越來越多的證據顯示在成人主動脈弓手術中的腦保護策略有由深低溫停循環向中低溫停循環的轉變趨勢,并且后者在臨床實踐中被證明是安全、有效的。本文主要對中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注作為成人主動脈弓手術中的腦保護策略的研究進展和應用現狀加以綜述和分析,以期進一步推廣中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在我國成人主動脈弓手術中的應用。
引用本文: 李芳, 王儒蓉. 成人主動脈弓手術中腦保護策略的研究進展——中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2016, 23(7): 732-737. doi: 10.7507/1007-4848.20160175 復制
自1975年Griepp等[1]首次將深低溫[2](14.1~20 ℃)停循環用于主動脈手術中的腦保護措施并取得良好臨床效果以來,深低溫停循環作為一種腦保護措施已流行了近四十年。隨著20世紀90年代順行或逆行性腦灌注技術的出現,外科技術的逐步提升,以僅依靠深低溫或超低溫[2](≤14℃)來降低腦代謝率從而實現腦保護的策略越來越受到質疑,而與停循環時的深低溫密切相關的術后凝血功能障礙、終末器官功能障礙、惡性心律失常、全身炎癥反應增加等圍術期并發癥風險[3-7]越來越受到人們關注,適當提高停循環時的溫度,實現中低溫[2](20.1~28℃)停循環甚至淺低溫[2](28.1~34℃)停循環聯合選擇性順行性腦灌注逐漸成為成人主動脈弓手術中的一種新趨勢[8-9]。然而,2014年由Gutsche等[8]所做的一項大型問卷調查結果卻顯示,我國成人主動脈弓手術中選擇用中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術作為術中的一種腦保護措施的覆蓋率僅14.6%,其實際覆蓋率可能更低。因而,本綜述旨在說明中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在成人主動脈弓手術中的研究進展及應用現狀,以期推廣中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在我國成人主動脈弓手術中作為腦保護策略的應用。
1 溫度的選擇
眾所周知,圍手術期適當的降低體溫可降低機體代謝率,減少對氧供的需求而使患者顯著獲益,但對于何為合適的低體溫目前尚無明確定論。而對于成人主動脈弓這種需阻斷全身循環的復雜手術而言,其圍手術期的溫度管理顯得尤為重要,需充分權衡其利弊關系。動物實驗研究表明[9-10]:動物中心溫度降低1~3℃即可對腦缺血和低氧產生顯著保護作用,其可能機制包括低溫降低腦代謝率,延緩興奮性氨基酸釋放等。Kirklin等[11]認為,在全身缺血時,將溫度降低是唯一可靠的神經保護方法,因而,在選擇性腦灌注技術應用于成人主動脈弓手術以前,深低溫停循環被認為是唯一有效的腦保護措施。研究顯示[12-14],深低溫下停循環的安全時間約為30~40 min,延長其停循環時間,將明顯增加術后神經功能損害的發生率。而對于成人主動脈弓手術而言,大部分國家的醫療中心外科技術尚未能將時間控制在30~40 min。與此同時,與深低溫密切相關的術后凝血功能障礙、終末器官功能障礙、惡性心律失常、全身炎癥反應增加等圍術期風險[3-7]越來越受到人們關注,隨著腦灌注技術的出現,人們開始考慮聯合應用腦灌注技術,逐漸提升停循環時的溫度以期在達到有效的腦保護的同時,減少因深低溫所致的不良術后事件的發生。另一方面,提高停循環時的中心溫度可以明顯減少術中體外循環降溫、復溫所需時間,從而減少體外循環時間,減少術中各臟器、脊髓的缺血時間,減少術后出血及輸血相關風險[15-16]。Ehrlich等[17]的動物實驗結果表明:當控制中心溫度在28℃左右時,腦氧需求量下降50%,但進一步降低其中心溫度,卻并不能有效地進一步減少腦氧需求量。相反地,當聯合腦灌注技術持續為腦部提供血流時,深低溫可誘發腦血管收縮,因而使得腦局部血流得不到有效供應[18]。因而,適當提高停循環時的中心溫度,即采用中低溫停循環的策略,對成人主動脈弓等復雜手術而言似乎更為可取。
2 體溫監測部位的選擇
時至今日,臨床上仍沒有一種方法可直接用于監測腦實質的溫度,因此不得不借用其他替代監測的方法來間接反映腦實質溫度,有研究表明[19-20],腦實質溫度與臨床上常用體溫監測部位所測體溫相關性不一。目前,臨床上常用于體溫監測的部位包括腋窩、口腔、食管、鼻咽部、鼓膜、直腸、膀胱等。但也有研究表明[21-22],通過監測鼓膜或者鼻咽部溫度能很好地反映腦實質溫度,其臨床實用性較強。目前,各醫療中心所用體溫監測部位不一,近年來的研究報告顯示[8],歐洲醫療中心傾向于使用鼓膜作為主動脈弓術中腦實質溫度的有效替代監測部位,而我國各個醫療中心的體溫監測方法各異,主要有口咽部、直腸、膀胱、食管等。
3 腦灌注模式的選擇
3.1 無腦灌注的深低溫停循環、逆行性腦灌注聯合深低溫停循環
2007年美國一項394例,隨訪時限為10年,包括急診病例87例,降主動脈或胸腹聯合動脈瘤39例,主動脈半弓置換102例,全弓置換49例的大型臨床觀察性研究結果顯示:使用深低溫作為腦保護的唯一措施,即無腦灌注的深低溫停循環,其整體死亡率為6.3%,擇期手術病例死亡率為3.6%,急診病例死亡率為16%,術后卒中發生率為4.8% [23]。結合先前研究,作者認為僅使用深低溫作為腦保護措施即可獲得滿意的臨床效果,而聯合應用選擇性腦灌注作為腦保護措施并無必要。但需要指出的是,本研究納入病例中循環停止時間被嚴格控制在40 min以內,凡是循環終止時間超過40 min者均被排除在統計結果之外,因而大大減少了術后神經相關并發癥的發生率及圍術期死亡率。然而大部分國家的醫療中心成人主動脈弓手術需循環終止時間明顯超過40 min,其外延性不佳,其所認為的選擇性腦灌注作為腦保護措施并無必要的結論似乎并不可取。有研究發現[24-26]:成人主動脈弓手術患者,其術后發生神經功能缺損主要與選擇性腦灌注技術動脈插管部位及灌注不充分有關。為減少術后神經功能缺損的發生率,逆行性腦灌注技術應運而生,相較于單獨使用深低溫停循環,其能為大腦提供持續的血流供應,明顯減少圍術期死亡率及神經功能相關并發癥,且被認為是一種減少腦循環栓塞物質的有效手段[27-29]。然而,后來的大量研究表明[30-31],逆行性腦灌注并不能為腦部提供足夠的氧供,且有悖于腦血流的生理循環,因而逐漸被同時期更為有效的順行性腦灌注技術所取代,目前已較少應用于臨床。
3.2 中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注
20世紀90年代,隨著外科技術及腦保護技術的發展,順行性腦灌注與逆行性腦灌注幾乎同時開始應用于復雜主動脈弓手術,其因腦灌注方式接近于生理性腦循環,能為腦部提供持續的血液灌注,且在停循環期間,可通過側枝循環為上肢及脊髓提供部分的灌注而倍受青睞。2013年,由David等[32]所進行的一項包含九個研究,1 783例手術患者的關于比較單獨使用深低溫停循環與中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注作為主動脈弓手術中的腦保護策略臨床效果的薈萃分析結果顯示:與傳統經典的深低溫停循環相比,中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注作為一種成人主動脈弓手術中的腦保護策略,其術后暫時性神經功能損傷(包括卒中、昏迷、嗜睡)的發生率明顯低于前者(12.8% vs. 7.3%),而對于永久性神經功能損害(包括術后混亂、遲鈍、譫妄、暫時性腦缺血發作等)、圍術期死亡率、術后腎功能衰竭等的發生率,兩者并無明顯差別。隨后關于中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在成人主動脈弓全弓置換、急性A型主動脈夾層修復、遠端主動脈瘤全弓置換等成人復雜主動脈弓手術中的研究[33-35],均顯示中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術能明顯延長循環阻斷時間、降低早期死亡風險,同時不增加術后死亡、卒中、神經功能缺損、終末器官功能不全等不良后果的發生率。而在各項研究所采用的腦灌注技術中,關于動脈插管部位的選擇,應該實行單側還是雙側腦灌注,各家方法各異,眾說紛紜。
目前,臨床上常用的動脈插管部位有無名動脈、左頸總動脈、左或右側腋動脈-鎖骨下動脈、股動脈。一項涉及歐洲400多個醫療中心的網絡調查結果顯示[36]:在歐洲,大部分的外科醫生首選腋動脈-鎖骨下作為動脈插管部位,而對于急診病例,股動脈插管也是其常用選項之一,無名動脈次之。Banbury等[37]于2000年首次報道使用無名動脈作為動脈插管部位,并獲得不錯的臨床效果。相較于腋動脈-鎖骨下動脈插管,選擇無名動脈插管無需額外的手術切口,同時,由于無名動脈管徑明顯大于腋動脈,可為腦部提供的血流速度更大,另外,在使用無名動脈進行腦灌注時,可以選擇右側橈動脈直接進行腦部灌注壓的監測。但是,無名動脈插管也有其局限性,一旦病變部位位于無名動脈上或者病變累及無名動脈時,則不宜選擇無名動脈作為插管部位。有研究報告[38]指出,選擇無名動脈作為動脈插管部位將明顯增加術后卒中風險。雖然目前尚缺乏相關臨床隨機對照研究,但近年來關于插管部位的觀察性研究[39-41]結果顯示,選擇無名動脈插管已成為一種主流趨勢。
而關于選擇性順行性腦灌注以單側灌注為佳,還是雙側灌注效果更好,一直是一個充滿爭議的話題。Merkkola等[42]報告稱有17%的患者中,單側腦血管灌注并不能為對側大腦半球提供充足的血供。Urbanski等[43]的研究顯示,單側腦灌注能否為全腦提供充足的腦血流依賴于患者腦部Willis環是否完整,而正常人群中僅42%~47%的人其腦部Willis環是完整的[44-45],因而認為患者在施行選擇性順行性腦灌注前應對其腦部Willis環的完整性進行評估。2012年,一項包含有5 100例病人的關于主動脈弓手術中停循環后施行單側或雙側順行性腦灌注的薈萃分析[46]結果顯示:單側或雙側腦灌注,其臨床效果無統計學差異,腦部血供的充分與否并不依賴于單側或雙側腦灌注,而雙側腦灌注將增加術中發生腦部空氣栓塞風險。因此建議,如非必要,推薦使用單側腦灌注作為輔助性腦保護措施。目前,歐洲醫療中心中選擇雙側腦灌注者占69.2%,選擇單側腦灌注者占28.2%,而包括我國在內的非歐洲醫療中心中,選擇雙側腦灌注者占25.4%,選擇單側腦灌注者占34.9%[8]。
4 中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注對術中內臟器官、脊髓的影響
從近年的研究結果不難得出,中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在成人主動脈弓手術中已逐漸成為主流,那么,提高停循環時的溫度對停循環期間的內臟器官、脊髓又會有什么樣的影響呢?理論上,一方面,隨著停循環期間溫度的提高,中低溫停循環將降低停循環期間內臟器官、脊髓對缺血的耐受能力,從而加重術后內臟器官、脊髓的損傷;另一方面,提高停循環時的溫度將減少體外循環期間降溫、復溫所需時間,從而減少體外循環時間,減少術中內臟器官、脊髓等的缺血時間,將有利于術中內臟器官、脊髓的保護。Qing等[47]隨機將24頭行體外循環的豬分為淺低溫停循環組(37℃),中低溫停循環組(28℃)及深低溫停循環組(20℃),通過分析術后血液中的各種炎性因子水平及術后內臟器官、脊髓的組織病理損傷評分來比較各組全身炎癥反應的嚴重程度。其結果顯示,中低溫停循環組血液中中性粒細胞、腫瘤壞死因子-a(TNF-α)水平、內臟器官組織病理損傷評分均明顯低于其他兩組,而白細胞介素-10(interleukin-10,IL-10) 水平明顯高于其他兩組。因而認為在抑制全身炎癥反應方面,中低溫停循環將明顯優于淺低溫停循環和深低溫停循環。有研究[48]對200例運用中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術行主動脈弓全弓修復術的患者進行回顧性分析結果顯示:術后急性腎損傷(AKI)的發生率為44%,按術后是否發生急性腎損傷分為AKI(+)組和AKI(-)組,對兩組行多因素回歸分析顯示,長時間的手術(≥490 min)是術后發生急性腎損傷的獨立危險因子,而急診手術、術前伴有心房顫動、手術時間(≥490 min)、術中低溫(<24℃)則為術后發生嚴重急性腎損傷的危險因子。Di Bartolomeo 等[49]對96例在22~26℃下停循環的主動脈弓手術患者回顧性分析結果顯示:循環終止時間18~220 (52) min,43%的患者循環終止時間大于45 min,30% 的患者循環終止時間大于60 min,術后卒中發生率為1%,無脊髓損傷的發生。另一方面,由于選擇性順行性腦灌注技術的實施,術中,脊髓可通過脊髓前動脈等側枝循環獲得一定的血供,且脊髓對缺血的耐受能力明顯強于大腦。有動物實驗[50]結果顯示:常溫下,脊髓可耐受缺血時間為20 min,而32℃條件下,脊髓缺血耐受時間可延長至50 min,以此類推,作者認為28℃條件下,脊髓耐受缺血的時間將進一步延長,或許可以達到90 min或更長。隨后為驗證其推理,Strauch等在28℃終止全身循環聯合選擇性順行性腦灌注的條件下,觀察脊髓缺血時間分別在90 min、120 min的術后脊髓損傷情況,結果卻顯示在90 min組,超過半數的動物在術后24 h內死于多器官功能衰竭,40%的動物發生了術后截癱;而120 min 組術后24 h死亡率、截癱發生率大致與90 min組相當。由此可知,在中低溫條件下停循環的安全時間或許不如預期。Minatoya等[51]回顧性分析三組體溫分別控制在20℃、25℃及28℃臨床病例結果顯示,三組術后永久性神經功能缺損、暫時性神經功能缺損均無統計學差異,三組均未發生術后截癱。有研究[52]報道的305例高于25℃或低于25℃停循環的回顧性比較中也沒有發現術后并發癥發生率的明顯差異。而Kamiya等[53]對20~24.9℃和25~28℃兩組溫度下的主動脈弓修復患者進行回顧性分析也得到了同樣的結論:術后死亡率及各種并發癥并無明顯差別,但其亞組分析結果顯示,當循環終止時間長于60 min時,25~28℃組的死亡率及截癱的發生率有所增加。盡管如此,目前尚缺乏關于中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術對成人主動脈弓手術中內臟器官、脊髓影響的前瞻性隨機對照研究,而各項病例回顧性分析結果并非完全一致。因此,關于中低溫條件下停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術是否有利于停循環期間的內臟器官、脊髓功能保護尚待進一步研究。
5 小結
中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注,其腦灌注方式接近于生理性腦循環,能為腦部提供持續的血液灌注且在停循環期間,可通過側枝循環為上肢及脊髓提供部分灌注,可明顯縮短體外循環期間降溫及復溫所需時間,從而減少了低溫停循環及體外循環所需時間,降低主動脈弓術后出血、輸血等相關風險,同時,中低溫技術的采用,使得因深低溫所致的凝血功能障礙、惡性心律失常、全身炎癥反應增加等潛在風險大大降低,且不增加術后死亡率、卒中發生率、暫時性或永久性神經功能缺損等不良事件的發生,正逐漸成為成人主動脈弓手術中腦保護策略的主流形式。但是,到目前為止,中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在我國成人主動脈弓手術中的應用率仍不高,其實際操作在全球范圍仍缺乏明確的規范,其對停循環期間內臟器官、脊髓的保護作用尚不完全明確,尚缺乏關于此的大型臨床前瞻性對照性研究。
自1975年Griepp等[1]首次將深低溫[2](14.1~20 ℃)停循環用于主動脈手術中的腦保護措施并取得良好臨床效果以來,深低溫停循環作為一種腦保護措施已流行了近四十年。隨著20世紀90年代順行或逆行性腦灌注技術的出現,外科技術的逐步提升,以僅依靠深低溫或超低溫[2](≤14℃)來降低腦代謝率從而實現腦保護的策略越來越受到質疑,而與停循環時的深低溫密切相關的術后凝血功能障礙、終末器官功能障礙、惡性心律失常、全身炎癥反應增加等圍術期并發癥風險[3-7]越來越受到人們關注,適當提高停循環時的溫度,實現中低溫[2](20.1~28℃)停循環甚至淺低溫[2](28.1~34℃)停循環聯合選擇性順行性腦灌注逐漸成為成人主動脈弓手術中的一種新趨勢[8-9]。然而,2014年由Gutsche等[8]所做的一項大型問卷調查結果卻顯示,我國成人主動脈弓手術中選擇用中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術作為術中的一種腦保護措施的覆蓋率僅14.6%,其實際覆蓋率可能更低。因而,本綜述旨在說明中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在成人主動脈弓手術中的研究進展及應用現狀,以期推廣中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在我國成人主動脈弓手術中作為腦保護策略的應用。
1 溫度的選擇
眾所周知,圍手術期適當的降低體溫可降低機體代謝率,減少對氧供的需求而使患者顯著獲益,但對于何為合適的低體溫目前尚無明確定論。而對于成人主動脈弓這種需阻斷全身循環的復雜手術而言,其圍手術期的溫度管理顯得尤為重要,需充分權衡其利弊關系。動物實驗研究表明[9-10]:動物中心溫度降低1~3℃即可對腦缺血和低氧產生顯著保護作用,其可能機制包括低溫降低腦代謝率,延緩興奮性氨基酸釋放等。Kirklin等[11]認為,在全身缺血時,將溫度降低是唯一可靠的神經保護方法,因而,在選擇性腦灌注技術應用于成人主動脈弓手術以前,深低溫停循環被認為是唯一有效的腦保護措施。研究顯示[12-14],深低溫下停循環的安全時間約為30~40 min,延長其停循環時間,將明顯增加術后神經功能損害的發生率。而對于成人主動脈弓手術而言,大部分國家的醫療中心外科技術尚未能將時間控制在30~40 min。與此同時,與深低溫密切相關的術后凝血功能障礙、終末器官功能障礙、惡性心律失常、全身炎癥反應增加等圍術期風險[3-7]越來越受到人們關注,隨著腦灌注技術的出現,人們開始考慮聯合應用腦灌注技術,逐漸提升停循環時的溫度以期在達到有效的腦保護的同時,減少因深低溫所致的不良術后事件的發生。另一方面,提高停循環時的中心溫度可以明顯減少術中體外循環降溫、復溫所需時間,從而減少體外循環時間,減少術中各臟器、脊髓的缺血時間,減少術后出血及輸血相關風險[15-16]。Ehrlich等[17]的動物實驗結果表明:當控制中心溫度在28℃左右時,腦氧需求量下降50%,但進一步降低其中心溫度,卻并不能有效地進一步減少腦氧需求量。相反地,當聯合腦灌注技術持續為腦部提供血流時,深低溫可誘發腦血管收縮,因而使得腦局部血流得不到有效供應[18]。因而,適當提高停循環時的中心溫度,即采用中低溫停循環的策略,對成人主動脈弓等復雜手術而言似乎更為可取。
2 體溫監測部位的選擇
時至今日,臨床上仍沒有一種方法可直接用于監測腦實質的溫度,因此不得不借用其他替代監測的方法來間接反映腦實質溫度,有研究表明[19-20],腦實質溫度與臨床上常用體溫監測部位所測體溫相關性不一。目前,臨床上常用于體溫監測的部位包括腋窩、口腔、食管、鼻咽部、鼓膜、直腸、膀胱等。但也有研究表明[21-22],通過監測鼓膜或者鼻咽部溫度能很好地反映腦實質溫度,其臨床實用性較強。目前,各醫療中心所用體溫監測部位不一,近年來的研究報告顯示[8],歐洲醫療中心傾向于使用鼓膜作為主動脈弓術中腦實質溫度的有效替代監測部位,而我國各個醫療中心的體溫監測方法各異,主要有口咽部、直腸、膀胱、食管等。
3 腦灌注模式的選擇
3.1 無腦灌注的深低溫停循環、逆行性腦灌注聯合深低溫停循環
2007年美國一項394例,隨訪時限為10年,包括急診病例87例,降主動脈或胸腹聯合動脈瘤39例,主動脈半弓置換102例,全弓置換49例的大型臨床觀察性研究結果顯示:使用深低溫作為腦保護的唯一措施,即無腦灌注的深低溫停循環,其整體死亡率為6.3%,擇期手術病例死亡率為3.6%,急診病例死亡率為16%,術后卒中發生率為4.8% [23]。結合先前研究,作者認為僅使用深低溫作為腦保護措施即可獲得滿意的臨床效果,而聯合應用選擇性腦灌注作為腦保護措施并無必要。但需要指出的是,本研究納入病例中循環停止時間被嚴格控制在40 min以內,凡是循環終止時間超過40 min者均被排除在統計結果之外,因而大大減少了術后神經相關并發癥的發生率及圍術期死亡率。然而大部分國家的醫療中心成人主動脈弓手術需循環終止時間明顯超過40 min,其外延性不佳,其所認為的選擇性腦灌注作為腦保護措施并無必要的結論似乎并不可取。有研究發現[24-26]:成人主動脈弓手術患者,其術后發生神經功能缺損主要與選擇性腦灌注技術動脈插管部位及灌注不充分有關。為減少術后神經功能缺損的發生率,逆行性腦灌注技術應運而生,相較于單獨使用深低溫停循環,其能為大腦提供持續的血流供應,明顯減少圍術期死亡率及神經功能相關并發癥,且被認為是一種減少腦循環栓塞物質的有效手段[27-29]。然而,后來的大量研究表明[30-31],逆行性腦灌注并不能為腦部提供足夠的氧供,且有悖于腦血流的生理循環,因而逐漸被同時期更為有效的順行性腦灌注技術所取代,目前已較少應用于臨床。
3.2 中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注
20世紀90年代,隨著外科技術及腦保護技術的發展,順行性腦灌注與逆行性腦灌注幾乎同時開始應用于復雜主動脈弓手術,其因腦灌注方式接近于生理性腦循環,能為腦部提供持續的血液灌注,且在停循環期間,可通過側枝循環為上肢及脊髓提供部分的灌注而倍受青睞。2013年,由David等[32]所進行的一項包含九個研究,1 783例手術患者的關于比較單獨使用深低溫停循環與中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注作為主動脈弓手術中的腦保護策略臨床效果的薈萃分析結果顯示:與傳統經典的深低溫停循環相比,中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注作為一種成人主動脈弓手術中的腦保護策略,其術后暫時性神經功能損傷(包括卒中、昏迷、嗜睡)的發生率明顯低于前者(12.8% vs. 7.3%),而對于永久性神經功能損害(包括術后混亂、遲鈍、譫妄、暫時性腦缺血發作等)、圍術期死亡率、術后腎功能衰竭等的發生率,兩者并無明顯差別。隨后關于中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在成人主動脈弓全弓置換、急性A型主動脈夾層修復、遠端主動脈瘤全弓置換等成人復雜主動脈弓手術中的研究[33-35],均顯示中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術能明顯延長循環阻斷時間、降低早期死亡風險,同時不增加術后死亡、卒中、神經功能缺損、終末器官功能不全等不良后果的發生率。而在各項研究所采用的腦灌注技術中,關于動脈插管部位的選擇,應該實行單側還是雙側腦灌注,各家方法各異,眾說紛紜。
目前,臨床上常用的動脈插管部位有無名動脈、左頸總動脈、左或右側腋動脈-鎖骨下動脈、股動脈。一項涉及歐洲400多個醫療中心的網絡調查結果顯示[36]:在歐洲,大部分的外科醫生首選腋動脈-鎖骨下作為動脈插管部位,而對于急診病例,股動脈插管也是其常用選項之一,無名動脈次之。Banbury等[37]于2000年首次報道使用無名動脈作為動脈插管部位,并獲得不錯的臨床效果。相較于腋動脈-鎖骨下動脈插管,選擇無名動脈插管無需額外的手術切口,同時,由于無名動脈管徑明顯大于腋動脈,可為腦部提供的血流速度更大,另外,在使用無名動脈進行腦灌注時,可以選擇右側橈動脈直接進行腦部灌注壓的監測。但是,無名動脈插管也有其局限性,一旦病變部位位于無名動脈上或者病變累及無名動脈時,則不宜選擇無名動脈作為插管部位。有研究報告[38]指出,選擇無名動脈作為動脈插管部位將明顯增加術后卒中風險。雖然目前尚缺乏相關臨床隨機對照研究,但近年來關于插管部位的觀察性研究[39-41]結果顯示,選擇無名動脈插管已成為一種主流趨勢。
而關于選擇性順行性腦灌注以單側灌注為佳,還是雙側灌注效果更好,一直是一個充滿爭議的話題。Merkkola等[42]報告稱有17%的患者中,單側腦血管灌注并不能為對側大腦半球提供充足的血供。Urbanski等[43]的研究顯示,單側腦灌注能否為全腦提供充足的腦血流依賴于患者腦部Willis環是否完整,而正常人群中僅42%~47%的人其腦部Willis環是完整的[44-45],因而認為患者在施行選擇性順行性腦灌注前應對其腦部Willis環的完整性進行評估。2012年,一項包含有5 100例病人的關于主動脈弓手術中停循環后施行單側或雙側順行性腦灌注的薈萃分析[46]結果顯示:單側或雙側腦灌注,其臨床效果無統計學差異,腦部血供的充分與否并不依賴于單側或雙側腦灌注,而雙側腦灌注將增加術中發生腦部空氣栓塞風險。因此建議,如非必要,推薦使用單側腦灌注作為輔助性腦保護措施。目前,歐洲醫療中心中選擇雙側腦灌注者占69.2%,選擇單側腦灌注者占28.2%,而包括我國在內的非歐洲醫療中心中,選擇雙側腦灌注者占25.4%,選擇單側腦灌注者占34.9%[8]。
4 中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注對術中內臟器官、脊髓的影響
從近年的研究結果不難得出,中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在成人主動脈弓手術中已逐漸成為主流,那么,提高停循環時的溫度對停循環期間的內臟器官、脊髓又會有什么樣的影響呢?理論上,一方面,隨著停循環期間溫度的提高,中低溫停循環將降低停循環期間內臟器官、脊髓對缺血的耐受能力,從而加重術后內臟器官、脊髓的損傷;另一方面,提高停循環時的溫度將減少體外循環期間降溫、復溫所需時間,從而減少體外循環時間,減少術中內臟器官、脊髓等的缺血時間,將有利于術中內臟器官、脊髓的保護。Qing等[47]隨機將24頭行體外循環的豬分為淺低溫停循環組(37℃),中低溫停循環組(28℃)及深低溫停循環組(20℃),通過分析術后血液中的各種炎性因子水平及術后內臟器官、脊髓的組織病理損傷評分來比較各組全身炎癥反應的嚴重程度。其結果顯示,中低溫停循環組血液中中性粒細胞、腫瘤壞死因子-a(TNF-α)水平、內臟器官組織病理損傷評分均明顯低于其他兩組,而白細胞介素-10(interleukin-10,IL-10) 水平明顯高于其他兩組。因而認為在抑制全身炎癥反應方面,中低溫停循環將明顯優于淺低溫停循環和深低溫停循環。有研究[48]對200例運用中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術行主動脈弓全弓修復術的患者進行回顧性分析結果顯示:術后急性腎損傷(AKI)的發生率為44%,按術后是否發生急性腎損傷分為AKI(+)組和AKI(-)組,對兩組行多因素回歸分析顯示,長時間的手術(≥490 min)是術后發生急性腎損傷的獨立危險因子,而急診手術、術前伴有心房顫動、手術時間(≥490 min)、術中低溫(<24℃)則為術后發生嚴重急性腎損傷的危險因子。Di Bartolomeo 等[49]對96例在22~26℃下停循環的主動脈弓手術患者回顧性分析結果顯示:循環終止時間18~220 (52) min,43%的患者循環終止時間大于45 min,30% 的患者循環終止時間大于60 min,術后卒中發生率為1%,無脊髓損傷的發生。另一方面,由于選擇性順行性腦灌注技術的實施,術中,脊髓可通過脊髓前動脈等側枝循環獲得一定的血供,且脊髓對缺血的耐受能力明顯強于大腦。有動物實驗[50]結果顯示:常溫下,脊髓可耐受缺血時間為20 min,而32℃條件下,脊髓缺血耐受時間可延長至50 min,以此類推,作者認為28℃條件下,脊髓耐受缺血的時間將進一步延長,或許可以達到90 min或更長。隨后為驗證其推理,Strauch等在28℃終止全身循環聯合選擇性順行性腦灌注的條件下,觀察脊髓缺血時間分別在90 min、120 min的術后脊髓損傷情況,結果卻顯示在90 min組,超過半數的動物在術后24 h內死于多器官功能衰竭,40%的動物發生了術后截癱;而120 min 組術后24 h死亡率、截癱發生率大致與90 min組相當。由此可知,在中低溫條件下停循環的安全時間或許不如預期。Minatoya等[51]回顧性分析三組體溫分別控制在20℃、25℃及28℃臨床病例結果顯示,三組術后永久性神經功能缺損、暫時性神經功能缺損均無統計學差異,三組均未發生術后截癱。有研究[52]報道的305例高于25℃或低于25℃停循環的回顧性比較中也沒有發現術后并發癥發生率的明顯差異。而Kamiya等[53]對20~24.9℃和25~28℃兩組溫度下的主動脈弓修復患者進行回顧性分析也得到了同樣的結論:術后死亡率及各種并發癥并無明顯差別,但其亞組分析結果顯示,當循環終止時間長于60 min時,25~28℃組的死亡率及截癱的發生率有所增加。盡管如此,目前尚缺乏關于中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術對成人主動脈弓手術中內臟器官、脊髓影響的前瞻性隨機對照研究,而各項病例回顧性分析結果并非完全一致。因此,關于中低溫條件下停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術是否有利于停循環期間的內臟器官、脊髓功能保護尚待進一步研究。
5 小結
中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注,其腦灌注方式接近于生理性腦循環,能為腦部提供持續的血液灌注且在停循環期間,可通過側枝循環為上肢及脊髓提供部分灌注,可明顯縮短體外循環期間降溫及復溫所需時間,從而減少了低溫停循環及體外循環所需時間,降低主動脈弓術后出血、輸血等相關風險,同時,中低溫技術的采用,使得因深低溫所致的凝血功能障礙、惡性心律失常、全身炎癥反應增加等潛在風險大大降低,且不增加術后死亡率、卒中發生率、暫時性或永久性神經功能缺損等不良事件的發生,正逐漸成為成人主動脈弓手術中腦保護策略的主流形式。但是,到目前為止,中低溫停循環聯合選擇性順行性腦灌注技術在我國成人主動脈弓手術中的應用率仍不高,其實際操作在全球范圍仍缺乏明確的規范,其對停循環期間內臟器官、脊髓的保護作用尚不完全明確,尚缺乏關于此的大型臨床前瞻性對照性研究。