǒng)一認(rèn)識。

3 股動脈插管逆行灌注可能增加神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥

部分研究認(rèn)為股動脈插管逆行灌注不增加腦卒中的發(fā)生率。Tomislav Mihaljevic等比較了759例不同手術(shù)方式的二尖瓣成形手術(shù)，發(fā)現(xiàn)機(jī)器人手術(shù)組、右前外側(cè)小切口手術(shù)組與標(biāo)準(zhǔn)胸骨正中切口手術(shù)組之間，神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率無顯著性差異；分析其可能與術(shù)前通過CT血管成像和超聲排除外周血管粥樣硬化性病變患者有關(guān)［5］。Joseph Lamelas等回顧2009年至2015年2 645例微創(chuàng)瓣膜手術(shù)患者并發(fā)癥情況，其中31例患者（1.17%）出現(xiàn)腦血管并發(fā)癥。而且股動脈插管逆行灌注的患者中有1.17%（28／2 400）發(fā)生腦卒中，而升主動脈或腋動脈插管順行灌注者腦卒中發(fā)生率為2.6%（6／245）。 由于兩組插管方式的病例總數(shù)差異太大，其結(jié)論的可靠性尚需進(jìn)一步評價［6］。之后數(shù)個回顧性和配對對照研究也認(rèn)為股動脈插管逆行灌注和主動脈順行灌注策略對腦卒中發(fā)生無影響［7-9］。但研究中樣本總量和經(jīng)股動脈插管病例總數(shù)較小，上述結(jié)論仍待明確。

另外，相當(dāng)數(shù)量的研究則顯示，股動脈插管逆行灌注體外循環(huán)可能影響部分患者的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。James SG等總結(jié)了2004年至2008年美國胸心外科協(xié)會數(shù)據(jù)庫中28 143例單純二尖瓣手術(shù)病例治療，發(fā)現(xiàn)微創(chuàng)二尖瓣手術(shù)組患者在更低年齡、更少合并癥的情況下，其腦卒中的發(fā)生率卻高于標(biāo)準(zhǔn)胸骨正中切口手術(shù)組（1.87%vs.1.16%）。 在排除了不停跳和誘導(dǎo)室顫而非升主動脈阻斷的微創(chuàng)病例后，腦卒中的發(fā)生率仍然高于標(biāo)準(zhǔn)胸骨正中切口組（1.52%vs.0.92%）［10］。 推測微創(chuàng)心臟手術(shù)較長的學(xué)習(xí)曲線、較長的體外循環(huán)時間和主動脈阻斷時間，可能是腦卒中發(fā)生率高的原因。Davy等薈萃分析了35項微創(chuàng)與標(biāo)準(zhǔn)正中切口二尖瓣手術(shù)的對比研究，其中微創(chuàng)組腦卒中發(fā)生率顯著增高（2.1%vs.1.2%）；亞組配對研究結(jié)果亦如此（1.9%vs.0.9%）；其中采用主動脈內(nèi)球囊阻閉者，腦卒中風(fēng)險顯著增加［11］。但Filip Casselman等隨訪了連續(xù)50例主動脈內(nèi)球囊阻斷、股動脈插管逆行灌注的二尖瓣手術(shù)病例，腦卒中的發(fā)生率為1.4%，與既往報道的文獻(xiàn)相近，認(rèn)為主動脈內(nèi)球囊阻斷不影響腦卒中的發(fā)生率［12］。Grossi Eugene等回顧分析了1995年至2007年3 180例單獨(dú)二尖瓣手術(shù)病例，提示逆行灌注是神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的高危因素之一。年齡小于50歲時，逆行灌注對神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生無影響，推測可能與較少的動脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷有關(guān)［13］。排除所有主動脈內(nèi)球囊阻閉病例，Michele Murzi等報道胸部小切口并直接升主動脈阻斷的二尖瓣手術(shù)1 632例，其中腦卒中的發(fā)生率為 1.3%（22／1 632），股動脈逆行灌注組的發(fā)生率顯著高于升主動脈順行灌注組（3.5%vs.1.1%）；多元回歸分析也顯示經(jīng)股動脈插管的逆行灌注是腦卒中發(fā)生的獨(dú)立危險因素（OR＝3.3，P＝0.004）；推測與老年患者較重的動脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷有關(guān)［14］。Kareem Bedeir等回顧性分析了2004年至2012年單純二尖瓣患者并術(shù)中食道超聲嚴(yán)格監(jiān)測排氣的病例，排除了60歲以上、非升主動脈阻斷、感染性心內(nèi)膜炎、或其他合并術(shù)式等患者，發(fā)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)升主動脈中心插管相比，股動脈插管逆行灌注組中患者術(shù)前基礎(chǔ)腦血管疾病、心功能衰竭或房顫比例低，但術(shù)后腦卒中發(fā)生比例卻較高（5.3%vs.0.6%）。 研究結(jié)果提示：在排除基礎(chǔ)腦血管病變、主動脈內(nèi)球囊阻斷、高齡患者中較重動脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷、較長升主動脈阻斷和體外循環(huán)轉(zhuǎn)流時間以及微創(chuàng)排氣干擾等因素下，逆行灌注可能導(dǎo)致主髂動脈血管壁應(yīng)力發(fā)生變化、血管壁結(jié)構(gòu)（包括原來的穩(wěn)定斑塊等）不穩(wěn)定，導(dǎo)致微小斑塊脫落而致腦卒中［15］。

需要指出的是，絕大部分回顧性或配對研究中關(guān)于神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的定義標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一。多數(shù)研究采用有臨床癥狀的腦卒中作為觀察指標(biāo)，也有研究采用改良Rankin評分、短暫性腦缺血發(fā)作等。微小栓子所致的腦血管缺血性改變，可能無近期的臨床神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)，但可能出現(xiàn)遠(yuǎn)期的大腦認(rèn)知功能障礙。今后綜合采用術(shù)后早期磁共振彌散加權(quán)成像評估腦部微小病灶和臨床癥狀，可能更有助于神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的診斷和研究。

4 股動脈插管逆行灌注中神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的預(yù)防

針對上述股動脈插管逆行灌注的體外循環(huán)相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的研究以及可能機(jī)制的探討，推測未來在體外循環(huán)的探索方面，特別是神經(jīng)系統(tǒng)損傷防護(hù)應(yīng)包括以下幾個方面：

4.1 術(shù)前充分評估動脈易損病變和股動脈插管逆行灌注所致的應(yīng)力變化，預(yù)判斑塊脫落致腦卒中風(fēng)險，決定微創(chuàng)手術(shù)插管的策略。股動脈插管逆行灌注，導(dǎo)致血流方向從股髂動脈逆行流向降主動脈、主動脈弓，其作用于主動脈壁的應(yīng)力可能發(fā)生變化。特別是在患者個體化的血管解剖結(jié)構(gòu)和扭曲程度的條件下，主動脈壁應(yīng)力變化的主要部位和趨勢尚需要生物力學(xué)分析并結(jié)合體外實驗予以明確。另一方面，術(shù)前可采用正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯像（positron emission tomography-CT，PET-CT）、冠狀動脈血管造影、核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）等綜合影像學(xué)技術(shù)，來評價主髂動脈不穩(wěn)定斑塊情況。既往CT能反應(yīng)動脈鈣化程度和總體負(fù)荷，但不能區(qū)分斑塊穩(wěn)定性。PET和MRI在一定程度上，能反映動脈粥樣硬化斑塊內(nèi)部組織狀態(tài)和炎癥反應(yīng)情況，對斑塊穩(wěn)定性的評估具有重要價值［16］。后續(xù)可以從主髂動脈不穩(wěn)定斑塊負(fù)荷多少的角度，評價逆行灌注對血管壁的損傷來分析其是否為腦卒中的高危風(fēng)險因素。

4.2 術(shù)中嚴(yán)密監(jiān)測，維持術(shù)中良好的腦灌注狀態(tài)。通過持續(xù)腦氧監(jiān)測，可準(zhǔn)確了解術(shù)中腦組織灌注狀態(tài)。值得注意的是，在股動脈插管逆行灌注的周圍體外循環(huán)過程中，有創(chuàng)橈動脈測壓低于實際中心壓力，特別是在升主動脈開放至停機(jī)后20 min期間（兩者壓力之差能超過20 mm Hg）。此時采用心血管活性藥物調(diào)整血壓時，要充分考慮橈動脈有創(chuàng)血壓的可靠性，必要時應(yīng)同步測量袖帶血壓［17］。

4.3 改進(jìn)動脈插管部位或裝置?？紤]到經(jīng)股動脈插管逆行灌注對主髂動脈應(yīng)力和血管壁成分穩(wěn)定性的影響，有研究建議調(diào)整動脈插管位置至升主動脈或腋動脈，有助降低主髂動脈脫落斑塊進(jìn)入腦血管的風(fēng)險［15］。不同的插管設(shè)計，能對主動脈及其弓上分支的血流方向、應(yīng)力分布以及直接微顆粒分布產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)而影響腦血管微栓塞發(fā)生率和程度［18-19］。既往有報道在主動脈夾層的插管方式的選擇中，采用經(jīng)股動脈逆行長插管至降主動脈起始部來模擬中心順行灌注，不僅能比腋動脈實現(xiàn)較快操作和早期灌注，也避免了遠(yuǎn)端假腔范圍的擴(kuò)大和主髂動脈假腔內(nèi)血栓進(jìn)入腦血管的風(fēng)險［20］。類似的插管材料和技術(shù)尚未見于微創(chuàng)心臟外科中應(yīng)用，仍有待進(jìn)一步開發(fā)和評估。

4.4 實施主動腦血管防護(hù)策略。值得探索的另一可行性方案為主動腦血管防護(hù)，類似近年來微創(chuàng)治療重度主動脈瓣狹窄時經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置入術(shù)（transcatheter aortic valve implantation， TAVI）中的腦血管保護(hù)裝置。TAVI術(shù)中由于主動脈瓣嚴(yán)重鈣化、不切除原有鈣化瓣膜、新支架瓣膜直接擠壓等原因，易導(dǎo)致較高水平腦卒中的發(fā)生。采用Embol-X、Embrella、Sentinel、TriGuard 等多種腦保護(hù)裝置臨時置入后，盡管無高質(zhì)量的證據(jù)顯示腦保護(hù)裝置對臨床明顯的腦卒中或死亡率有影響，但磁共振彌散加權(quán)成像所發(fā)現(xiàn)的腦病變數(shù)量和體積發(fā)生率等均顯著低于無保護(hù)組，有可能改善亞臨床腦缺血所致遠(yuǎn)期大腦認(rèn)知功能［21-22］。如前所述，股動脈插管逆行灌注增加腦卒中的主要風(fēng)險來源于主髂動脈粥樣斑塊脫落，進(jìn)入腦血管，采用類似TAVI手術(shù)中的腦血管保護(hù)裝置則有可能降低腦卒中或亞臨床癥狀腦血管病變的程度和發(fā)生率。

綜上所述，目前多數(shù)證據(jù)表明，在老年患者或者主髂動脈動脈粥樣硬化斑塊負(fù)荷較重者，股動脈插管逆行灌注可能增加腦卒中發(fā)生率。充分的術(shù)前影像學(xué)評估、股動脈插管的改良、術(shù)中腦灌注狀態(tài)監(jiān)測以及腦血管防護(hù)，有可能預(yù)防股動脈插管逆行灌注體外循環(huán)所致的腦血管不良事件。