心臟術后發生腦損傷的危險因素分析

李倩琴，王睿苓，李恩澤，鄭少憶，徐榕呤，羅治文，肖澤周

南方醫科大學南方醫院心血管外科，廣東 廣州 510515

體外循環（CPB）下手術后神經系統并發癥的發生率為2.4%，術后認知障礙（POCD）是行CPB下心臟手術患者術后常見的中樞神經系統并發癥，出現思維、記憶、認知及定向功能紊亂，影響患者早期康復，增加死亡風險[1]。美國心臟病學會和美國心臟協會將心臟術后發生的神經系統并發癥分為兩型：Ⅰ型及Ⅱ型[2]。據統計，出院時認知功能障礙的發生率高達50%～80%，出院后6月的發生率為10%～30%[3]，盡管患者在手術1年后的認知功能有所改善，認知功障礙的發生率在術后1～5年內逐漸下降，但仍高達42%[4]。關于術后認知功能障礙的發病機制及病理生理有多種說法：腦循環的微血栓形成、炎癥反應、麻醉因素、高血糖、氧化應激、體外循環的復溫速度、手術的時間、腦灌注及溫度的改變等被認為是POCD發病原因[5-8]。

心臟術后導致神經系統并發癥的確切原因仍需進一步的確定[7]。神經特異性烯醇（NSE）為糖酵解蛋白，主要儲存于神經細胞的細胞質中，在神經細胞活動開始時參與提高神經元氯離子水平[9]。有研究評價了NSE及S100b 蛋白作為監測指標，反映在老年患者全身麻醉后發生POCD的有效性，發現 S100蛋白及 NSE血濃度與POCD發生率成相關性[10]。研究表明，心臟術后血漿中S100B 蛋白及 NSE水平同時上升，二者的同時上升有助于確定POCD的發生[11-17]。目前無關于心臟手術圍手術術前術后NSE與各個器官功能、術后預后恢復情況的相關研究。本研究旨在通過分析心臟術后反應腦功能損害的指標NSE與術前、術后各個因素的相關性，從而探尋導致心臟術后發生腦損傷的相關因素。

1 資料與方法

1.1 研究對象

本研究經南方醫科大學附屬南方醫院倫理委員會批準，選擇2017年6～10月在本院心臟科行CPB下心臟手術的患者。

1.2 納入標準與排除標準

納入標準：行CPB下心臟手術；患者年齡18～75歲，左室射血分數≥35%；患者術前簡易智力狀態檢查表≥24分；患者無嚴重肝、肺、腎等疾病。排除標準：患有嚴重血液、免疫系統疾病；患有頸動脈狹窄、慢性呼吸系統疾病；伴有其他重大器官功能障礙。

1.3 方法

收集患者年齡、性別、身高、體質量、BMI、左心EF值、美國紐約心臟病學會心功能分級、體表面積、術前術后的肝腎功能及氧合指數、ICU住院時間、體外循環時間、主動脈夾閉時間、術后住院時間、呼吸機通氣時間、術后乳酸水平與術后反應神經系統損害指標NSE 24 h內的水平進行相關性分析。

1.4 統計學方法

采用SPSS 19.0軟件進行數據的統計分析。符合正態分布的計量資料以均數±標準差形式表示，非正態分布的計量資料以中位數（四分位間距）表示。分類數據報告頻數及百分比。術后腎功能正常組與腎功能不全組NSE比較采用Mann-Whitney檢驗；相關分析采用Spearman相關。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者一般情況

本研究共納入患者84例，其中男性47例、女性37例；年齡19～74歲，其中19～44歲共23例，45～70歲共60例。冠脈旁路移植術14例（15.6%），先天性心臟病矯治術11例（12.2%），瓣膜置換術63例（70.0%），主動脈夾層手術12例（13.3%），粘液瘤切除術4例（4.4%）。ICU住院時間為3.79±2.25 d，術后住院時間13.34±7.12 d。EF%為（60.66±9.59）%（表1）。

2.2 NSE 與其他因素的相關性分析

心臟術后NSE與年齡呈正相關（r=0.379，P＜0.01，表2），與ICU住院時間無相關性（P=0.271），與術后住院時間無相關性（r=0.233，P=0.062），與患者的體表面積有相關性（r=0.237，P=0.033），與CBP時間（r=0.047，P=0.687）及主動脈夾閉時間（r=0.101，P=0.361）無相關性，與乳酸無相關性（P=0.212）。術后NSE水平與術前EF%值（r=-0.390，P=0.001）、NYHA分級（r=-0.345，P=0.001）均呈負相關。

2.3 NSE 與氧合指數相關性分析

心臟術后NSE水平與插管時間（r=0.366，P=0.001）、術前氧合指數（r=0.921，P=0.011）呈正相關（表3），與術后12 h氧合指數呈負相關（r=-0.421，P＜0.01），與術后1 h氧合指數（P=0.169）及48 h氧合指數無相關性（P=0.944）。心臟術后NSE水平與24 h氧合指數的相關系數為r=-0.216（P=0.051）。

表1 患者一般情況及各個因素與NSE水平的相關性

表2 各個因素與NSE水平的相關性

2.4 NSE 與肝功能相關性分析

心臟術后NSE水平與術前谷丙轉氨酶（ALT）呈正相關（r=0.193，P=0.008，表4），與術后ALT無相關性；與術前谷草轉氨酶（AST）呈正相關（r=0.277，P=0.011），與術后1 h AST呈正相關（r=0.270，P=0.014），與術后1 d AST呈正相關（r=0.270，P=0.014），與術后第2天AST呈正相關（r=0.241，P=0.030），與術后第3天AST相關性較弱（r=0.198，P=0.075）。

表3 NSE 與氧合指數相關性分析

表4 NSE 與肝功能相關性分析

2.5 NSE 與腎功能相關性分析

心臟術后NSE與術前血肌酐水平無相關性（r=0.188，P=0.089，表5），與術后1 h血肌酐水平（r=0.188，P=0.005）、術后第1天血肌酐水平（r=0.407，P=0.001）、術后第2天血肌酐水平（r=0.370，P=0.001）及術后第3天血肌酐水平（r=0.324，P=0.003）均呈正相關。

表5 NSE 與腎功能相關性分析

根據腎功能情況重新分組，將術前即存在腎功能不全者剔除，按術后腎功能情況分為術后腎功能正常組（A組）、術后腎功能不全組（B組），術后出現急性腎功能障礙患者的NSE較腎功能正常組有顯著性上升（34.8vs26.95，P=0.005）。

3 討論

當神經系統發生過度的炎癥反應時，產生的外周血細胞因子可引起中樞神經和膠質細胞毒性，從而影響突觸連接功能，導致一系列的神經系統癥狀[18-19]。心臟手術后POCD的發生常與CPB相關的因素有關，包括栓塞、灌注不足和炎癥反應等[18]。值得注意的是，越來越多的證據表明腦血管危險因素可能在早期和晚期POCD中發揮重要作用[18]。有研究表明術前存在慢性阻塞性肺疾病及高肌酐水平是心臟術后發生神經功能損傷的危險因素[5]。此外，患者的基線認知能力與心臟術后有強烈相關性，同時術前使用硝酸酯類能顯著改善術后POCD的發生。本研究通過分析心臟術后反應腦功能損害的指標NSE與術前、術后各個因素的相關性，從而分析各個因素與腦損傷的相關性。

在呼吸系統方面，心臟術后NSE水平與插管時間、術前氧合指數均正相關，而術后1 h氧合指數及48 h氧合指數無相關性，與24 h氧合指數的相關亦不強，提示術前患者肺氧合情況與術后腦損傷的發生呈正相關，這與Ghaffary等[5]的研究相一致，而術后NSE水平與插管時間呈正相關，提示術后24 h內NSE水平可以同時作為插管時間的預測因子，但此結論需要后續納入更多的數據進行分析。

腎功能方面，與研究不同的是，心臟術后NSE與術前血肌酐水平相關性較小，與術后1 h血肌酐水平、術后前3 d血肌酐水平均呈正相關[5]。將數據按腎功能情況重新分組，將術前即存在腎功能不全者剔除，術后出現急性腎功能障礙患者的NSE較腎功能正常組有顯著性上升，均提示心臟病術后出現腎功能障礙是發生腦損傷的危險因素。因此，臨床上應在術中、術后積極防治腎功能障礙的發生。

肝功能方面，心臟術后NSE水平與術前ALT、AST呈正相關，NSE為糖酵解蛋白，因此其降解與肝儲備功能相關[9]。心臟術后NSE水平與術前ALT、AST呈正相關，提示心臟病術前存在肝功能不全亦為術后發生腦損傷的危險因素。與術后反映肝細胞損害相關性較強的指標ALT無相關性，但與術后AST有相關性，由于考慮到AST的水平受心肌細胞損害的影響較大，仍不能認為術后肝功能不全是心臟術后發生腦損傷的危險因素。

研究表明，術中參數中體外循環時間及主動脈夾閉時間對術后腦損傷的發生有不良的影響[7]，然而這些事件并不是CPB所獨有的，因為接受體外循環或非心臟手術的患者也會出現類似的認知功能障礙事件發生[7, 20]。本研究中亦提示與CBP時間及主動脈夾閉時間無相關性，提示CBP時間及主動脈夾閉時間并非是心臟術后腦損傷的危險因素，鑒于本研究為單中心研究，考慮仍需進行多中心、更多患者的研究進一步證實。有研究發現，60歲以上患者心臟術后認知障礙的發生率是年輕人的4倍[21-22]，本研究結果亦提示年齡是術后NSE升高的危險因素，術后NSE與術前EF%值、NYHA分級相關性，提示心功能不全也是術后發生腦損傷的危險因素。

術前氧合指數下降、肝功能不全、術后12 h缺氧、術后出現腎功能障礙是心臟術后發生腦損傷的危險因素，而心臟術前腎功能不全、術后肝功能不全、CBP時間及主動脈夾閉時間則不是心臟術后發生腦損傷的危險因素，心臟術后24 h內NSE水平可能可以作為插管時間的預測因子。年齡、心功能不全是發生腦損傷的危險因素。