兔深低溫停循環(huán)高氧管理腦保護(hù)的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、研究背景
　　 心血管外科一些急、危、重、復(fù)雜的手術(shù)常需在深低溫停循環(huán)（deep hypothermic circulatory arrest，DHCA）下完成，但其重要臟器（尤其中樞神經(jīng)系統(tǒng)）并發(fā)癥及死亡率在總體心血管外科死亡及其它不良預(yù)后病例中占很大比例。因此，提高此類患者的療效，將對心血管外科總體預(yù)后的改善做出巨大貢獻(xiàn)。
　　 深低溫停循環(huán)技術(shù)為復(fù)雜心臟病手術(shù)提供了安靜無血的環(huán)境，同時也對包括顱腦在內(nèi)的全身臟器提供

2、低溫保護(hù)，這項(xiàng)里程碑式的技術(shù)臨床應(yīng)用后，嬰幼兒復(fù)雜性先天性心臟病、累及主動脈弓部的疾病如Stanford A型主動脈夾層等復(fù)雜心血管疾病的手術(shù)治療得以安全順利的進(jìn)行和發(fā)展。但同時DHCA技術(shù)對機(jī)體影響較大，術(shù)后神經(jīng)精神并發(fā)癥較多。為改善療效，經(jīng)雙側(cè)頸總動脈順行或經(jīng)上腔靜脈逆行腦灌注等腦保護(hù)方法曾相繼被探索和應(yīng)用，但前者操作復(fù)雜，后者不符合生理。經(jīng)右腋動脈順行選擇性腦灌注(antegrade selectlve cerebral perf

3、usion，ASCP)操作簡單、符合生理，有效地降低了患者神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生率，近年來，已發(fā)展成為深低溫停循環(huán)中最經(jīng)典的腦保護(hù)措施[1-2]。雖然ASCP腦保護(hù)效果確切，但近期的研究指出在涉及主動脈弓部的手術(shù)中，院內(nèi)死亡率有6-23％，永久性神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙發(fā)生率為2-6%，暫時性神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙發(fā)生率為5.6-37.9%[3]，問題仍然不容忽視。研究者們一致認(rèn)為單一方法難以在此類復(fù)雜病例中取得完美的腦保護(hù)效果，尤其在Debakey

4、Ⅲ型主動脈夾層側(cè)開胸行降主動脈替換以及肺動脈血栓內(nèi)膜剝脫術(shù)等(不能經(jīng)右腋動脈插管)進(jìn)行ASCP的患者，仍然面臨(完全DHCA)的局面。此外，少數(shù)Willis環(huán)不完整和/或腦血管病變的患者還可能被暴露于單側(cè)腦灌注的潛在危險中。因此尋找新的，特別是在完全DHCA期間仍然能夠提供腦保護(hù)的方法刻不容緩。為此，很多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究，在眾多方面都取得了進(jìn)展。體外循環(huán)中的給氧策略和血?dú)夤芾硪彩瞧渲械囊粋€研究熱點(diǎn)。
　　 正常人動脈血氧分壓

5、約為70-100mmHg，在體外循環(huán)中采用不同的給氧策略和血?dú)夤芾矸绞?，會使動脈血氧分壓（arterial oxygen pressure，PaO2）有較大的波動(100-700mmHg)。在ASCP+DHCA時采用何種血?dú)夤芾矸椒ㄗ顬榍‘?dāng)目前尚未有定論。有研究表明，在(常溫或淺低溫)時PaO2過高可能引起腦血管痙攣、骨骼肌微循環(huán)障礙和肺損傷，加劇氧化應(yīng)激造成器官組織氧中毒等不良反應(yīng)[4]；但后來卻有研究發(fā)現(xiàn)(深低溫)時高氧會產(chǎn)生不同效

6、果。Dexter等[5]研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的降低，氧與血紅蛋白不斷增加的親和力導(dǎo)致進(jìn)行性氧解離障礙，這種解離障礙在270C還很微弱，但到了170C則變得很大。所以在深低溫時腦組織主要利用溶解氧，而非血紅蛋白攜氧[6]。常規(guī)體外循環(huán)的血?dú)夤芾碛锌赡懿⒉蛔阋蕴峁┏渥愕娜芙庋酰谏畹蜏赝Ｑh(huán)期間一旦腦供氧不足，很容易造成腦缺氧，繼而產(chǎn)生并發(fā)癥。Nollert等[7]的研究也得到了類似的結(jié)果。根據(jù)這些研究基礎(chǔ)，阜外醫(yī)院的楊九光等提出了“深低溫

7、期間高氧血?dú)夤芾怼保ê喎Q“高氧管理”）的具體方法：即指在深低溫停循環(huán)或深低溫低、微流量手術(shù)中，(常溫、淺、中低溫)體外循環(huán)期間注意避免高氧(維持PaO2在100-200mmHg)；而在(深低溫)時提高FiO2至60-100%，使PaO2達(dá)到300-700mmHg，從而提高深低溫期間溶解氧的供給，增加腦氧儲備，并在復(fù)溫早期迅速有效地償還氧債，減少/避免腦及其它器官缺氧并發(fā)癥發(fā)生以達(dá)到保護(hù)效果的方法?！吧畹蜏仄陂g高氧管理”操作簡便，而且不增

8、加患者治療費(fèi)用和外科醫(yī)師的操作，其腦保護(hù)效如被成功驗(yàn)證而得以在臨床推廣，則有可能降患者低神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生率，對心血管外科總體預(yù)后的改善做出貢獻(xiàn)。
　　 目的：
　　 眾多腦保護(hù)措施應(yīng)用于涉及主動脈弓部、嬰幼兒復(fù)雜性先天性心臟病及其它復(fù)雜心臟手術(shù)中，以期降低接受這些復(fù)雜手術(shù)患者術(shù)后的死亡率和神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生率，期望患者獲得較好的預(yù)后。順行選擇性腦灌注聯(lián)合深低溫停循環(huán)是目前在涉及主動脈弓部及其它復(fù)雜心臟手術(shù)中應(yīng)用最為

9、廣泛的一種腦保護(hù)方法。對涉及深低溫的體外循環(huán)給氧策略仍有爭議。本實(shí)驗(yàn)旨在通過對深低溫期間高氧血?dú)夤芾韺ι畹蜏赝Ｑh(huán)兔血?dú)庵笜?biāo)、腦氧飽和度、腦組織生化指標(biāo)、腦損傷標(biāo)志物、腦組織形態(tài)學(xué)及腦組織含水量等的研究，探討深低溫期間高氧管理的腦保護(hù)作用，為深低溫期間高氧管理在臨床的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 方法：
　　 建立兔深低溫停循環(huán)(DHCA)+順行選擇性腦灌注(ASCP)動物模型，將32只11-13周齡雄性新西蘭兔(

10、體重2.6-3.4kg)用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為4組：DHCA組（D組），ASCP組（S組），DHCA+高氧管理組（DH組）,ASCP+高氧管理組（SH組），每組8只。術(shù)中取血標(biāo)本檢測動脈血氧分壓(PaO2)、動脈血氧飽和度（arterial oxygen saturation，SaO2）、頸靜脈球血氧分壓(jugular venous oxygen pressure，PjvO2)、頸靜脈球血氧飽和度(jugular venous oxy

11、gen saturation，SjvO2)和血乳酸含量(lacticacid，Lac)，連續(xù)監(jiān)測兔腦氧飽和度值；術(shù)后檢測腦組織超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量、糖原含量，乳酸含量，血中神經(jīng)元特異性烯醇化酶和s100B蛋白含量及腦組織含水量；腦組織標(biāo)本使用光鏡電鏡進(jìn)行形態(tài)學(xué)檢查。
　　 結(jié)果：
　　 停循環(huán)前SH組和DH組的PaO2

12、、PjvO2、SjvO2均高于其它兩組，與停循環(huán)相關(guān)的復(fù)灌前和恢復(fù)灌注5分鐘兩個時點(diǎn)，SH組的PaO2、PjvO2和SjvO2均高于其余三組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。SH組在整個停循環(huán)過程中與其余三組相比有較高的腦氧飽和度值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p＜0.05)。SH組有較高的腦組織超氧化物歧化酶活性，較低的MDA含量和乳酸含量，SH組有較低的s100B蛋白和神經(jīng)元特異性烯醇化酶水平，SH組有較低的腦組織含水量。與其余三組相比