選擇性腦灌注最適溫度的實(shí)驗(yàn)研究

1、選擇性腦灌注最適溫度的實(shí)驗(yàn)研究 作者：吳維偉，李俊，徐建軍，曹秀華，崔秀明【關(guān)鍵詞】 低溫腦保護(hù)摘要：目的 研究選擇性腦灌注最適宜溫度范圍。方法 應(yīng)用選擇性腦灌注模型對(duì)24只雜種狗在適宜灌注流量和灌注壓下改變不同溫度進(jìn)行選擇性腦灌注90min后, 通過(guò)上矢狀竇(SSS)內(nèi)不同階段的靜脈血乳酸測(cè)定、腦體感誘發(fā)電位(SEP)的連續(xù)監(jiān)測(cè)及腦皮質(zhì)組織病理學(xué)的檢查來(lái)評(píng)估腦保護(hù)的情況。結(jié)果 在2032范圍內(nèi)，未出現(xiàn)明顯的腦功能及組織的不可逆損害。結(jié)論 選擇性腦灌注在適宜的灌注流量及壓力下，其溫度維持在2032對(duì)腦保護(hù)是安全有效的，在足夠的腦灌流的情況下淺中低溫可以明顯地減輕對(duì)腦組織的損害。關(guān)鍵詞：低溫腦保

2、護(hù)；體外循環(huán)；選擇性腦灌注。Experimental Study of Optimum Hypothermia for Selective Cerebral Perfusion Abstract: OBJECTIVE Selective perfusion(SCP) for hypothermic cerebral protection in cardiopulmonary bypass .METHODS This study aimed at investigating the range of optimum hypothermia for cerebral protection by p

3、erforming selective cerebral perfusion in 24 mongrel dogs for 90 minutes at different temperatures.RESULTS To evaluate the results of cerebral protection,venous blood lactate levels during different periods in superior sagittal simus (SSS) were measured,cerebral cortex histopathology was evaluated a

4、nd somatosensory evoked potential(SEP) was monitored continuously.CONCLUSION Those results suggest that when selective cerebral perfusion was performed,with moderate flow rate and pressure,the safe and effective range of hypothemia for brain protection is from 20 to 32. Compared with deep hypothermi

5、a,moderate hypothermia can decrease the damage to brain obviously. Key words： hypothermia cerebral protection; cardiopulmonary bypass; selective cerebral perfusion 在心外科臨床上，對(duì)于主動(dòng)脈瘤及弓部手術(shù)和一些復(fù)雜心血管疾病的治療中，由于其解剖學(xué)的特點(diǎn)需要用一些特殊的方法來(lái)防止腦局部缺血的發(fā)生。目前，公認(rèn)的方法主要有深低溫停循環(huán)（DHCA），逆行性腦灌注法（RCP），選擇性腦灌注法（SCP）。關(guān)于其各種方法的利弊不斷被研究，并將被進(jìn)一

6、步完善。SCP仍然被認(rèn)為是這些特殊或復(fù)雜 手術(shù)有效安全的腦保護(hù)方法1。但其各種條件，如最適流量、灌注壓力、溫度、灌注的位置由于缺乏術(shù)中及術(shù)后聯(lián)合評(píng)估腦功能的實(shí)驗(yàn)研究而未確定2。因此我們?cè)诒狙芯恐薪⒘薙CP模型，通過(guò)腦SEP，腦代謝及腦的病理學(xué)檢查的評(píng)估來(lái)研究其在適宜腦灌流下不同溫度中腦保護(hù)情況。1 材料與方法 1.1 分組 用健康雜種狗24條(12.520kg),平均體重(152.1)kg.雌雄不拘,以降溫后的鼻咽溫度隨機(jī)分為20、25、28、32四組內(nèi)，每組6條。1.2 麻醉 行氣管內(nèi)插管靜脈復(fù)合麻醉，術(shù)中保持pH值在7.357.45，PCO2保持在3545mmHg；SaO295%以上。在

7、上矢狀竇(SSS)置采血管，安置頸動(dòng)脈，股動(dòng)脈測(cè)壓管,建立靜脈通道。1.3腦感覺誘發(fā)電位(SEP)記錄儀的安裝 打開左顳葉顱骨腦膜，將鍍銀球狀記錄電極置于覆蓋軀體感覺皮層的硬腦膜上，參照及基礎(chǔ)電極置于顱外后側(cè)的缺損的皮下。刺激源電極經(jīng)皮刺入右下肢正中神經(jīng)。以上各極接SEP記錄儀上,用直流電脈沖刺激正中神經(jīng)，平均100次/min左右。所用電流強(qiáng)度為8A。1.4 建立模型 心肺轉(zhuǎn)流及分離選擇性腦灌注模型如圖1所示。阻斷升主動(dòng)脈和降主動(dòng)脈，進(jìn)行選擇性腦灌注90min，心肺轉(zhuǎn)流設(shè)定灌注流量為100ml/（kgmin），在選擇性腦灌注中，灌注壓維持圖1 SCP：選擇性腦灌注;RES：儲(chǔ)血器;AO：主動(dòng)脈

8、;RA：右心房;RV：右心室;LV：左心室;FA：股動(dòng)脈;P：動(dòng)脈壓;Clamp：阻斷在6080mmHg，其灌注流量為生理流量(在芬太尼麻醉下阻斷左右鎖骨下動(dòng)脈后流經(jīng)頭臂干及鎖骨下動(dòng)脈近心端的血流即為生理流量)的70%。其數(shù)值通過(guò)電磁流量計(jì)及壓力表測(cè)得。股動(dòng)脈灌注流量為40ml/（kgmin）。在體外循環(huán)中紅細(xì)胞壓積保持在0.200.30 。在選擇性灌注結(jié)束后，復(fù)溫至常溫，進(jìn)行10%甲醛或2%多聚甲醛和1%的戊二醛進(jìn)行腦灌注固定。1.5 觀察和指標(biāo)測(cè)定 （1）血乳酸水平測(cè)定，（2）腦體感誘發(fā)電位(SEP)監(jiān)測(cè)和分析，（3）組織病理檢查。所有數(shù)值均用平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差（s）表示，各期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Wil

9、coxon顯著性檢驗(yàn)，同期數(shù)據(jù)比較采用U檢驗(yàn)，P0.05)。2.2不同溫度下在適宜選擇性腦灌注中SSS中采樣測(cè)定的變化見表2。表2 不同溫度下在適宜選擇性腦灌注中SSS中采樣測(cè)定（略）注：其組內(nèi)比較血乳酸在不同時(shí)期有升高趨勢(shì),各組間比較均無(wú)顯著性差異。P0.052.3體感誘發(fā)電位變化記錄（見圖2）。圖2 體感誘發(fā)電位變化記錄圖（略）2.4 病理檢查記錄 顯微鏡結(jié)構(gòu)顯示:32、28、25組大腦皮質(zhì)各層細(xì)胞無(wú)明顯水腫，細(xì)胞完整，細(xì)胞漿，細(xì)胞核清楚，未見明顯缺血壞死性改變，尼氏小體較多, 20有4只狗可見核著色稍淡, 纖維間質(zhì)疏松, 呈輕度水腫樣改變。超微結(jié)構(gòu)顯示:32、28、25 組細(xì)胞膜,細(xì)胞漿

10、,細(xì)胞核及核膜、核仁均清楚可見,線粒體結(jié)構(gòu)完整,多數(shù)線粒體輕度腫脹,嵴尚完整, 粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輕度擴(kuò)張，突觸前后膜清楚,小泡尚存。20組出現(xiàn)染色質(zhì)稍稀疏, 胞質(zhì)中線粒體腫脹, 部分空泡形成, 其部分突觸前后膜模糊及小泡融合（見圖3）（略）。3 討論在體外循環(huán)期間，要避免腦神經(jīng)系統(tǒng)損傷,充足有效的腦血流至關(guān)重要,在選擇性腦灌注中 , 在各種溫度下選擇多大的流量和壓力能夠滿足腦血流仍未完全確定3。Bloodwell等主張用正常溫度（36.537.2）時(shí)腦的生理血流量來(lái)進(jìn)行灌注4。而Crawford認(rèn)為灌注量太大易引起超量灌注并建議灌注量應(yīng)為正常流量的2/34/55。Andersen則認(rèn)為腦血流依代謝需

11、要而變化 ，灌注量應(yīng)以壓力為準(zhǔn)6。Henrilk等研究的許多臨床資料表明, 在動(dòng)脈壓力55mmHg以上, 溫度大于20時(shí), 可以維持正常的腦血管自身調(diào)節(jié), 維持足夠的腦血流量7,8 。而32則被認(rèn)為是臨床選擇性腦灌注的最高溫度（淺中低溫），故本實(shí)驗(yàn)分為2032四組，各組均采用70%的生理流量進(jìn)行腦灌注，經(jīng)測(cè)定其壓力維持在6080mmHg之間, 故認(rèn)為能夠滿足有效充足的灌流又可避免超量灌注。研究認(rèn)為，腦的生理功能受腦血流及腦的代謝等影響, 腦的局部缺血的程度與損害程度相并行。在SSS中，乳酸/丙酮酸比率或乳酸水平可以作為無(wú)氧代謝及腦局部缺血乏氧的客觀指標(biāo)9。我們監(jiān)測(cè)的結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)的處理認(rèn)為, 每

12、一組在不同期略有變化, 隨體外循環(huán)灌注時(shí)間的延長(zhǎng)其值略呈升高的趨勢(shì), 但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各組間及不同期乳酸的變化無(wú)明顯差異，這說(shuō)明在適宜流量及壓力下，在2032之間，對(duì)腦進(jìn)行選擇性灌注90min，均未引起腦的無(wú)氧代謝明顯增加及腦明顯缺血缺氧的改變。另外,本實(shí)驗(yàn)還監(jiān)測(cè)了SSS中的氧飽和度，因?yàn)樗芊磻?yīng)腦的氧利用情況，可作為組織灌注是否充足的指標(biāo)，一般認(rèn)為在體外循環(huán)期間靜脈血氧飽和度應(yīng)在65%70%以上10,11 。我們的結(jié)果顯示，各組間無(wú)明顯差異，均在60%以上， 說(shuō)明不同溫度下腦組織灌注是充分的。SEP作為判別腦血流及中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的指標(biāo)是敏感的 ，并已被許多臨床應(yīng)用所證實(shí)。SEP能夠較敏感地

13、反映腦局部缺血及損害性改變12。我們研究監(jiān)測(cè)的結(jié)果顯示 ，在各組中隨著溫度的降低，其SEP的潛伏期逐漸延長(zhǎng) ，振幅逐漸下降。(其中20組出現(xiàn)SEP消失)。但隨著復(fù)溫其潛伏期、振幅多逐漸恢復(fù)至CPB前水平，說(shuō)明低溫能降低神經(jīng)元興奮性，降低神經(jīng)傳導(dǎo)速度，代謝受到抑制,氧耗量下降，但多數(shù)神經(jīng)元的活動(dòng)存在 , 仍有氧的利用。在20，25組中出現(xiàn)部分和全部SEP消失，我們認(rèn)為，低溫雖然可以降低神經(jīng)細(xì)胞代謝及氧耗，降低神經(jīng)元興奮性及傳導(dǎo)速度，同時(shí)也影響了腦組織有效血流的灌注和氧的利用，綜合地看它仍然影響了腦功能，盡管這種影響是可逆的(復(fù)溫后其SEP基本恢復(fù)正常水平)。我們?nèi)匀徽J(rèn)為, 在適宜灌注流量和灌注壓

14、力下此溫度范圍，雖然并沒有引起腦功能明顯的不可逆損害, 但淺中低溫較深低溫效果好。組織病理學(xué)的檢查在很大程度上決定腦功能是否存在著真正不可逆的損害。我們的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在25，28，32組中，并未出現(xiàn)明顯的神經(jīng)細(xì)胞缺血及水腫樣改變，20組出現(xiàn)反映細(xì)胞能量代謝的線粒體明顯腫脹,部分空泡溶合，突觸前后膜模糊(電鏡下所見)，這可能是由于深低溫能引起血液粘滯度增加，出現(xiàn)微循環(huán)障礙及膜的轉(zhuǎn)運(yùn)功能受到不同程度的抑制，影響了細(xì)胞對(duì)氧的攝取而引起的。因此盡管這些形態(tài)學(xué)的改變被認(rèn)為絕大多數(shù)是可逆的，但它再次說(shuō)明深低溫對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)(細(xì)胞)產(chǎn)生了不利的影響。根據(jù)以上的事實(shí)和分析，我們得出以下結(jié)論：在適宜灌注流量和灌注壓力

15、下,選擇性腦灌注在2032的溫度范圍內(nèi)對(duì)腦保護(hù)是有效和安全的，并且認(rèn)為淺中低溫（2032）對(duì)腦的保護(hù)作用優(yōu)于深低溫。參考文獻(xiàn)： 1Deng Shouzhen . Five kinds of protection in cardiac surgery J. J Clin Anesthesiol,2001,17(3):153. 2Hsu LC.Current concepts on adult respiratory distress syndromeJ. J Cardiothorac Vasc Anesth,1997,11:376-378. 3Chai PJ,Williamson JA,Lodge AJ,et al.Effects of is chemia on pulmonary dysfunction after cardiopulmonary bypass J. Ann Thorac Surg,1999,67:731 4Yamazaki J,Oashima H,Usui A,et al.Protective effects of ONO-5046 Na,a specific neutrophil elas