室間隔缺損和法樂四聯(lián)癥患兒心臟手術中區(qū)域腦氧飽和度對比研究

韓丁，劉亞光，歐陽川，汪曉南，潘守東，羅毅，李稼

隨著先天性心臟病（先心病）患兒圍術期死亡率降低，臨床關注點逐漸轉移到改善患兒預后和降低并發(fā)癥，特別是神經系統(tǒng)損傷。使用近紅外光譜法等可以監(jiān)測區(qū)域腦組織氧飽和度（rScO2），對發(fā)現(xiàn)和預防腦損傷有臨床價值[1-3]。紫紺型與非紫紺先心病患兒相比，血流動力學和氧動力學有各自特點，rScO2在兩者中的基礎水平、臨床意義可能不同[4]。本研究通過使用Fore-Sight近紅外光譜儀（CASMED，Branford，CT，USA）[5]比較室間隔缺損（VSD）和法樂四聯(lián)癥（TOF）患兒雙心室矯治術前、后rScO2的變化，分析改良超濾前、后rScO2和血流動力學的變化及其相互關系。

1 資料與方法

一般資料：本項目為前瞻性研究，經北京安貞醫(yī)院倫理委員會批準，批件編號為[2017012X]。從2017-02至2017-07選擇北京安貞醫(yī)院3～36個月齡擇期行VSD和TOF根治的患兒60例。其中VSD組28例，年齡（1.5±0.8）歲，體重（10.3±2.7）kg；TOF組32例，年齡（1.2±0.9）歲，體重（9.5±2.2）kg。排除標準包括近期肺炎、心力衰竭[左心室射血分數(shù)（LVEF）＜50%]、主動脈狹窄、嚴重肺動脈高壓[平均肺動脈壓力＞50 mmHg （1mmHg=0.133kPa）]、粗大體肺側支、肺動脈閉鎖。

術中管理：入室全麻氣管插管后，持續(xù)使用Fore-Sight近紅外光譜儀實時、連續(xù)監(jiān)測右側額部rScO2。所有患兒均行橈動脈穿刺置管，以常規(guī)監(jiān)測有創(chuàng)橈動脈壓和使用MostCare （Vygon，Vytech，Padova，Italy） 監(jiān)測心率、收縮壓、舒張壓、每搏量指數(shù)、心指數(shù)、體循環(huán)阻力指數(shù)、動脈壓力升支最大斜率（dp/dt max）。麻醉維持采用哌庫溴銨0.08～0.16 mg /（kg·h），咪達唑侖 0.2～0.4 mg /（kg·h）及舒芬太尼 2～4 μg/（kg·h）。機械通氣條件為潮氣量10 ml/kg，吸入氧濃度 50%，吸入與呼出時間比1:1.5，呼吸頻率在16～25次/min。體外循環(huán)應用Jostra人工心肺機，膜式氧合器。預充液包括平衡鹽溶液、庫存懸浮紅細胞、白蛋白等。盡快建立體外循環(huán)避免長時間血壓低下，當鼻咽溫降至32℃時，阻斷升主動脈，體外循環(huán)中維持血細胞比容在 0.24～0.30，平均動脈壓在 30～50 mmHg。復溫后 VSD 組常規(guī)使用多巴胺 2～5 μg/（kg·min），TOF組多巴胺 2～5μg /（kg·min）加腎上腺素 0.02～0.05 μg/（kg·min）。脫離體外循環(huán)后均行改良超濾，體內血液從體外循環(huán)管道動脈端抽出，流經超濾器濾出液體后從腔靜脈回輸入患兒體內。流速控制在10～15 ml/（kg·min），容量不足時由儲血罐內剩余血補充，直至紅細胞比容達0.30～0.35或剩余機血用完。改良超濾后行動脈血氣分析，血紅蛋白濃度低于90 g/L的患兒給予紅細胞輸注。術畢，患兒帶氣管插管回重癥監(jiān)護病房（ICU）。

觀察指標：分別在麻醉誘導后（t0）、切開心包（t1）、體外循環(huán)全流量后 5 min（t2）、脫機前 5 min（t3）、脫機時（t4）、改良超濾結束（t5）、術畢（t6）記錄各時點 rScO2，以及 t0、t1、t4、t5、t6各時點脈搏氧飽和度（SpO2）、心率、收縮壓、舒張壓、每搏量指數(shù)、心指數(shù)、體循環(huán)阻力指數(shù)、dp/dt max。記錄體外循環(huán)時間、升主動脈阻斷時間。

統(tǒng)計學方法：采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件處理，計量資料采用均數(shù)±標準差（）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，計數(shù)資料比較采用卡方檢驗，同一組內不同時點參數(shù)比較采用配對樣本t檢驗，參數(shù)之間相關性采用Pearson相關分析。以P＜0.05認為有統(tǒng)計學意義。

2 結果

兩組患兒一般臨床資料比較（表1）：兩組患兒一般臨床資料比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表1 兩組患兒一般臨床資料比較（）

表1 兩組患兒一般臨床資料比較（）

注 ：VSD:室間隔缺損；TOF: 法樂四聯(lián)癥

項目 VSD組 (n=28) TOF組 (n=32)年齡 (歲) 1.5±0.8 1.2±0.9體重 (kg) 10.3±2.7 9.5±2.2身高 (cm) 81.6±9.1 74.9±9.4男/女 (例 ) 13/15 18/14

兩組患兒rScO2及血流動力學各時點變化（表2）：TOF組較 VSD 體外循環(huán)時間 [（103±26）min vs （50±13）min]和升主動脈阻斷時間[（66±18 ）min vs （ 27±9）min]較長，差異均有統(tǒng)計學意義（P均＜0.01）。兩組患兒t4時的rScO2與t0比較均顯著降低（均P＜0.05），并均在t4處于最低點，其中TOF組內 t4與 t3比顯著降低（P＜0.05）。TOF 組 t0～t2時點rScO2顯著低于VSD組患兒（均P＜0.05），在t0和t1時點SpO2顯著低于VSD患兒（均P＜0.01）。與t0相比，TOF組內rScO2及SpO2在t5和t6顯著增加（均P＜0.05）。兩組患兒在t5較t4時的每搏量指數(shù)、心指數(shù)、dp/dt max、rScO2均顯著增加（均P＜0.001），其中TOF組的rScO2增加比率顯著大于VSD組[（8.5±5.3）% vs （5.3±4.5）%，P＜0.05]。

表2 兩組患兒rScO2和血流動力學各時點變化（）

表2 兩組患兒rScO2和血流動力學各時點變化（）

注：VSD：室間隔缺損；TOF:法樂氏四聯(lián)癥；rScO2：區(qū)域腦組織氧飽和度；SpO2:脈搏氧飽和度；DBP：舒張壓；SBP：收縮壓；HR：心率；SVI：每搏量指數(shù)；CI：心指數(shù)；dp/dt max：動脈壓力波形升支最大斜率；SVRI：體循環(huán)阻力指數(shù)；t0：麻醉誘導后；t1：切開心包；t2：體外循環(huán)全流量后5 min；t3：脫機前5 min；t4：脫機時；t5：改良超濾結束；t6：術畢；-： t2、t3為體外循環(huán)轉機期間，在這兩個時點沒有血流動力學數(shù)據(jù)。VSD組內與t0時比較*P＜0.05 **P＜0.01；與VSD組比較△P＜0.05△△P＜0.01；與t4 時比較▲P＜0.05; 與同組t0時比較#P＜0.05 ##P＜0.01。1 mmHg=0.133 kPa

項目 例數(shù) t0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 rScO2（%）VSD組 28 77±7 80±6* 75±7 73±8 72±10* 77±9▲ 78±8 TOF組 32 72±6△ 72±8△△ 70±9△ 69±7 68±8# 77±7#▲ 75±6#SpO2（%）VSD 組 28 100±0 100±0 - - 100±1 100±0 100±0 TOF組 32 93±12△△ 92±6△△ - - 100±0 100±0# 100±0#DBP(mmHg)VSD組 28 45±5 47±9 - - 40±10* 50±8*▲ 51±7 TOF組 32 48±7 48±9 - - 43±8# 54±9##▲ 52±6 SBP(mmHg)VSD組 28 92±11 99±14* - - 84±12 106±10**▲ 107±13**TOF組 32 96±14 96±12 - - 79±11# 100±12▲ 93±9△△HR(次/min)VSD 組 28 96±11 110±21** - - 145±14** 147±18** 141±18**TOF組 32 98±15 111±17## - - 151±13## 155±14## 157±16△##SVI(mL/m2)VSD組 28 33.9±8.4 30.8±10.2 - - 15.6±5.5** 20.9±6.0**▲ 22.5±7.3**TOF組 32 33.0±8.6 27.7±8.1## - - 14.4±4.3## 18.4±5.3##▲ 16.9±5.2△△##CI[L/(min·m2)]VSD組 28 3.25±0.60 3.31±0.85 - - 2.33±0.73** 3.06±0.73▲ 3.14±0.61 TOF組 32 3.19±0.61 3.06±0.72 - - 2.24±0.60## 2.89±0.66#▲ 2.67±0.58△△##dp/dt max(mmHg/ms)VSD組 28 0.98±0.29 1.11±0.26 - - 0.99±0.30 1.26±0.24**▲ 1.29±0.22**TOF組 32 1.01±0.22 1.10±0.23 - - 0.91±0.28 1.10±0.26△▲ 1.09±0.21△△SVRI(dyn·s/cm5·m2)VSD 組 28 1 466±405 1 430±245 - - 1 991±566** 1 655±306 1 675±330*TOF組 32 1 621±511 1 686±531 - - 2 051±689# 1 942±410△# 1 939±362△##

Pearson相關分析（表3）：先心病患兒年齡和體重均與 rScO2在 t0、t1、t3、t4、t4、t5、t6均顯著正相關（P均＜0.01）；心指數(shù)增加和rScO2增加成正相關（r=0.41，P＜0.05），且兩者增加量均與年齡呈顯著負相關（r=-0.30；r=-0.34，均P＜0.05）。TOF 組內：t0和t1時點rScO2和SpO2呈顯著正相關（r=0.35，P＜0.05及r=0.64，P＜0.01）。

表3 60例患兒年齡和體重在各時間點與rScO2的Pearson相關性分析結果

3 討論

先心病患兒心臟術后神經系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率為2%～25%[6]，它可以發(fā)生在術前、術中和術后各時段，原因包括遺傳缺陷、腦缺血-缺氧、栓塞等。兒童腦缺氧不易監(jiān)測，腦電圖、頸靜脈血氧飽和度、核磁共振成像等因不具有特異性、操作不易實施、增加危險等原因在危重癥患兒圍術期中應用受到限制。Fore-sight等近紅外光譜儀可以無創(chuàng)地監(jiān)測rScO2，因操作簡便、數(shù)值客觀、可以連續(xù)監(jiān)測，被越來越多地應用于臨床伴有缺血、缺氧腦損傷的兒童和成人之中，特別是心臟手術中及術后重癥監(jiān)護[7,8]。不同近紅外光譜儀器所測rScO2絕對數(shù)值并不具有可比性，目前臨床中尚無公認的金標準儀器，但是這些儀器可以反應rScO2的變化[9,10]。

臨床研究認為rScO2絕對值低于40%，或下降大于基礎水平20%時可能提示伴有缺氧-缺血性腦損傷[11]。本研究發(fā)現(xiàn)TOF患兒矯治前與VSD患兒相比，血流動力學包括心指數(shù)、動脈血壓、體循環(huán)阻力指數(shù)、dp/dt max等無明顯差別，因心內存在右向左分流，SpO2和rScO2基礎值偏低，其腦組織可能處于缺氧狀態(tài)，并且rScO2與SpO2具有一定相關性，提示紫紺程度越重的患兒其腦缺氧程度越重。TOF患兒矯治后與VSD患兒相比，血流動力學呈現(xiàn)低排高阻傾向，但伴隨低氧血癥糾正rScO2顯著改善，且rScO2與VSD患兒無統(tǒng)計學差異。雖然rScO2術前持續(xù)偏低是否對腦神經損傷有影響尚無法得知，在考慮TOF患兒手術時機的選擇時，rScO2應當作為衡量因素之一。另外本研究發(fā)現(xiàn)在3～36個月齡患兒中年齡是影響rScO2的重要因素之一，Kurth等[12]研究了91例7歲以下先心病患兒也發(fā)現(xiàn)了兩者具有相關性（r=0.42，P＜0.0001）。其原因尚不明確，可能包括年齡較小患兒病情較重，嬰幼兒新陳代謝速率快、腦氧攝取率較高等。

很多研究表明體外循環(huán)中易發(fā)生神經損傷[13,14]，而實時、連續(xù)監(jiān)測rScO2是加強患兒腦保護的重要措施。本研究中所有患兒截止出院時未發(fā)現(xiàn)明顯腦神經損傷癥狀及體征。本研究中體外循環(huán)開始后，兩組患兒rScO2均降低，這與動脈灌注壓下降、血液稀釋紅細胞比容降低有關。這兩方面造成體外循環(huán)剛建立在沒有低溫保護時rScO2數(shù)值可能會更低。外科醫(yī)生應盡快建立全流量體外循環(huán)以增加腦氧供，同時實施降溫以降低腦氧耗。從逐漸減少輔助流量至脫離體外循環(huán)時，rScO2進一步降低，這與Hu 等[15]的研究結果一致，脫機時易發(fā)生rScO2降低。值得注意的是，已有研究[16]表明體外循環(huán)期間多種因素都可以對rScO2產生影響，本研究中體外循環(huán)醫(yī)師通過增加紅細胞比容、適當提升灌注壓、降低改良超濾流速等措施維持腦氧供以降低腦損傷發(fā)生風險，使用Fore-sight近紅外光譜儀實施監(jiān)測提供rScO2變化信息。本研究發(fā)現(xiàn)改良超濾后rScO2顯著改善，尤其TOF患兒增加更明顯，且與心指數(shù)增加呈顯著正相關，提示了心輸出量是影響腦氧飽和度的重要因素之一。脫離體外循環(huán)即刻自主循環(huán)恢復但尚不穩(wěn)定，心排血量低下導致氧輸送量不足會對rScO2產生影響。提示在臨床中脫機后體外循環(huán)醫(yī)師應與麻醉醫(yī)師溝通協(xié)作，通過擴容、調整正性肌力藥物等措施積極改善血流動力學來增加腦供血供氧，本研究中使心指數(shù)維持在2.5 L/（ min·m2）以上。本研究發(fā)現(xiàn)年齡越小的患兒改良超濾后rScO2改善越顯著，這與改良超濾改善血流動力學作用在年齡越小的患兒越明顯是相符的[17]，提示改良超濾對腦氧改善在小患兒中作用更大。改良超濾提高rScO2其它機制可能包括紅細胞比容升高、減輕細胞水腫，減少炎性介質等。本研究中雖然TOF組患兒體外循環(huán)及主動脈阻斷時間顯著長于VSD組患兒，但兩組患兒rScO2在體外循環(huán)之后并不存在顯著差異，說明rScO2與體外循環(huán)持續(xù)時間關系較弱，與Toet等[18]的研究結果一致。

本研究存在不足之處。首先，本研究樣本量較小，需擴大樣本進一步驗證研究結果，對術中腦氧數(shù)值異常的個案進行分組分析。其次，我們只監(jiān)測右側額部rScO2，而沒有采用多個探頭監(jiān)測多個腦組織區(qū)域，這主要是因術中護理要求較高難以實現(xiàn)和設備條件的限制。

綜上所述，先心病患兒在體外循環(huán)下行心臟矯治術中rScO2的基礎水平和術中不同時點變化與年齡、具體病種及其伴有的血流動力學特點有關。與VSD患兒比較，TOF患兒在雙心室矯治術前腦氧供低下，經矯治術其腦氧合明顯改善；改良超濾使兩組患兒血流動力學狀況和rScO2得到改善，而且年齡越小受益越大，其中TOF患兒改善更明顯。脫離體外循環(huán)前后易發(fā)生腦氧降低，臨床應加強機體氧供-需平衡的維護。