越来越多的证据显示在成人主动脉弓手术中的脑保护策略有由深低温停循环向中低温停循环的转变趋势,并且后者在临床实践中被证明是安全、有效的。本文主要对中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注作为成人主动脉弓手术中的脑保护策略的研究进展和应用现状加以综述和分析,以期进一步推广中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在我国成人主动脉弓手术中的应用。
引用本文: 李芳, 王儒蓉. 成人主动脉弓手术中脑保护策略的研究进展——中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注. 中国胸心血管外科临床杂志, 2016, 23(7): 732-737. doi: 10.7507/1007-4848.20160175 复制
自1975年Griepp等[1]首次将深低温[2](14.1~20 ℃)停循环用于主动脉手术中的脑保护措施并取得良好临床效果以来,深低温停循环作为一种脑保护措施已流行了近四十年。随着20世纪90年代顺行或逆行性脑灌注技术的出现,外科技术的逐步提升,以仅依靠深低温或超低温[2](≤14℃)来降低脑代谢率从而实现脑保护的策略越来越受到质疑,而与停循环时的深低温密切相关的术后凝血功能障碍、终末器官功能障碍、恶性心律失常、全身炎症反应增加等围术期并发症风险[3-7]越来越受到人们关注,适当提高停循环时的温度,实现中低温[2](20.1~28℃)停循环甚至浅低温[2](28.1~34℃)停循环联合选择性顺行性脑灌注逐渐成为成人主动脉弓手术中的一种新趋势[8-9]。然而,2014年由Gutsche等[8]所做的一项大型问卷调查结果却显示,我国成人主动脉弓手术中选择用中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术作为术中的一种脑保护措施的覆盖率仅14.6%,其实际覆盖率可能更低。因而,本综述旨在说明中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在成人主动脉弓手术中的研究进展及应用现状,以期推广中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在我国成人主动脉弓手术中作为脑保护策略的应用。
1 温度的选择
众所周知,围手术期适当的降低体温可降低机体代谢率,减少对氧供的需求而使患者显著获益,但对于何为合适的低体温目前尚无明确定论。而对于成人主动脉弓这种需阻断全身循环的复杂手术而言,其围手术期的温度管理显得尤为重要,需充分权衡其利弊关系。动物实验研究表明[9-10]:动物中心温度降低1~3℃即可对脑缺血和低氧产生显著保护作用,其可能机制包括低温降低脑代谢率,延缓兴奋性氨基酸释放等。Kirklin等[11]认为,在全身缺血时,将温度降低是唯一可靠的神经保护方法,因而,在选择性脑灌注技术应用于成人主动脉弓手术以前,深低温停循环被认为是唯一有效的脑保护措施。研究显示[12-14],深低温下停循环的安全时间约为30~40 min,延长其停循环时间,将明显增加术后神经功能损害的发生率。而对于成人主动脉弓手术而言,大部分国家的医疗中心外科技术尚未能将时间控制在30~40 min。与此同时,与深低温密切相关的术后凝血功能障碍、终末器官功能障碍、恶性心律失常、全身炎症反应增加等围术期风险[3-7]越来越受到人们关注,随着脑灌注技术的出现,人们开始考虑联合应用脑灌注技术,逐渐提升停循环时的温度以期在达到有效的脑保护的同时,减少因深低温所致的不良术后事件的发生。另一方面,提高停循环时的中心温度可以明显减少术中体外循环降温、复温所需时间,从而减少体外循环时间,减少术中各脏器、脊髓的缺血时间,减少术后出血及输血相关风险[15-16]。Ehrlich等[17]的动物实验结果表明:当控制中心温度在28℃左右时,脑氧需求量下降50%,但进一步降低其中心温度,却并不能有效地进一步减少脑氧需求量。相反地,当联合脑灌注技术持续为脑部提供血流时,深低温可诱发脑血管收缩,因而使得脑局部血流得不到有效供应[18]。因而,适当提高停循环时的中心温度,即采用中低温停循环的策略,对成人主动脉弓等复杂手术而言似乎更为可取。
2 体温监测部位的选择
时至今日,临床上仍没有一种方法可直接用于监测脑实质的温度,因此不得不借用其他替代监测的方法来间接反映脑实质温度,有研究表明[19-20],脑实质温度与临床上常用体温监测部位所测体温相关性不一。目前,临床上常用于体温监测的部位包括腋窝、口腔、食管、鼻咽部、鼓膜、直肠、膀胱等。但也有研究表明[21-22],通过监测鼓膜或者鼻咽部温度能很好地反映脑实质温度,其临床实用性较强。目前,各医疗中心所用体温监测部位不一,近年来的研究报告显示[8],欧洲医疗中心倾向于使用鼓膜作为主动脉弓术中脑实质温度的有效替代监测部位,而我国各个医疗中心的体温监测方法各异,主要有口咽部、直肠、膀胱、食管等。
3 脑灌注模式的选择
3.1 无脑灌注的深低温停循环、逆行性脑灌注联合深低温停循环
2007年美国一项394例,随访时限为10年,包括急诊病例87例,降主动脉或胸腹联合动脉瘤39例,主动脉半弓置换102例,全弓置换49例的大型临床观察性研究结果显示:使用深低温作为脑保护的唯一措施,即无脑灌注的深低温停循环,其整体死亡率为6.3%,择期手术病例死亡率为3.6%,急诊病例死亡率为16%,术后卒中发生率为4.8% [23]。结合先前研究,作者认为仅使用深低温作为脑保护措施即可获得满意的临床效果,而联合应用选择性脑灌注作为脑保护措施并无必要。但需要指出的是,本研究纳入病例中循环停止时间被严格控制在40 min以内,凡是循环终止时间超过40 min者均被排除在统计结果之外,因而大大减少了术后神经相关并发症的发生率及围术期死亡率。然而大部分国家的医疗中心成人主动脉弓手术需循环终止时间明显超过40 min,其外延性不佳,其所认为的选择性脑灌注作为脑保护措施并无必要的结论似乎并不可取。有研究发现[24-26]:成人主动脉弓手术患者,其术后发生神经功能缺损主要与选择性脑灌注技术动脉插管部位及灌注不充分有关。为减少术后神经功能缺损的发生率,逆行性脑灌注技术应运而生,相较于单独使用深低温停循环,其能为大脑提供持续的血流供应,明显减少围术期死亡率及神经功能相关并发症,且被认为是一种减少脑循环栓塞物质的有效手段[27-29]。然而,后来的大量研究表明[30-31],逆行性脑灌注并不能为脑部提供足够的氧供,且有悖于脑血流的生理循环,因而逐渐被同时期更为有效的顺行性脑灌注技术所取代,目前已较少应用于临床。
3.2 中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注
20世纪90年代,随着外科技术及脑保护技术的发展,顺行性脑灌注与逆行性脑灌注几乎同时开始应用于复杂主动脉弓手术,其因脑灌注方式接近于生理性脑循环,能为脑部提供持续的血液灌注,且在停循环期间,可通过侧枝循环为上肢及脊髓提供部分的灌注而倍受青睐。2013年,由David等[32]所进行的一项包含九个研究,1 783例手术患者的关于比较单独使用深低温停循环与中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注作为主动脉弓手术中的脑保护策略临床效果的荟萃分析结果显示:与传统经典的深低温停循环相比,中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注作为一种成人主动脉弓手术中的脑保护策略,其术后暂时性神经功能损伤(包括卒中、昏迷、嗜睡)的发生率明显低于前者(12.8% vs. 7.3%),而对于永久性神经功能损害(包括术后混乱、迟钝、谵妄、暂时性脑缺血发作等)、围术期死亡率、术后肾功能衰竭等的发生率,两者并无明显差别。随后关于中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在成人主动脉弓全弓置换、急性A型主动脉夹层修复、远端主动脉瘤全弓置换等成人复杂主动脉弓手术中的研究[33-35],均显示中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术能明显延长循环阻断时间、降低早期死亡风险,同时不增加术后死亡、卒中、神经功能缺损、终末器官功能不全等不良后果的发生率。而在各项研究所采用的脑灌注技术中,关于动脉插管部位的选择,应该实行单侧还是双侧脑灌注,各家方法各异,众说纷纭。
目前,临床上常用的动脉插管部位有无名动脉、左颈总动脉、左或右侧腋动脉-锁骨下动脉、股动脉。一项涉及欧洲400多个医疗中心的网络调查结果显示[36]:在欧洲,大部分的外科医生首选腋动脉-锁骨下作为动脉插管部位,而对于急诊病例,股动脉插管也是其常用选项之一,无名动脉次之。Banbury等[37]于2000年首次报道使用无名动脉作为动脉插管部位,并获得不错的临床效果。相较于腋动脉-锁骨下动脉插管,选择无名动脉插管无需额外的手术切口,同时,由于无名动脉管径明显大于腋动脉,可为脑部提供的血流速度更大,另外,在使用无名动脉进行脑灌注时,可以选择右侧桡动脉直接进行脑部灌注压的监测。但是,无名动脉插管也有其局限性,一旦病变部位位于无名动脉上或者病变累及无名动脉时,则不宜选择无名动脉作为插管部位。有研究报告[38]指出,选择无名动脉作为动脉插管部位将明显增加术后卒中风险。虽然目前尚缺乏相关临床随机对照研究,但近年来关于插管部位的观察性研究[39-41]结果显示,选择无名动脉插管已成为一种主流趋势。
而关于选择性顺行性脑灌注以单侧灌注为佳,还是双侧灌注效果更好,一直是一个充满争议的话题。Merkkola等[42]报告称有17%的患者中,单侧脑血管灌注并不能为对侧大脑半球提供充足的血供。Urbanski等[43]的研究显示,单侧脑灌注能否为全脑提供充足的脑血流依赖于患者脑部Willis环是否完整,而正常人群中仅42%~47%的人其脑部Willis环是完整的[44-45],因而认为患者在施行选择性顺行性脑灌注前应对其脑部Willis环的完整性进行评估。2012年,一项包含有5 100例病人的关于主动脉弓手术中停循环后施行单侧或双侧顺行性脑灌注的荟萃分析[46]结果显示:单侧或双侧脑灌注,其临床效果无统计学差异,脑部血供的充分与否并不依赖于单侧或双侧脑灌注,而双侧脑灌注将增加术中发生脑部空气栓塞风险。因此建议,如非必要,推荐使用单侧脑灌注作为辅助性脑保护措施。目前,欧洲医疗中心中选择双侧脑灌注者占69.2%,选择单侧脑灌注者占28.2%,而包括我国在内的非欧洲医疗中心中,选择双侧脑灌注者占25.4%,选择单侧脑灌注者占34.9%[8]。
4 中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注对术中内脏器官、脊髓的影响
从近年的研究结果不难得出,中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在成人主动脉弓手术中已逐渐成为主流,那么,提高停循环时的温度对停循环期间的内脏器官、脊髓又会有什么样的影响呢?理论上,一方面,随着停循环期间温度的提高,中低温停循环将降低停循环期间内脏器官、脊髓对缺血的耐受能力,从而加重术后内脏器官、脊髓的损伤;另一方面,提高停循环时的温度将减少体外循环期间降温、复温所需时间,从而减少体外循环时间,减少术中内脏器官、脊髓等的缺血时间,将有利于术中内脏器官、脊髓的保护。Qing等[47]随机将24头行体外循环的猪分为浅低温停循环组(37℃),中低温停循环组(28℃)及深低温停循环组(20℃),通过分析术后血液中的各种炎性因子水平及术后内脏器官、脊髓的组织病理损伤评分来比较各组全身炎症反应的严重程度。其结果显示,中低温停循环组血液中中性粒细胞、肿瘤坏死因子-a(TNF-α)水平、内脏器官组织病理损伤评分均明显低于其他两组,而白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10) 水平明显高于其他两组。因而认为在抑制全身炎症反应方面,中低温停循环将明显优于浅低温停循环和深低温停循环。有研究[48]对200例运用中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术行主动脉弓全弓修复术的患者进行回顾性分析结果显示:术后急性肾损伤(AKI)的发生率为44%,按术后是否发生急性肾损伤分为AKI(+)组和AKI(-)组,对两组行多因素回归分析显示,长时间的手术(≥490 min)是术后发生急性肾损伤的独立危险因子,而急诊手术、术前伴有心房颤动、手术时间(≥490 min)、术中低温(<24℃)则为术后发生严重急性肾损伤的危险因子。Di Bartolomeo 等[49]对96例在22~26℃下停循环的主动脉弓手术患者回顾性分析结果显示:循环终止时间18~220 (52) min,43%的患者循环终止时间大于45 min,30% 的患者循环终止时间大于60 min,术后卒中发生率为1%,无脊髓损伤的发生。另一方面,由于选择性顺行性脑灌注技术的实施,术中,脊髓可通过脊髓前动脉等侧枝循环获得一定的血供,且脊髓对缺血的耐受能力明显强于大脑。有动物实验[50]结果显示:常温下,脊髓可耐受缺血时间为20 min,而32℃条件下,脊髓缺血耐受时间可延长至50 min,以此类推,作者认为28℃条件下,脊髓耐受缺血的时间将进一步延长,或许可以达到90 min或更长。随后为验证其推理,Strauch等在28℃终止全身循环联合选择性顺行性脑灌注的条件下,观察脊髓缺血时间分别在90 min、120 min的术后脊髓损伤情况,结果却显示在90 min组,超过半数的动物在术后24 h内死于多器官功能衰竭,40%的动物发生了术后截瘫;而120 min 组术后24 h死亡率、截瘫发生率大致与90 min组相当。由此可知,在中低温条件下停循环的安全时间或许不如预期。Minatoya等[51]回顾性分析三组体温分别控制在20℃、25℃及28℃临床病例结果显示,三组术后永久性神经功能缺损、暂时性神经功能缺损均无统计学差异,三组均未发生术后截瘫。有研究[52]报道的305例高于25℃或低于25℃停循环的回顾性比较中也没有发现术后并发症发生率的明显差异。而Kamiya等[53]对20~24.9℃和25~28℃两组温度下的主动脉弓修复患者进行回顾性分析也得到了同样的结论:术后死亡率及各种并发症并无明显差别,但其亚组分析结果显示,当循环终止时间长于60 min时,25~28℃组的死亡率及截瘫的发生率有所增加。尽管如此,目前尚缺乏关于中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术对成人主动脉弓手术中内脏器官、脊髓影响的前瞻性随机对照研究,而各项病例回顾性分析结果并非完全一致。因此,关于中低温条件下停循环联合选择性顺行性脑灌注技术是否有利于停循环期间的内脏器官、脊髓功能保护尚待进一步研究。
5 小结
中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注,其脑灌注方式接近于生理性脑循环,能为脑部提供持续的血液灌注且在停循环期间,可通过侧枝循环为上肢及脊髓提供部分灌注,可明显缩短体外循环期间降温及复温所需时间,从而减少了低温停循环及体外循环所需时间,降低主动脉弓术后出血、输血等相关风险,同时,中低温技术的采用,使得因深低温所致的凝血功能障碍、恶性心律失常、全身炎症反应增加等潜在风险大大降低,且不增加术后死亡率、卒中发生率、暂时性或永久性神经功能缺损等不良事件的发生,正逐渐成为成人主动脉弓手术中脑保护策略的主流形式。但是,到目前为止,中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在我国成人主动脉弓手术中的应用率仍不高,其实际操作在全球范围仍缺乏明确的规范,其对停循环期间内脏器官、脊髓的保护作用尚不完全明确,尚缺乏关于此的大型临床前瞻性对照性研究。
自1975年Griepp等[1]首次将深低温[2](14.1~20 ℃)停循环用于主动脉手术中的脑保护措施并取得良好临床效果以来,深低温停循环作为一种脑保护措施已流行了近四十年。随着20世纪90年代顺行或逆行性脑灌注技术的出现,外科技术的逐步提升,以仅依靠深低温或超低温[2](≤14℃)来降低脑代谢率从而实现脑保护的策略越来越受到质疑,而与停循环时的深低温密切相关的术后凝血功能障碍、终末器官功能障碍、恶性心律失常、全身炎症反应增加等围术期并发症风险[3-7]越来越受到人们关注,适当提高停循环时的温度,实现中低温[2](20.1~28℃)停循环甚至浅低温[2](28.1~34℃)停循环联合选择性顺行性脑灌注逐渐成为成人主动脉弓手术中的一种新趋势[8-9]。然而,2014年由Gutsche等[8]所做的一项大型问卷调查结果却显示,我国成人主动脉弓手术中选择用中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术作为术中的一种脑保护措施的覆盖率仅14.6%,其实际覆盖率可能更低。因而,本综述旨在说明中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在成人主动脉弓手术中的研究进展及应用现状,以期推广中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在我国成人主动脉弓手术中作为脑保护策略的应用。
1 温度的选择
众所周知,围手术期适当的降低体温可降低机体代谢率,减少对氧供的需求而使患者显著获益,但对于何为合适的低体温目前尚无明确定论。而对于成人主动脉弓这种需阻断全身循环的复杂手术而言,其围手术期的温度管理显得尤为重要,需充分权衡其利弊关系。动物实验研究表明[9-10]:动物中心温度降低1~3℃即可对脑缺血和低氧产生显著保护作用,其可能机制包括低温降低脑代谢率,延缓兴奋性氨基酸释放等。Kirklin等[11]认为,在全身缺血时,将温度降低是唯一可靠的神经保护方法,因而,在选择性脑灌注技术应用于成人主动脉弓手术以前,深低温停循环被认为是唯一有效的脑保护措施。研究显示[12-14],深低温下停循环的安全时间约为30~40 min,延长其停循环时间,将明显增加术后神经功能损害的发生率。而对于成人主动脉弓手术而言,大部分国家的医疗中心外科技术尚未能将时间控制在30~40 min。与此同时,与深低温密切相关的术后凝血功能障碍、终末器官功能障碍、恶性心律失常、全身炎症反应增加等围术期风险[3-7]越来越受到人们关注,随着脑灌注技术的出现,人们开始考虑联合应用脑灌注技术,逐渐提升停循环时的温度以期在达到有效的脑保护的同时,减少因深低温所致的不良术后事件的发生。另一方面,提高停循环时的中心温度可以明显减少术中体外循环降温、复温所需时间,从而减少体外循环时间,减少术中各脏器、脊髓的缺血时间,减少术后出血及输血相关风险[15-16]。Ehrlich等[17]的动物实验结果表明:当控制中心温度在28℃左右时,脑氧需求量下降50%,但进一步降低其中心温度,却并不能有效地进一步减少脑氧需求量。相反地,当联合脑灌注技术持续为脑部提供血流时,深低温可诱发脑血管收缩,因而使得脑局部血流得不到有效供应[18]。因而,适当提高停循环时的中心温度,即采用中低温停循环的策略,对成人主动脉弓等复杂手术而言似乎更为可取。
2 体温监测部位的选择
时至今日,临床上仍没有一种方法可直接用于监测脑实质的温度,因此不得不借用其他替代监测的方法来间接反映脑实质温度,有研究表明[19-20],脑实质温度与临床上常用体温监测部位所测体温相关性不一。目前,临床上常用于体温监测的部位包括腋窝、口腔、食管、鼻咽部、鼓膜、直肠、膀胱等。但也有研究表明[21-22],通过监测鼓膜或者鼻咽部温度能很好地反映脑实质温度,其临床实用性较强。目前,各医疗中心所用体温监测部位不一,近年来的研究报告显示[8],欧洲医疗中心倾向于使用鼓膜作为主动脉弓术中脑实质温度的有效替代监测部位,而我国各个医疗中心的体温监测方法各异,主要有口咽部、直肠、膀胱、食管等。
3 脑灌注模式的选择
3.1 无脑灌注的深低温停循环、逆行性脑灌注联合深低温停循环
2007年美国一项394例,随访时限为10年,包括急诊病例87例,降主动脉或胸腹联合动脉瘤39例,主动脉半弓置换102例,全弓置换49例的大型临床观察性研究结果显示:使用深低温作为脑保护的唯一措施,即无脑灌注的深低温停循环,其整体死亡率为6.3%,择期手术病例死亡率为3.6%,急诊病例死亡率为16%,术后卒中发生率为4.8% [23]。结合先前研究,作者认为仅使用深低温作为脑保护措施即可获得满意的临床效果,而联合应用选择性脑灌注作为脑保护措施并无必要。但需要指出的是,本研究纳入病例中循环停止时间被严格控制在40 min以内,凡是循环终止时间超过40 min者均被排除在统计结果之外,因而大大减少了术后神经相关并发症的发生率及围术期死亡率。然而大部分国家的医疗中心成人主动脉弓手术需循环终止时间明显超过40 min,其外延性不佳,其所认为的选择性脑灌注作为脑保护措施并无必要的结论似乎并不可取。有研究发现[24-26]:成人主动脉弓手术患者,其术后发生神经功能缺损主要与选择性脑灌注技术动脉插管部位及灌注不充分有关。为减少术后神经功能缺损的发生率,逆行性脑灌注技术应运而生,相较于单独使用深低温停循环,其能为大脑提供持续的血流供应,明显减少围术期死亡率及神经功能相关并发症,且被认为是一种减少脑循环栓塞物质的有效手段[27-29]。然而,后来的大量研究表明[30-31],逆行性脑灌注并不能为脑部提供足够的氧供,且有悖于脑血流的生理循环,因而逐渐被同时期更为有效的顺行性脑灌注技术所取代,目前已较少应用于临床。
3.2 中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注
20世纪90年代,随着外科技术及脑保护技术的发展,顺行性脑灌注与逆行性脑灌注几乎同时开始应用于复杂主动脉弓手术,其因脑灌注方式接近于生理性脑循环,能为脑部提供持续的血液灌注,且在停循环期间,可通过侧枝循环为上肢及脊髓提供部分的灌注而倍受青睐。2013年,由David等[32]所进行的一项包含九个研究,1 783例手术患者的关于比较单独使用深低温停循环与中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注作为主动脉弓手术中的脑保护策略临床效果的荟萃分析结果显示:与传统经典的深低温停循环相比,中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注作为一种成人主动脉弓手术中的脑保护策略,其术后暂时性神经功能损伤(包括卒中、昏迷、嗜睡)的发生率明显低于前者(12.8% vs. 7.3%),而对于永久性神经功能损害(包括术后混乱、迟钝、谵妄、暂时性脑缺血发作等)、围术期死亡率、术后肾功能衰竭等的发生率,两者并无明显差别。随后关于中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在成人主动脉弓全弓置换、急性A型主动脉夹层修复、远端主动脉瘤全弓置换等成人复杂主动脉弓手术中的研究[33-35],均显示中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术能明显延长循环阻断时间、降低早期死亡风险,同时不增加术后死亡、卒中、神经功能缺损、终末器官功能不全等不良后果的发生率。而在各项研究所采用的脑灌注技术中,关于动脉插管部位的选择,应该实行单侧还是双侧脑灌注,各家方法各异,众说纷纭。
目前,临床上常用的动脉插管部位有无名动脉、左颈总动脉、左或右侧腋动脉-锁骨下动脉、股动脉。一项涉及欧洲400多个医疗中心的网络调查结果显示[36]:在欧洲,大部分的外科医生首选腋动脉-锁骨下作为动脉插管部位,而对于急诊病例,股动脉插管也是其常用选项之一,无名动脉次之。Banbury等[37]于2000年首次报道使用无名动脉作为动脉插管部位,并获得不错的临床效果。相较于腋动脉-锁骨下动脉插管,选择无名动脉插管无需额外的手术切口,同时,由于无名动脉管径明显大于腋动脉,可为脑部提供的血流速度更大,另外,在使用无名动脉进行脑灌注时,可以选择右侧桡动脉直接进行脑部灌注压的监测。但是,无名动脉插管也有其局限性,一旦病变部位位于无名动脉上或者病变累及无名动脉时,则不宜选择无名动脉作为插管部位。有研究报告[38]指出,选择无名动脉作为动脉插管部位将明显增加术后卒中风险。虽然目前尚缺乏相关临床随机对照研究,但近年来关于插管部位的观察性研究[39-41]结果显示,选择无名动脉插管已成为一种主流趋势。
而关于选择性顺行性脑灌注以单侧灌注为佳,还是双侧灌注效果更好,一直是一个充满争议的话题。Merkkola等[42]报告称有17%的患者中,单侧脑血管灌注并不能为对侧大脑半球提供充足的血供。Urbanski等[43]的研究显示,单侧脑灌注能否为全脑提供充足的脑血流依赖于患者脑部Willis环是否完整,而正常人群中仅42%~47%的人其脑部Willis环是完整的[44-45],因而认为患者在施行选择性顺行性脑灌注前应对其脑部Willis环的完整性进行评估。2012年,一项包含有5 100例病人的关于主动脉弓手术中停循环后施行单侧或双侧顺行性脑灌注的荟萃分析[46]结果显示:单侧或双侧脑灌注,其临床效果无统计学差异,脑部血供的充分与否并不依赖于单侧或双侧脑灌注,而双侧脑灌注将增加术中发生脑部空气栓塞风险。因此建议,如非必要,推荐使用单侧脑灌注作为辅助性脑保护措施。目前,欧洲医疗中心中选择双侧脑灌注者占69.2%,选择单侧脑灌注者占28.2%,而包括我国在内的非欧洲医疗中心中,选择双侧脑灌注者占25.4%,选择单侧脑灌注者占34.9%[8]。
4 中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注对术中内脏器官、脊髓的影响
从近年的研究结果不难得出,中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在成人主动脉弓手术中已逐渐成为主流,那么,提高停循环时的温度对停循环期间的内脏器官、脊髓又会有什么样的影响呢?理论上,一方面,随着停循环期间温度的提高,中低温停循环将降低停循环期间内脏器官、脊髓对缺血的耐受能力,从而加重术后内脏器官、脊髓的损伤;另一方面,提高停循环时的温度将减少体外循环期间降温、复温所需时间,从而减少体外循环时间,减少术中内脏器官、脊髓等的缺血时间,将有利于术中内脏器官、脊髓的保护。Qing等[47]随机将24头行体外循环的猪分为浅低温停循环组(37℃),中低温停循环组(28℃)及深低温停循环组(20℃),通过分析术后血液中的各种炎性因子水平及术后内脏器官、脊髓的组织病理损伤评分来比较各组全身炎症反应的严重程度。其结果显示,中低温停循环组血液中中性粒细胞、肿瘤坏死因子-a(TNF-α)水平、内脏器官组织病理损伤评分均明显低于其他两组,而白细胞介素-10(interleukin-10,IL-10) 水平明显高于其他两组。因而认为在抑制全身炎症反应方面,中低温停循环将明显优于浅低温停循环和深低温停循环。有研究[48]对200例运用中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术行主动脉弓全弓修复术的患者进行回顾性分析结果显示:术后急性肾损伤(AKI)的发生率为44%,按术后是否发生急性肾损伤分为AKI(+)组和AKI(-)组,对两组行多因素回归分析显示,长时间的手术(≥490 min)是术后发生急性肾损伤的独立危险因子,而急诊手术、术前伴有心房颤动、手术时间(≥490 min)、术中低温(<24℃)则为术后发生严重急性肾损伤的危险因子。Di Bartolomeo 等[49]对96例在22~26℃下停循环的主动脉弓手术患者回顾性分析结果显示:循环终止时间18~220 (52) min,43%的患者循环终止时间大于45 min,30% 的患者循环终止时间大于60 min,术后卒中发生率为1%,无脊髓损伤的发生。另一方面,由于选择性顺行性脑灌注技术的实施,术中,脊髓可通过脊髓前动脉等侧枝循环获得一定的血供,且脊髓对缺血的耐受能力明显强于大脑。有动物实验[50]结果显示:常温下,脊髓可耐受缺血时间为20 min,而32℃条件下,脊髓缺血耐受时间可延长至50 min,以此类推,作者认为28℃条件下,脊髓耐受缺血的时间将进一步延长,或许可以达到90 min或更长。随后为验证其推理,Strauch等在28℃终止全身循环联合选择性顺行性脑灌注的条件下,观察脊髓缺血时间分别在90 min、120 min的术后脊髓损伤情况,结果却显示在90 min组,超过半数的动物在术后24 h内死于多器官功能衰竭,40%的动物发生了术后截瘫;而120 min 组术后24 h死亡率、截瘫发生率大致与90 min组相当。由此可知,在中低温条件下停循环的安全时间或许不如预期。Minatoya等[51]回顾性分析三组体温分别控制在20℃、25℃及28℃临床病例结果显示,三组术后永久性神经功能缺损、暂时性神经功能缺损均无统计学差异,三组均未发生术后截瘫。有研究[52]报道的305例高于25℃或低于25℃停循环的回顾性比较中也没有发现术后并发症发生率的明显差异。而Kamiya等[53]对20~24.9℃和25~28℃两组温度下的主动脉弓修复患者进行回顾性分析也得到了同样的结论:术后死亡率及各种并发症并无明显差别,但其亚组分析结果显示,当循环终止时间长于60 min时,25~28℃组的死亡率及截瘫的发生率有所增加。尽管如此,目前尚缺乏关于中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术对成人主动脉弓手术中内脏器官、脊髓影响的前瞻性随机对照研究,而各项病例回顾性分析结果并非完全一致。因此,关于中低温条件下停循环联合选择性顺行性脑灌注技术是否有利于停循环期间的内脏器官、脊髓功能保护尚待进一步研究。
5 小结
中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注,其脑灌注方式接近于生理性脑循环,能为脑部提供持续的血液灌注且在停循环期间,可通过侧枝循环为上肢及脊髓提供部分灌注,可明显缩短体外循环期间降温及复温所需时间,从而减少了低温停循环及体外循环所需时间,降低主动脉弓术后出血、输血等相关风险,同时,中低温技术的采用,使得因深低温所致的凝血功能障碍、恶性心律失常、全身炎症反应增加等潜在风险大大降低,且不增加术后死亡率、卒中发生率、暂时性或永久性神经功能缺损等不良事件的发生,正逐渐成为成人主动脉弓手术中脑保护策略的主流形式。但是,到目前为止,中低温停循环联合选择性顺行性脑灌注技术在我国成人主动脉弓手术中的应用率仍不高,其实际操作在全球范围仍缺乏明确的规范,其对停循环期间内脏器官、脊髓的保护作用尚不完全明确,尚缺乏关于此的大型临床前瞻性对照性研究。