引用本文： 熊際月, 林靜, 羅明, 譚趙霞, 武忠, 郭應強, 杜磊. 腦順行性灌注聯合下腔靜脈逆行性灌注用于全主動脈弓置換手術. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2019, 26(6): 524-527. doi: 10.7507/1007-4848.201809019 復制
急性 A 型主動脈夾層（type A Stanford acute aortic dissection，AAAD）是指主動脈腔內血液通過內膜破口進入其壁中層，并累及升主動脈。48 h 內 AAAD 患者非手術治療死亡率高達 50%，3 個月內高達 90%[1-2]。因此，全主動脈弓置換術，即使用一段人工血管置換病變的主動脈弓部和弓部上發出的 3 支血管，成為治療 AAAD 的主要手段。然而，人工血管和降主動脈的吻合需要在降主動脈開放下進行，此時臟器無法得到血液灌注。為降低缺血對臟器的損傷作用，通常將患者體溫降低至 24℃ 左右，從而降低機體代謝，增加耐缺氧能力。為避免腦缺血，常使用 1 根或 2 根插管放置于無名動脈和/或左頸總動脈，進行順行性腦灌注（antegrade cerebral perfusion，ACP）。與早期的深低溫下完全停循環（deep hypothermia circulatory arrest，DHCA）比較，此技術能夠大大降低死亡率和并發癥發生率，特別是神經并發癥發生率，但患者死亡率和并發癥發生率依然較高[3-5]。
下半身缺血是 ACP 技術中導致患者不良事件的主要原因。為避免下半身缺血，我們首次提出在中度低溫下，ACP 聯合下腔靜脈逆行性灌注（retrograde inferior vena caval perfusion，RIVP）技術用于全主動脈弓置換術[6]，并取得了良好的預試驗結果，現將此方法報道如下。
1 RIVP 技術的操作
1.1 麻醉和 RIVP 準備
將擬行全主動脈弓置換手術的患者麻醉誘導、氣管插管后，常規監測腦部溫度（以鼻咽溫代替）、中心溫度（以直腸溫代替），并行雙側橈動脈和股動脈的血壓監測。采用近紅外組織氧飽和度監測儀監測雙側腦氧飽和度（rSO2）。
體外循環管道的連接，包括兩個滾壓泵、膜式氧合器、熱交換器和體外循環回路（圖 1a）。動脈管道在主泵（泵 1）和氧合器后分成 2 路：一路用于全身灌注，備人工血管-降主動脈動脈吻合期間進行選擇性腦灌注。另一路連接到附屬泵（泵 2），并與下腔靜脈引流管連接，備 RIVP。泵 2 后管道連接測壓管，持續監測管道內壓力。
圖1
管道及閥門連接示意圖[6]
a：下腔靜脈逆行性灌注前后，從（1）上腔靜脈和（2）下腔靜脈的靜脈血回到儲血罐，由泵 1 驅動到氧合器，氧合后的動脈血通過微栓過濾器（5）到動脈（3）；b：在下腔靜脈逆行性灌注期間，從（1）上腔靜脈引流的靜脈血回到儲血罐由泵 1 驅動到氧合器，一部分動脈血進行選擇性腦灌注（4），而另一部分由泵 2 通過下腔靜脈進行逆行性灌注（2），（6）獨立的測壓系統監測下腔靜脈逆行性灌注時的壓力
1.2 RIVP 操作
胸骨正中切口、全身肝素化后，股動脈（或主動脈或無名動脈）插管用于全身灌注，上、下腔靜脈分別插管，用于全身靜脈回流。體外循環開始后，緩慢降溫至中度低溫，目標溫度為鼻咽溫 28°C；直腸溫度 28°C～30°C。
停循環前，無名動脈或右頸總動脈插管（也可使用右鎖骨下動脈插管）備 ACP。隨后停止全身灌注，開放降主動脈，同時進行 ACP 和 RIVP。ACP 流量維持在 6～12 ml/（min·kg），以維持正常的 rSO2（圖 1b）。啟動泵 2，阻斷下腔靜脈引流管遠端，即可將含氧動脈血驅入下腔靜脈。逆行性灌注壓力<25 mm Hg，流量維持在 8～12 ml/（min·kg）。
為避免逆行性灌注至降主動脈的血液對手術操作的干擾，使用 1 根軟吸引管放置于降主動脈內，即可維持吻合口處干凈的手術野。在象鼻支架和人工血管之間的端-端吻合完成后，取出軟吸引管，停止 RIVP，通過 4 分支人工血管的第 4 個分支進行全身順行性灌注。最后，依次將無名動脈、左頸總動脈和左鎖骨下動脈與人工血管的對應分支吻合。
復溫過程、停體外循環過程與常規 ACP 無異。
2 結果
在取得四川大學華西醫院倫理委員會批準后，我們的前期試驗對近 50 例的 AAAD 手術患者實施了 ACP+RIVP 灌注，并對最先實施此技術的 6 例患者進行初步報道[6]。這 6 例患者住院期間均未發生嚴重不良事件，術后 8～13（10±2）d 出院。其余患者的資料仍在統計中。
3 討論
涉及主動脈弓手術中，為解決不能全身灌注而導致的組織缺氧，早在 1964 年，DHCA 首次用于主動脈弓部手術，即將患者溫度降低至 18°C 左右[7]，此時機體的代謝顯著下降，這可以在全身無任何灌注情況下為術者提供數十分鐘的安全時間。然而經過近 10 余年的臨床觀察發現，經歷 DHCA 的患者死亡率和并發癥發生率[8-9]，特別是神經并發癥發生率[10]很高。為解決這一問題，1986 年報道了經無名動脈 ACP 的方法[11]，至此全弓置換術的灌注方法進入第二個階段。
早期 ACP 的報道中，患者體溫依然維持很低（16°C～20°C）[12]，隨后逐漸被提高至 24°C 左右。在此期間，有研究者通過上腔靜脈對腦進行逆行性灌注，但最近的 Meta 分析顯示，順行性灌注的神經保護作用優于逆行性灌注[13-14]。因此下半身停循環下實施 ACP 技術逐漸演變成為目前國際通用的灌注技術[15]。
然而，此技術僅改善了腦缺血，患者仍面臨下半身停循環導致的腹腔臟器和脊髓缺血損傷，因此術后死亡率及器官功能障礙和脊髓缺血發生率仍較高：擇期 ACP 后患者死亡率高達 2%～12%，急診則高達 39%，脊髓缺血術后輕偏癱或截癱的發生率高達 3.8%～25%，6%～18% 的患者術后出現急性腎功能衰竭需要透析，近 60% 出現神經認知功能障礙[3-5]。
下半身缺血和低溫是 ACP 中導致不良事件的主要原因：（1）下半身重要器官，尤其脊髓和腎臟，對缺血損傷敏感，這可能是截癱、急性腎功能衰竭發生的主要原因；（2）過低的體溫常導致血管功能障礙。腦血管的功能異常將會導致腦灌注血流分布異常，從而導致大腦灌注過多或不足，這均會造成神經功能異常；而其他器官的血管功能異常也會導致相應的損傷；（3）低溫常造成血小板破壞，導致凝血功能異常。因此此類患者出血多、血制品需要量多，而出血、輸血的增加是患者死亡和并發癥發生的獨立危險因素；（4）ACP 常需要長時間的體外循環用于復溫和降溫。長時間體外循環將會通過上調炎性反應而加重器官損傷。因此，體外循環時間的延長也是導致器官功能障礙和患者死亡的重要原因。
為彌補 ACP 技術的不足，自 2017 年底，我們根據腹腔臟器和脊髓靜脈無靜脈瓣的解剖學特點，首次提出 ACP 聯合 RIVP 用于全主動脈弓置換手術[6]，即在吻合降主動脈-人工血管時，使用 ACP 灌注上半身的同時，使用 RIVP 灌注下半身。ACP+RIVP 技術的實施能夠同時避免在吻合期間腦、肝臟、腎臟、胃腸道和脊髓等重要臟器的缺血損傷。RIVP 實施期間我們觀察到，黑色血液從開放的降主動脈持續流出，同時食管超聲可觀察到逆灌的血流經過肝臟和腎臟[6]。
相對充足的灌注血流不再需要深低溫的支持，因此我們將患者的溫度提高至 28°C。這大大降低了用于復溫、降溫的體外循環時間，從而避免了深低溫和長時間體外循環對患者的影響。
關于 RIVP 的研究共 3 篇，主要集中于上世紀 90 年代，其中 2 篇為動物實驗研究[16-17]，一篇為日本的病例報道[18]。然而這些研究均存在如下缺陷：（1）所有研究均通過全身逆行性灌注（與上腔靜脈一起逆行性灌注）而實施 RIVP，并非選擇性 RIVP。由于上、下腔灌注需要的灌注壓力可能并不相同：克服顱內壓而完成腦的逆行性灌注，需要的壓力可能是 30～40 mm Hg[19]。而在這個壓力下灌注下腔靜脈，可能造成腹腔臟器的水腫，腹水增加；然而當灌注壓力降低至 20 mm Hg 時，則可能腦灌注不足。可以看出，上、下腔靜脈不宜在同一個壓力下進行灌注；（2）所有 3 個研究中，機體溫度均維持較低，鼻咽溫維持在 18°C～20℃。因此并沒有避免低溫對機體的影響。由于研究結果并不理想，導致 2000 年至今，無 RIVP 的報道。
自四川大學華西醫院倫理委員會和新技術專家委員會批準本技術后至 2018 年 8 月底，ACP+RIVP 已實施近 50 例，早期 6 例患者均無任何嚴重并發癥而順利出院。初步的觀察結果顯示，此種技術的實施能夠降低神經系統和腹腔臟器缺血并發癥，縮短體外循環時間。詳細結果將會在以后陸續報道。
需要指出的是，此技術適用于所有涉及主動脈弓部置換的手術。因此，除 AAAD 手術外，也可用于升主動脈及弓部主動脈瘤、主動脈中層囊性病變等手術。然而一個新技術的提出和推廣應用仍需要來自臨床的更為確鑿的證據，因此目前急需一個大樣本、多中心、前瞻性的隨機對照臨床研究獲得這些證據（登記號：NCT03607786）[20]，從而為制定全弓置換手術的指南和 ACP+RIVP 的推廣應用提供有力證據。
急性 A 型主動脈夾層（type A Stanford acute aortic dissection，AAAD）是指主動脈腔內血液通過內膜破口進入其壁中層，并累及升主動脈。48 h 內 AAAD 患者非手術治療死亡率高達 50%，3 個月內高達 90%[1-2]。因此，全主動脈弓置換術，即使用一段人工血管置換病變的主動脈弓部和弓部上發出的 3 支血管，成為治療 AAAD 的主要手段。然而，人工血管和降主動脈的吻合需要在降主動脈開放下進行，此時臟器無法得到血液灌注。為降低缺血對臟器的損傷作用，通常將患者體溫降低至 24℃ 左右，從而降低機體代謝，增加耐缺氧能力。為避免腦缺血，常使用 1 根或 2 根插管放置于無名動脈和/或左頸總動脈，進行順行性腦灌注（antegrade cerebral perfusion，ACP）。與早期的深低溫下完全停循環（deep hypothermia circulatory arrest，DHCA）比較，此技術能夠大大降低死亡率和并發癥發生率，特別是神經并發癥發生率，但患者死亡率和并發癥發生率依然較高[3-5]。
下半身缺血是 ACP 技術中導致患者不良事件的主要原因。為避免下半身缺血，我們首次提出在中度低溫下，ACP 聯合下腔靜脈逆行性灌注（retrograde inferior vena caval perfusion，RIVP）技術用于全主動脈弓置換術[6]，并取得了良好的預試驗結果，現將此方法報道如下。
1 RIVP 技術的操作
1.1 麻醉和 RIVP 準備
將擬行全主動脈弓置換手術的患者麻醉誘導、氣管插管后，常規監測腦部溫度（以鼻咽溫代替）、中心溫度（以直腸溫代替），并行雙側橈動脈和股動脈的血壓監測。采用近紅外組織氧飽和度監測儀監測雙側腦氧飽和度（rSO2）。
體外循環管道的連接，包括兩個滾壓泵、膜式氧合器、熱交換器和體外循環回路（圖 1a）。動脈管道在主泵（泵 1）和氧合器后分成 2 路：一路用于全身灌注，備人工血管-降主動脈動脈吻合期間進行選擇性腦灌注。另一路連接到附屬泵（泵 2），并與下腔靜脈引流管連接，備 RIVP。泵 2 后管道連接測壓管，持續監測管道內壓力。
圖1
管道及閥門連接示意圖[6]
a：下腔靜脈逆行性灌注前后，從（1）上腔靜脈和（2）下腔靜脈的靜脈血回到儲血罐，由泵 1 驅動到氧合器，氧合后的動脈血通過微栓過濾器（5）到動脈（3）；b：在下腔靜脈逆行性灌注期間，從（1）上腔靜脈引流的靜脈血回到儲血罐由泵 1 驅動到氧合器，一部分動脈血進行選擇性腦灌注（4），而另一部分由泵 2 通過下腔靜脈進行逆行性灌注（2），（6）獨立的測壓系統監測下腔靜脈逆行性灌注時的壓力
1.2 RIVP 操作
胸骨正中切口、全身肝素化后，股動脈（或主動脈或無名動脈）插管用于全身灌注，上、下腔靜脈分別插管，用于全身靜脈回流。體外循環開始后，緩慢降溫至中度低溫，目標溫度為鼻咽溫 28°C；直腸溫度 28°C～30°C。
停循環前，無名動脈或右頸總動脈插管（也可使用右鎖骨下動脈插管）備 ACP。隨后停止全身灌注，開放降主動脈，同時進行 ACP 和 RIVP。ACP 流量維持在 6～12 ml/（min·kg），以維持正常的 rSO2（圖 1b）。啟動泵 2，阻斷下腔靜脈引流管遠端，即可將含氧動脈血驅入下腔靜脈。逆行性灌注壓力<25 mm Hg，流量維持在 8～12 ml/（min·kg）。
為避免逆行性灌注至降主動脈的血液對手術操作的干擾，使用 1 根軟吸引管放置于降主動脈內，即可維持吻合口處干凈的手術野。在象鼻支架和人工血管之間的端-端吻合完成后，取出軟吸引管，停止 RIVP，通過 4 分支人工血管的第 4 個分支進行全身順行性灌注。最后，依次將無名動脈、左頸總動脈和左鎖骨下動脈與人工血管的對應分支吻合。
復溫過程、停體外循環過程與常規 ACP 無異。
2 結果
在取得四川大學華西醫院倫理委員會批準后，我們的前期試驗對近 50 例的 AAAD 手術患者實施了 ACP+RIVP 灌注，并對最先實施此技術的 6 例患者進行初步報道[6]。這 6 例患者住院期間均未發生嚴重不良事件，術后 8～13（10±2）d 出院。其余患者的資料仍在統計中。
3 討論
涉及主動脈弓手術中，為解決不能全身灌注而導致的組織缺氧，早在 1964 年，DHCA 首次用于主動脈弓部手術，即將患者溫度降低至 18°C 左右[7]，此時機體的代謝顯著下降，這可以在全身無任何灌注情況下為術者提供數十分鐘的安全時間。然而經過近 10 余年的臨床觀察發現，經歷 DHCA 的患者死亡率和并發癥發生率[8-9]，特別是神經并發癥發生率[10]很高。為解決這一問題，1986 年報道了經無名動脈 ACP 的方法[11]，至此全弓置換術的灌注方法進入第二個階段。
早期 ACP 的報道中，患者體溫依然維持很低（16°C～20°C）[12]，隨后逐漸被提高至 24°C 左右。在此期間，有研究者通過上腔靜脈對腦進行逆行性灌注，但最近的 Meta 分析顯示，順行性灌注的神經保護作用優于逆行性灌注[13-14]。因此下半身停循環下實施 ACP 技術逐漸演變成為目前國際通用的灌注技術[15]。
然而，此技術僅改善了腦缺血，患者仍面臨下半身停循環導致的腹腔臟器和脊髓缺血損傷，因此術后死亡率及器官功能障礙和脊髓缺血發生率仍較高：擇期 ACP 后患者死亡率高達 2%～12%，急診則高達 39%，脊髓缺血術后輕偏癱或截癱的發生率高達 3.8%～25%，6%～18% 的患者術后出現急性腎功能衰竭需要透析，近 60% 出現神經認知功能障礙[3-5]。
下半身缺血和低溫是 ACP 中導致不良事件的主要原因：（1）下半身重要器官，尤其脊髓和腎臟，對缺血損傷敏感，這可能是截癱、急性腎功能衰竭發生的主要原因；（2）過低的體溫常導致血管功能障礙。腦血管的功能異常將會導致腦灌注血流分布異常，從而導致大腦灌注過多或不足，這均會造成神經功能異常；而其他器官的血管功能異常也會導致相應的損傷；（3）低溫常造成血小板破壞，導致凝血功能異常。因此此類患者出血多、血制品需要量多，而出血、輸血的增加是患者死亡和并發癥發生的獨立危險因素；（4）ACP 常需要長時間的體外循環用于復溫和降溫。長時間體外循環將會通過上調炎性反應而加重器官損傷。因此，體外循環時間的延長也是導致器官功能障礙和患者死亡的重要原因。
為彌補 ACP 技術的不足，自 2017 年底，我們根據腹腔臟器和脊髓靜脈無靜脈瓣的解剖學特點，首次提出 ACP 聯合 RIVP 用于全主動脈弓置換手術[6]，即在吻合降主動脈-人工血管時，使用 ACP 灌注上半身的同時，使用 RIVP 灌注下半身。ACP+RIVP 技術的實施能夠同時避免在吻合期間腦、肝臟、腎臟、胃腸道和脊髓等重要臟器的缺血損傷。RIVP 實施期間我們觀察到，黑色血液從開放的降主動脈持續流出，同時食管超聲可觀察到逆灌的血流經過肝臟和腎臟[6]。
相對充足的灌注血流不再需要深低溫的支持，因此我們將患者的溫度提高至 28°C。這大大降低了用于復溫、降溫的體外循環時間，從而避免了深低溫和長時間體外循環對患者的影響。
關于 RIVP 的研究共 3 篇，主要集中于上世紀 90 年代，其中 2 篇為動物實驗研究[16-17]，一篇為日本的病例報道[18]。然而這些研究均存在如下缺陷：（1）所有研究均通過全身逆行性灌注（與上腔靜脈一起逆行性灌注）而實施 RIVP，并非選擇性 RIVP。由于上、下腔灌注需要的灌注壓力可能并不相同：克服顱內壓而完成腦的逆行性灌注，需要的壓力可能是 30～40 mm Hg[19]。而在這個壓力下灌注下腔靜脈，可能造成腹腔臟器的水腫，腹水增加；然而當灌注壓力降低至 20 mm Hg 時，則可能腦灌注不足。可以看出，上、下腔靜脈不宜在同一個壓力下進行灌注；（2）所有 3 個研究中，機體溫度均維持較低，鼻咽溫維持在 18°C～20℃。因此并沒有避免低溫對機體的影響。由于研究結果并不理想，導致 2000 年至今，無 RIVP 的報道。
自四川大學華西醫院倫理委員會和新技術專家委員會批準本技術后至 2018 年 8 月底，ACP+RIVP 已實施近 50 例，早期 6 例患者均無任何嚴重并發癥而順利出院。初步的觀察結果顯示，此種技術的實施能夠降低神經系統和腹腔臟器缺血并發癥，縮短體外循環時間。詳細結果將會在以后陸續報道。
需要指出的是，此技術適用于所有涉及主動脈弓部置換的手術。因此，除 AAAD 手術外，也可用于升主動脈及弓部主動脈瘤、主動脈中層囊性病變等手術。然而一個新技術的提出和推廣應用仍需要來自臨床的更為確鑿的證據，因此目前急需一個大樣本、多中心、前瞻性的隨機對照臨床研究獲得這些證據（登記號：NCT03607786）[20]，從而為制定全弓置換手術的指南和 ACP+RIVP 的推廣應用提供有力證據。
