A型主动脉夹层术后中枢神经系统并发症危险因素的研究进展

张毅，刘宏生，费忠化

1济宁医学院临床医学院，山东济宁272013；2济宁医学院附属医院心脏重症医学科，山东济宁272029

主动脉夹层（AD）是指多种因素造成主动脉内膜与部分中层发生撕裂，而后受到血管内血流的冲击，并沿着纵轴剥离形成相通或不通的主动脉壁真假两腔的分离状态［1］。Daily依据夹层的累及范围修订了Stanford分型，将AD分为A、B两型。随着近年来技术和围术期管理水平的进步，A型主动脉夹层（TAAD）手术的成功率不断提升，但术后中枢神经系统（CNS）并发症的发生率仍较高。AD术后CNS并发症包括永久性脑神经系统功能不全（PND）及短暂性脑神经功能不全（TND）。其中PND指脑卒中，且伴有阳性影像学检查表现；TND为暂时性意识障碍、精神错乱以及谵妄，不伴有阳性影像学检查表现。这些并发症将严重影响患者的预后和转归。本文就TAAD术后CNS并发症的危险因素进行综述，以期为临床治疗提供依据，减少术后CNS并发症的发生。

1 术前合并疾病与异常指标对TAAD术后CNS并发症的影响

1.1 术前合并高血压 术前合并高血压是术后CNS并发症的独立危险因素。高血压与卒中的发生有着紧密的联系［2-3］，当收缩压高于119 mmHg时即与卒中呈正相关性。长期高血压患者伴有明显的动脉粥样硬化斑块形成以及脑血管自身调节能力的降低。严重的动脉粥样硬化斑块形成可增加术中脱落造成栓塞的风险。此外，颈动脉粥样硬化斑块可使颈动脉狭窄，而任何等级的颈动脉狭窄都是术后CNS并发症的危险因素［4-5］。当平均动脉压在60～160 mmHg范围内波动时，正常人可依靠脑血管的自身调节来维持脑血流量恒定。长期高血压患者由于其脑血管的损伤与重塑会使脑血管自我调节能力降低，使阈值右移而导致其对围术期低灌注压的耐受力降低并最终发生脑损伤［4，6］，引起CNS并发症。

1.2 术前肾功能不全 当存在术前肾功能不全时，机体伴有内环境紊乱、炎性介质以及毒物积聚，使之对围术期低灌注压的耐受力降低，加之术中全身炎症反应与缺血再灌注的影响，加剧肾功能恶化而发生急性肾衰竭［7］。急性肾衰竭又可导致代谢产物积聚而形成恶性循环，并损伤肺及血管内皮，造成CNS损伤。

1.3 术前脑灌注不良 术前存在脑灌注不良是术后CNS并发症的独立危险因素。Zindovic等［8］研究表明，存在术前灌注不良时术后发生CNS并发症的风险可提升1倍，其原因包括夹层累及颈总动脉、任何原因造成的颈动脉狭窄以及心包压塞等。当夹层逆行撕裂颈总动脉时，由于“假腔”存在而压迫“真腔”可使脑灌注不足［9］。AD患者心包压塞是血液通过主动脉根部撕裂的内膜渗入心包腔所致。心包压塞可使心脏舒张受限造成心排量下降而降低脑灌注；并且由于心包压塞会损害心功能，再加之术中体外循环的损伤，术后其心功能会进一步下降，极易发生低心排综合征，加重脑组织缺血缺氧的程度，使原有的神经功能障碍程度加重或更易并发新的症状。

1.4 术前低纤维蛋白原水平 GuanXinliang等［10］研究发现，术前低纤维蛋白原水平可作为术后CNS并发症的预测指标，当纤维蛋白原浓度＜3.425 g/L时，CNS并发症的发生率明显高于纤维蛋白原浓度＞3.425 g/L（P=0.001）时，其敏感性为100%，特异性为51.9%。主动脉内血流通过假腔引发湍流，导致大量细胞因子释放并激活凝血系统，消耗大量纤维蛋白原和凝血因子。同时，凝血系统激活产生大量凝血酶，使机体进入促凝血状态［11-12］。当存在这种消耗性凝血障碍和促凝血状态过度延长时，会导致弥散性血管内凝血（DIC）样凝血病的发生，增加栓塞风险。但术前纤维蛋白原水平与从症状出现到手术干预之间的时间呈负相关，故并不是所有患者术前纤维蛋白原水平都较低［11］。若因患者术前纤维蛋白原水平过低而大量输注纤维蛋白原，则会使过量的纤维蛋白沉积。纤维蛋白在血管中过量沉积，限制甚至阻断血流而造成缺血性损伤；若通过损伤的血管或血脑屏障在神经组织中沉积，则会与之发生炎症反应而造成水肿或损伤［13］。这都将增加CNS并发症的风险。

2 72 h内急症手术对TAAD术后CNS并发症的影响

在出现首发症状的AD患者中，治疗每延误一小时死亡率增加1%～2%［14］。目前其主要治疗方法仍是外科手术，且大多患者需急症手术。费忠化等［15］研究发现，在发病后72 h内急症手术是术后CNS并发症的独立危险因素。这是由于起病超急性期内的主动脉壁较为脆弱，全身炎症反应强，易造成凝血机制紊乱及器官功能障碍，从而使手术时间延长，加重CNS损伤。

3 术中采取的脑保护策略对TAAD术后CNS并发症的影响

3.1 手术温度影响 Oksana等［16］比较了深低温停循环（DHCA）与中低温停循环+顺行性脑灌注（MHCA+ACP）两种方式对Ⅰ型AD术后CNS并发症的影响，并分析得出，术后早期CNS并发症的风险取决于术中停循环期间rSO2降低的程度，其预测神经功能预后的阈值为33%，敏感性为82.7%，特异性为58.7%。但这两种方式对于远期CNS并发症并没有明显差别。采用DHCA会使术中降温时间及复温时间均长于采用MHCA，因而延长了手术及体外循环时间。此外，若复温时速度过快则会引起各部位代谢不均衡，若脑部温度过高则会引起脑损伤［17］。

3.2 脑灌注方式影响 脑灌注方式分为顺行性脑灌注（ACP）与逆行性脑灌注（RCP）。RCP通过上腔静脉逆行灌注提供氧供，是一种非生理的方式，难以精确估算灌注压［18］。若灌注压过高则会造成脑水肿，过低又会因脑灌注不足而造成相较于无灌注更大的伤害，因此如何选择适宜的灌注压是一项难点，故而被逐渐摒弃。ACP是符合生理的脑供血途径，其分为单侧与双侧两种方式。单侧ACP可使双侧脑组织的灌注压不等，且研究表明超过50%的人存在Willis环不完整性变异，这会使对侧脑组织无法获得足够的氧供而造成损伤。但一项前瞻性研究显示，在40%的Willis环不完整患者中应用单侧ACP的术后CNS并发症的发生率并不高于Willis环完整患者［19］。且施行双侧ACP增加了体外循环的难度，额外插管也增加了动脉粥样斑块脱落栓塞的风险。对于具有完整Willis环的患者，目前认为单侧ACP技术即可满足脑组织的氧需，但对于存在颈动脉狭窄以及Willis环不完整的患者，双侧ACP是否优于单侧还有待进一步研究。

3.3 动脉插管方式影响 可供选择的插管方式包括股动脉插管、升主动脉插管、腋动脉插管以及腋动脉联合股动脉插管，目前最常用的是股动脉插管及腋动脉插管。股动脉插管可造成假腔供血，造成CNS灌注不足，而血管壁的粥样斑块受到逆行血流冲击易发生脱落栓塞，且这种插管方式不便行ACP［20］。腋动脉插管分为直接与间接两种方式。经腋动脉插管不易造成假腔供血且便于行ACP，均可降低术后CNS并发症的风险，而间接方式相较于直接方式又减少了插管相关并发症（右上肢麻木、活动受限等）的发生。腋动脉联合股动脉插管是近年来一种新的尝试，可以较快地建立体外循环、减少停循环时间，在提供ACP的同时又避免了逆行栓塞风险［20-21］。TAAD可累及升主动脉，因此有大概率造成假腔供血；另外升主动脉夹层较为脆弱，操作过程中易破裂。但升主动脉插管可以快速建立体外循环，避免额外手术切口并简化了手术过程，因此行升主动脉插管需在术前评估患者病情是否允许。动脉插管方式作为术中关键的一步，尽管目前认为腋动脉联合股动脉插管是一种安全有效的方式，但具体选择何种方式还要根据患者的具体情况做出决定。

4 术中峰值血糖水平对TAAD术后CNS并发症的影响

术中峰值血糖≥13.33 mmol/L时，术后发生CNS并发症的风险明显升高。TAAD术中易引发应激性高血糖，使围术期发生严重的糖代谢紊乱。高血糖会促进谷氨酸和天门冬氨酸的释放，而它们是引发缺血瀑布的重要物质。此外，高血糖本就与炎症反应加重有关，进而加重对CNS的损害。

5 体外循环对TAAD术后CNS并发症的影响

自体外循环首次在心脏手术中成功应用即伴随各种术后并发症，CNS并发症则是较为严重的一种。体外循环过程中的溶血、缺血再灌注损伤及中性粒细胞激活在氧化应激和促炎通路中起着关键作用，影响多器官的功能和恢复［22］。造成肺损伤时，可导致术后低氧血症并增加人工辅助通气与ICU停留时间；造成脊髓损伤时，可引起双下肢活动异常；还可诱导脑部的神经元、胶质细胞等释放炎症介质造成脑组织损伤。体外循环时全身炎症反应的诱发途径包括血液与体外循环机非内皮表面的直接接触、缺血再灌注损伤等。血液与机器非内皮表面直接接触时可通过旁路途径迅速激活补体系统；而肝素-鱼精蛋白复合物可通过经典途径激活补体系统。补体系统激活最终产生攻膜复合物可激活白细胞及内皮细胞引起炎症反应。细胞因子也是全身炎症反应的重要参与者，包括TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10等。区别于其他因子，IL-10作为一种抗炎因子，可抑制促炎细胞因子的产生和中性粒细胞与内皮细胞的相互作用，但其产生迟于促炎因子，正是这种延迟造成促炎与抗炎的不平衡，最终造成炎症反应。缺血再灌注可使细胞无菌性坏死并引发炎症反应，这主要通过中性粒细胞与内皮细胞介导。再灌注时大量中性粒细胞积聚并黏附于内皮细胞，以及内皮细胞肿胀和组织水肿，可引起无复流现象。且此过程激活的中性粒细胞和内皮细胞释放的氧自由基等活性物质不仅造成自身损伤，还可引起周围组织损伤，加剧全身炎症反应。此外，血栓、脂肪、气体及粥样硬化斑块等栓子等造成的栓塞风险也不能完全避免。

6 时间因素对TAAD术后CNS并发症的影响

6.1 手术时间 手术时间包括体外循环时间、主动脉阻断时间以及停循环时间等，术中相关操作时间延长时，会增加相关栓子形成的概率以及加重炎症反应，增加CNS并发症的风险。

6.2 ICU停留时间与人工辅助通气时间 由于AD自身及其手术的特殊性，患者术后需在ICU观察较长时间。ICU作为一个特殊的封闭环境，容易引起患者短暂性神经功能损害，谵妄便是其中最常见的一种形式。其中人工辅助通气时间的延长可使谵妄的风险增加10%。但人工辅助通气时间的延长也与多种因素相关，包括手术麻醉及手术时间、体外循环时间、术后低氧血症［16，23］等并发症及镇静剂的使用等。除此之外，ICU内强光、噪声等也易造成患者睡眠质量下降，严重时可以扰乱患者昼夜节律，产生睡眠剥夺［24］。多方面因素可共同作用造成CNS并发症，而CNS并发症的发生也延长了ICU时间。因此，术后CNS并发症与人工辅助通气时间和ICU停留时间的关系还有待深入研究。

综上所述，CNS并发症是TAAD术后的严重并发症，多种因素共同作用，严重影响患者的预后与转归。本研究对TAAD术后CNS并发症相关危险因素的探索及阐述，以期为不同患者制定适合的预防策略提供依据，减少此类并发症的发生。