主动脉弓部手术脑保护效果临床分析

作者：王军   

作者单位：第二军医大学长海医院胸心外科,上海 200433 【摘要】  目的 探讨主动脉弓部手术大脑保护的临床效果。方法 2000年1月至2007年6月间共行主动脉弓部动脉瘤手术118例。全组患者均采用深低温停循环（DHCA）的体外循环方法，大脑保护方法采用逆行灌注（RCP）以及选择性大脑灌注（SCP）。手术种类包括升主动脉和半弓置换76例；升主动脉和全弓置换42例。结果 采用单纯上腔静脉逆行灌注（SVC-RCP）技术57例，采用上、下腔静脉同时灌注（SIVC-RCP）技术11例，采用全身逆行灌注（TBRP）技术9例。采用SCP技术45例，SCP的插管选择为无名动脉14例，左颈总动脉12例，单侧腋动脉灌注24例。体外循环时间81～284min，DHCA时间为9～120（42.3）min，逆行灌注时间为9～110min，顺行灌注时间31～62min。术后发生短暂精神症状9例，肾功能不全9例，呼吸功能不全15例，多脏器功能不全9例。全组早期死亡7例，死亡率为5.9％。结论 DHCA＋RCP及DHCA＋SCP技术均是主动脉弓部手术的有效方法，但后者更适用于复杂的弓部手术。 【关键词】  主动脉弓 深低温停循环 选择性大脑灌注 脑保护    Clinical Experience of Brain Protection for Aortic Arch Operations    WANG Jun,XU Zhi-yun,ZOU Liang-jian,    CHEN Jia-yi,SHAO Wen-yu,LI Bai-ling,FAN Mei-zhen    (Department of Cardiothoracic Surgery, Changhai Hospital,    Second Military Medical University, Shanghai  200433，China)    Abstract: OBJECTIVE   To summarize the clinical experiences of brain protection for aortic arch operations surgery. METHODS  From Jan 2000 to june 2007, 118 patients with aortic arch operation were performed under deep hypothermic circulatory arrest (DHCA) for extracorporeal circulation（ECC）with methods of brain protection by retrograde cerebral perfusion (RCP) and antegrade selective cerebral perfusion (SCP). Surgical procedures included ascending aortic and hemiarch grafting in 76 cases. Ascending and total arch grafting in 42 cases. RESULTS  In accordance with difference operation, 57 cases used SVC-RCP perfusion, 11 cases used SIVC-RCP perfusion, 9 cases used total body retrograde perfusion (TBRP) and 45 cases used SCP perfusion. The ECC time, DHCA time, RCP time and SCP time of all patients were 81-284 min, 9-120 min, 9-110 min and 31-62 min respectively. After operation, 9 cases had temporary mental anomaly, 9 cases had renal insufficience, 15 cases had respiratory insufficiency, 9 cases had multiple organ failure and 7cases died (operative mortality was 5.9%).CONCLUSION  DHCA＋RCP and DHCA＋SCP are both effective methods for aortic arch surgery while the latter is more suitable for complicated aortic arch surgery.

    Key words：  Aortic arch；Deep hypothermic circulatory arrest；Selective cerebral perfusion；Brain protection

    主动脉弓部手术复杂，脑部并发症多，手术风险高，近10年主动脉弓部手术死亡率虽有明显降低，但仍显著高于升主动脉瘤手术，尤其是急性A型主动脉夹层施行主动脉弓部手术的死亡率接近20％ ［1］。术中如何采用大脑保护措施是手术成功 的关键之一，我2000年1月至2007年6月间共行主动脉弓部动脉瘤手术118例，取得了比较满意的大脑保护效果。

  1  资料与方法

    1.1  临床资料  2000年1月至2007年6月间共行主动脉弓部动脉瘤手术118例，男性93例，女性25例，年龄16～82（41.3±15.7）岁,体重45.5～110.0（72.1±14.8）kg,身高153～189（169.0±10.2）cm,病程6天～4个月（19.0±6.5天）。病种及术前合并症见表1和表2。所有病例均经心脏超声和胸部CT检查明确诊断，其中61例行MRI血管重建明确诊断和病变性质及范围。左室射血分数（EF）29％～80％，EF≤40％的有9例，左室收缩末期直径≥55 mm者14例。表1  全组病种(例)表2  122例患者术前合并症(例)

    1.2  手术方法  均在深低温停循环（DHCA）下行主动脉弓部手术。胸骨正中切口，切口上缘至胸骨上窝。在建立体外循环(extracorporeal circulation,ECC)降温至鼻咽温34℃时，阻断升主动脉，在继续降温期间施行主动脉根部手术，如Bentall、主动脉瓣置换术（AVR）、Cabrol、冠状动脉旁路移植术CABG等，或处理近端夹层，并将人造血管与之吻合。降温至鼻咽温15℃～17℃，肛温20℃时停循环，头低位30度，开放主动脉阻断钳。根据术前检查及术中探查主动脉夹层破口情况，选择相应的手术方法。

    手术种类包括升主动脉和半弓置换76例，其中同期行降主动脉腔内支架植入术23例，弓部内膜破口修补12例，降主动脉近端内膜破口修补6例；升主动脉和全弓置换42例，其中同期行传统象鼻手术及改良支架象鼻手术29例。同期手术包括：Bentall手术34例，AVR手术26例，Cabrol手术9例，CABG手术37例，二尖瓣成形术5例，主动脉瓣悬吊成形术9例，三尖瓣成形术5例。

    1.3  ECC方法  全组患者均采用DHCA的方法，大脑保护方法采用逆行灌注（RCP）以及选择性大脑灌注（SCP）。逆行灌注方法根据不同手术方式采用全身逆行灌注(TBRP)、单纯上腔静脉逆行灌注(SVC-RCP)和上、下腔静脉（SIVC-RCP）同时灌注的方法。SCP的方法有无名动脉、左颈总动脉、单侧腋动脉灌注。根据手术的进展程度和病变的不同情况采用RCP和SCP交替进行大脑保护。

    RCP的方法是常规预充，氢化可的松预充量按20 mg/kg预充。插管方法采用股动脉、股静脉或上、下腔静脉插管，股静脉插管至右心房。主动脉供血管和回流管连接一短路供逆行灌注用，动脉供血管用“Y”型接头分出两根，一根与股动脉插管连接，另一根备用和人造血管连接。监测泵压、颈内静脉压力、右心房压力、足背动脉压力、挠动脉压力。ECC中甲基强的松龙用量为15～20 mg/kg，在DHCA前10 min给予总量的2/3，复温时给予1/3。当鼻咽温降到12℃～15℃，直肠温降到18℃～20℃时停循环。SVC-RCP时灌注流量为200～300 ml/min，颈内静脉压力<20 mmHg。SIVC-RCP时灌注流量为600～800 ml/min，颈内静脉压力<20 mmHg。TBRP时逆行灌注液温度<15℃，灌注流量1200～1800 ml/min，右心房压力<30 mmHg，颈内静脉压力<20 mmHg。当人造血管近心端吻合完毕，停止逆行灌注，采用备用供血管人造血管插管行主动脉弓部灌注（上半身灌注），维持灌注液温度15℃～20℃，压力为40～50 mmHg（挠动脉），流量为1000～1500 ml/min。远心端吻合完毕行全身灌注并缓慢复温至停机［2］。

    SCP的方法是静脉引流加股动脉供血，左心房内放入减压引流导管。开始ECC即将体温降至鼻咽温约15℃～20℃。于动脉瘤近端升主动脉和头臂动脉分支根部分别放置血管钳阻断血流。经升主动脉根部注入冷心脏停搏液。然后停止经股动脉供血。降主动脉及头臂动脉分支与人造血管吻合术完成后，置病人于低头体位，在靠近升主动脉端钳夹人造血管，缓慢地恢复经股动脉给血并排净人造血管内残留气体后，放松头臂动脉分支阻断钳，开始ECC复温。SCP的灌注压力维持在50 mmHg左右，根据手术的要求可以采用低流量灌注，灌注流量在200～1500 ml/min，灌注液温度维持在15℃～20℃。

 RCP和SCP交替进行大脑保护是根据手术的进展情况以及手术的要求采用RCP和SCP交替进行，当吻合升主动脉分支而顺行灌注管影响手术操作时停止SCP，改用RCP进行大脑保护，操作结束后再使用SCP。

    2  结  果

    采用SVC-RCP技术57例，采用SIVC-RCP技术11例，采用 TBRP技术9例。采用SCP技术41例，SCP的插管选择为无名动脉14例，左颈总动脉12例，单侧腋动脉灌注24例。其中采用RCP和SCP交替进行大脑保护的有17例。ECC时间81～284 min，DHCA时间为9～120(42.3)min。顺行灌注时间31～62 min。所有患者心脏均自动复跳，无1例手术死亡。术后发生短暂精神症状9例， 偏瘫1例，肾功能不全9例，呼吸功能不全15例，多脏器功能不全9例。全组早期死亡7例，死亡率为5.9％。死亡原因包括A型夹层伴假腔内血栓，行升主动脉和半弓置换术后死于大面积脑梗塞1例，急性A型夹层伴肾功能衰竭（血肌酐280 mg/l，术前无尿），行升主动脉、半弓和降主动脉支架植入术后死于急性肾衰2例，主动脉瓣关闭不全伴A型夹层，术前EF40％，LVESD 6.2 cm，同时有感染性心内膜炎，因急性心衰气管插管辅助呼吸后急诊手术，术后20 h死于心脏骤停1例，急性A型夹层急诊手术，术中出现股动脉灌注不良综合征，同时出现主动脉根部出血无法控制死亡1例，马凡氏综合征并发急性夹层，行Bentall、半弓置换和降主动脉腔内支架植入术，术后并发脾破裂出血，再次手术后死于多脏器功能衰竭2例。术后并发症：呼吸功能不全（辅助呼吸>72 h）11例；肾功能不全7例（腹透3例）；神经系统并发症9例，其中短暂性精神异常8例，颅内点状出血浅昏迷1例；二次开胸止血2例；延迟性心包填塞3例；多脏器功能衰竭2例；腹腔内出血2例（肝脏粘连带撕裂）。全组存活出院109例均获随访（术后1个月至5.4年，平均2.3年），无晚期死亡，1例马凡氏综合征行Bentall和半弓置换术后1年并发B型夹层，行内科保守治疗。

    3  讨  论

    主动脉弓部瘤手术技术较复杂，尤其是弓部夹层瘤手术。影响手术效果最关键的因素是脑保护问题［3］。目前常用的脑保护方法有三种：一是DHCA；二是DHCA和RCP；三是DHCA或中低温停循环和SCP［4］。

    DHCA是较早广泛应用于弓部动脉瘤的手术技术。该方法简单、术野无血、也无插管，而且可以探查动脉瘤腔内和施行远端开放吻合技术。但DHCA技术仅是通过降温使脑代谢降低，其本身并无脑保护作用。近期研究表明当鼻咽温10℃～13℃时，停循环的安全时限约为30 min，超过30 min，术后神经系统受损症状明显增加，超过40 min，术后死亡率将有明显升高［5］。因此，DHCA技术对于简单的弓部瘤手术，仍不失为一种有效的方法，如行半弓置换、真性动脉瘤全弓置换、或单纯弓部瘤手术等，应用该技术时应注意降温和复温的速度，尤其是降温至鼻咽温13℃～15℃时应继续降温10 min以上，以确保脑组织的降温均匀，同时要注意降温和复温期间血糖的监测，防治高血糖症。

    DHCA+RCP技术是在DHCA期间通过上腔静脉行逆行脑灌注，自90年代初Ueda等人首次成功应用于弓部瘤手术后，基本上取代了单纯DHCA技术，成为弓部动脉瘤手术最常用的方法之一［6］。其基本原理是通过上腔静脉逆行灌注，为脑组织提供一定的氧源及能量物质，又可带走脑组织的代谢产物，排除发生脑栓塞的可能性，同时可以保持脑组织在低温状态，可以有效地延长DHCA的时限［7］。根据临床报告，DHCA+RCP技术的安全时限在60min内，临床疗效要优于单纯DHCA技术。临床应用RCP技术时应十分重视：①充分游离无名静脉，以保证逆灌流量；②及时调整右颈内静脉测压零点，保证压力≤25mmHg，以防并发术后脑水肿；③同时应用硝酸甘油和硝普钠，可以明显增加逆行脑灌注流量；④在降温和复温期间应注意速度。总之，目前尽管对RCP的脑保护作用机理尚未完全阐明，但临床证实该方法确实可有效延长停循环时间，仍是目前用于弓部瘤手术常用的方法。本组118例DHCA患者中57例采用RCP的方法，最长时间为86min。术后仅1例因短暂浅昏迷而行CT检查证实有颅内点状出血，可能与RCP期间静脉压力过高有关。我们体会，如果弓部手术时间不超过70min，DHCP＋RCP仍是施行主动脉弓部手术的安全方法，与DHCA＋SCP临床效果相似。

SCP或称之为ACP是最早用于弓部瘤的手术方法。近几年随着对脑保护的深入研究，尤其是应用单侧或双侧腋动脉灌注以来，SCP有逐渐替代RCP的趋势。严重的动脉硬化性疾病，常无法作升主动脉或股动脉插管建立体外循环。而腋动脉一般无明显的动脉硬化［7］。因此，临床上常采用右腋动脉插管建立体外循环。临床实践证明腋动脉插管代替升主或股动脉插管完全可以满足体外循环的要求。由于大脑基底动脉环的存在，因此在DHCA期间阻断无名动脉的起始部，采用单侧腋动脉灌注，可以有效地保护脑组织。临床实践证实，单侧腋动脉灌注可以达到与双侧腋动脉灌注或常规的SCP灌注相同的临床效果。最近有文献报道行右侧肱动脉插管灌注用于弓部瘤手术，肱动脉插管的流量也完全符合ECC的要求。本组中有1例DHCA时间长达120min，术后神经精神系统恢复优良。由于DHCA＋SCP的脑保护的效果确实，有作者在降温至鼻咽温25℃、肛温30℃时就停循环行SCP，以明显缩短降温和复温时间

    主动脉弓部的手术方法必须依据病变的原因、性质、范围等因素来决定。我们首次采用RCP和SCP交替进行大脑保护，全组17例患者均未发生精神系统并发症，取得了良好的大脑保护效果。逆行性脑灌注在停循环后可持续进行，也可间断进行。根据手术的要求在停SCP时可以采用RCP的方法。我们的体会是要根据手术的进展程度，采用RCP和SCP交替进行大脑保护，临床效果满意，值得临床推广。

    主动脉弓部手术的死亡率为10％左右，但当有急性A型夹层施行弓部手术时，其死亡率达20％。全组早期死亡7例，死亡率为5.9％。本组手术死亡率比较低的主要原因可能与病人年龄(本组平均为41.3±15.7岁)比国外文献报道较低有关［8］。术后主要并发症是呼吸功能不全和肾功能不全。呼吸功能不全的主要原因可能与DHCA有关，也与多数病人术前长期吸烟有关。而肾功能不全除与主动脉夹层有关外，也与术前长期高血压以及DHCA有关，在术后处理方面，必须注意术前基础血压，术后血压控制在较低水平（100～120mmHg）时，对于术前有长期高血压者，往往易出现肾脏灌注不足，影响尿量及肾功能。此外本组有9例在术后出现神经精神并发症，但主要为精神异常，仅1例证实有颅内点状出血。因此，在应用DHCA和RCP时，必须严格控制右颈静脉压≤25mmHg，对于术后有精神症状者，一般应用对症治疗可痊愈，无后遗症。

    本研究结果显示根据弓部动脉瘤的解剖部位选择不同的大脑灌注方法，能够取得良好的效果；主动脉瘤手术在行DHCA时，逆行灌注方法很多，选择的标准是有利于手术操作，器官保护效果确实，操作方法简单；SCP技术更适用于复杂的弓部手术；手术范围和方式取决于病变性质和范围，术前状况和手术技术是影响手术效果的决定因素；对于主动脉弓部动脉瘤大脑保护方法采用RCP以及SCP，均能取得良好的大脑保护效果；根据病变情况和手术要求采用RCP和SCP交替进行大脑保护，临床效果满意，值得临床推广。参考文献：

【参考文献】  ［1］ Hagan PG,Nienaber CA,Isselbacher EM,et al. The international Registry of Acute Aortic Dissection(IRAD): new insights into an old disease ［J］. JAMA, 2000, 283(7):897-903.

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