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        高壓氧預(yù)適應(yīng)對(duì)心臟瓣膜置換術(shù)后的腦保護(hù)作用

        2015-03-02 08:36:52張近寶何春陽(yáng)
        中國(guó)體外循環(huán)雜志 2015年2期
        關(guān)鍵詞:停機(jī)瓣膜置換術(shù)

        吳 帆,周 凱,高 峰,張近寶,付 西,郭 鑫,何春陽(yáng)

        ·臨床研究·

        高壓氧預(yù)適應(yīng)對(duì)心臟瓣膜置換術(shù)后的腦保護(hù)作用

        吳 帆,周 凱,高 峰,張近寶,付 西,郭 鑫,何春陽(yáng)

        目的 觀察術(shù)前高壓氧(HBO)預(yù)適應(yīng)對(duì)體外循環(huán)(CPB)下心臟瓣膜置換術(shù)后的腦保護(hù)作用。方法 按入院先后順序隨機(jī)將42例擬行二尖瓣或主動(dòng)脈瓣置換術(shù)患者分為對(duì)照組(n=20)和預(yù)適應(yīng)組(n=22),預(yù)適應(yīng)組在術(shù)前給予3次HBO預(yù)適應(yīng)處理,比較兩組患者在手術(shù)前后神經(jīng)認(rèn)知功能測(cè)試評(píng)分以及S100β蛋白和神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)血清濃度的變化。結(jié)果 (1)兩組患者圍手術(shù)期臨床資料比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。(2)兩組患者的神經(jīng)認(rèn)知功能評(píng)分在術(shù)前48 h時(shí)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05);兩組患者術(shù)后1周神經(jīng)認(rèn)知功能評(píng)分除連線測(cè)試分?jǐn)?shù)上升外,其余評(píng)分較術(shù)前均呈下降趨勢(shì),且手術(shù)前后評(píng)分大多無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),僅有數(shù)字符號(hào)測(cè)試分?jǐn)?shù)在術(shù)后1周明顯下降(P<0.05);對(duì)照組和預(yù)適應(yīng)組術(shù)后1周分別有8例(40.0%)、2例(9.1%)發(fā)生術(shù)后認(rèn)知功能障礙(POCD)(P<0.05)。(3)兩組患者的S100β蛋白和NSE血清濃度從CPB后30min開(kāi)始上升,在停機(jī)1 h時(shí)達(dá)到峰值,然后逐漸下降,但直到停機(jī)24 h時(shí)仍高于術(shù)前水平(P<0.05)。預(yù)適應(yīng)組的S100β蛋白濃度在停機(jī)1 h、12 h以及NSE濃度在停機(jī)1 h、12 h和24 h均明顯低于對(duì)照組水平(P<0.05)。結(jié)論

        高壓氧;預(yù)適應(yīng);心臟;瓣膜置換術(shù);腦保護(hù)

        隨著經(jīng)驗(yàn)的增加和外科麻醉技術(shù)的改進(jìn),心臟手術(shù)圍術(shù)期死亡率已經(jīng)明顯下降,但是術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction,POCD)的發(fā)生率仍然基本沒(méi)變,據(jù)報(bào)道,POCD在出院時(shí)的發(fā)生率是30%~65%,出院后幾個(gè)月仍然為20%~40%[1]。有研究表明,高壓氧(hyperbaric oxygen,HBO)預(yù)適應(yīng)能有效降低心臟體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)下冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者POCD的發(fā)生率[2-3],但對(duì)于術(shù)后出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷風(fēng)險(xiǎn)更大的心臟瓣膜置換術(shù)[4]患者的療效卻不甚清楚。因此,本研究旨在研究HBO預(yù)適應(yīng)對(duì)心臟瓣膜置換術(shù)患者的腦保護(hù)作用,以期明確HBO預(yù)適應(yīng)對(duì)瓣膜置換術(shù)患者的臨床實(shí)際保護(hù)效果。

        1 對(duì)象與方法

        1.1 對(duì)象與分組 選取2013年11月至2014年6月在成都軍區(qū)總醫(yī)院心血管外科接受擇期二尖瓣或主動(dòng)脈瓣置換術(shù)的輕型[左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)>40%和心功能≥Ⅱ級(jí)]瓣膜病患者42例,根據(jù)計(jì)算機(jī)隨機(jī)數(shù)分為兩組:對(duì)照組20例(術(shù)前不給予HBO預(yù)處理)和預(yù)適應(yīng)組22例(術(shù)前給予3次HBO預(yù)處理)。排除標(biāo)準(zhǔn):冠心病、腦血管意外史、年齡>65歲、二次手術(shù)(史)、LVEF<40%、肝腎功能障礙、智力障礙、視聽(tīng)覺(jué)障礙、受教育年限<6年、氣胸、中耳疾病。本研究取得該院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)及患者(代理人)知情同意。

        1.2 HBO預(yù)處理方法 預(yù)適應(yīng)組患者于術(shù)前連續(xù)三天接受1次/d的HBO預(yù)處理?;颊哌M(jìn)入醫(yī)用高壓氧艙(YC32105/0.3-201V,煙臺(tái)冰輪氧艙集團(tuán))后封閉艙門,經(jīng)艙內(nèi)吸氧面罩吸入1 L/min氧氣,全程持續(xù)吸氧。在入艙后30 min內(nèi)艙內(nèi)壓力逐漸加至1 900 mm Hg,出艙前35 min內(nèi)逐步減壓至760 mm Hg,治療結(jié)束,共計(jì)110 min。最后1次治療結(jié)束后次日上午接受手術(shù)。

        1.3 麻醉與手術(shù) 常規(guī)靜吸復(fù)合全身麻醉(咪達(dá)唑侖、芬太尼、維庫(kù)溴銨等誘導(dǎo)麻醉,術(shù)中以芬太尼、咪達(dá)唑侖、維庫(kù)溴銨維持),給予肝素以維持激活凝血時(shí)間(ACT)于480 s以上,建立CPB,維持流量2.0~2.5 L/(min·m2),鼻咽溫降至30℃后阻斷主動(dòng)脈,將4℃血液與高鉀停搏液以4:1比例經(jīng)主動(dòng)脈冷灌插管或主動(dòng)脈切口直接注入冠狀動(dòng)脈,心臟停搏后置換二尖瓣或主動(dòng)脈瓣,每30 min以10~20 ml/kg輸入停搏液維持心臟停搏。術(shù)畢復(fù)溫,開(kāi)放主動(dòng)脈,心臟復(fù)跳,停CPB,按1:1~1:1.5給予魚(yú)精蛋白中和肝素。

        1.4 神經(jīng)認(rèn)知功能評(píng)分 按照文獻(xiàn)[5]分別在術(shù)前48 h和術(shù)后1周選用可評(píng)估記憶、注意、神經(jīng)運(yùn)動(dòng)反應(yīng)等多個(gè)認(rèn)知域的4個(gè)量表對(duì)所有患者進(jìn)行評(píng)分。①簡(jiǎn)易智力量表:包括時(shí)間和地點(diǎn)定向、語(yǔ)言即刻記憶、注意和計(jì)算、閱讀理解、繪圖等19項(xiàng)測(cè)試。②連線測(cè)試-A/-B:按一定順序?qū)⒁幌盗袛?shù)字(-A)或數(shù)字與字母(-B)連接起來(lái),記錄完成時(shí)間,測(cè)試速度和記憶力。③數(shù)字符號(hào)測(cè)試:事先給數(shù)字(1~9)配上對(duì)應(yīng)符號(hào),讓患者在90 s內(nèi)以最快速度給90個(gè)數(shù)字匹配上相應(yīng)符號(hào),記錄準(zhǔn)確數(shù),測(cè)試學(xué)習(xí)聯(lián)想、視覺(jué)-運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)、持久能力等。④數(shù)字廣度-順向/-逆向:給患者讀一組數(shù)字,每個(gè)數(shù)字停留1 s,讓其順向和逆向復(fù)述,記錄準(zhǔn)確復(fù)述數(shù)字的位數(shù),測(cè)試患者的瞬時(shí)記憶力。計(jì)算各測(cè)試項(xiàng)目術(shù)前分值的標(biāo)準(zhǔn)差,將每位患者術(shù)后分值與術(shù)前分值比較,若數(shù)值變化超過(guò)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation,SD),即認(rèn)為該項(xiàng)目出現(xiàn)術(shù)后功能惡化;當(dāng)每例患者術(shù)后有2個(gè)以上的測(cè)試項(xiàng)目出現(xiàn)功能惡化,即認(rèn)為該患者出現(xiàn)POCD。

        1.5 實(shí)驗(yàn)室分析 分別在術(shù)前0.5 h、CPB后30 min、停機(jī)1 h、12 h、24 h等5個(gè)時(shí)間點(diǎn)從中心靜脈管抽取2 ml血液注入EDTA抗凝管,4℃放置30 min,離心(3 000 r/min,15 min)后-80℃冰箱凍存,利用單克隆夾心免疫發(fā)光法進(jìn)行測(cè)定S100β蛋白和神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)血清濃度。為去除血液稀釋對(duì)結(jié)果的影響,測(cè)定結(jié)果用術(shù)前的紅細(xì)胞比容(Hct0)和標(biāo)本采集時(shí)的紅細(xì)胞比容(Hct)的比值進(jìn)行校正,即校正值=測(cè)定值×Hct0/標(biāo)本Hct。

        1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn),組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料用卡方檢驗(yàn)或Fisher確切概率法。P<0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

        2 結(jié) 果

        2.1 圍手術(shù)期臨床資料 見(jiàn)表1。兩組患者圍手術(shù)期在年齡、性別、受教育年限、高血壓史、糖尿病史、術(shù)前LVEF、CPB時(shí)間、主動(dòng)脈阻閉時(shí)間、手術(shù)時(shí)間等方面比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。

        2.2 手術(shù)前后神經(jīng)認(rèn)知功能測(cè)試 見(jiàn)表2。兩組患者的簡(jiǎn)易智力量表、連線測(cè)試-A/-B、數(shù)字符號(hào)測(cè)試和數(shù)字廣度-順向/-逆向等測(cè)試分?jǐn)?shù)在術(shù)前48 h時(shí)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。兩組患者除連線測(cè)試分?jǐn)?shù)在術(shù)后1周上升外,其余神經(jīng)認(rèn)知功能測(cè)試分?jǐn)?shù)較術(shù)前48 h均呈下降趨勢(shì);兩組患者手術(shù)前后測(cè)試評(píng)分大多無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),僅有數(shù)字符號(hào)測(cè)試一項(xiàng)分?jǐn)?shù)在術(shù)后1周明顯下降(P<0.05)。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),對(duì)照組和預(yù)適應(yīng)組術(shù)后1周分別有8例(40.0%)、2例(9.1%)發(fā)生POCD(P<0.05)。

        2.3 手術(shù)前后S100β蛋白和NSE血清濃度 見(jiàn)表3。兩組患者的S100β蛋白和NSE血清濃度從CPB后30min開(kāi)始上升,停機(jī)1 h時(shí)達(dá)到峰值,然后逐漸下降,直到停機(jī)24 h時(shí)仍高于術(shù)前水平(P<0.05)。預(yù)適應(yīng)組的S100β蛋白濃度在停機(jī)1 h和12 h明顯低于對(duì)照組水平;而預(yù)適應(yīng)組的NSE血清濃度在停機(jī)1 h、12 h和24 h也明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。

        表1 兩組患者圍手術(shù)期臨床資料比較(±s)

        表1 兩組患者圍手術(shù)期臨床資料比較(±s)

        注:所有變量組間比較均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)

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        3 討 論

        隨著新型的生物-心理-社會(huì)醫(yī)學(xué)模式的形成,術(shù)后心理健康問(wèn)題也日益受到重視?;颊咴贑PB術(shù)后可能出現(xiàn)焦慮、抑郁、譫妄等精神疾患,導(dǎo)致術(shù)后并發(fā)癥增多,并可長(zhǎng)期影響患者生活行為能力。POCD是指手術(shù)后出現(xiàn)的定向、思維、記憶、注意力、自知力等認(rèn)知能力的改變[6],在臨床通常表現(xiàn)為焦慮、記憶力減退、性情改變、精神恍惚等。

        目前普遍認(rèn)為在心臟手術(shù)過(guò)程中,CPB回路和手術(shù)術(shù)野本身就是不同栓塞顆粒(如血栓、脂肪或氣泡等)的潛在來(lái)源,且在主動(dòng)脈操作過(guò)程中大血管粥樣硬化斑塊的破裂脫落也會(huì)形成栓子,因此,腦部栓塞的潛在可能性是存在的,尤其是心內(nèi)操作手術(shù)如瓣膜置換術(shù)。研究表明,經(jīng)顱多普勒檢測(cè)到的微栓信號(hào)發(fā)生在瓣膜置換手術(shù)患者中的案例也明顯多于冠狀動(dòng)脈手術(shù)患者,尤其是在心臟重新復(fù)跳以后的一段時(shí)間內(nèi)[7]。很多散在的小栓子可能栓塞腦部導(dǎo)致更加細(xì)微的與POCD有關(guān)的障礙,這部分患者有30%~70%能用神經(jīng)心理學(xué)方法測(cè)量檢測(cè)出來(lái)[8-9]。

        已有研究發(fā)現(xiàn),HBO預(yù)適應(yīng)能明顯降低冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)患者術(shù)后POCD的發(fā)生率[2-3],然而對(duì)于栓塞風(fēng)險(xiǎn)更大的瓣膜置換術(shù)患者的保護(hù)作用卻未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究利用給予瓣膜置換術(shù)患者HBO預(yù)適應(yīng)處理,并對(duì)患者手術(shù)前后的認(rèn)知功能進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果顯示,雖然兩組之間神經(jīng)認(rèn)知功能評(píng)分比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但按照目前判斷POCD最通用的方法,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)HBO預(yù)適應(yīng)組心臟瓣膜置換術(shù)POCD的發(fā)生率(9.1%)明顯低于對(duì)照組(40.0%),提示HBO預(yù)適應(yīng)對(duì)瓣膜置換術(shù)后神經(jīng)認(rèn)知功能的恢復(fù)具有良好的保護(hù)作用,這與HBO預(yù)適應(yīng)保護(hù)冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)術(shù)后患者的相關(guān)研究結(jié)果類似[2-3]。盡管本研究采用了4組不同的神經(jīng)認(rèn)知功能測(cè)試,覆蓋了多個(gè)認(rèn)知域,但是研究結(jié)果顯示兩組患者之間POCD發(fā)生率明顯不同而大部分測(cè)試分值卻無(wú)差異,說(shuō)明測(cè)試本身對(duì)于受教育程度不同的人而言敏感度仍欠理想,頂?shù)仔?yīng)尚難以排除。

        表2 兩組患者在手術(shù)前后神經(jīng)認(rèn)知功能測(cè)試比較(分)(±s)

        表2 兩組患者在手術(shù)前后神經(jīng)認(rèn)知功能測(cè)試比較(分)(±s)

        注:與同組術(shù)前48 h相比,*P<0.05。

        對(duì)照組(n=20)測(cè)試項(xiàng)目 分值范圍術(shù)前48 h 術(shù)后1周>1 SD例數(shù)(n) 預(yù)適應(yīng)組(n=22)術(shù)前48h 術(shù)后1周>1 SD例數(shù)(n)簡(jiǎn)易智力量表 0~30 28.3±1.5 27.9±2.1 3 27.8±1.3 27.4±1.1 2連線測(cè)試-A 0~300 37.6±11.8 39.4±10.1 2 37.9±12.0 38.6±9.2 2連線測(cè)試-B 0~300 109.9±42.8 120.3±49.8 8 107.6±28.9 105.7±24.1 4數(shù)字符號(hào)測(cè)試 0~90 26.3±7.0 22.1±4.5* 5 25.6±6.3 22.8±5.1*2數(shù)字廣度-順向 0~12 7.1±1.2 6.8±0.9 2 7.2±1.1 7.0±1.0 1數(shù)字廣度-逆向 0~12 4.9±1.1 4.5±0.8 4 5.2±1.1 5.0±0.8 1 POCD(n) 8 2

        表3 兩組患者S100β蛋白和NSE血清濃度在不同時(shí)間點(diǎn)的比較(μg/L)(±s)

        表3 兩組患者S100β蛋白和NSE血清濃度在不同時(shí)間點(diǎn)的比較(μg/L)(±s)

        注:與同組術(shù)前0.5 h比較,*P<0.05;與同期對(duì)照組比較,#P<0.05

        組別 項(xiàng)目 術(shù)前0.5 h CPB后30 min 停機(jī)1 h 停機(jī)12 h 停機(jī)24 h對(duì)照組(n=20) S100β 0.10±0.04 0.90±0.31* 2.48±0.64* 0.86±0.45* 0.19±0.10* NSE 6.48±1.07 35.11±4.68* 55.21±6.20* 39.63±5.45* 28.43±3.38*預(yù)適應(yīng)組(n=22) S100β 0.11±0.05 0.75±0.28* 1.74±0.41*# 0.59±0.36*# 0.16±0.07* NSE 6.20±0.83 32.50±4.07* 42.84±5.80*# 35.70±4.26*# 25.94±3.88*#

        另有一些研究小組測(cè)量了心臟CPB術(shù)后神經(jīng)元損傷標(biāo)記物如NSE和S100β蛋白,發(fā)現(xiàn)它們的血漿水平在術(shù)后升高,盡管這些生物標(biāo)記物對(duì)神經(jīng)元損傷而言沒(méi)有特異性,但是它們和認(rèn)知功能之間仍然存在不同程度的聯(lián)系[10]。本研究也發(fā)現(xiàn),預(yù)適應(yīng)組的S100β蛋白濃度在停機(jī)1 h、12 h以及NSE濃度在停機(jī)1 h、12 h和24 h均明顯低于對(duì)照組水平,說(shuō)明經(jīng)HBO預(yù)適應(yīng)后,患者的S100β蛋白和NSE血漿濃度更低,從而提示大腦神經(jīng)元受損程度更輕,結(jié)果與相關(guān)研究報(bào)道一致[11]。

        綜上所述,心臟瓣膜置換術(shù)患者經(jīng)術(shù)前反復(fù)3次HBO預(yù)適應(yīng)后,不僅POCD發(fā)生率更低,而且術(shù)后的神經(jīng)元損傷標(biāo)記物NSE和S100β蛋白的血漿濃度也更低,進(jìn)而從兩方面都提示了HBO預(yù)適應(yīng)對(duì)心臟瓣膜置換術(shù)患者具有較好的腦保護(hù)作用,可能對(duì)于減少瓣膜置換術(shù)后腦部相關(guān)并發(fā)癥起到積極的作用。

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        Cerebral protective effects of hyperbaric oxygen preconditioning on patients undergoing cardiac valve replacement

        Wu Fan,Zhou Kai,Gao Feng,Zhang Jin-bao,F(xiàn)u Xi,Guo Xin,He Chun-yang
        Department ofCardiovascular surgery,General Hospital ofChengdu Military Region,Chengdu 610083,China Corresponding author:He Chun-yang,E-mail:chyh42@126.com

        ObjectiveTo observe the cerebralprotective effects of preoperative hyperbaric oxygen(HBO)preconditioning on patients after cardiac valve replacementbymeans of cardiopulmonary bypass(CPB).MethodsForty-two caseswho were going to receivemitral or aortic valve replacementwere randomized into control group(n=20)and preconditioning group(n=12).Three sessions of HBO preconditioning were given to preconditioning group before operation.A comparative study was made to the changes of neurocognitive testing,aswell as serum concentration of protein S100βand neuron-specific enolase(NSE)between both groups perioperatively.Results(1)The clinical data during perioperation between both groups showed no statistical difference(P>0.05).(2)There existed no statistical difference among neurocognitive test scores between both groups 48 h before operation(P>0.05).The scores of neurocognitive testexcept TrailMaking Test in both groups all declined 1 week after operation.No statistical difference existed between preoperative and postoperative scores(P>0.05)while Digit Symbol Test scoreswent down sharply 1 week after operation(P<0.05).Besides,8 cases(40.0%)underwent post operative cognitive dysfunction(POCD)in control group compared to preconditioning group where 2 cases(9.1%)suffered from POCD(P<0.05).(3)The serum concentration of protein S100βand NSE increased from 30min after CPB,peaked at1 h after the end of CPB,and declined gradually,but the levelwere higher than thatof preoperation at 24 h after the end of CPB(P<0.05).The concentration of protein S100βat1,12 h after the end of CPB and NSE at1,12,24 h in preconditioning group were lower than that of control group(P<0.05).ConclusionHyperbaric oxygen preconditioning before operation acted as a protector of brain for patients undergoing cardiac valve replacement surgery.

        Hyperbaric oxygen;Preconditioning;heart;Valve replacement;Brain protection

        2015-03-09)

        2015-03-20)

        10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2015.02.06

        成都軍區(qū)總醫(yī)院院管課題面上項(xiàng)目(2013YG-B114)

        610083成都,成都軍區(qū)總醫(yī)院心血管外科(吳 帆、高 峰、張近寶),高壓氧科(付 西、何春陽(yáng)),中心實(shí)驗(yàn)室(郭鑫);東莞康華醫(yī)院心臟外科(周 凱)

        何春陽(yáng),Email:chyh42@126.com

        術(shù)前HBO預(yù)適應(yīng)對(duì)心臟瓣膜置換術(shù)后患者能起到較好的腦保護(hù)作用。

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