选择性脑灌注在小儿主动脉弓手术中的应用

【摘要】目的探讨选择性脑灌注（SCP）技术在小儿主动脉弓手术中的应用。方法2007年4月至2008年5月，上海儿童医学中心在小儿主动脉弓手术中应用SCP技术32例，年龄8天～103月（13.6±24.8月），体重2.7～22Kg（6.6±4.3Kg），其中主动脉缩窄伴心内畸形22例，主动脉弓中断伴心内畸形10例。采用弹簧动脉插管，在升主动脉靠近无名动脉根部处插管，转流降温至肛温18～20°C，然后将动脉灌注管向上延伸插入无名动脉内进行SCP。结果SCP时间为17～121分钟（41.6±20.5分钟）,流量维持在15～60/kg/min（30.7±7.9ml/kg/min）。术后死亡4例，均无脑损伤证据，死亡原因为低心排或心律失常。存活28例临床均无明显神经系统并发症，术后15例患儿脑电图检测均无异常，5例新生儿头颅B超未发现异常，4例患儿出院前脑MRI未见异常。结论SCP是小儿主动脉弓手术中一种简单可行和安全有效的脑保护方法。【关键词】选择性脑灌注;主动脉弓；脑保护；先天性心脏病ApplicationofselectivecerebralperfusioninpediatricaorticarchreconstructionprocedureZHUZhongqun,XUZhiwei,ZhangWei,ZhuDeming，SuZhaokang.DepartmentofCardiothoracicSurgery,ShanghaiChildren’sMedicalCenter,MedicalcollegeofShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200127,China【Abstract】ObiectiveToreportprimaryapplicationofselectivecerebralperfusiontechniqueinpediatricaorticarchreconstructionprocedure.MethodsBetweenApril2007toMay2008,32children,agedfrom8daysto103months（13.6±24.8months）andweighingfrom2.7kgsto22kgs（6.6±4.3Kg）,underwentaorticarchreconstructionwithselectivecerebralperfusioninaorticcoarctationwithintracardiacanomalies（n=22）andinterruptedaorticarchwithintracardiacanomalies（n=10）inShanghaiChildrenMedical’sCenter.Thearterialcannulationisachievedbyplacingaflexiblewirewoundcannulaontheascendingaorta,closetothebaseoftheinnominateartery.Aftersystemiccoolingtoabout18～20°C,thecannulaisadvancedintotheinnominateartery,Theaorticarchisthenreconstructed,whilemaintainingcontinuousantegraderegionalcerebralperfusionintotheinnominateartery.ResultsThetimeofSCPwasfrom17to121minutes（41.6±20.5minutes）,perfusionbloodflowwasfrom15to60/kg/min（30.7±7.9ml/kg/min）.Therewere4earlydeaths.Thecausesofdeathwerelowcardiacoutputsyndromandarrhythmia,andnoevidencesofbraindamagesobserved.Noobviousneurologiccomplicationswereobservedin28survivlsEEG,2DechoandMRIwasperformedin15cases,5neonatesand4casesrespectively,theresultsofEEG,2DechoandMRIarenormal.Conculsionsselectivecerebralperfusionisasimple,feasible,safe,andeffectivetechniqueinpediatricaorticarchreconstructionprocedure.【Keywords】Selectivecerebralperfusion;aorticarch;cerebralprotection;congenitalheartdefect以往小儿主动脉弓手术往往在深低温停循环（DHCA）下进行。由于DHCA手术后近、远期部分患儿依旧出现神经系统并发症，近年人们采用选择性脑灌注（SCP）技术以减少或避免停循环所造成的脑损伤[1，2]。2007年4月～2008年5月，上海儿童医学中心在32例小儿主动脉弓手术中，采用SCP技术来防止脑缺血损伤。现将我院这种SCP技术的灌注方法和临床结果报道如下。资料与方法一、一般资料2007年4月～2008年5月，上海儿童医学中心对34例各类先天性心脏病合并主动脉弓病变的患儿，在进行主动脉弓重建手术时采用SCP技术。其中男21例，女11例，年龄8天～103月（13.6±24.8月），体重2.7～22Kg（6.6±4.3Kg）。主动脉缩窄（CoA）伴心内畸形22例，其中伴室间隔缺损17例（合并二尖瓣瓣上环1例）、房间隔缺损2例以及完全性房室隔缺损、完全性大动脉错位和Taussig-Bing畸形各1例；主动脉弓中断（IAA）伴心内畸形10例，所有患儿均伴室间隔缺损，其中合并主肺动脉窗2例，合并第5弓残存和重度三尖瓣反流各1例。除了进行心内、外畸形纠正手术外，所有患儿都在SCP下进行主动脉弓重建手术，其中端端吻合术5例，端侧吻合术4例，延伸的端端吻合术6例，主动脉弓近端后壁与降主动脉远端端侧吻合、前壁采用自身肺动脉片（2例）或自身心包补片（14例）扩大修补共16例。二、SCP灌注方法1.体外循环插管在升主动脉靠近无名动脉根部处进行主动脉插管，根据患儿体重和无名动脉的粗细选择口径在8F～12F主动脉弹簧插管进行动脉灌注。对于IAA患儿则还需在肺动脉靠近动脉导管处再插一根动脉插管，其中有1例IAA患儿因PDA小而选择下肢股动脉插管进行下半身灌注，这样有利于下半身灌注降温。上、下腔静脉分别插入引流管。2.SCP灌注方法体外循环转流降温，降温过程采用PH稳态血气管理方式。待肛温降至18～20℃左右，阻断肺动脉或股动脉插管的动脉灌注，降低动脉灌注流量或短暂停循环，此时将升主动脉插管顺延着无名动脉方向插入1～1.5cm，并用控制带收紧固定插管，随后对无名动脉进行灌注。根据右侧桡动脉压力调整灌注流量，桡动脉压力保持25～40mmHg。结果SCP时间为17～121分钟（41.6±20.5分钟）,流量维持在15～60/kg/min（30.7±7.9ml/kg/min）。术后死亡4例，其中2例主动脉缩窄合并室间隔缺损术前即心功能不全和呼吸衰竭，术后出现低心排，后分别并发肾衰竭和严重感染、家属均放弃治疗死亡，1例主动脉弓中断合并主肺动脉窗术后不能脱离体外循环死亡，1例主动脉弓中断合并第5弓残存术前也存在心功能不全和呼吸衰竭，术后呼吸机撤离后3小时突然室颤死亡。所有死亡病例均无脑损伤证据。存活28例临床均无明显神经系统并发症，仅1例术后清醒延迟，其中1例患儿进行了两次主动脉弓重建手术，SCP时间达121分钟，术后神志恢复正常。术后脑电图检测15例均无异常，5例新生儿头颅B超未发现异常，4例患儿出院前脑MRI未见异常。讨论一、SCP插管方法SCP是指对大脑动脉进行选择性的灌注。在成人往往经腋动脉右锁骨下动脉插管进行SCP[3，4]，而在小儿由于血管口径的限制，通常直接或间接经右无名动脉插管对大脑进行持续灌注，其它头臂动脉和降主动脉被圈套控制以保持主动脉弓部无血手术野，此时灌注范围包括大脑和右上肢，故又称为局部低流量灌注（regionallowflowperfusion）[5]或者顺行局部脑灌注（antegraderegionalcerebralperfusion）[6]，因此脑的灌注流量一般要比成人高。在小儿SCP应用中，根据患儿解剖特点和手术的需要，SCP插管的方法有多种：（1）在经典NorwoodⅠ期手术中，通过PTFE管道建立Blalock-Taussig分流术，而在主动脉弓重建前，先将PTFE管道一端和无名动脉吻合，另一端与体外循环动脉端连接，在行主动脉弓成形手术时，通过PTFE管道向无名动脉灌注施行SCP[1]，或者经肺动脉和PTFE管道间接灌注无名动脉[7]；（2）经无名动脉直接插管[8]，由于这种方法可能导致动脉插管处狭窄或者闭塞，因此较少应用；（3）经升主动脉插入无名动脉插管[9]，这种方法首先在升主动脉插管转流降温至深低温水平，然后将插管向上延伸插入无名动脉，然后收紧控制带进行脑灌注，当主动脉弓手术完成后，动脉插管拔回至升主动脉内进行全身体外循环灌注、升温。我院所有患儿均采用这一方法。我们体会这种方法简单、易操作，所有患儿在降低流量或短暂停循环下都能顺利地将插管送入无名动脉内，也无一例出现无名动脉损伤或栓塞。这一方法不但可以应用于CoA和IAA合并主动脉弓发育不良患儿手术，也适用于改良NorwoodⅠ期手术（Sano分流+主动脉弓成形）中的脑保护。二、SCP灌注方法SCP灌注方法目前尚有争议，特别是灌注的流量和温度等重要参数也还没有一致的认同。加拿大蒙特利尔儿童医院[6]、美国匹兹堡儿童医院[10]和日本福冈儿童医院[1]在深低温18℃，SCP流量维持在44ml/kg/min；美国波士顿儿童医院[11]在深低温18℃下，SCP流量为30～40ml/kg/min；美国密西根儿童医院[12]选择深低温18℃下，SCP开始流量为5ml/kg/min，逐渐提高到20ml/kg/min。澳大利亚墨尔本皇家儿童医院[13]则选择中度低温（25℃）体外循环和低流量（10～20ml/kg/min）开始脑灌注，保证桡/颞动脉压30～40mmHg。我院的方法是，在转流降温期采用PH稳态血气管理方法，在深低温（肛温18～20℃）下，保证右桡动脉压力25～40mmHg，灌注流量维持在15～60ml/kg/min，平均在30ml/kg/min。根据文献报道，这一灌注流量及范围是安全和有效的[5，14]。三、SCP结果分析SCP在理论上具有显著优点，实验研究也表明SCP能减少新生神经元凋亡损伤，提高新生动物术后神经行为积分[15，16]，但是临床上SCP的作用似乎并不明显，和DHCA技术比较也没有突出的优势。最近Goldberg等[12]在Norwood手术病例中，对SCP和DHCA两种技术进行临床随机对照研究，她们发现在二期手术前和术后1年随访时，两组在精神发育和心理运动发育积分方面并无统计学差异；Visconti等[11]也对SCP和DHCA进行比较，发现在患儿1岁时、Norwood二期手术后两组在精神发育和心理运动发育积分结果相似。这也许同SCP灌注方法、左右脑不平衡灌注等因素有关。在我院临床应用病例中，SCP插管和灌注技术没有障碍，死亡病例中无一例有脑损伤证据，存活病例临床无一例出现明显的神经系统症状，部分病例近期脑电图、头颅B超和MRI均未见异常，因此我们认为SCP技术是一种简单可行和安全有效的脑保护方法。尽管如此，每个患儿适宜的SCP灌注流量仍需深入研究，有研究表明近红外光谱分析（NIRS）和经颅多普勒实时的脑监测，有助于保证每一个体患儿SCP灌注时理想的脑氧合和脑血流量[14]；另外SCP远期效果也需进一步观察和评价。