體外循環術后并發腦梗死的危險因素分析

李傳文,孫慶燕,李平萍,李憲卿,甘延清,費中化

(濟寧醫學院附屬醫院 1.體外循環科;2.心臟監護病房，山東 濟寧272029)

體外循環(cardiopulmonary bypass,CPB) 作為一種重要人工生命支持技術，已成為心臟外科手術不可或缺的一部分。CPB為非生理性循環，手術中患者的主要臟器如腦、肝、腎等重要臟器容易遭到不可逆的損害，腦部組織具有高代謝、低能量儲備的特點，對缺血缺氧耐受較差，CPB過程中低流量灌注、低溫、微栓、炎癥因子、氧自由基等極易引發腦損傷，嚴重者導致腦梗死。腦梗死是體外循環心臟手術后最主要的神經系統并發癥，發生率約為1%-5%。體外循環是造成術后腦梗塞的重要因素，腦梗死延長了病人住院時間，增加了醫療費用，嚴重影響了病人的生活質量。如何預防及降低CPB后腦損傷仍是臨床亟待解決的課題。本研究回顧性分析本院2018年1月-2019年12月1670例擇期行CPB心臟手術后發生腦梗死患者資料，探討其危險因素，旨在能及早對中樞神經系統損傷進行干預和治療，以提高外科治療效果。

1 資料與方法

1.1 臨床資料1670例患者中有28例發生腦梗死(腦梗組)，從1642例非腦梗患者中隨機選擇28例為對照組(其中腦梗組冠狀動脈搭橋術13例，搭橋+二尖瓣置換術2例，搭橋+主動脈瓣置換術1例，二尖瓣置換術4例，Bentall術2例，部分性心內膜墊缺損矯治術1例，主動脈夾層5例。非腦梗組冠狀動脈搭橋術22例，主動脈夾層1例，二尖瓣置換術4例，雙瓣置換1例)，入選患者術前均無精神疾病史，無肝腎功能不全，患者兩組一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)見表1。腦梗死的診斷參照中華醫學會全國第四屆腦血管病學術會議修訂的《各類腦血管病診斷要點》，并經頭部CT或MRI證實。

1.2 研究方法所有患者均采用氣管內插管靜脈復合麻醉，給予鎮靜、肌松，術中給予維持。所有患者均采用氣管內插管靜脈復合麻醉，給予鎮靜、肌松，術中給予維持。常規正中開胸，在淺低溫體外循環下行先心病矯治術、瓣膜置換術、冠狀動脈搭橋術、夾層在深低溫停循環+選擇性腦灌注下行升主+全弓+支架象鼻術等。所有患者均采用進口膜式氧合器。采用中度血液稀釋，轉中維持Hct20-25%，SVO2>70%,維持灌注壓50-70 mmHg。及時復查血氣，維持內環境穩定。術后患者常規接呼吸機輔助呼吸，持續監測血流動力學指標，維持血流動力學正平穩。術后患者常規接呼吸機輔助呼吸，持續監測血流動力學指標，維持血流動力學正平穩。由護理人員每小時對患者的肌力、意識和神經系統進行評估并記錄。如出現異常及時通知醫生進行再評估，并有醫生決定是否進行CT或MRI檢查。收集各種術前及術中的變量如下：性別、年齡、體重、身高、術前Hb、EF值、Bun、Cr、既往腦梗塞病史、轉機時間、主動脈阻斷時間、心臟自動復跳率、、超濾量、轉中Hct、轉中最低MAP、轉中最高MAP、術后引流量、氣管插管帶管時間、Icu住院天數等。

2 結果

擇期行CPB心臟術后1670例患者中，28例術后出現腦梗死(1.67%)，3例患者未醒自動出院，其他患者經過脫水、營養腦神經、擴血管、高壓氧及康復治療預后較好。

2.1 兩組患者的術前情況比較術前一般資料顯示，腦梗組術前合并腦梗死的比率高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

表1 兩組患者臨床資料比較

2.2 單因素分析結果對兩組進行單因素顯著性分析，CPB轉機時間(P=0.024)、阻斷時間(P=0.028)、轉中最低平均動脈壓(P=0.011)、最低溫度(P=0.028)、血糖峰值(P=0.005)、乳酸峰值(P=0.014)、術后引流量(P=0.037)為術后發生腦梗死的危險因素，腦梗組患者術后氣管插管帶管時間及監護室的時間(3例未醒未統計在內)均長于對照組(P<0.05)，見表2。

表2 兩組患者術中術后臨床資料比較

2.3 多因素分析結果轉機時間、阻斷時間為術后新發腦梗死的獨立危險因素，其中阻斷時間OR值<1、轉機時間OR值>1，提示轉機時間為影響術后腦梗發生的獨立危險因素，而阻斷時間是減少術后發生腦梗的保護因素，見表3。

表3 多因素Logistic回歸分析結果

3 討論

近年來，由于CPB理論研究、設備及材料更新技術不斷發展,CPB非生理性灌注所導致的臟器損傷已大為降低。然而,腦損傷仍是CPB下心臟手術后的主要并發癥之一。其后果從輕微的無臨床癥狀到嚴重的腦卒中。研究表明心臟手術后有癥狀的腦卒中的發生率約為1%-2%，加權磁共振成像檢測到無癥狀的腦卒中的發生率可高達50%[1-2]，3%-6%的患者出現局灶性神經損傷，大多數手術后6個月得到良好的恢復，仍有1%-3%患者遺留永久性神經系統后遺癥[3]。因此，對體外循環術后并發腦梗塞的危險因素分析是很有必要的。

近年來研究表明CPB后發生腦損傷的原因是多因素共同作用的結果。本研究表明，腦梗死組的CPB時間及阻斷時間明顯延長，多因素Logistic回歸分析顯示CPB時間構成腦梗死的獨立危險因素。另有研究表明，CPB時間每延長1 h,進入腦循環微栓子量就會增加90.5%[4],病情嚴重、手術操作復雜，同時術中需要更低的溫度使降復溫時間延長，一方面導致CPB時間和阻斷時間明顯延長[5]，加重血細胞及凝血因子的破壞，導致術中止血困難及術后引流量的增多；另一方面導致術后氣管插管時間延長，二級監護室的住院時間延長。CPB術后腦梗死的主要機制是腦組織低灌注和腦血管栓塞。CPB心臟術中栓子來源眾多，升主動脈與主動脈弓的明顯粥樣硬化，主動脈插管可造成局部斑塊脫落,CPB過程中滾壓泵對人工泵管的擠壓產生異物微栓，這些都是導致栓塞性腦血管損傷的重要原因，同時開放升主動脈開放后心腔內氣泡均可形成氣栓，CPB復溫時水溫與血溫溫差超過10℃也是氣栓產生常見原因之一,這些氣體栓子堵塞小動脈及毛細血管造成腦水腫[6]。因此應用動脈微栓濾器、改良主動脈插管、術中應用食道超聲探測主動脈近端粥樣斑塊以選擇最佳的插管部位、術中動態監測顱內微栓子的變化，減少術中腦損傷發生[7]。應用離心泵進行重癥患者的CPB轉流，理論上能夠減少由于滾壓泵對人工泵管擠壓可能產生的異物微栓及血液的破壞。目前我們正在嘗試應用離心泵用于重癥及夾層患者的CPB轉流，以期待減少異物栓塞及血液的破壞。

本研究顯示腦梗死組轉中最低平均動脈壓低于對照組。正常情況下，腦血管具有自主調節功能，當平均動脈壓(MAP)維持60-140 mmHg時，腦血流量保持恒定，CPB期間灌注壓力及灌注流量不足，MAP低于60 mmHg，腦灌注壓減少，腦血管自主調節功能可能失去作用。目前有關CPB期間最佳血壓和腦保護灌注流量的證據仍存在爭議[8]。有研究認為CPB期間的MAP約為50 mmHg，足以確保足夠的組織灌注，而另有專家則建議提倡更高的平均壓力(70-80 mmHg)。腦梗死后梗死灶及周圍組織的自主調節功能喪失，此時組織灌注壓取決于血壓。研究表明適當增加灌注壓會減少術后認知功能障礙發生[9]，但過高灌注壓容易引起腦微血管的破裂出血，造成腦損傷，有研究表明高目標的平均動脈壓并不能減少圍術期腦梗塞的發生率[10]。因此把握好灌注壓和灌注流量，維持有效的腦灌注壓，可能有助于減少腦缺血缺氧的發生。

低溫可以降低機體及腦組織代謝率，減少氧耗,增加腦組織對缺血缺氧的耐受。但低溫環境也可使腦血管自主調節功能發生改變,引起腦血管痙攣,導致一部分腦組織缺血、缺氧改變,而另一部分出現“奢侈性灌注”和灌注壓過高或不穩定等引起腦損傷。本研究提示腦梗組患者轉中溫度低于對照組，可能與腦梗組夾層手術較多，溫度低，降溫復溫不均勻有關。腦梗死后相應供血區的腦組織會出現缺血缺氧，腦細胞代謝失衡。溫度管理指南指出0.2-0.5 c/min速度可平衡復溫速度與延長CPB時間之間的不利影響[11]。復溫時提高流量，維持Svo2>70%，當Svo2<60%時，提高流量或減慢復溫的速度，防止溫差過大，產生微氣栓，導致中樞神經系統并發癥的發生。

機體內環境紊亂的原因可能是手術創傷及CPB本身和它所導致的炎性反應、內分泌變化、低溫、人工材料及心臟停跳液的應用所導致的應激反應增加[5]，內源性血糖生成增加，同時手術的損傷加重糖代謝紊亂，出現胰島素抵抗，糖的利用障礙，導致應激性高血糖。有研究顯示應激性高血糖加重腦損傷[12]。體外循環非搏動灌注以及組織灌注的不足均可導致乳酸生成增加以及丙酮酸代謝障礙導致乳酸清除障礙都可引起乳酸水平的增高[13]。本研究中腦梗死組血糖高于非腦梗死組2.4 mmol/L，乳酸高于非腦梗死組2.1 mmol/L。CPB高血糖加重乳酸堆積，乳酸通過異生生成糖間接引起血糖升高，二者共同作用，進一步引起腦損傷。因此CPB轉流中給予合適的流量，維持靜脈血氧飽和度正常水平，及時復查血氣，平衡乳酸代謝，監測血糖，血糖升高及時少量給與胰島素治療。

綜上所述，選擇合適的手術方式，加強手術操作以縮短CPB和阻斷時間，維持合適的灌注流量和壓力，控制好溫度，維持穩定的內環境是預防CPB腦梗死的重要措施。