低温停循环技术临床应用进展

陈 柯， 张 永1.中国医科大学研究生院，辽宁 沈阳 1101；.北部战区总医院 心血管外科，辽宁 沈阳 110016

深低温停循环(deep hypothermic circulatory arrest,DHCA)是一项通过降低机体尤其是大脑耗氧量，延长组织缺血耐受时间的措施，是用于主动脉弓手术的辅助手段[1]。自有学者提出主动脉弓置换术以来，在此过程中，大脑保护方法主要是不同程度的低温和辅助脑灌注[2]。1975年，DHCA首次成功用于主动脉弓重建[3]。DHCA显著降低了脑氧需求，促进现代主动脉外科的发展。近年来，DHCA采用逆行脑灌注(retrograde cerebral perfusion,RCP)、选择性顺行脑灌注(selective antegrade cerebral perfusion,SACP)等进行脑保护。随着主动脉弓手术量的增加，深低温给人体及术后恢复带来的负面影响越来越引起临床重视[4]。中低温停循环(moderate hypothermic circulatory arrest,MHCA)联合SACP应用得到临床支持[5-8]。本文就临床指标方面对MHCA联合SACP的临床应用作一综述。

1 应用基础

主动脉弓手术过程中需要中断主动脉弓的血液循环，使全身停止循环供血。深低温停循环技术使得主动脉弓手术成为可能[9]。目前，来自主动脉外科领域的共识声明将低温定义为超深低温(温度<14.0℃)、深低温(14.1℃～20.0℃)、中低温(20.1℃～28.0℃)和浅低温(28.1℃～34.0℃)[10]。DHCA的实施实现手术区域内无血，减少全身代谢需求，大脑灌注进一步满足剩余的大脑代谢，这对于提高主动脉弓手术的可行性尤其重要[1]。DHCA还与凝血障碍、肾功能衰竭和呼吸衰竭以及炎症反应增加等不良系统性后果有关[11-12]。

为解决DHCA带来的诸多不良事件，MHCA被越来越多地应用于临床，并被证明是一种安全有效的循环管理策略[13-14]，应用范围有扩大的趋势[15]。SACP维持接近生理的脑循环，使血液在毛细血管床上均匀分布，尽管具有非脉动和低温流动的模式特点[15-16]。SACP能耐受较长时间的安全停循环。与单独使用DHCA相比，SACP显著降低病死率和脑卒中率[17]。

2 体温的监测

精确的温度监控是影响治疗过程成功与否的重要因素。应尽快、尽早诱导低温，以改善生存率和预后。治疗期间，需要准确、快速和易于操作的温度监测方法来准确测量温度。

直接测量大脑温度不切实际，因此，临床使用许多中枢温度监测的替代站点[18]。临床上常用的测温部位有鼻咽部、直肠、膀胱、动静脉血温，此外还有鼓膜、食管、心肌保护液、经Swan-Ganz导管测肺动脉等，但都不能直接反映脑温度。直肠与膀胱温度监测反应更灵敏，但膀胱温度受尿流量影响，相比较而言直肠温度监测更能反映核心体温情况[19]。肺动脉温度较大程度反映大脑温度[20]。与其他核心温度测温点相比，股髂动脉温度能准确反映肺动脉温度，可用于测量心脏停跳复苏患者低温治疗期间的核心温度[19]。临床上常使用的核心温度测量部位为鼻咽部和直肠。

3 脑灌注方式

有学者于1975年分享其在主动脉弓置换术中使用低温停循环(hypothermic circulatory arrest，HCA)的经验和技术，包含ACP和RCP等脑灌注方式的使用[3]。DHCA、DHCA伴ACP、DHCA伴RCP和MHCA伴ACP是临床应用的四种主要脑保护策略[21]。其中，MHCA时的脑灌注方式主要包括RCP和SACP。有研究表明，停循环时，RCP 和SACP均优于单用DHCA，与RCP比较，SACP在减少脑水肿、清除代谢废物和降低损伤标志物水平方面效果相似，但其维持脑氧供和细胞完整性、抗细胞凋亡能力均高于RCP[22]。有研究表明，中低温下RCP与单纯停循环无明显差异，而与SACP相比，RCP在治疗期间的大脑微循环灌注不够充分[23]。有学者对587例主动脉弓置换患者进行连续15年的研究结果发现，MHCA伴SACP能为主动脉弓手术的患者提供足够的脑保护、神经保护和内脏器官保护[24]。因此，在MHCA脑保护的临床应用中推荐使用SACP。

SACP可分为单侧顺行性脑灌注(unilateral selective antegrade cerebral perfusion，uSACP)和双侧顺行性脑灌注(bilateral selective antegrade cerebral perfusion，bSACP)，临床上常用的动脉插管部位包括双侧腋动脉-锁骨下动脉、左颈总动脉、无名动脉、股动脉等。临床对MHCA期间选用uSACP或bSACP存在争议[25]。uSACP时，其脑灌注的临床效果依赖于Willis环的完整性，Willis环不完整影响脑灌注效果。有研究发现，只有约60%的患者有解剖上的Willis环完整性[26]。通过CT血管造影评估 Willis环的完整性，磁共振成像评价Willis环内的血流情况等。bSACP能同时为双侧大脑提供血供，在SACP期间大脑两侧的灌注压较为均衡，但也增加气体等异物栓塞风险。

4 临床指标

4.1 体外循环时间 有学者回顾性分析1 783例主动脉置换手术患者的临床资料，发现MHCA+SACP组的体外循环时间明显短于DHCA组[27]。MHCA+SACP避免因复温所需时间较长而延长手术时间，减少输血需求[28-30]。中低温策略可在不增加手术死亡率和发病率的情况下缩短手术时间[30]。

4.2 死亡率 围术期死亡定义为30 d内或同一住院时间内发生的死亡[27]。多器官系统衰竭是围手术期常见的死亡原因。有研究发现，DHCA是院内死亡风险和30 d全因死亡的独立风险因素[31]。MHCA+SACP患者相较DHCA患者住院死亡率和30 d全因死亡率更低。有学者回顾性分析925例行主动脉置换手术患者的临床资料，根据停循环时脑保护策略的类型分为SACP组、HCA组，发现SACP组死亡率显著降低[32]。这与其他研究结论相同[33-35]。

4.3 神经功能障碍 神经功能障碍分为永久性神经功能缺损(permanent neurological deficit,PND)和暂时性神经功能缺损(temporary neurological deficit,TND)。PND被定义为中风和/或昏迷和嗜睡，而TND被定义为病灶在24～72 h内消失的术后昏迷、躁动、谵妄、癫痫、精神病或短暂性脑缺血发作。PND是非全身的局部性事件，TND是常规成像方法无法检测到的轻微弥漫性全身损伤，与灌注不足有关[27]。

主动脉弓手术脑保护的神经学结果较大程度上取决于脑温、停循环时间和停循环期间的脑灌注[36]。有研究纳入9项研究共计1 783例接受主动脉弓手术的患者，发现MHCA+SACP组的PND发生率显著低于DHCA组，而DHCA组和MHCA+SACP组的TND发生率没有显著差异[27]。有研究表明，SACP具有明显减少永久性神经损伤发生率的效果[32-35]。建议MHCA的使用在24℃安全阈值内，以尽量减少术后永久性神经功能障碍，低温停循环时间>30 min应联合使用SACP[15]。

4.4 卒中发生率 有研究表明，MHCA+SACP可显著降低术后卒中的风险[27]。有学者认为，近端主动脉弓手术后的大多数中风本质上是栓塞性的[37]。然而，即使通过直接插管主动脉上的血管进行灌注，可能有机会使动脉粥样硬化血栓脱落，仍比单独使用DHCA有更显著的永久性神经功能结果。这可能归因于SACP为大脑提供持续的血液供应，以及插管期间的系统性护理。即使在需要较长神经保护时间的复杂主动脉弓手术中，总的大脑失灌注时间与卒中密切相关[38-39]，适当使用SACP被认为是一种可接受的策略。手术备皮过程应谨慎，以尽量减少异物进入脑循环。插管前分离弓血管时应远离动脉粥样硬化斑块，或避免弓血管插管[37,40]。

4.5 术后肾功能衰竭 MHCA+SACP被广泛应用的主要原因是深低温会带来诸多不良潜在并发症。深低温会加速肾小管损伤，从而增加潜在的凝血相关疾病和全身炎症反应发生的风险[41]。体外循环时间是心脏手术后急性肾损伤的独立危险因素，MHCA避免更深程度的低温，减少体外循环时间，可能对患者术后肾功能有益[41]。使用MHCA可获得良好的系统性结果，肾功能不全在DHCA队列中更为常见，与DHCA比较，接受MHCA+SACP的患者的肾功能衰竭发生率显著降低，但深低温与更大的系统性疾病相关性尚未在临床上得到最终证实。虽然有研究表明，MHCA+SACP与DHCA相比，在减少肾功能衰竭及出血再手术发生率方面无显著差异[27]。但是有学者指出，由于肾功能结果很少包含在之前的研究中，限制了对真实性和可信度的评估，其研究发现，与DHCA相比，MHCA显著降低主动脉弓手术患者术后肾功能衰竭率及肾脏置换率[42]。此外，当低温停循环时间<30 min时，MHCA组的肾功能衰竭发生率低于DHCA组，但当低温停循环时间>30 min时，两组之间的肾功能衰竭发生率无显著差异。

5 小结

综上所述，在低温停循环技术中，MHCA联合SACP可显著降低死亡率、永久性神经损伤、卒中和术后肾衰竭的发生率。尽管MHCA联合SACP显著缩短手术时间，有在复杂外科手术中使用的趋势。但在需要更长时间的复杂外科手术中，停循环方式的选择应趋于个体化及保守化。期待进一步临床与实验研究，以了解不同低温停循环策略的益处及对其他脏器功能的影响和相关因素的评估。