幼儿心脏手术的脑氧供需
作者：陈棉生，吴励文，郭春明
【摘要】 目的：探讨幼儿先天性心脏手术在体外循环（CPB）复温过程中的脑氧供需情况。方法：选择幼儿先天性心脏手术在CPB复温期间通过头部放置冰袋降温,使脑局部降温。经高位颈内静脉穿刺向头侧置管10～15cm，在CBP复温过程中各时点抽取来自脑静脉血液进行血气分析，并颈内静脉血氧饱和度（SjvO2），各时点组间比较，经统计学处理。结果：CPB降温前主动脉插管、降温阻断升主动脉、阻断升主动脉后15min、复温开放主动脉及心脏复跳过程脑静脉血液的血气分析及脑氧供需指标没有显著性差异，无统计学意义。结论：幼儿心脏手术在CPB复温开放主动脉期间通过冰袋脑局部降温，能改善脑氧供需，全组未发现明显神经系统并发症，有利于幼儿心脏手术的脑保护。
【关键词】 心脏手术； 麻醉； 体外循环； 脑氧供需
随着心脏手术的普遍开展及手术成功率的提高,围手术期并发症及死亡率显著下降,但体外循环术后脑部并发症即脑功能紊乱仍有发生。心脏手术后有脑功能紊乱出现，虽然多数程度较轻，呈一过性，神经系统症状迅速恢复而无后遗症，但少数病人属严重脑缺氧缺血，有些病人可因此致残,甚至死亡。因此，中枢神经系统并发症越来越受到人们的认识和重视。对此，我科开展科研立项进行研究，现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料：选择期幼儿先天性心脏手术20例，ASAⅠ～Ⅱ级，男9例，女11例，其中房间隔缺损（ASD）5例，室间隔缺损(VSD)15例，合并肺动脉瓣狭窄4例，合并动脉导管未闭3例，年龄9个月至5岁，体重6.5～14.5kg。平均体外循环时间52min，平均升主动脉阻断时间23min，平均最低温度30.4℃，CPB低温期间超滤15例。全部病例心脏自动复跳，20例患儿随机分两组，观察组（n=10)在复温开放主动脉时通过脑局部降温，对照组(n=10)复温开放主动脉期间不用脑局部降温，两组病人年龄、体重等一般情况均无显著差异。
1.2 麻醉方法：术前禁食8～10h，术前30min肌注哌替啶1～2mg/kg，东莨菪碱0.01mg/kg，氯胺胴4～8mg/kg基础麻醉，全麻诱导插管及维持用咪唑安定0.1～0.3mg/kg，仙林0.15～0.2mg/kg，芬太尼10μg/kg 间断静注，术中连续监测平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)、鼻温(T1)、肛温(T2)及脉搏血氧饱和度(SpO2)。经左颈内静脉穿刺逆行置管，使导管尖端位于相当于乳突位置(达颈内静脉上球部)，约10～15cm，在CBP降温前主动脉插管、降温阻断升主动脉、阻断升主动脉后15min、复温开放主动脉及心脏复跳过程中各时点抽取来自脑静脉血液进行血气分析，并同时测定动脉血气分析。记录各时点ＳｐＯ2、ＭＡＰ、PaO2、Ｔ1、Ｔ2等参数的变化。根据Fick公式：CaO2=Hba×1.36×SaO2+0.0031×PaO2，CjvO2=Hbjv×1.36×SjvO2+0.0031×PjvO2和C(a-jv) O2=CaO2-CjvO2，计算动脉、颈内静脉血氧含量，计算间断脑氧饱和度（rSO2），上述为评估全脑血流代谢的重要指标。
1.3 资料收集：包括：手术生存率、时间、神经系统后遗症，近期随访，患者有无手足舞蹈徐动症，记忆、智力发育有无受损伤，即术后认知能力和智力表现，与术前比较有无不同、与同龄健康儿比较有无差别。
1．4 统计学处理：所有数据均以均数±标准差(±s)表示，用PEMS统计软件包处理，用方差分析检查。P<0.05表示差异有统计学意义。
表1 两组病人各时点rSO2，SpO2，Mpa，PaO2，的变化（略）
2 结果
麻醉手术过程中rSO2及相关指标的变化见表1。CPB降温前时观察组rSO2平均值为46.33%，体外循环开始后，随体温下降rSO2呈上升高趋势，在复温开放主动脉时最低，呈回升趋势(P<0．05)；两组MAP随外循环开始后稍降低，随复温开放主动脉呈回升趋势，组间比较(P<0.05)。心脏复跳后明显高于麻醉诱导时(P<0．05)。
3 讨论
最早由Jonas［1］及DeLeon［2］等报道在心脏手术后患者近期不同程度出现手足舞蹈症、抽搐，远期出现认知障碍，儿童出现智力发育障碍等神经系统并发症。近年来国内外许多学者研究表明心脏手术后中枢神经系统并发症为38%［3］，认为这可能与术中脑氧供需失衡有关。因此，CPB期间监测颈内静脉血氧饱和度（SjvO2），对防止脑缺血缺氧十分有益。尤其幼儿心脏手术，由于幼儿中枢神经系统发育及调节不完善，组织代谢率高，术中脑氧供需更要平衡。Dexter等［4］认为CPB低温期间，脑组织主要利用血液中游离氧，动脉氧(PaO2)升高，血液中游离氧增加，能满足大部分脑组织对氧的需求。浅低温(32℃)可降低脑代谢，使SjvO2增高，维持脑氧供需平衡［5］，复温过程中，脑耗氧量增加，同时脑血流速度加快，间断脑氧饱和度（rSO2）下降，显示脑氧代谢率增加超过了脑血流的增加，严重影响脑组织对氧的需求，严重影响脑血流代谢的良好匹配。根据Fick氏原理，SjO2=SaO2-CMRO2/CBF·CaO2(SaO2：动脉血氧饱和度，CMRO2：脑氧代谢率，CBF：脑血流量,CaO2动脉血氧含量)，由于体外循环中SaO2常接近1，则SjO2=1-CMRO2/CBF·CaO2［4］。可以反映脑氧供和氧需比(CBF/CMRO2)的变化SjvO2为脑血流CBF)和脑氧代谢率CMRO2的函数，在血红蛋白Ｈｂ稳定的情况下，可反映脑氧供需的平衡状态。任何使脑氧耗增加或(和)脑氧供下降因素都可使SjvO2降低。正常SjvO2在54%～75%，>75%示脑氧供或CBF增加，<50%示脑氧供或CBF相对减少，<40%则可能存在全脑缺血缺氧。一般认为，CPB中应尽量避免rSO2小于35%，否则，脑组织氧储耗尽，可致脑组织损害［4］。CPB期间监测颈内静脉血氧饱和度（SjvO2）有其可行性，并可由此算出D（a-jv）O2，动脉血氧含量及颈内静脉氧含量。本病例在CPB复温开放主动脉期间通过脑局部降温，了解脑氧供需情况，有利于幼儿心脏手术的脑保护。
由于婴幼儿的CPB生理特点不同于大体重者，其代谢旺盛，组织耗氧高，CPB要求灌注流量高［6］，温度变化快，机体温差大，易导致局部血管痉挛，血供不均。中枢神经系统发育及调节不完善，脑组织基础代谢率高，心脏手术期间易受到各种因素影响，脑氧供需更要平衡，其术后中枢神经系统的损害是体外循环后最严重的并发症之一。尽管脑损害的详尽机理不十分清楚，但脑组织灌注不足，脑氧供需失衡是造成脑损害的主要原因之一。因此婴幼儿心脏手术期间，监测脑氧平衡将有助于及早预防出现中枢神经系统并发症，尤其对紫绀型心脏病作用更大。脑氧供增加或脑氧耗相对或绝对减少都利于脑保护，临床上主要寻找降低脑氧耗的方法作为脑保护途径。
本组患儿测得rSO2在降温前的基础值较正常值低，这可能与心脏疾病有关，另外，婴幼儿脑组织基础代谢率高，脑氧利用增多也是一个方面的原因。本文中有1例紫绀患儿rSO2基础值较低，为35%，说明存在脑缺氧危险。这可能是氧供减少所致脑氧供需失衡，通过提高动脉压，增加脑灌注，纠正酸中毒等措施，脑缺氧得到改善。临床上为避免脑缺氧加重，应做到早期发现，早期。
降温阶段，随着温度降低，rSO2呈增加趋势。曾有报道鼻温15℃时，rSO2高达98%［3］。出现这样的结果除了因低温使血氧释放减少及脑氧代谢率降低外，血液稀释及动脉氧分压(PaO2)增高也是重要原因。由于氧合器质量基本过关，肺心分流术(CPB)期间，PaO2大多数在180ｍｍＨｇ以上［3］。Dexter等［4］认为CPB低温期间，脑组织主要利用血液中游离氧，PaO2升高，血液中游离氧增加，能满足大部分脑组织对氧的需求。本文观察发现，CPB期间随着温度的降低，脑氧供需指标SjvO2呈升高趋势，与降温前主动脉插管时基础值相比，两组间无统计学差异。表明在降低温度，脑氧供需可保持平衡；另外，本组病例测得降温前的基础值较低，这可能与心脏疾病有关，与婴幼儿脑组织基础代谢率高，脑氧利用增多也是一个方面的原因。体外循环开始后，随血液降温，两组rSO2较麻醉诱导时呈增加趋势。
CPB从中低温开始复温时，有23%出现脑摄氧增加，即SjvO2<50%;进一步研究认为脑摄氧增加的发生率与复温的速度有关。ＣＰＢ期间血液稀释虽可使血液粘滞度降低，但低温又可增高血液粘滞度。新近研究表明CPB初期血液稀释，使CaO2减少到CPB前73%，SjvO2仍可维持基本不变。由此可见，CPB降温初期，应依SjvO2适当降低灌流，以避免相对过度灌注引起脑水肿，在CPB复温期，为避免脑缺氧，应依据SjvO2增加脑灌注量，提高Ｈｂ、加深麻醉或延长复温时间。复温过程中，脑耗氧量增加，同时脑血流速度加快，但rSO2开始下降。显示脑氧代谢率增加超过了脑血流的增加。在CPB复温开放升主动脉时，瞬间灌注流量减少，灌注压降低，脑组织氧供减少，但需求增多，加之幼儿中枢神经系统发育及调节不完善，代谢率高，容易发生脑氧供需失衡。本病例对照组也发现开放升主动脉时ｒＳＯ2最低，此时鼻温多升至33℃左右，瞬间灌注流量减少，灌注压降低，脑组织氧供减少，本病例观察组在复温开放主动脉期间通过冰袋脑局部降温，使头部局部降温，保持了大脑持续低温，降低脑部氧代谢，可延长脑缺氧时间，减少能量的消耗，改善脑组织血流分配，降低颅内压，增加细胞膜的稳定性，减轻脑水肿［2］。使脑血流速度减慢，脑耗氧量相对减少，脑氧代谢率降低，rSO2与降温阶段比较无明显差别，与降温时相比，两组间无统计学差异，使脑氧供需平衡，有利于婴幼儿心脏手术的脑保护。为此，操作上应注意:①复温不宜过快，头部局部降温；②适当提高脑组织灌注压；③增加灌注流量；④提高血球压积,可采用输血、利尿、超滤；⑤脑保护药物的应用等方法。总之，为了取得良好的手术效果，不论从近期还是从长远来看，必须维持脑氧供需平衡，特别对于幼儿的先天性心脏病手术，提高患儿的生存质量。
【】
［1］ Jonas RA. Hypothermia circulatory arrest, and the pediatric brain ［J］.Cardio Thorac Vasc Anesth, 1996,10:66-74.
［2］ De Leon SY, Thomas C, Roughneen PT, etal. Experimental evidence of cerebral injury from profound hypothermia during cardiopulmonary bypass ［J］. Pediatr Cardiol, 1998,19(5):398-403.
［3］ Croughwell ND,Newman MF,Blumenthal J A et al.Jugular bulb saturation and cognitive dysfunction after cardiopul monary bypass［Ｊ］． Ann Thorac Surg，1994,8(6):17021．
［4］ Dexter F, Ken FH,Hindam BJ ,et al.The brain usesmostly dissolved oxygen during profoundly hypothermic cardiopul monary bypass［Ｊ］.Ann Thorac Surg,1979,63(6):1725-1729.
［5］ Okano.N.,Owada.R.,FujitaNetal .Cerebral oxygenation is better during mild hypothermic than normothermic cardiopul monary bypass［Ｊ］.Can Anaesth,2000,47(2)：131．
［6］ 陈虹，朱德明，王伟，等．低体重危重先心病婴儿的体外循环方法［Ｊ］．体外循环杂志，2003，1（2）：95．
