探討心臟瓣膜手術中低腦氧發(fā)生情況及其對早期預后的影響。
納入2017年8月至2018年５月于四川大學華西醫(yī)院在淺低溫體外循環(huán)（CPB）下行擇期心臟瓣膜手術的患者190例。術中監(jiān)測患者雙側局部腦組織氧飽和度（rSO2），定義患者術中出現(xiàn)rSO2＜55%持續(xù)5min為低腦氧事件，根據(jù)是否發(fā)生低腦氧事件分為低腦氧組（L組）和正常腦氧組（N組）。比較兩組臨床資料，分析低腦氧的發(fā)生情況及其對預后的影響。
納入患者中有99例發(fā)生了低腦氧，在發(fā)生低腦氧的患者中，73例患者發(fā)生于CPB期間。
心臟瓣膜手術中有一半患者發(fā)生低腦氧，多發(fā)生于CPB期間。低腦氧可增加AKI發(fā)生率、血乳酸水平，延長患者ICU停留時間和總住院時間。
心臟直視手術需在體外循環(huán)的輔助下完成，確保在為機體提供基礎氧供的同時，獲得清晰、安靜、無血的術野，使手術能安 全、順利進行。但是在體外循環(huán)（CPB）期間，由于血流動力學改變、血液稀釋、氧解離曲線左移、機體炎性反應等多種原因，機體極易發(fā)生氧供與氧耗的失衡，產(chǎn)生氧債，最終導致不可逆的缺氧性損傷及器官功能損害。在氧供下降的初期，傳統(tǒng)監(jiān)測指標幾乎不出現(xiàn)異常，而當動脈血氧飽和度、混合靜脈血氧飽和度、血乳酸等反映氧供需平衡的指標出現(xiàn)異常時，局部組織常常已缺氧一段時間，此時即使立即采取有效措施也不能完全避免缺氧性損傷的發(fā)生，嚴重時可導致重要器官功能損害甚至死亡。近年來應用近紅外光譜（NIRS）技術監(jiān)測腦額葉皮層組織內氧合血紅蛋白含量和非氧合血紅蛋白含量，得到該部位包括動脈血、靜脈血及混合動靜脈血在內的所有血液的氧合狀態(tài)，即局部腦組織氧飽和度，具有無創(chuàng)、實時、便捷的特點。它作為傳統(tǒng)監(jiān)測手段的補充已經(jīng)被應用于心臟大血管手術、胸科手術、頸動脈內膜剝脫手術、心肺復蘇、新生兒重癥監(jiān)護等領域。
本研究主要關注CPB輔助下心臟瓣膜手術中患者發(fā)生的低腦組織氧飽和度（rSO2），分析其影響因素及與患者預后的關系，以期為更好地應用NIRS技術進行圍手術期管理提供依據(jù)，為心臟手術患者圍手術期維持氧供需平衡的管理提供思路，避免氧債產(chǎn)生，降低術后不良事件發(fā)生率，改善患者預后。
○1.1 一般資料
納入對象：納入2017年8月至2018年5月于四川大學華西醫(yī)院在淺低溫CPB下行擇期心臟瓣膜手術的患者190例，其中男102例，女88例，平均年齡（54.2±11.97）歲。定義患者術中出現(xiàn)雙側局部rSO2＜55％持續(xù)５min為低腦氧事件，根據(jù)是否發(fā)生低腦氧事件分為低腦氧組（L組）和正常腦氧組（Ｎ組）。 納入標準：（1）年齡18～80歲；（2）擬行擇期心臟瓣膜手術；（3）手術需要 CPB輔助。 排除標準：（1）患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病；（2）有中樞神經(jīng)系統(tǒng)手術史；（3）預計手術時間≤2h。
○1.2 方法
1.2.1術前基線資料收集：術前1d收集患者基線資料。 1.2.2術中監(jiān)測：rSO2監(jiān)測：采用腦組織氧飽和度監(jiān)測儀對患者雙側大腦半球局部rScO2進行監(jiān)測。常規(guī)監(jiān)測包括五導聯(lián)心電圖、脈搏氧飽和度、呼氣末二氧化碳、有創(chuàng)動脈壓、中心靜脈壓、鼻咽溫。分別在患者入室時、心肺轉流術前、心肺轉流術中每小時、心肺轉流術后20min、手術醫(yī)生關胸時采集動脈血進行血氣分析。 1.2.3 術后隨訪：隨訪指標包括：重癥監(jiān)護室（ICU）停留時間、總住院時間；血紅蛋白、肌酐、尿素氮、AST／ALT值、腦鈉肽（BNP）、肌鈣蛋白；術后并發(fā)癥情況（是否有新發(fā)的肝腎功能不全）。
最終納入190例淺體溫CPB下行心臟瓣膜手術患者，其中有99例患者發(fā)生了低腦氧，在發(fā)生低腦氧的患者中，73例患者發(fā)生于CPB期間。 兩組患者性別、年齡、體重指數(shù)、ASA分級、術前血紅蛋白、肌酐、尿素氮水平、AST／ALT值、肌鈣蛋白、左室射血分數(shù)（EF）值及左心室大小差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。L組術前血糖低于N組，BNP水平高于V組（P＜0.05），見表１。
○2.3 隨訪結果比較
L組及N組術后最高肌酐水平、最高尿素水平、AST／ALT值及術后EF值比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。Ｌ組急性腎損傷（AKI）發(fā)生率、ICU停留時間、總住院時間、術后最高BNP、術中最高乳酸水平均明顯高于Ｎ組（P＜0.05），見表２。
用二分類logistic回歸分析術中發(fā)生低腦氧事件的危險因素，發(fā)現(xiàn)年齡＞65歲和 CPB時間＞120min是發(fā)生低腦氧事件的危險因素（P＜0.05），rScO2＞60%為發(fā)生低腦氧事件的保護性因素，見表３。
按照rSO2絕對值小于55%，持續(xù)超過5min作為低腦氧事件的標準，納入的190例患者中，有99例患者發(fā)生了低腦氧。而發(fā)生低腦氧的患者中，73例患者發(fā)生在 CPB期間。ZHENG等系統(tǒng)評價了成人心臟手術患者應用腦NIRS監(jiān)測的情況，發(fā)現(xiàn)約50%的心臟手術患者在手術過程中發(fā)生了一次或多次的局部rSO2下降，這與本研究結果類似。心臟瓣膜手術中低腦氧發(fā)生率較高，大多發(fā)生于CPB期間。患者的rSO2在CPB過程中有所下降，主要是由CPB時氧供與氧耗的特點和腦組織利用能量的特點兩方面原因導致的。CPB時組織灌注壓降低，非搏動性血流代替搏動性血流，使微循環(huán)障礙發(fā)生率增高，并且這種非搏動性血流使體內兒茶酚胺類物質 釋放增加，易導致局部血管收縮，局部組織灌注減少或無灌注，進而導致局部組織缺血缺氧。CPB時常有一定的血液稀釋，血液稀釋不僅導致腦細胞水腫發(fā)生率增高，而且由于血液稀釋、手術及CPB導致的紅細胞破壞增加、輸入庫存血紅細胞變形能力降低等原因使血紅蛋白水平降低，有效攜氧的血紅蛋白減少，組織易發(fā)生缺血缺氧。低灌注導致的局部組織乳酸產(chǎn)生增加、pH值降低，庫存血中二磷酸甘油酸水平較低，動脈血二氧化碳濃度降低，心肌保護需要低體溫等系列原因導致氧解離曲線左移，氧解離障礙，組織利用氧困難。此外，動脈血二氧化碳濃度降低時，腦血管收縮，腦血流減少，易發(fā)生腦組織缺血缺氧。CPB開始時由于有免疫細胞如單核細胞、巨噬細胞的活化，血液與CPB管路的接觸，核心體溫變化，血流動力學改變，腸道內毒素的釋放等原因，應激激素水平明顯增高，全身炎性反應啟動，過度炎性反應使機體氧耗增加，更易缺血缺氧。由于心臟手術及CPB的特點，約一半的患者在手術過程中發(fā)生了低腦氧，本研究結果提示有必要對CPB的患者進行腦氧監(jiān)測，特別是CPB期間，有助于及時發(fā)現(xiàn)腦組織缺氧。
進一步分析顯示，低腦氧組及正常腦氧組ICU停留時間、總住院時間、術后AKI發(fā)生率、術后最高BNP、術中最高乳酸的差異有統(tǒng)計學意義。低腦氧組表現(xiàn)出更高 CPB后乳酸水平、術后最高BNP水平及AKI發(fā)生率，更長的ICU停留時間與總住院時間。發(fā)生低腦氧時，局部的腦組織發(fā)生了氧供需不平衡，需氧量大于供氧量，葡萄糖有氧氧化過程受阻，丙酮酸無法順利完成三羧酸循環(huán)產(chǎn)能，丙酮酸通過無氧酵解轉化為乳酸，此時細胞內氫離子堆積，pH值下降，同時由于無氧酵解產(chǎn)生三磷酸腺苷（ATP）減少，細胞供能不足，引起細胞損傷。由于上述原因，CPB時導致組織缺血缺氧，局部乳酸堆積。CPB后由于組織恢復搏動性灌注，灌注壓增高，末梢循環(huán)改善，局部組織堆積的乳酸釋放入血，血中乳酸含量增加，加之恢復正常循環(huán)后，各個器官的缺血再灌注損傷，乳酸水平將進一步升高。CPB后高乳酸水平常提示組織灌注不良，細胞缺血缺氧，器官功能障礙，術后腎功能不全發(fā)生率增高。乳酸作為一項反映組織灌 注不良的指標在臨床上廣泛應用，高乳酸血癥更是循環(huán)衰竭、臟器功能損傷、疾病預后不良、近遠期死亡率增加的標志物。但臨床上由于乳酸水平的獲得依賴于血氣檢查，特別是CPB時由于灌注不足等原因，血液中的乳酸并不能完全反映此時的組織灌注及氧供需情況，有滯后性與不確切性的特點，當血乳酸水平明顯升高時，組織已經(jīng)缺血缺氧一段時間，此時即使立即采取補救措施也無法完全避免器官的缺氧性損傷。相比乳酸而言，局部rSO2是一個更快、更靈敏的實時監(jiān)測局部組織氧供需情況的指標。
本研究還發(fā)現(xiàn)年齡＞65歲和CPB時間＞120min是發(fā)生低腦氧的危險因素，而基礎 rSO2＞60%為發(fā)生低腦氧事件的保護性因素。年齡較大的患者發(fā)生低腦氧的可能性更大，這與多篇研究的結果相似。隨著年齡增加，機體功能逐漸減退，腦細胞萎縮，腦容量減少，腦氧代謝減慢，腦血管發(fā)生退行性變，腦血流減慢，在CPB條件下更容易產(chǎn)生氧供與氧需失衡，局部rSO2降低,導致低腦氧事件的發(fā)生。另有研究表明，隨著年齡增長，近紅外光在顱內傳播的距離變長，傳播時間增加，能量衰減增加，rSO2降低。由于CPB時氧供與氧耗的特點和腦組織利用能量的特點，CPB時易發(fā)生大腦的缺氧性損傷。CPB時間長也意味著手術難度相對高及創(chuàng)傷相對大，此時術中紅細胞破壞增多、血液稀釋。隨著手術時間延長腦細胞水腫概率增加、機體過度炎性反應、體內乳酸堆積、氧離曲線左移等原因也使機體發(fā)生低腦氧事件的概率增加。提示減少CPB時間可能會減少術中低腦氧的發(fā)生，降低大腦缺氧性損傷的發(fā)生率。 綜上所述，心臟瓣膜手術中約有一半患者發(fā)生低腦氧，多發(fā)生于CPB期間。低腦氧可增加AKI發(fā)生率、升高血乳酸水平，延長患者ICU停留時間和總住院時間。年齡＞65歲、CPB時間＞120min是術中發(fā)生低腦氧的危險因素，基礎rSO2＞60%是其保護因素。博聯(lián)眾科MOC系列腦氧組織飽和度監(jiān)測儀可提供基于rSO2動態(tài)監(jiān)測的導向性治療方法，通過無創(chuàng)、動態(tài)、實時的監(jiān)測手段，為臨床醫(yī)生提供了更精確的病情評估和治療調整依據(jù)，有效改善了重癥TBI患者的腦氧代謝和炎癥反應，顯著提升了患者的康復速度和預后質量。博聯(lián)眾科MOC系列腦組織氧飽和度監(jiān)測儀可提供連續(xù)、實時、無創(chuàng)的組織氧飽和度 (rSO2)監(jiān)測值，可反映特定器官(如腦、腸系膜、腎臟等) 及全身灌注狀態(tài)。研究表明，rSO2監(jiān)測可在早期發(fā)現(xiàn)常規(guī)血流動力學檢測方法無法發(fā)現(xiàn)的灌注受損狀態(tài)，能夠及時監(jiān)測腦及區(qū)域組織的氧供需平衡、腦血流的動態(tài)變化，及早對腦及組織缺血、缺氧做出評價，指導圍術期管理，可以減少圍術期并發(fā)癥的發(fā)生率，可靈敏反映組織的氧合狀態(tài)并予以干預，優(yōu)化整個臨床治療管理，縮短住院時間、改善患者預后。
