缺血預處理在深低溫心臟手術中的效果

劉建華 蔣 偉 石 光 梁巧如 宋先榮

深低溫停循環心臟手術是心臟外科開展的救治患者生命的重要手術方法，但是在手術后病死率及并發癥發生率較高，常見高發影響患者預后的并發癥有腦神經系統損傷、急性腎衰竭和急性心肌損傷，造成這些臟器損傷的重要原因是術中長時間的缺血和缺血/再灌注損傷[1]。缺血/再灌注損傷機制復雜，涉及人體內細胞信號轉導通路異常以及多種生物分子的變化，如NO生物利用率減少、細胞內鈣超載、線粒體滲透性轉換孔開放，以及細胞炎癥、自噬、細胞凋亡等，均參與了心臟、腦、腎臟等重要臟器的缺血/再灌注損傷，并最終危及患者生命[2]。本研究應用缺血預處理方法應用在深低溫停循環心臟手術中并觀察了其對患者重要臟器功能的影響，現報道如下。

資料與方法

1.一般資料:選取2015年3月～2017年10月在筆者醫院行深低溫心臟手術治療的患者60例，均為主動脈夾層瘤患者，其中患者年齡25～61歲，平均年齡40.11±9.28歲；患者中男性35例，女性25例。納入標準：①美國麻醉醫師協會(ASA)分級為Ⅱ～Ⅲ級；②簡易智力狀態檢查(MMSE)評分>24分；③患者及家屬知情同意并簽署同意書。排除標準：①合并有神經系統疾病、肝腎功能異常、惡性腫瘤、周圍血管病變及其他器官嚴重病變者；②有家族遺傳疾病、頭顱外傷史；③頸部血管超聲發現一側頸內動脈或一側椎動脈有50%以上狹窄；④經顱多普勒檢查發現基底動脈環有中度以上狹窄，無有效側支循環者；⑤急診患者、有腦血管病史者。采用數字表法將患者隨機分為觀察組(n=32)和對照組(n=28)，兩組患者性別、年齡等一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)，詳見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.手術方法:兩組患者進入手術室后行常規檢測體溫、無創血壓、心電圖、血氧飽和度，給予患者咪達唑侖、依托咪酯、芬太尼、維庫溴銨進行麻醉誘導插管。對照組采取止血帶進行止血處理，使用血壓計袖帶在患者左下肢位置綁定30min，血壓計球囊不進行充氣。觀察組給予加壓遠隔缺血預處理，采用14cm寬的血壓計袖帶在患者左下肢綁定，將球囊進行充氣，袖帶壓力維持200mmHg(1mmHg=0.133kPa)，持續5min后阻斷左下肢血流，放氣5min，球囊再次充氣維持5min，反復上述過程3次，確保上述加壓遠隔預處理過程在麻醉誘導后和手術開始之前的時間段完成的。

全部患者均采用深低溫選擇性腦灌注技術，20～23℃停下肢循環，完成弓遠端支架置入后，恢復下肢循環后，吻合完左頸總動脈開始緩慢均勻復溫，升主動脈近端及遠端吻合完畢，開放升主動脈，后并行過程中完成余下弓部血管的處理，復溫至正常體溫后觀察患者心肺功能無明顯異常后停止體外循環。

3.觀察指標:觀察兩組術前(T0)、體外循環開始后30min(T1)、結束后2h(T2)、結束后24h(T3)和結束后48h(T4)神經元特異性烯醇化酶(NSE)、S100β蛋白、心臟指數(CI)、心肌鈣蛋白I(cTnI)的變化。同時，觀察兩組手術時間、體外循環時間、主動脈阻斷時間。采用MMSE量表評估患者術前及術后72h認知功能，該量表對患者定向力、注意力、計算能力、短期回顧等進行評估，最高分為30分，分數越高，患者認知功能越好。

結 果

1.兩組手術情況比較:觀察組和對照組手術時間、體外循環時間和主動脈阻斷時間比較，差異無統計學意義(P>0.05)，詳見表2。

表2 兩組手術情況比較

2.兩組各時間點CI、cTnI、BIS比較:觀察組和對照組T1、T2、T3和T4時CI和cTnI均較T0時升高，T1時BIS較T0時降低(P<0.05)；觀察組T2、T3和T4時cTnI明顯低于對照組(P<0.05)，詳見表3。

3.兩組各時間點NSE和S100β蛋白比較:觀察組和對照組T1、T2、T3和T4時NSE和S100β蛋白均較T0時升高(P<0.05)；觀察組T1、T2、T3和T4時NSE和S100β蛋白明顯低于對照組(P<0.05),詳見表4。

表3 兩組各時間點CI、BIS和cTnI比較

表4 兩組各時間點NSE和S100β蛋白比較

4.兩組手術前后MMSE評分比較:對照組術后MMSE評分較術前降低(P<0.05)；觀察組術后MMSE評分為28.25±1.19分，明顯高于對照組(P<0.05),詳見表5。

表5 兩組手術前后MMSE評分比較 (分)

討 論

近年來，我國人群中慢性疾病如高血壓、冠心病等發生率呈現逐年升高的趨勢，且發病呈現年輕化，長期高血壓容易誘發主動脈疾病[3]。研究發現多數主動脈疾病患者在接受手術治療是風險較大，心臟手術的特點是時間長、創傷大，因此術后并發癥發生率較高，主動脈弓疾病患者病變會累及患者頭臂干血管，對手術要求較高[4]。研究報道大部分患者術后并發腦神經系統損傷、急性腎衰竭和急性心肌損傷，造成這些臟器損傷的重要原因是術中長時間的缺血和缺血/再灌注損傷[5，6]。有研究發現在12～15℃深低溫期間，全腦缺血1h后人腦功能還可以恢復，在不同溫度下腦血管對于CO2反應性不同，腦組織在自身調節失去正常時升高血壓會造成負性腦容量增加，顱內壓力升高，增加的跨壁壓力會影響毛血管，加重腦水腫[7，8]。腦血流量增多會造成灌注過多，動靜脈出現短路開放，非毛細血管組織攝取氧概率下降，導致腦組織在高氧飽和度狀態處于缺血異常狀況，在復溫后出現嚴重的腦組織損傷[9，10]。因此，探索更加合理的臟器保護措施，減輕重要臟器在深低溫手術中的損傷，成為目前研究的重點內容。

近年來,隨著醫療技術的發展遠隔缺血預處理的方法在臨床應用成熟，大量實驗證實了遠隔缺血預處理能能夠減輕臟器缺血/再灌注損傷[11]。早在2006年有研究報道首次使用遠隔缺血預處理應用在先心病患者的心臟手術前使用4個周期每次5min缺血處理下肢，該方法起到了減輕心肌受損并減少血管活性藥物用量的作用[12～14]。遠隔缺血預處理是激發機體內在的對抗缺血/再灌注損傷的保護機制的一種措施，屬于較新的保護靶器官的方法，由一種遠端器官的短暫的非致命性的缺血刺激引發的全身性或局部的對持續性缺血/再灌注損傷耐受力的提高[15，16]。同時可以通過多種神經、體液途徑激發機體內在的神經信號轉導通路，從而對缺血/再灌注的重要組織及器官產生保護作用。有研究顯示，遠隔缺血預處理能減輕血管內皮損傷、中性粒細胞激活和血小板聚集，改善毛細血管床血流量、增加紅細胞流速和減少內皮白細胞的黏附，與自身缺血預適應不存在差別，而且效應延續到再灌注后[17，18]。

本研究對心肌指標和神經系統指標進行了分析，其中cTnI屬于心肌損傷釋放產物，在診斷心肌梗死時特異性和敏感度均較高，心肌發生損傷時胞質中游離cTnI會快速進入血液循環。本研究顯示，觀察組和對照組T1、T2、T3、T4時cTnI與T0時比較升高；觀察組T2、T3和T4時cTnI明顯低于對照組，說明采取缺血預處理可以減少患者生命體征波動，維持患者機能狀態穩定，減輕心肌細胞的損害。NSE則是一種糖交結酶，由神經元和神經內分泌細胞分泌，當機體出現神經元損傷后會釋放如腦脊液進入血循環異常升高；S100β則具有高度神經元特異性，存在腦組織中，屬于腦特異性蛋白，因此可以用于心臟圍術期神經系統損傷的監測[19]。本研究顯示，觀察組和對照組T1、T2、T3和T4時NSE和S100β蛋白均較T0時升高；觀察組T1、T2、T3和T4時NSE和S100β蛋白明顯低于對照組，說明采取缺血預處理可以減少對患者腦部損傷，起到了保護作用。此外，觀察組和對照組手術時間、體外循環時間和主動脈阻斷時間比較差異無統計學意義，說明采用缺血預處理對于手術本身不會產生影響。對照組術后MMSE評分較術前降低；觀察組術后MMSE評分為28.25±1.19分，明顯高于對照組，說明采取缺血預處理可以改善手術患者認知功能。

本研究的優勢在于證實了采取遠隔缺血預處理方案在深低溫手術中可以有效地保護重要器官的功能，減少患者術后各系統并發癥的發生，降低手術病死率。該方案簡單易行，不會增加額外的手術風險和費用，將成為新的有效的臟器保護方案，并節約大量的經濟花費和社會資源。但是本研究屬于回顧性分析，納入患者數量有限，未能開展隨機試驗，因此還有待于進一步開展多中心、大樣本量、隨機試驗分析來證實。