论文摘要
前言随着医学科学的发展和医疗器械的改进，目前某些需要手术治疗的心脏疾患治愈率有很大的提高。但体外循环（Cardiopulmonary bypass CPB）术后的神经精神并发症仍是亟待解决的问题，尤其是重症患者，如严重瓣膜病变、主动脉瘤、复杂的小儿先心病等，术后脑功能紊乱的发病率较高。研究证明，这些症状的产生与术中脑氧供需平衡有关。低温可抑制体内所有的生化反应，降低高能磷酸盐的消耗，并能明显地降低脑代谢率。因此大多数体外循环采用低温来达到脑保护。但在进行低温CPB过程中，仍然存在不同程度的脑代谢紊乱和中枢神经系统功能受损，CPB可破坏脑氧供需平衡从而导致脑损伤。颈静脉球血氧饱和度（SjvO2）、动脉内氧含量（CaO2）、动静脉血氧含量差（AVDO2）、脑氧摄取率（CEO2）、动脉、颈静脉球血乳酸含量（LA、LV）、血糖含量（GA、GV）、动脉、颈静脉球血乳酸含量差（AVDL）是临床上反映脑氧供需平衡的主要指标。既往研究多集中于观察低温CPB对成人脑氧供需平衡的影响，对小儿的研究国内鲜见报道。本研究以15例（自愿受试者）择期行低温体外循环室间隔缺损心内修复术小儿为研究对象，观察CPB过程中，在不同的体温条件下，小儿脑氧供需平衡情况。旨在探讨温度对小儿脑氧供需平衡的影响，为临床CPB小儿心脏手术的脑保护提供实验依据。实验材料1、仪器：Hayer麻醉机（德国）；Datex全能麻醉监测仪（芬兰）；Jostra体外循环机（德国）；膜式氧合器（日本）；Bayer 865血气分析仪（美国）；微量血糖仪（美国）；722分光光度计（福建）；TGL-16C离心机（上海）；K-8D电热恒温水浴槽（上海）。2、试剂：全血乳酸测试盒（南京建成生物工程研究所）。3、药品：阿托品；哌替啶；氯胺酮；舒芬太尼；异丙酚；哌库溴铵；异氟醚。实验方法一、病例选择选择沈阳军区总医院心外科先天性室间隔缺损小儿15例（男9例，女6例），美国麻醉医师协会（American Society of Anesthesiologists，ASA）体格情况分级Ⅱ级，年龄4～9岁；体重13～24kg。术前无颈内动脉狭窄、高血压、糖尿病，肝肾功能正常。既往无神经系统疾病：如一过性脑缺血发作、脑出血、脑梗塞、脑外伤、脑肿瘤等。术前均经过患儿监护人的同意后采样。二、麻醉方法术前30分钟肌注阿托品0.01mg／kg，哌替啶1mg／kg。入室后肌注氯胺酮6mg／kg，患儿入睡后行桡动脉穿刺置管，将压力换能器连于Datex全能麻醉监测仪上直接测动脉压（MAP），同时监测心率（HR）、心电图（ECG）、脉搏氧饱和度（SpO2）、中心静脉压（CVP）、鼻咽温（NPT）。静注舒芬太尼1μg／kg、异丙酚2.5mg／kg、哌库溴铵0.1mg／kg后行气管内插管，并衔接Hayer麻醉机，潮气量10ml／kg，呼吸频率16～22次／min，吸呼比1：2，气管插管后静脉持续泵注1％异丙酚6mg／kg·h-1，直到手术结束。麻醉维持用0～1.5％异氟醚，间断静注舒芬太尼、哌库溴铵。气管插管后行右颈内静脉穿刺向上置管（遇阻力停止）至颈内静脉球部（尖端相当于外耳道位置）。三、数据分组根据手术及CPB期间不同体温时点分为8组：基础值组（T0）：CPB开始前鼻咽温36℃（常温）；第1组（T1）：降温至33℃（浅低温）；第2组（T2）：降温至30℃（中低温）；第3组（T3）：降温至26℃（深低温）；第4组（T4）：复温至30℃；第5组（T5）：复温至33℃；第6组（T6）：复温至36℃；第7组（T7）：复温至36℃1h。四、监测指标1、脑氧供需平衡：分别在T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7八个时点同时采集桡动脉和颈内静脉球部血各0.5ml行血气分析，记录颈静脉球血氧饱和度（SjvO2）。根据Fick公式计算：动脉内氧含量（CaO2）=Hba×1.36×SaO2+0.0031×PaO2静脉内氧含量（CjvO2）=Hbv×1.36×SjvO2+0.0031×PjvO2动静脉血氧含量差（AVDO2）=CaO2-CjvO2脑氧摄取率（CEO2）=（CaO2-CjvO2）／CaO22、乳酸代谢：分别在T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7八个时点同时采集桡动脉和颈内静脉球部血各0.2ml，用全血乳酸测试盒检测动脉、静脉血乳酸含量（LA、LV），并计算动脉、颈静脉球血乳酸含量差（AVDL）=LV-LA。3、血糖：用微量血糖仪测定T0、T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7八个时点动脉、静脉血糖含量（GA、GV），并计算动脉、颈静脉球血糖含量差（AVDG）=GV-GA。五、统计学处理所有数据以均数±标准差（（?）±s）表示。不同时点比较采用单因素方差分析LSD法分析。温度与SjvO2相关性使用Pearson相关分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。实验结果降温期（T1、T2、T3）与基础值T0比较，SjvO2显著升高（p＜0.05），CaO2、AVDO2、CEO2显著降低（p＜0.01），脑氧耗量明显降低。复温期（T4、T5、T6）与基础值T0比较，SjvO2显著降低（p＜0.05）；AVDO2、CEO2均显著升高（p＜0.05），脑氧耗量明显升高。复温期（T4、T5、T6）与T3比较，SjvO2显著降低（p＜0.05）；AVDO2、CEO2均显著升高（p＜0.01），脑氧耗量明显升高。在T7时点，CaO2、SjvO2、AVDO2和CEO2恢复至T0水平。与T0比较，各时点LA、LV、GA、GV进行性升高（p＜0.05）；T2、T3时点AVDL与T0比较有显著差异（p＜0.05）。各时点AVDG与T0比较差异无显著意义。在降温期温度的变化与SjvO2呈负相关（r=-0.820，p＜0.01），即随着温度的下降SjvO2逐渐升高；在复温期，温度的变化与SjvO2呈正相关（r=0.808，p＜0.01），即随着温度的升高，SjvO2逐渐升高。讨论近年来体外循环（CPB）后中枢神经系统功能障碍逐渐为人们所重视，这与术中脑氧供需平衡有关。低温是CPB中脑保护的主要措施。但低温CPB中仍然存在不同程度的脑代谢紊乱和中枢神经系统功能受损。因此在CPB中保持脑氧供需平衡和脑功能稳定，是减少术后中枢神经系统并发症的重要措施。临床上反映脑氧供需平衡的主要指标有：SjvO2、AVDO2、CEO2、LA、LV、AVDL。其中SjvO2、AVDO2和CEO2均可较准确地反映脑血流和脑氧耗的匹配关系，即脑氧供需平衡。SjvO2正常值为54～75％，当SjvO2＞75％时提示CBF超过脑氧代谢率（CMRO2），氧供超出氧需；当SjvO2＜50％时表明CBF不能满足脑氧代谢需要，可能会发生低灌注缺氧，称为脑的去饱和作用。当SjvO2＜40％可能发生脑缺氧。本研究结果显示：CPB期间的SjvO2随温度而变化，SjvO2在降温期间随温度下降而逐步升高，复温期间较降温期下降。提示降温期间低温使CBF减少，但脑氧耗减少更明显，此时脑氧供和氧耗能够维持平衡。当复温开始后SjvO2低于基础水平，此时脑氧供相对稳定而脑氧耗增加，脑代谢增强，脑氧摄取增多使脑静脉中氧含量下降，较易出现脑氧供需平衡失调。AVDO2和CEO2均不受血红蛋白浓度的影响，因此能更加准确地反映脑氧供需变化。AVDO2、CEO2增加，说明脑氧摄取增加，脑血流相对于脑氧耗不足；若AVDO2、CEO2降低，提示脑氧摄取减少，脑血流相对于脑氧耗过剩。AVDO2＞90ml／L，提示脑缺血。本研究显示，CPB开始后随着体温下降，CaO2、AVDO2和CEO2均降低，温度越低这种变化越明显。其原因是CPB降温初期进行了血液稀释，使CaO2减少。在T2、T3、T4时点脑的动脉血氧供应基本恒定时，随着体温和代谢的下降，大脑摄氧量减少，而引起AVDO2、CEO2下降。复温开始后AVDO2、CEO2较降温期升高，表明复温期机体组织需氧量剧增，可能出现氧供需平衡失调。乳酸是无氧酵解的产物，血乳酸水平是反映组织器官氧供需平衡敏感和精确的指标。低温是直接导致血浆乳酸水平上升的重要因素之一。机体在氧耗增多、氧供不足、细胞利用氧障碍及无氧代谢增多时血浆乳酸含量增多。葡萄糖是脑细胞最基本的能量来源。麻醉、外科手术导致机体发生应激反应致血糖水平升高。AVDL可反映脑乳酸净生成值。监测AVDL可以反映脑的无氧代谢和脑缺血状况，增高说明脑氧供相对脑代谢不足。本研究结果显示：AVDL在T2、T3时点与T0时相比明显减少，表明在降温期脑组织无氧代谢水平下降，术中脑组织未发生能量代谢障碍。本研究对象为先心病小儿，病种均为室间隔缺损，排除了不同病种对脑氧代谢指标的影响。结果证实体温是影响先心病手术小儿体外循环期间脑氧供需平衡的重要因素。在降温期，脑氧供充分，一般为氧供大于氧需；而在复温期较易发生脑氧供需平衡失调，提示应采取相应措施，如药物保护，防止由于脑氧供需平衡失调而引发的术后中枢神经系统并发症。结论1、体温是影响先心病手术小儿体外循环期间脑氧供需平衡的重要因素。在降温期，脑氧供充分，一般为氧供大于氧需，而在复温期较易发生脑氧供不足。2、体外循环期间，体温对SjvO2、AVDO2、CEO2和AVDL的影响与已报道的成人的相关资料基本相近。