主动脉术后脊髓缺血相关截瘫的治疗与预防

2021-12-14王文君史泽鹏何学志

临床荟萃 2021年11期

武硕，王文君，史泽鹏，何学志

(1.大连医科大学研究生院, 辽宁大连 116000; 2.大连市中心医院心脏大血管外科, 辽宁大连 116000)

手术治疗是主动脉夹层、主动脉瘤等主动脉疾病的主要治疗方式[1]。截瘫是主动脉外科手术的严重并发症之一，对患者的预后造成了诸多不良影响。因此如何降低主动脉术后截瘫的发生率一直是大血管外科医师研究的重点之一。历经多年的发展，主动脉术后截瘫发生率显著降低，然而仍有2.5%～10%的患者面临术后截瘫的风险[2-5]。脊髓缺血是其主要原因。目前，随着对脊髓的血液供应机制及截瘫发生机制的了解，临床上采用了多模式干预治疗，很大程度降低了术后截瘫的发生。本综述通过检索国内外相关文献，对大血管外科术后脊髓缺血相关截瘫的机制、治疗及预防作一综述，为临床医师提供参考。

1 主动脉术后截瘫的表现

主动脉术后截瘫常因脊髓血流灌注不足所导致。主要表现为受伤平面以下双侧肢体感觉、运动、反射等消失，以及膀胱、肛门括约肌功能丧失。临床上，根据脊髓损伤发生的时间分类，分为急性脊髓损伤和迟发性脊髓损伤。

2 脊髓的动脉血供

脊髓的供血十分复杂，脊髓前动脉负责脊髓前2/3血供，与脊髓的运动传导有关，是脊髓灌注的主要动脉，缺血时可发生下肢的运动障碍。脊髓后动脉负责脊髓后1/3血供，与脊髓的感觉传导有关，缺血时可发生感觉异常。脊髓前、后动脉起源于椎动脉分支，向下走形，有许多前、后根动脉的加入，这些根动脉属于节段动脉，包括椎动脉、颈深动脉、颈升动脉、肋间动脉、腰动脉、骶动脉的脊髓支。

颈段脊髓的节段动脉起自椎动脉，向下走行，直至胸段，上颈节段动脉源于椎动脉，下颈节段动脉源于椎动脉、颈深动脉、颈升动脉分支。

胸段脊髓的前动脉又名大前髓动脉，其血供主要由节段动脉供血，其中最重要的一条节段动脉称为根最大动脉(adamkievicz动脉)。该动脉在75%～80%人群中走行于T9-T12之间[6]，胸段脊髓1-4节段尤其是胸4节段与腰段脊髓1节段相邻的动脉侧支循环比较薄弱，容易导致脊髓缺血性损害，因此称这些节段为危险区[7]，其血管损伤的话，有截瘫的可能。

腰动脉是腰段脊髓的主要供血动脉，胸段脊髓前、后动脉的分支较颈、腰段少。因此，胸段脊髓前动脉的损害引起的症状比其他部位严重，见图1。

图1 脊髓的动脉血液供应

3 缺血相关脊髓损伤原因

缺血相关损伤是脊髓损伤的主要原因。其损伤原因是多因素的，Borghese等[8]认为在主动脉术后7～10 d是截瘫发生的高发期。Svensson等[9]将缺血相关脊髓损伤的原因大致分为三类：(1)脊髓缺血的时间和程度；(2)脊髓的缺血-再灌注损伤；(3)脊髓血供无法恢复, 见图2。

图2 脊髓缺血原因

3.1脊髓缺血的时间和程度主动脉人工血管置换术中需要降温并阻断主动脉，主动脉阻断后不仅会使脊髓前动脉的灌注压降低，而且还会使阻断近端以上的压力增大，造成颅内压增高、脑脊液分泌过多，使脊髓前动脉的灌注压降低，造成脊髓损伤[10]。据报道，主动脉阻断时间与主动脉术后截瘫的发生率息息相关，当阻断时间小于15 min，截瘫发生的概率为0%，当阻断时间超过1 h，截瘫发生的概率为25%～100%[11]。而主动脉腔内修复术在释放覆膜支架过程中仅需阻断主动脉极短的时间，其脊髓损伤的发生概率显著降低[12]。

3.2缺血-再灌注损伤氧自由基的产生是缺血-再灌注损伤最主要的因素。在阻断主动脉后，脊髓缺血缺氧，神经细胞内的ATP被消耗，产生ADP、AMP和次黄嘌呤。在血流恢复后，次黄嘌呤代谢产生大量的氧自由基。过多的氧自由基可导致脂质过氧化，生成大量的丙二醛，脊髓细胞膜中有丰富的脂质，氧自由基可以攻击脂质，破坏膜结构的完整性，引起神经细胞凋亡。

兴奋性氨基酸的毒性作用也是缺血-再灌注损伤中一个重要的因素。谷氨酸是重要的兴奋性氨基酸，当脊髓发生缺血，ATP合成下降，Na+-K+-ATP酶功能衰竭，导致Na+依赖的谷氨酸转运受体逆向运转，引起细胞间隙中谷氨酸含量上升，影响了胱氨酸释放及摄取，导致谷胱甘肽合成减少，造成氧自由基堆积，谷氨酸还可以与细胞膜上N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体和非NMDA受体结合，导致Ca2+开放，大量Ca2+内流，引起神经细胞损伤。

炎性反应也是缺血-再灌注损伤的重要环节，损伤部位释放出炎性细胞因子和趋化因子，这些因子会与外周炎性细胞表面受体结合，介导炎性细胞进入，导致神经元细胞损伤。

3.3脊髓血供无法恢复主动脉手术中对脊髓供血血管封闭、未行肋间动脉重建、未行动脉远端灌注，也是导致脊髓缺血性损伤的原因之一[2]。主动脉术中多需覆膜支架置入，患者主动脉基础病变情况决定了覆膜支架的长度和位置[12]。主动脉术中覆膜支架的放入，会封闭相应节段的肋间动脉，造成相应节段脊髓缺血。Zoli等[13]做了一项调查研究，将封闭肋间动脉节段数量作为预测截瘫风险的危险因素。通过统计609名患者的数据发现，封闭肋间动脉少于8个节段，脊髓损伤概率为1%～2%；封闭上胸段肋间动脉8～12个节段，脊髓损伤概率为3.7%；封闭下胸段8～12个肋间动脉节段，脊髓损伤概率为15.4%；牺牲13个以上节段，脊髓损伤概率为12.5%。因此，封闭肋间动脉节段数量可以作为预测截瘫风险的危险因素。Adamkievicz动脉对脊髓血供有着重要作用。许冉冉等[14]认为当覆膜支架长度超过T8及以下时也是截瘫危险因素之一，这是因为Adamkievicz动脉大多走行在T9-T12之间。许多学者也提出支架长度超过200 mm也是截瘫危险因素之一，同样也是因为根最大动脉及肋间动脉是脊髓供血的主要动脉[12]。

3.4其他脊髓缺血损伤因素除了上述脊髓损伤的原因，还有很多危险因素不可忽视，例如：术前急性贫血，全身性低血压等都会造成脊髓缺血缺氧，导致脊髓损伤事件发生[15]。并且既往曾接受过脊柱手术患者也更容易出现脊髓损伤事件[16]。

4 截瘫的治疗

4.1脑脊液引流脑脊液引流被认为是预防和治疗主动脉术后截瘫最有效的方法[17]。早期发现、早期处理是治疗脊髓损伤的重点。通过早期脑脊液引流可以降低脑脊液压力，增加脊髓灌注压，并可将脊髓损伤后释放出的负性因子排出。

余惠等[18]报道了6例术后截瘫行脑脊液引流的治疗情况，其中5例在行脑脊液引流3天后均有不同程度的恢复，3个月后5名患者均恢复正常。许冉冉等[14]统计了223名接受腔内修复术的患者，其中3例发生术后截瘫，10例存在并发截瘫的高危因素，经过脑脊液引流等积极处理，3例截瘫患者恢复正常，10例高危患者未发生截瘫，1～6个月的随访期间未见新发截瘫发生。余云等[19]记录282例患者，6例术后发生截瘫，经脑脊液引流，4例恢复正常。尹存平等[17]记录32例腔内修复术患者情况，4例术后发生截瘫，经脑脊液引流，4例恢复正常。

众多依据证明，脑脊液引流是治疗主动脉术后脊髓损伤的有效方法。但也有文献报道，术前预防性脑脊液引流可能会增加并发症发生风险[20]。

4.2低温治疗低温治疗可减少神经细胞的氧需要量、降低新陈代谢、增加脊髓对缺血的耐受程度，还可阻止天冬氨酸和谷氨酸等毒性氨基酸的释放，并能维持氨基酸在细胞外处于一个较低浓度，间接起到保护脊髓的作用，防止迟发型截瘫发生[11]。

低温治疗包括全身低温治疗和局部低温治疗，全身治疗因其操作难度较大，并发症多等因素并未全面推广，局部低温治疗应用较多，主要途径有：脊髓供血动脉、蛛网膜下腔和硬膜外腔[21]。虞建刚[21]、俞永林等[22]通过动物模型发现，低温治疗对于脊髓功能的恢复有着积极地作用。

低温治疗的温度把控对于治疗效果有着很大的影响。一些神经保护机制随着温度的降低而效益增加，有的机制不受影响。但是，随着体温过度降低，反而会出现相反效果，加剧损伤[23]。因此，低温治疗应针对不同的病人情况，选择适当的治疗温度。

4.3减轻缺血-再灌注损伤对抗氧自由基损伤是减轻缺血-再灌注损伤的重要方式。甲泼尼龙是一种合成的糖皮质激素，可以抑制脂质氧化过程，降低炎性因子释放，保护细胞膜，减少细胞炎性坏死[24]。张子峰等[25]在大鼠缺血再灌注实验中发现，甲基强的松龙和钙蛋白酶抑制剂都对脊髓再灌注损伤有保护作用。彭卫等[26]在大鼠模型中应用甲泼尼龙治疗缺血-再灌注损伤，通过检测血清S-100β水平来评估效果。结果发现甲泼尼龙组效果明显好于对照组，甲泼尼龙对缺血-再灌注损伤有干预保护作用。

神经节苷脂可以抑制脂质氧化、保护细胞膜、抑制脊髓损伤后应激介导的神经元凋亡[27]。张杰等[28]在大鼠模型中应用神经节苷脂治疗缺血-再灌注损伤，结果表明，神经节苷脂能够逆转脊髓损伤变化。Li等[29]认为神经节苷脂可抑制脂质氧化作用，降低丙二醛水平，具有神经保护作用。

硫酸镁是一种非竞争性NMDA受体拮抗剂。Jellish[30]等将硫酸镁用于脊髓缺血兔模型的脊髓保护。他们发现，缺血前15 min给予硫酸镁可降低脑脊液中谷氨酸释放。此外，硫酸镁治疗后动物神经功能更好，细胞死亡和凋亡更少。

朱晓峰等[31]认为三甲氧苄嗪能够通过增加ATP 合成和对抗氧自由基损伤来保护脊髓。文立红等[32]认为丙泊酚通过抑制脂质过氧化反应，减少氧自由基生成，起到保护脊髓作用。此外，促进神经再生的神经营养因子可减少细胞炎性坏死，促进轴突再生。

减轻氧自由基损伤是减轻缺血-再灌注损伤的重要环节，临床医师应根据患者情况合理使用相关措施，改善缺血-再灌注损伤。

5 截瘫的预防

截瘫作为主动脉术后最严重的并发症，患者生存和生活质量明显降低，其治疗主要依赖于早期发现和即刻多模式干预治疗，Acher等[33]认为通过积极的术中术后神经干预保护，可最大限度恢复脊髓血液供应和提高脊髓对缺血的耐受程度，改善患者远期生存情况和生活质量。

5.1远端动脉灌注在主动脉手术中，常会应用选择性脑灌注进行脑保护，选择性脑灌注通常以上半身灌注为主，而下半身无灌注，因此下半身缺血损伤风险很高[34]。因此，临床上应用多种技术来维持主动脉远端的脊髓灌注，常用方法有左心部分旁路或体外循环主动脉远端灌注。这些技术不仅可以保证主动脉远端脊髓血流灌注，还可使主动脉近端压力下降，减少心脏后负荷，间接起到保护心脏的作用。有研究结果提示，当远端灌注压在60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，转流量达到70%就可有效预防脊髓发生缺血[2]。

5.2肋间动脉重建部分研究表示，肋间动脉重建可有效减少术中脊髓缺血发生[35]。但是在传统手术中虽然可进行肋间动脉重建，但是由于肋间动脉数量繁多，术中难以对所有肋间动脉进行重建。且会增加手术时间、手术风险。因此肋间动脉重建技术是否对脊髓损伤有预防作用一直存在争议。并且，明确Adamkievicz动脉位置，对于肋间动脉重建有着重要意义[36]。而目前对于Adamkievicz动脉缺乏完善的显影技术，虽然选择性肋间动脉造影可对Adamkievicz动脉进行评估[7]。但是该技术敏感度较低[36-37]。因此，这项技术的临床可行性还需要进一步商榷。

5.3神经电生理监测目前临床上用于监测主动脉术中脊髓缺血情况的技术有躯体感觉诱发电位和运动诱发电位。运动诱发电位用于评估下行脊髓通路，而躯体感觉诱发电位用于评估上行脊髓通路[2]。

躯体感觉诱发电位有4种类型[11]：(1)正常的躯体感觉诱发电位在30～50分钟内逐渐消失。提示远端血管出现血液灌注不足。此时，医生需要即刻进行主动脉远端灌注。(2)在阻断主动脉3～5 min躯体感觉诱发电位减弱，提示阻断远端压力<60 mmHg。(3)主动脉阻断后，感觉传导突然中断。提示该阶段存在脊髓重要供血动脉。(4)主动脉阻断后，躯体感觉诱发电位没有任何变化，表示主动脉远端灌注压满意，该节段上没有重要的脊髓供血血管。

Tozzi等[38]认为躯体感觉诱发电位和运动诱发电位虽然可以监测脊髓情况，但是无法区分中央截瘫和周围截瘫，因为在体外循环术中由于股动脉插管造成下肢缺血，会出现假阳性结果。因此，Tozzi等[38]运用一种新技术，将复合肌肉动作电位和运动诱发电位结合，可以辨别出运动反应中的中央和外周异常。据报道，在传统主动脉开胸手术中，运动诱发电位监测术中和术后截瘫的敏感性为89.1%，特异性为99.3%[2]。

目前，人们将神经电生理监测更多转向了经皮近红外光谱技术，作为在手术期间和术后监测脊髓灌注充分性的一种手段。虽然这项技术早期由于结果复现性受到质疑，但最近研究报告证明了该技术检测脊髓缺血的有效性[39]。

5.4缺血预处理为了预防主动脉术后截瘫，Petroff等[40]采用了一种名为“微创分期段段性动脉圈栓塞”术的技术。通过分期主动结扎节段动脉，使机体适应产生新的侧支旁路给脊髓供血，从而来稳定脊髓血供，并可以预防术中术后脊髓缺血。但是这种方法在临床应用尚不多见。目前对于脊髓缺血预处理的评价指标较少，目前比较公认的是热休克蛋白。Sakurai等[41]研究显示缺血预处理明显延长了热休克蛋白70在mRNA及蛋白水平表达的时限，提示缺血预处理可以在脊髓缺血后，对脊髓起到保护作用。

5.5血管管理脊髓灌注压=平均动脉压-脊髓腔内压，适当提高术中和术后平均动脉压，可以提高脊髓血流灌注，减少脊髓损伤风险[42]。Emanuel等[43]认为术中和术后72 h维持平均动脉压在80 mmHg以上，可以减少截瘫风险，如果术中神经检测出现变化，可将平均动脉压提高到100 mmHg。Lovkesh等[2]建议把患者平均动脉血压升高，高于术前，至少高于80 mmHg。我国Wang等[44-45]对接受深低温停循环的主动脉手术患者进行统计发现，在深低温停循环时间较少，可显著减少术后截瘫发生。