心臟手術后腦梗死的危險因素分析

胡文莉 侯登榜 王糧山 賈 明 來永強 侯曉彤 王 紅*

(1. 空軍特色醫學中心超聲診斷科，北京 100142; 2. 首都醫科大學附屬北京安貞醫院心外ICU，北京 100029; 3. 首都醫科大學附屬北京安貞醫院心臟外科中心，北京 100029)

我國心臟外科手術量仍逐年上升[1]，如果術后發生腦并發癥，如腦梗死、腦出血、癲癇、缺血缺氧性腦病等，將延長住院時間、增加住院費用、影響患者生活質量，甚至危及生命。既往研究[2-4]顯示，高齡、高血壓病、糖尿病、高脂血癥、手術時間延長、術中低血壓、術后心房顫動(以下簡稱房顫)等是心臟外科手術后腦并發癥的風險因素。近年來，越來越多的術者為了更準確地判斷患者術后腦并發癥的風險、提高手術效果，術前積極采用影像檢查，如頸動脈超聲甚至顱內計算機斷層血管造影協助評估風險。顯然，頸動脈超聲簡單、無創、便于臨床應用，但是，目前還不清楚何種頸動脈超聲結果有助于臨床預測。此外，找到在心外手術圍術期可以控制的影響腦并發癥的因素，積極加以干預，對提高手術效果意義重大。腦梗死是心外術后常見的腦并發癥，本研究旨在分析、探討基于頸動脈超聲參數的心臟外科手術后患者并發腦梗死的風險因素。

1 對象與方法

1.1 研究對象

以首都醫科大學附屬北京安貞醫院7A病房2020年1月-2020年12月住院手術的成人患者(≥18歲)作為研究對象，除去頸動脈超聲數據缺失的患者101例、未行氣管插管的心臟介入手術40例以及未行頭顱電子計算機斷層掃描(computed tomography, CT)檢查的術后腦并發癥(癲癇)患者1例，491例患者納入本研究。選擇其中診斷為腦梗死的患者為病例組(腦梗死組)9例，診斷為非腦梗死的患者為對照組(非腦梗死組),482例。

1.2 頸動脈超聲

采用彩色多普勒超聲診斷儀4～12 MHz線陣探頭和2～5 MHz的凸陣探頭，行雙側頸動脈彩色多普勒超聲檢查在手術前完成。先行二維超聲連續橫切掃查，再行縱切掃查。左側從主動脈弓，右側從無名動脈分叉處開始。從頸根部探測頸總動脈近心端，然后沿著血管走形向頭側移動，跨過頸動脈分叉處，分別探測頸內及頸外動脈。觀察頸總動脈及其分叉處、頸內動脈血管壁的結構。彩色多普勒顯像觀察血流充盈狀況，脈沖多普勒顯示血流頻譜。椎動脈從起始處開始掃查，自下而上觀察血管走行、管腔內膜變化和有無異常回聲，測量血流頻譜[5]。取樣線與血流方向的夾角<60°，多普勒取樣容積為管腔的1/3～1/4。

1.3 手術及術后監護

患者入手術室后常規吸氧、心電監護、麻醉、行氣管插管呼吸機/麻醉機輔助通氣、穿刺橈動脈和頸靜脈以實現監測和入液。由手術醫生按術前討論方案實施開胸心臟手術，手術完成并經過評估后逐層關閉胸腔、停止麻醉，血流動力學穩定的情況下轉回重癥監護室(intensive care unit, ICU)。

研究對象均由一組ICU醫生進行監護，保證監護治療的一致性。手術室和ICU毗鄰，患者轉運途中使用呼吸氣囊人工呼吸，入ICU后立即轉為呼吸機強制通氣、連接心電監護，ICU醫生按照各種心外手術后常規管理，給具備轉入適應證的患者開具術后醫囑，觀察生命體征、尿量、引流量和檢驗、檢查指標并依病情變化按照診治流程調整治療。

1.4 變量定義以及腦并發癥的診斷和治療

頸動脈斑塊定義為手術前超聲探及頸總動脈或頸內動脈明顯斑塊或狹窄(>50%)。術前經頸動脈支架、椎動脈支架或頸動脈內膜剝脫術消除了病變的不予計算。

術中低血壓：心外手術中平均動脈壓小于60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，持續超過15 min，不包括阻斷和開放升主動脈伴隨的短暫血壓變化。

術后低心排綜合征(簡稱術后低心排)，定義為患者心外手術返回ICU后盡管優化了容量，心臟指數仍低于<2 L·min-1·m-2， 導致血壓下降和組織低灌注[6]。

ICU醫生和護士在患者麻醉蘇醒或鎮靜停止后至少每天進行2次神經系統常規檢查，包括對口頭命令或疼痛刺激的反應、瞳孔大小和對光反射或其他腦干反射。當發現異常神經系統體征(如神志不清、抽搐、或四肢無活動等)時，在12 h內進行頭顱CT，請神經科醫生會診確定診斷(檢查陰性但無法排除腦梗的患者，依照會診意見動態復查CT，直至確診)，并根據神經科醫生的會診意見進行治療。經藥物治療、家屬參與、環境調整等可以改善的譫妄不列入腦并發癥[7]。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 患者臨床結局

491例患者中487例患者存活出院或轉院，住院存活率為99.2%。腦梗死9例，沒有腦出血并發癥，腦梗發生率為1.8%，發生時間為術后29(15～62)h。2例腦梗死患者死亡。腦梗死患者的機械通氣時間和ICU時間均長于非腦梗死患者，出院生活能力評分明顯低于非腦梗死患者差異有統計學意義(P<0.05)，詳見表1。

表1 患者住院治療時間和出院生活能力比較Tab.1 Comparison of length of treatments and activities of daily living score at discharge M(P25, P75)

2.2 不同臨床結局患者基線特征比較

腦梗死患者與非腦梗死患者相比，性別、年齡、共病比例等差異均無統計學意義(P>0.05)。雙側頸+椎動脈均有斑塊的患者比例腦梗死組明顯高于非腦梗死組，組間比較，差異有統計學意義(P<0.05)，詳見表2。

表2 不同臨床結局患者基線特征

續表2

2.3 不同臨床結局患者圍術期的相關因素比較

腦梗死患者與對照患者相比，手術類型和手術時間差異無統計學意義，腦梗死患者術中低血壓發生率高,腦梗死患者44.4%，非腦梗死患者4.1%，兩組差異有統計學意義(P<0.001)。體外膜氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)支持僅5例，腦梗死患者中ECMO支持比例高，腦梗死患者22.2%，非腦梗死患者0.6%(P=0.003)。腦梗死患者中術后新發房顫比例高于非腦梗死患者，腦梗死患者44.4%，非腦梗死患者4.8%(P=0.001，表3)。

表3 不同臨床結局患者圍術期的相關因素

2.4 腦梗死風險的多因素分析

以是否腦梗死為因變量，以EuroSCORE Ⅱ高、雙側頸+椎動脈均有斑塊、左室血栓、體表面積大、術中低血壓、ECMO輔助、術后新發房顫和術后低心排為自變量，進行多因素Logistic回歸分析。EuroSCORE Ⅱ高、雙側頸+椎動脈均有斑塊、ECMO輔助和術后新發房顫是心臟手術后腦梗死的危險因素(P<0.05)，詳見表4。

表4 Logistic回歸分析風險因素

3 討論

本研究中,491例心外手術患者在住院期間腦梗死的總發生率為1.8%，并發腦梗死患者的住院存活率約為77.8%。其次是沒有雙側頸動脈斑塊的患者無腦梗死并發癥，EuroSCORE Ⅱ高、雙側頸+椎動脈均有斑塊、ECMO輔助和術后新發房顫是心臟手術后腦梗死的獨立風險因素。臨床結局比較需要選擇全部術后腦梗死的患者和全部非腦梗死患者，在其他基線特征沒有統計學差異的前提下進行統計。

研究[4]顯示，心外術后1個月腦梗死的發生率為1.5%～5.2%，本研究發生率較低，可能與以下原因有關：(1)既往研究[4]為術后1個月時的腦梗死發生率，本研究觀察時間為住院期間，沒有計算出院到術后1個月之間發生的腦梗死。(2)既往研究[2, 4]主要依靠磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)診斷心外術后神經系統并發癥，MRI可以探查到無臨床表現的病灶，診斷腦梗死更為敏感。然而，本研究并發腦梗死患者的病死率較高，高于國外報道[3, 8]的14.9%～19.0%，原因也很可能與依靠CT檢查診斷相關，即本研究中一些輕微的神經系統缺血損傷未被發現，診斷腦梗死的患者病情均比較嚴重。

存在共病或基礎疾病的存在意味著患者病情較重或治療難度較大。本研究沒有發現高血壓病、高脂血癥、糖尿病、心肌梗死、心力衰竭、房顫、慢性阻塞性肺疾病和腦卒中史是并發腦梗死的風險因素，可能因為術前對每位擇期手術患者的血壓、血脂、心功能、肺功能、凝血功能等進行了充分的控制或調整。EuroSCORE是術前進行的一種以死亡作為評估終點的心臟手術風險評估系統，EuroSCORE Ⅱ復合了高齡、共病、炎性反應、手術復雜度等多種因素，預測死亡的效果更好[9]，本研究發現EuroSCORE Ⅱ評分增高時，術后發生腦梗死的風險也增加。所以，此類患者的手術指征與手術適應證評價更應謹慎。

既往研究[10-12]雖然分析出很多風險因素，但是缺乏頸動脈超聲的數據。雙側頸動脈斑塊意味著：①腦供血已經受限；②全身性動脈硬化的存在，比如主動脈、顱內的動脈，這些部位的斑塊有脫落栓塞、形成血栓等危險。本研究并發腦梗死的全部患者都有頸動脈斑塊的基礎病變，但是，腦組織由左右兩條頸內動脈血管和左右兩條椎動脈血管供血，分別形成頸內動脈系統和椎-基底動脈系統，頸內動脈系統和椎-基底動脈系統之間通過腦底動脈環交通。當腦底動脈環組成動脈中的一支阻塞或狹窄時，健側血液可能代償，減輕或消除血管阻塞或狹窄所引起的癥狀。所以，僅有頸動脈斑塊或僅有椎動脈斑塊不是心臟手術后腦梗死的獨立風險因素、而雙側頸動脈和椎動脈均有斑塊是心臟手術后腦梗死的獨立風險因素。頸動脈支架、椎動脈支架或頸動脈內膜剝脫術可以部分解除腦供血不足的病理基礎，目前小樣本量研究[10]提示解除病變可能有利于改善預后，但是，支架或手術選擇、干預時間選擇等問題目前還沒有達成共識，需要進一步研究。

術中低血壓嚴重影響腦灌注，甚至有研究者[4]發現體外循環(cardiopulmonary bypass, CPB)中平均動脈壓50～60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)會比平均動脈壓80～100 mmHg更容易發生腦缺血事件，這在高齡患者中尤為突出[4]。然而，本研究多因素分析沒有得出術中低血壓預測術后腦梗死的陽性結果，可能與：本研究對象年齡較小，目前術中的腦保護策略有所完善以及本研究包含了一部分心臟不停跳、非CPB的冠狀動脈手術有關。

房顫是腦梗死的獨立風險因素[11]，本研究發現術后新發房顫，而非術前房顫是風險因素，這需要在手術后及早發現、積極預防和控制。然而，術后新發房顫立即形成左房血栓并造成腦栓塞的可能性很小，是否還存在左房血栓形成-血栓脫落栓塞之外的機制需要進一步研究。本研究發現ECMO輔助是腦并發癥的風險因素，本課題組[7, 12]前期研究結果也顯示心外術后ECMO輔助患者腦梗死的發生率是8%，高于無ECMO輔助患者，腦的缺血性損害與這類患者疾病嚴重，ECMO放置前低氧、低血壓難以糾正有關。另外，ECMO動靜脈插管激活凝血系統，這既包括接觸激活，也包括內源性和外源性凝血系統以及血小板的激活，造成血栓形成和缺血事件。還有很少見的原因或誘因，如搶救中操作不當帶來的氣體栓塞、二氧化碳清除過快損害腦血管的調節能力等[12-13]。對于ECMO輔助帶來的腦并發癥，目前的認知還遠遠不足，在充分理解ECMO造成的病理生理改變的前提下，應該對有ECMO適應證的患者及早輔助，并遵循操作流程，做好細節，盡量減少腦并發癥。

本研究局限性主要是發生腦梗死的患者例數少，可能影響研究結果。另外，單中心研究的固有缺陷和本研究缺乏中長期隨訪，可能使對心外術后腦梗死的發生率、病死率的把握不準確。今后仍需更大樣本量的回顧研究或干預研究驗證結果。

總之，頸動脈超聲發現雙側頸動脈和椎動脈斑塊是心臟外科術后并發腦梗死的風險因素，有必要實施心臟術前頸動脈超聲篩查并對有風險的患者嚴格術中、術后管理。頸動脈支架、椎動脈支架或頸動脈內膜剝脫術是否有助于減少腦并發癥還需要研究。