深低温停循环选择性脑灌注在小体重婴幼儿一期主动脉弓重建中的应用

　　作者：刘瑞芳,缪娜,邢家林,倪虹,杨璟　　作者单位：首都医科大学附属北京安贞医院体外循环科，北京

　　【摘要】 目的 总结深低温停循环(deep hypothermia circulatory arrest,DHCA)结合选择性脑灌注(selective cerebral perfusion,SCP)技术在小体重婴幼儿一期主动脉弓重建过程中的脑保护效果。方法 回顾分析北京安贞医院小儿心脏外科于2007年1月至2008年7月间完成的15例8 kg以下行一期主动脉弓重建患儿的临床资料。患儿月龄1.2～21(6.1±5.2)个月，体重4～8(5.9±1.4)kg。全部病例温度均逐级降温至鼻咽温度18℃～20℃，直肠温度降至19℃～22℃，在主动脉弓重建过程中使用DHCA，通过无名动脉进行SCP(25～30 ml/kg)的体外循环(extracorporeal circulation,ECC)管理方法。心肌保护均采用一次性低温康斯特器官保护液(HTK液)。ECC前采用洗血球机(cell saver)处理库血以及ECC中应用常规超滤(conventional ultrafiltration,CUF)结合改良超滤(modified ultrafiltration,MUF)的方法。结果 全组均无与ECC相关的神经系统并发症。死亡2例，1例于术后9天死于严重肺部感染，另1例于术后16 d死于严重左心功能衰竭。ECC时间116～591(231.5±127.4) min，主动脉阻断时间25～258(103.5±77.0) min，SCP时间20～80(32.6±18.4) min，自动复跳率100%。患儿术后常规镇静，清醒时间1～8(4.2±2.0) d，ICU气管插管时间20～321(177.2±76.8) h，ICU停留时间92～544(237.2±136.6) h。结论 对小体重婴幼儿行一期主动脉弓重建术中，使用DHCA结合SCP等综合保护策略有助于重要器官的保护，尤其减少术后神经系统并发症发生率。

　　【关键词】 深低温停循环;脑灌注;一期主动脉弓修补;小体重婴幼儿;脑保护;体外循环

　　Application of Selective Cerebral Perfusion

　　During One Stage Repair of Aortic Arch

　　with Deep Hypothermia Circulatory Arrest in Low Weight Infants

　　LIU Rui-fang，MIAO Na,XING Jia-lin,NI Hong,YANG Jing,

　　LIU Wei,GONG Qing-cheng,JI Bing-yang

　　(Department of Cardiopulmonary Bypass,Bejing Anzhen Hospital,

　　Capital Medical University,Beijing 100029,China)

　　Abstract: OBJECTIVE To summarize the cerebral protective effect of selective cerebral perfusion(SCP) technique during one stage repair of aortic arch with deep hypothermia circulatory arrest (DHCA) in low weight infants and young children. METHODS Fifteen patients whose weight was below 8 kilogram underwent one stage repair of aortic arch with DHCA and SCP between January 2007 and July 2008. Median age at operation was 6.1±5.2 months (range 1.2-11.5 months); median weight was 5.9±1.4 kg (range 4-8 kg). Temperature of nasopharynx was decreased to 18℃-20℃, temperature of rectum was controlled at 19℃-22℃. DHCA and SCP by innominate artery were applied for repairing the aortic arch.The flow rate of regional perfusion was maintained with 25-30 ml/(kgomin).Myocardial protection was established with single-dose cold histidine-tryptophan-ketoglucotarate (HTK) solution. Before extracorporeal circulation(ECC), we processed banked blood with cell saver. During ECC, all patients underwent conventional ultrafiltration (CUF) and modified ultrafiltration (MUF) to achieve a satisfactory hematocrit. RESULTS There was no neurological complication in all patients. In this group, two infants died. One was died from serious lung infection at the 9th day after operation; the other one died with left heart failure at the 16th day after operation. Mean extracorporeal circulation time was 231.5±127.4 min, and mean aortic clamp time was 103.5±77.0 min. Mean duration of SCP was 32.6±18.4 min. The spontaneous re-beating rate was 100%. Mean intubation time in intensive care unit (ICU) was 177.2±76.8 hours; mean ICU stay was 237.2±136.6 hours. CONCLUSION Deep hypothermic circulatory arrest combined with regional cerebral perfusion is valid for the protective effect of the major organs during one stage repair of aortic arch in low weight infant and young children.

　　Key words： Deep hypothermic circulatory arrest; Selective cerebral perfusion; One stage repair of aortic arch;Infant;Cerebral protection;Extracorporeal circulation

　　随着外科体外循环(extracorporeal circulation,ECC)技术的不断发展，婴幼儿主动脉狭窄、主动脉弓中断、主动脉弓发育不良合并心内畸形采用经胸正中切口一期主动脉弓成形加心内畸形矫治术进行治疗可以减少二次手术对患儿的损伤，已经成为目前心脏外科普遍接受的方法[1]。手术过程中的体外循环管理采用全身深低温停循环(deep hypothermia circulation arrest, DHCA)结合选择性脑灌注(selection cerebral perfusion,SCP)方法，不仅给外科医生提供了清晰的术野，同时通过无名动脉在DHCA过程中进行脑灌注，减少脑缺血和缺氧的时间，在某种程度上减少神经系统的损伤，减少术后相应系统并发症的发生率[2-3]。本研究对我院2007年1月至2008年7月共15例8 kg以下主动脉弓重建患儿的ECC经验进行回顾性总结。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料 15例患儿中男10例，女5例。患儿月龄1.2～21(6.1±5.2)个月，体重4～8(5.9±1.4)kg。主动脉弓梗阻包括主动脉缩窄(CoA)以及主动脉缩窄合并主动脉弓发育不良(CoA-Hypoplastic aortic arch)12例，主动脉弓中断(IAA)3例。全组患儿有12例合并室间隔缺损(VSD)，5例合并动脉导管未闭(PDA)，2例合并大动脉转位(TGA)，2例合并Tassing-Bing和右室双出口(DORV)，1例合并部分心内膜垫缺损(PECD)。15例患儿一般情况。

　　1.2 麻醉方法 全组均采用芬太尼和异丙酚静脉和吸入复合麻醉，经鼻插气管插管。右侧颈内静脉放置双腔深静脉导管，右侧桡动脉、股动脉分别置管监测动静脉压。常规监测心电、鼻咽温、肛温、尿量。

　　1.3 ECC方法 采用Stockert Ⅲ型人工心肺机;Dideco 901 或Medos婴幼儿膜式氧合器;Jostra血液超滤器;国产宁波菲拉尔婴儿型动脉微栓过滤器和安贞专用小婴儿型和婴儿型循环管道。术中采用动脉端连续压力监测、动静脉连续血气监测(CDI 500)表1 15例患儿的术前诊断及血浆胶体渗透压监测。预充液采用勃脉力复方电解质溶液(Baxter，USA)，同时根据患儿术前血红蛋白浓度加入适量红细胞悬液、新鲜冰冻血浆及20%人血白蛋白，维持ECC中合适的红细胞比积(Hct)和血浆胶体渗透压。预充液中加入5%碳酸氢钠、甲基强的松龙(30 mg/kg)和20%甘露醇(0.5 g/kg)。IAA患儿经升主动脉及肺动脉-动脉导管-降主动脉双动脉插管，其余均采用单纯升主动脉插管。降温过程中充分游离无名静脉、升主动脉、主动脉弓和头臂动脉，鼻咽温降至32℃后阻断升主动脉，于主动脉根部灌注HTK液(40～45 ml/kg)，继续降温，待鼻咽温度降至18℃～20℃，直肠温度降至19℃～22℃时，将主动脉插管移至无名动脉内，并套带阻断，行SCP。SCP流量25～30 ml/(kg•min)。同时分别阻断左颈总动脉和左锁骨下动脉。待主动脉弓重建完成后，恢复升主动脉插管，充分排气后恢复全身ECC，缓慢复温，同时行合并畸形矫治术。全部采用α稳态血气管理方法，ECC前采用洗血球机(cell saver)处理库血以及CUF结合MUF的方法。

　　2 结 果

　　2.1 ECC时间116～591(231.5±127.4)min;主动脉阻断时间25～258(103.5±77.0)min;SCP时间20～80(32.6±18.4)min。

　　2.2 全组患儿均无与ECC相关的神经系统并发症和肾功能衰竭。死亡2例，1例于术后9 d死于严重肺部感染，另1例于术后16 d死于严重左心功能衰竭。ICU中气管插管时间20～321(177.2±76.8)h。ICU停留时间92～544(237.2±136.6)h。

　　2.3 患儿心脏均自动复跳，无恶性心律失常出现，手术当天多巴胺用量4.7～6(5.0±0.4)μg/(kg•min)，米力农用量0.47～0.6(0.5±0.1)μg/(kg•min)，其中有4例患儿使用肾上腺素0.05～0.1 μg/(kg•min)。

　　2.4 在MUF阶段超滤时间10 min，滤出液体(158.7±46.4)ml;在ECC期间CUF滤出液体(228.7±52.1)ml。ECC中Hct(0.27±0.03)，术后经过超滤Hct可达到(0.33±0.02)。

　　3 讨 论

　　随着外科手术和ECC技术的不断提高，对主动脉弓缩窄合并复杂心内畸形患者我们越来越多的采用一期矫治手术，该方法可一次性解决所有心脏畸形，立即恢复正常的心脏解剖，避免两次手术的打击，取得了较好的效果[4-5]。

　　小体重婴幼儿颈部血管较细，术野暴露困难，主动脉弓部手术往往需要阻断头臂血管，然而较长时间的深低温停循环会增加患儿中枢神经系统并发症的发生[6]。肛温维持在18℃～20℃，停循环时间20～25 min，对中枢神经系统较为安全，当停循环时间在45～60 min时，中枢神经系统的安全性受到威胁[7-8]。但目前大家对SCP流量仍有很多的争议，有报道提出对患儿SCP流量应高于50～80 ml/(kg•min)才能有效减少术后神经系统并发症的发生[9]。阜外医院使用25～30 ml/(kg•min)的流量进行SCP取得了良好的临床结果[10]。我们在DHCA过程中应用同样的SCP方法，即在鼻咽温度降至18℃～20℃，直肠温度降至19℃～22℃时，将主动脉插管移至无名动脉内，用于SCP。SCP流量25～30 ml/(kg•min)，SCP时间最长达80(32.6±18.4)min，患儿术后常规镇静，清醒时间1～8(4.2±2.0)天，ICU中气管插管时间20～321(177.2±76.8)h，ICU停留时间92～544(237.2±136.6)h。术后均未出现神经系统并发症，为外科手术后神经系统功能的恢复提供重要的保证。

　　作为脑保护另一重要的部分便是低温，降温升温的时间又是重中之重[11]。降温过快引起脑局部温度不均匀，进而加剧停循环中的脑损害。深低温期间全身组织处于缺血缺氧状态，停循环后立即过快复温，易导致脑组织复温不均匀，脑血流和代谢不均衡，进一步加重中枢神经系统损伤。因此，ECC开始就控制降温速率，避免降温过快，监测鼻咽温及直肠温的温差，降温过程控制在15 min左右，以保证脑部均匀降温。复温阶段先恢复流量采用低温血液灌注并不急于复温，待混合静脉血氧饱和度升高至85%时再复温，复温过程中水温与鼻咽温差3℃～5℃，鼻咽温与直肠温差控制在2℃以内，有利于减少术后神经系统及重要脏器并发症。

　　DHCA结合SCP行主动脉缩窄Ⅰ期矫治手术对心肌保护要求较高。我国目前的心肌保护方法仍比较落后，多数单位仍以灌注晶体停搏液为主，但大量的研究及临床结果提示对未成熟心肌血液停搏液的保护效果确实优于晶体停搏液[12]。而HTK液有其优点，对未成熟心肌有良好的保护作用，可明显减轻心肌细胞及间质水肿，单次灌注避免多次灌注所致的心肌水肿和冠脉血管内皮损伤，同时有利于手术操作，缩短心肌缺血时间[13]，所以我们采用HTK液作为心肌保护液。本组患儿均经主动脉根部HTK液(40～45 ml/kg)，持续5～6 min。患儿心脏均自动复跳，无恶性心律失常出现，手术当天升压药用量多巴胺4.7～6(5.0±0.4)μg/(kg•min)，米力农0.47～0.6(0.5±0.1)μg/(kg•min)，其中有4例患儿使用肾上腺素0.05～0.1 μg/(kg•min)。

　　术前使用cell saver或术前超滤(PBUF)处理库血可获得更加平衡、更趋于生理状态的预充液[14-15]。MUF能有效滤出ECC术后多余水分，有助于ECC后重要脏器功能的快速恢复，本组所有病例均采用CUF结合MUF的方法，维持ECC过程中Hct (0.27±0.03)，MUF后维持Hct在(0.33±0.02)。值得强调的是，在应用MUF时应注意患儿的出入量，防止为提高Hct滤出过多水分，造成细胞脱水和术后急性肾功能损伤。

　　本组患儿应尽量缩短停循环时间以避免和减轻肾脏和脊髓的损伤，同时采用深低温方法鼻咽温度降至18℃～20℃，直肠温度降至19℃～22℃，大大延长了肾脏耐受缺血时间。复温后给予速尿和甘露醇，可避免停循环后组织水肿，同时可以减少血管内晶体容量负荷。

　　ECC中进行连续动静脉血气监测，及时调整维持转中pH值、PCO2、PO2、Hct、BE及各种离子浓度。同时监测患儿ECC前、中、后期的血浆胶体渗透压，正常小儿约为16～18 mmHg，ECC中应达到10～13 mmHg。维持较为理想的胶体渗透压能有效改善组织灌注，减少术后水肿。

　　总之，在对小体重婴幼儿行一期主动脉弓重建术中，结合使用DHCA和SCP等以上综合保护策略有助于DHCA后的脑保护作用减少，术后神经系统并发症，也有助于保护其它重要脏器。

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