监测脑血流在诊断先天性心脏病婴儿围手术期脑损伤中的应用

张晓琳，冀石梅，李晓峰，姜鹃，刘晖，袁峰，柏松，郭健，赵宇东，宋振江

先天性心脏病(先心病)婴儿体外循环术后脑损伤严重影响患者的预后，本研究应用经颅多普勒(TCD)记录脑血流在术中的变化情况，检测S100B蛋白(S100B)和神经元特异性烯醇化酶(NSE)作为评价神经系统损伤的特异性生化指标，并结合术后神经系统检查，探讨不同程度的脑血流变化与围手术期脑损伤之间的关系。

1 材料与方法

研究对象:选取2007-01至2007-08在我院心脏外科手术的31例非青紫型先心病患儿，男17例，女14例。年龄1～12(7.1±3.7)月，体重4～10(6.5±1.7)kg。经彩色超声心动图以及心脏外科手术确诊先心病且排除其他心外畸形，其中室间隔缺损21例，室间隔缺损合并动脉导管未闭5例，室间隔缺损合并房间隔缺损及动脉导管未闭3例;完全型心内膜垫缺损2例;术前无神经系统异常体征及头颅电子计算机断层摄影术(CT)异常改变;无中枢神经系统疾病病史或家族史。接受中低温全流量体外循环辅助下心脏根治手术，体外循环时间52～138(81.5±36.7)min，主动脉阻断时间35～116(60.7±28.7)min。

麻醉及手术方法:31例患儿均于术前肌注安定、吗啡行基础麻醉。人工呼吸机辅助呼吸。芬太尼、咪唑安定、万可松进行麻醉诱导及维持。体外循环过程采用DIDECO DF06血液超滤器，复方林格液加代血浆预充，使晶体胶体比例维持在1∶1。术中行α稳态血气管理，鼻咽温度控制在28℃ ～32℃。在体外循环心脏停跳下进行心脏畸形根治手术，转流期间体外循环泵流量控制在2.2～2.4 L/(m2·min)，维持血流动力学稳定。

研究方法:参照Venn等［1］对心脏术中脑血流进行研究时采用的方法，我们以术前麻醉后的大脑中动脉平均流速(Vm0)为标准，主动脉阻断体外循环开始后鼻咽温度降低至28℃时，大脑中动脉脑血流流速稳定后的平均流速(Vm1)与 Vm0相比得到的比值(Vm%;Vm%=Vm1/Vm0)作为参数，对术中脑灌注的变化进行评价［2，3］。

血清标本采集:于术前(To)，体外循环结束时点(Tc)，术后6 h(T6)、12 h(T12)、24 h(T24)、48 h(T48)六个时间点留取外周静脉血进行S100B和NSE数值测定。每次取血2ml，3000转/分离心，取血清，置于－70℃保存备批量检测。

神经系统评价:神经系统体征评估在术前(To)、术后(Tp)麻醉清醒后进行，根据查体结果判定患儿是否存在术后神经系统异常体征。术后每日行神经系统体征评估直至患儿出监护室，并记录阳性体征及恢复时间。具体评估内容见表 1［4，5］。

表1 神经系统体征评估

统计学方法:使用SPSS 11.5软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差表示。采用多元线性回归方法进行相关性分析。分类计数资料以百分率表示，通过卡方检验进行比较。P＜0.05差异有统计学意义。

2 结果

本组患儿主动脉阻断时间与Vm%情况:本组31例患儿主动脉阻断时间由35 min到116 min不等，平均为(60.72±28.72)min。主动脉阻断期间脑血流流速均较术前麻醉后有不同程度下降，Vm%为(56±18)%。其中低于50%者共15例，占48.4%;高于50%者16例，占51.6%。

主动脉阻断时间、Vm%与S100B及NSE的关系:31例患儿各时点的S100B及NSE数值(表2)。主动脉阻断时间与 Tc、T6、T12、T24的 S100B 呈正相关(r=0.510，P=0.003;r=0.538，P=0.002;r=0.469，P=0.007;r=0.403，P=0.022)。Vm%与 Tc、T6的 S100B呈负相关(r=－0.368，P=0.038;r=－0.482，P=0.005)。以不同时间点S100B值为应变量，以术前S100B值为协变量，采用多元线性回归方法，分析主动脉阻断时间及脑血流变化率与各时间点S100B值的关系，得到主动脉阻断时间与 Tc、T12两个时点的S100B 显著正相关(t=2.221，P=0.035;t=2.163，P=0.039)，主动脉阻断时间越长，S100B值越高。

表2 31例患儿各时点的S100B蛋白及神经元特异性烯醇化酶数值()

表2 31例患儿各时点的S100B蛋白及神经元特异性烯醇化酶数值()

注:S100B:S100B蛋白 NSE:神经元特异性烯醇化酶 To:术前 Tc:体外循环结束时点 T6:术后6 h T12:术后12 h T24:术后24 h T48:术后48 h

To Tc T6 T12 T24 T48 S100B 136±85 1160±562 211±189 181±123 166±29.1±12.022.5±11.490 115±78 NSE 15.1±11.361.4±58.451.9±28.239.4±11.4

主动脉阻断时间与各时点的NSE均无显著相关。Vm%与 T24时点的 NSE呈负相关(r=－0.449，P=0.010)。以不用时点NSE值为应变量，以术前NSE值为协变量，采用多元线性回归方法，分析主动脉阻断时间及Vm%与各时点NSE值的关系，得到Vm%与T48时点的 NSE 显著负相关(t=－2.136，P=0.042)，脑血流降低程度越显著，NSE值越高。

术后患儿神经系统异常体征的出现情况:术后共有12例患儿出现了神经系统阳性体征，其中5例为腱反射亢进，其中1例踝阵挛阳性，5例为意识不清、烦躁谵妄，2例表情淡漠、刺激反应差。经术后常规治疗，全部患儿均于术后48小时至术后5天恢复正常。全组患儿未出现抽搐、惊厥、偏瘫等严重神经系统后遗症。

不同脑血流降低程度与术后神经系统阳性体征发生情况的关系:31例患儿中Vm%≥50%者16例，其中神经系统阳性体征的发生率18.8%，阴性体征的发生率81.2%;Vm%＜50%者15例，其中神经系统阳性体征的发生率60.0%，阴性体征的发生率40.0%。Vm%＜50%患儿术后神经系统阳性体征的发生率较Vm%≥50%患儿明显增高，差异有统计学意义(P=0.029)。

3 讨论

婴儿先心病体外循环手术中由于非生理性灌注、控制性低血压、低温处理和微栓子形成等因素造成的脑血流减少，是导致术后神经系统异常的重要原因［6］。经颅多普勒超声是监测脑血流速度(CBFV)最敏感、直观的工具。可以通过测定血流速度间接反映脑灌注情况［7］。以往研究认为［8，9］当脑血流低至生理流速30% ～70%的范围内都有可能造成脑缺血损伤，本研究中的31例患儿Vm%在25% ～93%之间，其中大部分介于40%～60%之间，属于存在脑缺血风险的范围，对其进行风险评价具有一定理论依据。此外，脑损伤程度和缺血持续的时间密切相关，因此对于脑血流变化进行分析时，也将主动脉阻断时间纳入研究范畴。

S100B及NSE是反映脑损伤的特异性血清标记物［10］。当神经细胞受损或血脑屏障通透性增加时血清S100B含量有不同程度升高。各种原因所导致脑组织损伤引发神经元坏死时NSE明显增高［11］。本课题对上述两种血清学标记物进行定量检测，相关性分析表明，主动脉阻断时间越长的患儿，术后S100B的测定值越高;脑血流流速较术前降低越明显者，术后S100B及NSE的测定值均显著增高。因此，主动脉阻断时间延长可能导致神经细胞水肿，血脑屏障通透性增加，导致S100B大量释放入血;如前述，NSE为神经元坏死的标记物，脑血流流速降低和NSE数值升高亦显著相关，因此脑血流流速降低可能更体现神经细胞实际破坏的情况。由上述结果分析，脑血流流速降低以及体外循环时间延长可作为两个相对独立的因素对患儿脑损伤情况进行解释。术中应用TCD监测脑血流，在预测可能造成的神经系统损伤上具有一定的应用价值。

脑血流降低至生理值30%以下时，脑损伤的风险大大增加。本组患儿中，脑血流流速降低最明显者，其术中平均流速降至术前25%，在术后12小时查体时存在明显腱反射亢进、踝阵挛阳性等椎体束征表现，同时前囟饱满、球结膜水肿明显，TCD检查提示血管搏动指数增高，支持临床脑水肿的诊断，予静点甘露醇等对症处理，患儿症状逐渐好转，至术后第5天恢复正常。本组31例患儿中，在麻醉清醒后首次查体时12例患儿出现神经系统阳性体征，因术中麻醉剂及术后镇静剂的应用可能对早期神经系统评估造成一定影响，故不能仅凭单一阳性体征的存在诊断脑损伤，因此术后的动态监测，综合评价具有重要意义。

本研究表明应用经颅多普勒超声评价体外循环过程中的脑血流速度有利于指导术后神经系统异常改善。通过优化调节体外循环泵流量、血压、红细胞压积和二氧化碳分压等条件为患者提供相对适宜的脑血流速度。

经颅多普勒超声作为一种辅助手段，有助于指导临床围手术期脑损伤预测，并对临床治疗具有一定的指导意义［12］。

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