丁 夢(mèng),趙文君,魏 蔚

(四川大學(xué)華西醫(yī)院麻醉科,成都 610041)

心臟直視手術(shù)需在體外循環(huán)的輔助下完成,確保在為機(jī)體提供基礎(chǔ)氧供的同時(shí),獲得清晰、安靜、無(wú)血的術(shù)野,使手術(shù)能安全、順利進(jìn)行[1]。但是在體外循環(huán)(CPB)期間,由于血流動(dòng)力學(xué)改變、血液稀釋、氧解離曲線左移、機(jī)體炎性反應(yīng)等多種原因[2-3],機(jī)體極易發(fā)生氧供與氧耗的失衡,產(chǎn)生氧債,最終導(dǎo)致不可逆的缺氧性損傷及器官功能損害。在氧供下降的初期,傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)幾乎不出現(xiàn)異常[4],而當(dāng)動(dòng)脈血氧飽和度、混合靜脈血氧飽和度、血乳酸等反映氧供需平衡的指標(biāo)出現(xiàn)異常時(shí),局部組織常常已缺氧一段時(shí)間,此時(shí)即使立即采取有效措施也不能完全避免缺氧性損傷的發(fā)生,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致重要器官功能損害甚至死亡[5]。近年來應(yīng)用近紅外光譜(near infrared spectroscopy,NIRS)技術(shù)監(jiān)測(cè)腦額葉皮層組織內(nèi)氧合血紅蛋白含量和非氧合血紅蛋白含量,得到該部位包括動(dòng)脈血、靜脈血及混合動(dòng)靜脈血在內(nèi)的所有血液的氧合狀態(tài)[6],即局部腦組織氧飽和度,具有無(wú)創(chuàng)、廉價(jià)、實(shí)時(shí)、便捷的特點(diǎn)。它作為傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段的補(bǔ)充已經(jīng)被應(yīng)用于心臟大血管手術(shù)、胸科手術(shù)、頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫手術(shù)、心肺復(fù)蘇、新生兒重癥監(jiān)護(hù)等領(lǐng)域[7-10]。局部腦組織氧飽和度監(jiān)測(cè)在減少術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的積極作用被某些研究所證實(shí)[11],但仍有一定爭(zhēng)議[12]。本研究主要關(guān)注CPB輔助下心臟瓣膜手術(shù)中患者發(fā)生的低腦組織氧飽和度(rScO2),分析其影響因素及與患者預(yù)后的關(guān)系,以期為更好地應(yīng)用NIRS技術(shù)進(jìn)行圍手術(shù)期管理提供依據(jù),為心臟手術(shù)患者圍手術(shù)期維持氧供需平衡的管理提供思路,避免氧債產(chǎn)生,降低術(shù)后不良事件發(fā)生率,改善患者預(yù)后。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為前瞻性觀察性隊(duì)列研究。研究通過四川大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理編號(hào):2017342),并在術(shù)前與患者及家屬談話,簽署知情同意書。納入2017年8月至2018年5月于四川大學(xué)華西醫(yī)院在淺低溫CPB下行擇期心臟瓣膜手術(shù)的患者190例,其中男102例,女88例,平均年齡(54.21±11.97)歲。定義患者術(shù)中出現(xiàn)雙側(cè)局部rScO2<55%持續(xù)5 min為低腦氧事件,根據(jù)是否發(fā)生低腦氧事件分為低腦氧組(L組)和正常腦氧組(N組)。

納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡18～80歲;(2)擬行擇期心臟瓣膜手術(shù);(3)手術(shù)需要CPB輔助。

排除標(biāo)準(zhǔn):(1)患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病;(2)有中樞神經(jīng)系統(tǒng)手術(shù)史;(3)預(yù)計(jì)手術(shù)時(shí)間≤2 h。

1.2 方法

1.2.1術(shù)前基線資料收集

術(shù)前1 d收集患者基線資料。(1)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料:性別、年齡、體重、身高、體重指數(shù);(2)術(shù)前檢查結(jié)果:血紅蛋白、血肌酐、血尿素氮、膽紅素、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶/丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST/ALT)值、腦利鈉肽(brain natriuretic peptide,BNP)、肌鈣蛋白、心臟彩超、頭部CT;(3)術(shù)前合并癥及疾病史情況:美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(American Society of Anesthesiologists,ASA)分級(jí)、是否有肝腎功能不全、是否有心功能不全、是否發(fā)生過心腦血管意外、是否存在頸動(dòng)脈狹窄、是否存在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、手術(shù)史、外傷史。

1.2.2術(shù)中監(jiān)測(cè)

rScO2監(jiān)測(cè):采用近紅外光組織血氧參數(shù)無(wú)損監(jiān)測(cè)儀(愛琴醫(yī)療EGOS-600系列近紅外光組織血氧參數(shù)無(wú)損監(jiān)測(cè)儀)對(duì)患者雙側(cè)大腦半球局部rScO2進(jìn)行監(jiān)測(cè)。入室后用酒精棉球?qū)颊咔邦~部皮膚進(jìn)行去脂消毒。將左、右腦氧飽和度探頭分別置于左、右前額,使左、右探頭發(fā)光點(diǎn)分別位于眉骨上方 1.5～2.5 cm處,左、右腦氧飽和度探頭邊緣均距前正中線1～2 cm。務(wù)必保證傳感探頭與皮膚緊密貼合、接觸良好,貼合好后使用繃帶妥善固定,使其避光。系統(tǒng)每分鐘采集1次rScO2數(shù)據(jù)并保存。

常規(guī)監(jiān)測(cè)包括五導(dǎo)聯(lián)心電圖、脈搏氧飽和度、呼氣末二氧化碳、有創(chuàng)動(dòng)脈壓、中心靜脈壓、鼻咽溫。分別在患者入室時(shí)、心肺轉(zhuǎn)流術(shù)前、心肺轉(zhuǎn)流術(shù)中每小時(shí)、心肺轉(zhuǎn)流術(shù)后20 min、手術(shù)醫(yī)生關(guān)胸時(shí)采集動(dòng)脈血進(jìn)行血?dú)夥治觥?/p>

1.2.3術(shù)后隨訪

隨訪指標(biāo)包括:重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)停留時(shí)間、總住院時(shí)間;血紅蛋白、肌酐、尿素氮、AST/ALT值、腦鈉肽(BNP)、肌鈣蛋白;術(shù)后并發(fā)癥情況(是否有新發(fā)的肝腎功能不全)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 低腦氧事件發(fā)生情況

最終納入190例淺體溫CPB下行心臟瓣膜手術(shù)患者,其中有99例患者發(fā)生了低腦氧,在發(fā)生低腦氧的患者中,73例患者發(fā)生于CPB期間。

2.2 基線資料比較

兩組患者性別、年齡、體重指數(shù)、ASA分級(jí)、術(shù)前血紅蛋白、肌酐、尿素氮水平、ALT/AST值、肌鈣蛋白、左室射血分?jǐn)?shù)(EF)值及左心室大小差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。L組術(shù)前血糖低于N組,BNP水平高于N組(P<0.05),見表1。

表1 兩組患者基線資料比較

2.3 隨訪結(jié)果比較

L組及N組術(shù)后最高肌酐水平、最高尿素水平、最高ALT/AST值及術(shù)后EF值比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。L組急性腎損傷(AKI)發(fā)生率、ICU停留時(shí)間、總住院時(shí)間、術(shù)后最高BNP、術(shù)中最高乳酸水平均明顯高于N組(P<0.05),見表2。

表2 兩組患者術(shù)后資料比較

2.4 低腦氧事件的影響因素

用二分類logistic回歸分析術(shù)中發(fā)生低腦氧事件的危險(xiǎn)因素,發(fā)現(xiàn)年齡>65歲和CPB時(shí)間>120 min是發(fā)生低腦氧事件的危險(xiǎn)因素(P<0.05),rScO2>60%為發(fā)生低腦氧事件的保護(hù)性因素,見表3。

表3 低腦氧事件影響因素單因素分析結(jié)果

3 討 論

按照 rScO2絕對(duì)值小于55%,持續(xù)超過5 min作為低腦氧事件的標(biāo)準(zhǔn),納入的190例患者中,有99例患者發(fā)生了低腦氧。而發(fā)生低腦氧的患者中,73例患者發(fā)生在CPB期間。ZHENG等[13]系統(tǒng)評(píng)價(jià)了成人心臟手術(shù)患者應(yīng)用腦NIRS監(jiān)測(cè)的情況,發(fā)現(xiàn)約50%的心臟手術(shù)患者在手術(shù)過程中發(fā)生了一次或多次的局部rScO2下降,這與本研究結(jié)果類似[13]。心臟瓣膜手術(shù)中低腦氧發(fā)生率較高,大多發(fā)生于CPB期間?；颊叩膔ScO2在CPB過程中有所下降,主要是由CPB時(shí)氧供與氧耗的特點(diǎn)和腦組織利用能量的特點(diǎn)兩方面原因?qū)е碌腫2-3]。CPB時(shí)組織灌注壓降低,非搏動(dòng)性血流代替搏動(dòng)性血流,使微循環(huán)障礙發(fā)生率增高,并且這種非搏動(dòng)性血流使體內(nèi)兒茶酚胺類物質(zhì)釋放增加,易導(dǎo)致局部血管收縮,局部組織灌注減少或無(wú)灌注,進(jìn)而導(dǎo)致局部組織缺血缺氧。CPB時(shí)常有一定的血液稀釋,血液稀釋不僅導(dǎo)致腦細(xì)胞水腫發(fā)生率增高,而且由于血液稀釋、手術(shù)及CPB導(dǎo)致的紅細(xì)胞破壞增加、輸入庫(kù)存血紅細(xì)胞變形能力降低等原因使血紅蛋白水平降低,有效攜氧的血紅蛋白減少,組織易發(fā)生缺血缺氧。低灌注導(dǎo)致的局部組織乳酸產(chǎn)生增加、pH值降低,庫(kù)存血中二磷酸甘油酸水平較低,動(dòng)脈血二氧化碳濃度降低,心肌保護(hù)需要低體溫等系列原因?qū)е卵踅怆x曲線左移,氧解離障礙,組織利用氧困難。此外,動(dòng)脈血二氧化碳濃度降低時(shí),腦血管收縮,腦血流減少,易發(fā)生腦組織缺血缺氧。CPB開始時(shí)由于有免疫細(xì)胞如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的活化,血液與CPB管路的接觸,核心體溫變化,血流動(dòng)力學(xué)改變,腸道內(nèi)毒素的釋放等原因,應(yīng)激激素水平明顯增高,全身炎性反應(yīng)啟動(dòng),過度炎性反應(yīng)使機(jī)體氧耗增加,更易缺血缺氧。由于心臟手術(shù)及CPB的特點(diǎn),約一半的患者在手術(shù)過程中發(fā)生了低腦氧,本研究結(jié)果提示有必要對(duì)CPB的患者進(jìn)行腦氧監(jiān)測(cè),特別是CPB期間,有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)腦組織缺氧。

進(jìn)一步分析顯示,低腦氧組及正常腦氧組ICU停留時(shí)間、總住院時(shí)間、術(shù)后AKI發(fā)生率、術(shù)后最高BNP、術(shù)中最高乳酸的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。低腦氧組表現(xiàn)出更高CPB后乳酸水平、術(shù)后最高BNP水平及AKI發(fā)生率,更長(zhǎng)的ICU停留時(shí)間與總住院時(shí)間。發(fā)生低腦氧時(shí),局部的腦組織發(fā)生了氧供需不平衡,需氧量大于供氧量,葡萄糖有氧氧化過程受阻,丙酮酸無(wú)法順利完成三羧酸循環(huán)產(chǎn)能,丙酮酸通過無(wú)氧酵解轉(zhuǎn)化為乳酸,此時(shí)細(xì)胞內(nèi)氫離子堆積,pH值下降,同時(shí)由于無(wú)氧酵解產(chǎn)生三磷酸腺苷(ATP)減少,細(xì)胞供能不足,引起細(xì)胞損傷[14]。由于上述原因,CPB時(shí)導(dǎo)致組織缺血缺氧,局部乳酸堆積。CPB后由于組織恢復(fù)搏動(dòng)性灌注,灌注壓增高,末梢循環(huán)改善,局部組織堆積的乳酸釋放入血,血中乳酸含量增加,加之恢復(fù)正常循環(huán)后,各個(gè)器官的缺血再灌注損傷,乳酸水平將進(jìn)一步升高。CPB后高乳酸水平常提示組織灌注不良,細(xì)胞缺血缺氧,器官功能障礙,術(shù)后腎功能不全發(fā)生率增高。乳酸作為一項(xiàng)反映組織灌注不良的指標(biāo)在臨床上廣泛應(yīng)用,高乳酸血癥更是循環(huán)衰竭、臟器功能損傷、疾病預(yù)后不良、近遠(yuǎn)期死亡率增加的標(biāo)志物[15]。但臨床上由于乳酸水平的獲得依賴于血?dú)鈾z查,特別是CPB時(shí)由于灌注不足等原因,血液中的乳酸并不能完全反映此時(shí)的組織灌注及氧供需情況,有滯后性與不確切性的特點(diǎn),當(dāng)血乳酸水平明顯升高時(shí),組織已經(jīng)缺血缺氧一段時(shí)間,此時(shí)即使立即采取補(bǔ)救措施也無(wú)法完全避免器官的缺氧性損傷[16]。相比乳酸而言,局部rScO2是一個(gè)更快、更靈敏的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)局部組織氧供需情況的指標(biāo)。

本研究還發(fā)現(xiàn)年齡>65歲和CPB時(shí)間>120 min是發(fā)生低腦氧的危險(xiǎn)因素,而基礎(chǔ) rScO2>60%為發(fā)生低腦氧事件的保護(hù)性因素。年齡較大的患者發(fā)生低腦氧的可能性更大,這與多篇研究的結(jié)果相似[15,17-18]。隨著年齡增加,機(jī)體功能逐漸減退,腦細(xì)胞萎縮,腦容量減少,腦氧代謝減慢,腦血管發(fā)生退行性變,腦血流減慢,在CPB條件下更容易產(chǎn)生氧供與氧需失衡,局部rScO2降低,導(dǎo)致低腦氧事件的發(fā)生[17]。另有研究表明,隨著年齡增長(zhǎng),近紅外光在顱內(nèi)傳播的距離變長(zhǎng),傳播時(shí)間增加,能量衰減增加,rScO2降低[19-21]。由于CPB時(shí)氧供與氧耗的特點(diǎn)和腦組織利用能量的特點(diǎn),CPB時(shí)易發(fā)生大腦的缺氧性損傷。CPB時(shí)間長(zhǎng)也意味著手術(shù)難度相對(duì)高及創(chuàng)傷相對(duì)大,此時(shí)術(shù)中紅細(xì)胞破壞增多、血液稀釋。隨著手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)腦細(xì)胞水腫概率增加、機(jī)體過度炎性反應(yīng)、體內(nèi)乳酸堆積、氧離曲線左移等原因也使機(jī)體發(fā)生低腦氧事件的概率增加。提示減少CPB時(shí)間可能會(huì)減少術(shù)中低腦氧的發(fā)生,降低大腦缺氧性損傷的發(fā)生率。

本研究還存在一些不足,未記錄血管活性藥物的準(zhǔn)確使用情況,無(wú)法評(píng)估血管活性藥物對(duì)rScO2的影響,導(dǎo)致觀察結(jié)果的相對(duì)局限性,血管活性藥物對(duì)局部rScO2的影響應(yīng)行進(jìn)一步研究。且隨訪時(shí)間較短,只關(guān)注患者在院情況,未對(duì)患者術(shù)后長(zhǎng)時(shí)間預(yù)后資料進(jìn)行收集。本研究為觀察性研究,研究效能有限,對(duì)低腦氧干預(yù)的作用還有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證,后續(xù)可行大樣本、多中心的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。

綜上所述,心臟瓣膜手術(shù)中約有一半患者發(fā)生低腦氧,多發(fā)生于CPB期間。低腦氧可增加AKI發(fā)生率、升高血乳酸水平,延長(zhǎng)患者ICU停留時(shí)間和總住院時(shí)間。年齡>65歲、CPB時(shí)間>120 min是術(shù)中發(fā)生低腦氧的危險(xiǎn)因素,基礎(chǔ) rScO2>60%是其保護(hù)因素。