兔深低溫停循環(huán)高氧管理腦保護的實驗研究.pdf

1、研究背景
　　 心血管外科一些急、危、重、復雜的手術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后的改善做出巨大貢獻。
　　 深低溫停循環(huán)技術為復雜心臟病手術提供了安靜無血的環(huán)境，同時也對包括顱腦在內的全身臟器提供

2、低溫保護，這項里程碑式的技術臨床應用后，嬰幼兒復雜性先天性心臟病、累及主動脈弓部的疾病如Stanford A型主動脈夾層等復雜心血管疾病的手術治療得以安全順利的進行和發(fā)展。但同時DHCA技術對機體影響較大，術后神經精神并發(fā)癥較多。為改善療效，經雙側頸總動脈順行或經上腔靜脈逆行腦灌注等腦保護方法曾相繼被探索和應用，但前者操作復雜，后者不符合生理。經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)中最經典的腦保護措施[1-2]。雖然ASCP腦保護效果確切，但近期的研究指出在涉及主動脈弓部的手術中，院內死亡率有6-23％，永久性神經系統(tǒng)功能障礙發(fā)生率為2-6%，暫時性神經系統(tǒng)功能障礙發(fā)生率為5.6-37.9%[3]，問題仍然不容忽視。研究者們一致認為單一方法難以在此類復雜病例中取得完美的腦保護效果，尤其在Debakey

4、Ⅲ型主動脈夾層側開胸行降主動脈替換以及肺動脈血栓內膜剝脫術等(不能經右腋動脈插管)進行ASCP的患者，仍然面臨(完全DHCA)的局面。此外，少數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的方法刻不容緩。為此，很多學者進行了大量的研究，在眾多方面都取得了進展。體外循環(huán)中的給氧策略和血氣管理也是其中的一個研究熱點。
　　 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氣管理方式，會使動脈血氧分壓（arterial oxygen pressure，PaO2）有較大的波動(100-700mmHg)。在ASCP+DHCA時采用何種血氣管理方法最為恰當目前尚未有定論。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，加劇氧化應激造成器官組織氧中毒等不良反應[4]；但后來卻有研究發(fā)現(深低溫)時高氧會產生不同效

6、果。Dexter等[5]研究發(fā)現，隨著溫度的降低，氧與血紅蛋白不斷增加的親和力導致進行性氧解離障礙，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)的血氣管理有可能并不足以提供充足的溶解氧，而在深低溫停循環(huán)期間一旦腦供氧不足，很容易造成腦缺氧，繼而產生并發(fā)癥。Nollert等[7]的研究也得到了類似的結果。根據這些研究基礎，阜外醫(yī)院的楊九光等提出了“深低溫

7、期間高氧血氣管理”（簡稱“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)生以達到保護效果的方法?！吧畹蜏仄陂g高氧管理”操作簡便，而且不增

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

9、廣泛的一種腦保護方法。對涉及深低溫的體外循環(huán)給氧策略仍有爭議。本實驗旨在通過對深低溫期間高氧血氣管理對深低溫停循環(huán)兔血氣指標、腦氧飽和度、腦組織生化指標、腦損傷標志物、腦組織形態(tài)學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作用，為深低溫期間高氧管理在臨床的應用提供實驗經驗和實驗基礎。
　　 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)用隨機數字表法隨機分為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。術中取血標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；腦組織標本使用光鏡電鏡進行形態(tài)學檢查。
　　 結果：
　　 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)相關的復灌前和恢復灌注5分鐘兩個時點，SH組的PaO2、PjvO2和SjvO2均高于其余三組，差異具有統(tǒng)計學意義(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)計學意義(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