體外循環(huán)術(shù)后并發(fā)腦梗死的危險因素分析

李傳文,孫慶燕,李平萍,李憲卿,甘延清,費中化

(濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 1.體外循環(huán)科;2.心臟監(jiān)護(hù)病房，山東 濟(jì)寧272029)

體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB) 作為一種重要人工生命支持技術(shù)，已成為心臟外科手術(shù)不可或缺的一部分。CPB為非生理性循環(huán)，手術(shù)中患者的主要臟器如腦、肝、腎等重要臟器容易遭到不可逆的損害，腦部組織具有高代謝、低能量儲備的特點，對缺血缺氧耐受較差，CPB過程中低流量灌注、低溫、微栓、炎癥因子、氧自由基等極易引發(fā)腦損傷，嚴(yán)重者導(dǎo)致腦梗死。腦梗死是體外循環(huán)心臟手術(shù)后最主要的神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，發(fā)生率約為1%-5%。體外循環(huán)是造成術(shù)后腦梗塞的重要因素，腦梗死延長了病人住院時間，增加了醫(yī)療費用，嚴(yán)重影響了病人的生活質(zhì)量。如何預(yù)防及降低CPB后腦損傷仍是臨床亟待解決的課題。本研究回顧性分析本院2018年1月-2019年12月1670例擇期行CPB心臟手術(shù)后發(fā)生腦梗死患者資料，探討其危險因素，旨在能及早對中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷進(jìn)行干預(yù)和治療，以提高外科治療效果。

1 資料與方法

1.1 臨床資料1670例患者中有28例發(fā)生腦梗死(腦梗組)，從1642例非腦?；颊咧须S機(jī)選擇28例為對照組(其中腦梗組冠狀動脈搭橋術(shù)13例，搭橋+二尖瓣置換術(shù)2例，搭橋+主動脈瓣置換術(shù)1例，二尖瓣置換術(shù)4例，Bentall術(shù)2例，部分性心內(nèi)膜墊缺損矯治術(shù)1例，主動脈夾層5例。非腦梗組冠狀動脈搭橋術(shù)22例，主動脈夾層1例，二尖瓣置換術(shù)4例，雙瓣置換1例)，入選患者術(shù)前均無精神疾病史，無肝腎功能不全，患者兩組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)見表1。腦梗死的診斷參照中華醫(yī)學(xué)會全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會議修訂的《各類腦血管病診斷要點》，并經(jīng)頭部CT或MRI證實。

1.2 研究方法所有患者均采用氣管內(nèi)插管靜脈復(fù)合麻醉，給予鎮(zhèn)靜、肌松，術(shù)中給予維持。所有患者均采用氣管內(nèi)插管靜脈復(fù)合麻醉，給予鎮(zhèn)靜、肌松，術(shù)中給予維持。常規(guī)正中開胸，在淺低溫體外循環(huán)下行先心病矯治術(shù)、瓣膜置換術(shù)、冠狀動脈搭橋術(shù)、夾層在深低溫停循環(huán)+選擇性腦灌注下行升主+全弓+支架象鼻術(shù)等。所有患者均采用進(jìn)口膜式氧合器。采用中度血液稀釋，轉(zhuǎn)中維持Hct20-25%，SVO2>70%,維持灌注壓50-70 mmHg。及時復(fù)查血氣，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。術(shù)后患者常規(guī)接呼吸機(jī)輔助呼吸，持續(xù)監(jiān)測血流動力學(xué)指標(biāo)，維持血流動力學(xué)正平穩(wěn)。術(shù)后患者常規(guī)接呼吸機(jī)輔助呼吸，持續(xù)監(jiān)測血流動力學(xué)指標(biāo)，維持血流動力學(xué)正平穩(wěn)。由護(hù)理人員每小時對患者的肌力、意識和神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行評估并記錄。如出現(xiàn)異常及時通知醫(yī)生進(jìn)行再評估，并有醫(yī)生決定是否進(jìn)行CT或MRI檢查。收集各種術(shù)前及術(shù)中的變量如下：性別、年齡、體重、身高、術(shù)前Hb、EF值、Bun、Cr、既往腦梗塞病史、轉(zhuǎn)機(jī)時間、主動脈阻斷時間、心臟自動復(fù)跳率、、超濾量、轉(zhuǎn)中Hct、轉(zhuǎn)中最低MAP、轉(zhuǎn)中最高M(jìn)AP、術(shù)后引流量、氣管插管帶管時間、Icu住院天數(shù)等。

2 結(jié)果

擇期行CPB心臟術(shù)后1670例患者中，28例術(shù)后出現(xiàn)腦梗死(1.67%)，3例患者未醒自動出院，其他患者經(jīng)過脫水、營養(yǎng)腦神經(jīng)、擴(kuò)血管、高壓氧及康復(fù)治療預(yù)后較好。

2.1 兩組患者的術(shù)前情況比較術(shù)前一般資料顯示，腦梗組術(shù)前合并腦梗死的比率高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

表1 兩組患者臨床資料比較

2.2 單因素分析結(jié)果對兩組進(jìn)行單因素顯著性分析，CPB轉(zhuǎn)機(jī)時間(P=0.024)、阻斷時間(P=0.028)、轉(zhuǎn)中最低平均動脈壓(P=0.011)、最低溫度(P=0.028)、血糖峰值(P=0.005)、乳酸峰值(P=0.014)、術(shù)后引流量(P=0.037)為術(shù)后發(fā)生腦梗死的危險因素，腦梗組患者術(shù)后氣管插管帶管時間及監(jiān)護(hù)室的時間(3例未醒未統(tǒng)計在內(nèi))均長于對照組(P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者術(shù)中術(shù)后臨床資料比較

2.3 多因素分析結(jié)果轉(zhuǎn)機(jī)時間、阻斷時間為術(shù)后新發(fā)腦梗死的獨立危險因素，其中阻斷時間OR值<1、轉(zhuǎn)機(jī)時間OR值>1，提示轉(zhuǎn)機(jī)時間為影響術(shù)后腦梗發(fā)生的獨立危險因素，而阻斷時間是減少術(shù)后發(fā)生腦梗的保護(hù)因素，見表3。

表3 多因素Logistic回歸分析結(jié)果

3 討論

近年來，由于CPB理論研究、設(shè)備及材料更新技術(shù)不斷發(fā)展,CPB非生理性灌注所導(dǎo)致的臟器損傷已大為降低。然而,腦損傷仍是CPB下心臟手術(shù)后的主要并發(fā)癥之一。其后果從輕微的無臨床癥狀到嚴(yán)重的腦卒中。研究表明心臟手術(shù)后有癥狀的腦卒中的發(fā)生率約為1%-2%，加權(quán)磁共振成像檢測到無癥狀的腦卒中的發(fā)生率可高達(dá)50%[1-2]，3%-6%的患者出現(xiàn)局灶性神經(jīng)損傷，大多數(shù)手術(shù)后6個月得到良好的恢復(fù)，仍有1%-3%患者遺留永久性神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥[3]。因此，對體外循環(huán)術(shù)后并發(fā)腦梗塞的危險因素分析是很有必要的。

近年來研究表明CPB后發(fā)生腦損傷的原因是多因素共同作用的結(jié)果。本研究表明，腦梗死組的CPB時間及阻斷時間明顯延長，多因素Logistic回歸分析顯示CPB時間構(gòu)成腦梗死的獨立危險因素。另有研究表明，CPB時間每延長1 h,進(jìn)入腦循環(huán)微栓子量就會增加90.5%[4],病情嚴(yán)重、手術(shù)操作復(fù)雜，同時術(shù)中需要更低的溫度使降復(fù)溫時間延長，一方面導(dǎo)致CPB時間和阻斷時間明顯延長[5]，加重血細(xì)胞及凝血因子的破壞，導(dǎo)致術(shù)中止血困難及術(shù)后引流量的增多；另一方面導(dǎo)致術(shù)后氣管插管時間延長，二級監(jiān)護(hù)室的住院時間延長。CPB術(shù)后腦梗死的主要機(jī)制是腦組織低灌注和腦血管栓塞。CPB心臟術(shù)中栓子來源眾多，升主動脈與主動脈弓的明顯粥樣硬化，主動脈插管可造成局部斑塊脫落,CPB過程中滾壓泵對人工泵管的擠壓產(chǎn)生異物微栓，這些都是導(dǎo)致栓塞性腦血管損傷的重要原因，同時開放升主動脈開放后心腔內(nèi)氣泡均可形成氣栓，CPB復(fù)溫時水溫與血溫溫差超過10℃也是氣栓產(chǎn)生常見原因之一,這些氣體栓子堵塞小動脈及毛細(xì)血管造成腦水腫[6]。因此應(yīng)用動脈微栓濾器、改良主動脈插管、術(shù)中應(yīng)用食道超聲探測主動脈近端粥樣斑塊以選擇最佳的插管部位、術(shù)中動態(tài)監(jiān)測顱內(nèi)微栓子的變化，減少術(shù)中腦損傷發(fā)生[7]。應(yīng)用離心泵進(jìn)行重癥患者的CPB轉(zhuǎn)流，理論上能夠減少由于滾壓泵對人工泵管擠壓可能產(chǎn)生的異物微栓及血液的破壞。目前我們正在嘗試應(yīng)用離心泵用于重癥及夾層患者的CPB轉(zhuǎn)流，以期待減少異物栓塞及血液的破壞。

本研究顯示腦梗死組轉(zhuǎn)中最低平均動脈壓低于對照組。正常情況下，腦血管具有自主調(diào)節(jié)功能，當(dāng)平均動脈壓(MAP)維持60-140 mmHg時，腦血流量保持恒定，CPB期間灌注壓力及灌注流量不足，MAP低于60 mmHg，腦灌注壓減少，腦血管自主調(diào)節(jié)功能可能失去作用。目前有關(guān)CPB期間最佳血壓和腦保護(hù)灌注流量的證據(jù)仍存在爭議[8]。有研究認(rèn)為CPB期間的MAP約為50 mmHg，足以確保足夠的組織灌注，而另有專家則建議提倡更高的平均壓力(70-80 mmHg)。腦梗死后梗死灶及周圍組織的自主調(diào)節(jié)功能喪失，此時組織灌注壓取決于血壓。研究表明適當(dāng)增加灌注壓會減少術(shù)后認(rèn)知功能障礙發(fā)生[9]，但過高灌注壓容易引起腦微血管的破裂出血，造成腦損傷，有研究表明高目標(biāo)的平均動脈壓并不能減少圍術(shù)期腦梗塞的發(fā)生率[10]。因此把握好灌注壓和灌注流量，維持有效的腦灌注壓，可能有助于減少腦缺血缺氧的發(fā)生。

低溫可以降低機(jī)體及腦組織代謝率，減少氧耗,增加腦組織對缺血缺氧的耐受。但低溫環(huán)境也可使腦血管自主調(diào)節(jié)功能發(fā)生改變,引起腦血管痙攣,導(dǎo)致一部分腦組織缺血、缺氧改變,而另一部分出現(xiàn)“奢侈性灌注”和灌注壓過高或不穩(wěn)定等引起腦損傷。本研究提示腦梗組患者轉(zhuǎn)中溫度低于對照組，可能與腦梗組夾層手術(shù)較多，溫度低，降溫復(fù)溫不均勻有關(guān)。腦梗死后相應(yīng)供血區(qū)的腦組織會出現(xiàn)缺血缺氧，腦細(xì)胞代謝失衡。溫度管理指南指出0.2-0.5 c/min速度可平衡復(fù)溫速度與延長CPB時間之間的不利影響[11]。復(fù)溫時提高流量，維持Svo2>70%，當(dāng)Svo2<60%時，提高流量或減慢復(fù)溫的速度，防止溫差過大，產(chǎn)生微氣栓，導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。

機(jī)體內(nèi)環(huán)境紊亂的原因可能是手術(shù)創(chuàng)傷及CPB本身和它所導(dǎo)致的炎性反應(yīng)、內(nèi)分泌變化、低溫、人工材料及心臟停跳液的應(yīng)用所導(dǎo)致的應(yīng)激反應(yīng)增加[5]，內(nèi)源性血糖生成增加，同時手術(shù)的損傷加重糖代謝紊亂，出現(xiàn)胰島素抵抗，糖的利用障礙，導(dǎo)致應(yīng)激性高血糖。有研究顯示應(yīng)激性高血糖加重腦損傷[12]。體外循環(huán)非搏動灌注以及組織灌注的不足均可導(dǎo)致乳酸生成增加以及丙酮酸代謝障礙導(dǎo)致乳酸清除障礙都可引起乳酸水平的增高[13]。本研究中腦梗死組血糖高于非腦梗死組2.4 mmol/L，乳酸高于非腦梗死組2.1 mmol/L。CPB高血糖加重乳酸堆積，乳酸通過異生生成糖間接引起血糖升高，二者共同作用，進(jìn)一步引起腦損傷。因此CPB轉(zhuǎn)流中給予合適的流量，維持靜脈血氧飽和度正常水平，及時復(fù)查血氣，平衡乳酸代謝，監(jiān)測血糖，血糖升高及時少量給與胰島素治療。

綜上所述，選擇合適的手術(shù)方式，加強(qiáng)手術(shù)操作以縮短CPB和阻斷時間，維持合適的灌注流量和壓力，控制好溫度，維持穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境是預(yù)防CPB腦梗死的重要措施。