無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀在小兒先天性心臟病體外循環(huán)圍術(shù)期的臨床研究*

丁佳慧,安　永,彭明清△,王中林,田　春

(1.重慶醫(yī)科大學附屬永川醫(yī)院麻醉科　402100;2.重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院胸外科　400014)

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論著·臨床研究

無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀在小兒先天性心臟病體外循環(huán)圍術(shù)期的臨床研究*

丁佳慧1,安永2,彭明清1△,王中林1,田春1

(1.重慶醫(yī)科大學附屬永川醫(yī)院麻醉科402100;2.重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院胸外科400014)

目的通過監(jiān)測圍術(shù)期腦部擾動系數(shù)、血清中S-100β蛋白、神經(jīng)無特異性烯醇化酶(NSE)等指標,比較體外循環(huán)(CPB)對復(fù)雜型和簡單型先天性心臟病(CHD)患兒腦損害的影響。方法隨機選取40例冠狀動脈粥樣硬化性CHD患兒，分為復(fù)雜組(n=20，法洛四聯(lián)癥13例，大動脈轉(zhuǎn)位7例)和簡單組(n=20，房間隔缺損8例，室間隔缺損12例)，分別在手術(shù)前(T1)、CPB開始后10 min(T2)、阻斷主動脈時(T3)、開放主動脈時(T4)、CPB結(jié)束時(T5)、CPB結(jié)束后5 h(T6)、CPB結(jié)束后24 h(T7)7個時間點應(yīng)用BORN-BE 無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀監(jiān)測腦部擾動系數(shù),同時采集動脈血并應(yīng)用ELISA檢測血清中S-100β 和NSE水平。結(jié)果兩組患兒術(shù)前腦擾動系數(shù)、S-100β、NSE水平均差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，CPB開始至結(jié)束兩組患兒S-100β、NSE水平及腦部擾動系數(shù)均顯著升高(P<0.05)，CPB結(jié)束后均逐漸下降(P<0.05)，且在相同時間點復(fù)雜組明顯高于簡單組(P<0.05)；兩組患兒腦部擾動系數(shù)分別與其血清S-100β、NSE水平呈正相關(guān)。結(jié)論CPB對復(fù)雜型CHD患兒的腦損傷較簡單型CHD重，圍術(shù)期可運用無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀對復(fù)雜型CHD患兒進行實時監(jiān)測，以降低患兒腦損傷。

體外循環(huán)；腦損害；擾動系數(shù)

體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)是簡單型先天性心臟病(congenital heart disease,CHD)患兒心內(nèi)直視手術(shù)不可或缺的條件之一[1]；但由于CPB期間發(fā)生的缺血缺氧性損傷、微小栓子栓塞、炎性反應(yīng)等，易造成機體重要臟器的損害[2]，尤其是腦損害，包括神經(jīng)系統(tǒng)的損傷及認知功能障礙[3]。雖然大部分患兒神經(jīng)系統(tǒng)功能可恢復(fù)，但亦有少數(shù)患兒因嚴重腦部并發(fā)癥致殘，甚至死亡[4-6]。因此，臨床上早期發(fā)現(xiàn)圍術(shù)期腦損害顯得尤為重要，本研究通過監(jiān)測復(fù)雜型和簡單型CHD患兒CPB圍術(shù)期腦擾動系數(shù)、血清中S-100β蛋白、神經(jīng)無特異性烯醇化酶(NSE)等指標，比較分析CPB對復(fù)雜型和簡單型CHD患兒腦損害的影響程度，為無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀應(yīng)用于復(fù)雜型CHD患兒圍術(shù)期腦損害的防治提供依據(jù)。

1　資料與方法

1.1一般資料病例來源于重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院2013年2月至2014年2月行手術(shù)治療的CHD患兒40例,復(fù)雜組20例,男12例，女8例，平均年齡(7.73±5.02)個月,平均體質(zhì)量(5.1±0.9)kg,包括法洛四聯(lián)癥13例，大動脈轉(zhuǎn)位7例;簡單組20例，男13例，女7例，平均年齡(8.48±5.05)個月,平均體質(zhì)量(5.2±0.7)kg，包括房間隔缺損8例，室間隔缺損12例。所有病例均嚴格排除術(shù)前合并中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、血液系統(tǒng)疾病和肝腎功能不全等病史的CHD患兒。本研究經(jīng)重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準。

1.2方法

1.2.1麻醉方法所有CHD患兒術(shù)前30 min靜脈注射0.02 mg/kg 鹽酸戊乙奎醚；入手術(shù)室后：均常規(guī)監(jiān)測患兒心率(HR)、血壓(BP)、心電圖(ECG)、血氧飽和度(SpO2)及腦部擾動系數(shù)；麻醉誘導(dǎo)及插管：采用靜脈注射0.1 mg/kg咪達唑侖、5～10 μg/kg芬太尼、2 mg/kg異丙酚及0.1 mg/kg維庫溴胺快速誘導(dǎo)插管；術(shù)中維持潮氣量10～12 mL/kg,呼吸頻率20～22次/mim,氧流量2 L/min，呼氣末二氧化碳分壓(PETCO2)維持在36～40 mm Hg，予以異丙酚3～4 mg·kg-1·h-1持續(xù)靜脈泵入維持麻醉深度，維庫溴胺 70～100 μg/kg 維持肌肉松弛，并間斷追加芬太尼10～15 μg/kg維持術(shù)中鎮(zhèn)痛；特殊監(jiān)測：麻醉平穩(wěn)后均行橈動脈、頸內(nèi)靜脈穿刺置管監(jiān)測動脈血壓、中心靜脈壓。

1.2.2CPB方法選用STOCKERT-SC 型滾壓泵人工心肺機，預(yù)充液包含清蛋白、血漿等膠體液及林格氏液、碳酸氫鈉液等晶體液,肝素化(復(fù)雜組3.5 mg/kg；簡單組3.0 mg/kg)至活化凝血時間(activated coagulation time,ACT)超過480 s 開始循環(huán)，術(shù)中根據(jù)ACT值追加肝素。經(jīng)主動脈根部灌注4 ℃高鉀冷停搏液，心臟停搏后再行先天性心臟病矯正術(shù)，后每20～30分鐘灌注1次保護心肌。流轉(zhuǎn)中血氣管理采用α-穩(wěn)態(tài)。兩組患兒均在低溫度(28～32 ℃)下完成手術(shù)。

1.2.3腦部擾動系數(shù)的監(jiān)測運用BORN-BE無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀測定腦部左、右側(cè)擾動系數(shù)，操作步驟嚴格按監(jiān)護儀的說明書進行。以直方圖和曲線表示腦擾動系數(shù)的動態(tài)變化，取左、右兩側(cè)腦擾動系數(shù)的平均值作為腦部綜合擾動系數(shù)。兩組患兒分別于手術(shù)前(T1)、CPB開始后10 min(T2)、阻斷主動脈時(T3)、開放主動脈時(T4)、CPB結(jié)束時(T5)、CPB結(jié)束后5 h(T6)、CPB結(jié)束后24 h(T7)7個時間點進行腦部綜合擾動系數(shù)的測定。

1.2.4標本采集及指標檢測分別于對應(yīng)的7個時間點采集橈動脈血樣2 mL，4 000 r/min常溫離心10 min，然后取上清液于低溫(-80 ℃)保存待測。血清S-100β 和NSE的測定均嚴格按照ELISA法試劑盒說明書操作。

2　結(jié)　　果

2.1一般資料及術(shù)中參數(shù)的比較兩組CHD患兒的性別、年齡、體質(zhì)量方面比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性；術(shù)中的CPB時間、主動脈阻斷時間比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。

2.2兩組患兒腦部擾動系數(shù)、血清中S-100β、NSE水平的變化兩組患兒腦部擾動系數(shù)、血清中S-100β、NSE水平均于CPB開始后顯著升高(P<0.05)，CPB結(jié)束到術(shù)后24 h均明顯下降(P<0.05)，兩組患兒CPB期間及CPB結(jié)束后各時間點腦部擾動系數(shù)、血清中S-100β、NSE水平與術(shù)前比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；兩組間比較，患兒術(shù)前腦部擾動系數(shù)、S-100β、NSE水平差異無統(tǒng)計學意義(P> 0.05)，在CPB期間及CPB結(jié)束后各相同時間點復(fù)雜組腦部擾動系數(shù)、血清S-100β、NSE水平均明顯高于簡單組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表1　　簡單型和復(fù)雜型CHD基本信息

表2　　簡單型和復(fù)雜型先心病CPB前后各時間點腦擾動系數(shù)、血清S-100β、NSE情況±s)

a:P<0.05，與T1比較；b:P<0.05，與簡單組比較。

2.3腦部擾動系數(shù)與血清S-100β、NSE水平的相關(guān)性復(fù)雜組患兒血清S-100β與NSE呈正相關(guān)(r=0.873,P=0.03)，簡單組患兒血清S-100β與NSE呈正相關(guān)(r=0.876,P<0.01)；復(fù)雜組患兒腦部擾動系數(shù)與血清S-100β、NSE呈正相關(guān)(r=0.907、0.850,均P<0.01)，簡單組患兒腦部擾動系數(shù)和血清S-100β、NSE呈正相關(guān)(r=0.95，P=0.04;r=0.86，P<0.01)。

3　討　　論

CPB的應(yīng)用為CHD患兒心內(nèi)直視手術(shù)的開展創(chuàng)造了條件。隨著CPB技術(shù)的不斷進步，各種復(fù)雜型CHD的手術(shù)治療均取得了較好的治療效果。但由于嬰幼兒神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育仍不成熟，以及CPB的非生理環(huán)境引起病理生理的改變，嬰幼兒CPB圍術(shù)期腦損害成為了不容忽視的問題。有研究表明，約有42%～67%的患兒術(shù)后早期出現(xiàn)神經(jīng)功能紊亂，且遲發(fā)性腦損傷亦有發(fā)生[4-6]。本研究提示，復(fù)雜型CHD患兒較簡單型CHD患兒圍術(shù)期更易發(fā)生腦損害。因此，早期發(fā)現(xiàn)復(fù)雜型CHD患兒圍術(shù)期腦損害并積極防治成為CPB術(shù)的關(guān)鍵。

目前臨床監(jiān)測腦損害主要是依靠頭顱CT、MRI、PET 及彌散加權(quán)磁共振成像(DWI) 等影像學檢查，盡管此類檢查能及時發(fā)現(xiàn)腦損害，但該類檢查需要反復(fù)搬動患者來觀察腦水腫的情況，無法對CPB圍術(shù)期的患者進行床旁實時動態(tài)監(jiān)測，無法早期檢測腦損害的發(fā)生及圍術(shù)期的動態(tài)變化，且價格昂貴，因此，在臨床應(yīng)用中受到限制[7-9]。無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀[10]應(yīng)用生物電阻抗技術(shù)及異物擾動原理，通過測定腦部擾動系數(shù)來反映腦水腫的情況,該技術(shù)安全無創(chuàng)，可以進行實時動態(tài)的床旁監(jiān)測。目前國內(nèi)外均有學者對該技術(shù)進行了相關(guān)研究，Liu 等[10-11]研究證實，該技術(shù)可及時反映腦梗死后缺血性腦水腫的發(fā)生及演變，有助于及時判斷腦梗死的病情變化。何蘭英等[12]對腦梗死患者的腦水腫進行無創(chuàng)監(jiān)測，也得出了相同結(jié)論；安斌等[13]應(yīng)用該技術(shù)監(jiān)測評估甘露醇脫水治療對腦水腫的治療效果，避免了臨床上憑經(jīng)驗盲目用藥的弊端。因此，可推斷，應(yīng)用該技術(shù)對CHD患兒圍術(shù)期進行腦損害的監(jiān)測應(yīng)該是可行的。

S-100β蛋白是一種主要存在于神經(jīng)膠質(zhì)細胞和施萬細胞內(nèi)的鈣結(jié)合蛋白，正常情況下不能透過血腦屏障入血，當神經(jīng)元胞體膜被破壞時可大量漏出并跨過受損的血腦屏障到達外周循環(huán)[14-15]；NSE是一種特異性地分布于神經(jīng)細胞和神經(jīng)內(nèi)分泌細胞的可溶性酸性蛋白[16]，其具有烯醇化酶活性，正常情況下血液中水平很低，當腦組織受損時，它可從神經(jīng)細胞中釋放通過血腦屏障入血。因此，血清中S-100β蛋白和NSE水平變化可敏感、特異地反映腦組織損害程度。另有研究表明，S-100β蛋白和NSE兩個指標聯(lián)合應(yīng)用，可早期發(fā)現(xiàn) CPB后腦損傷并評估預(yù)后[17-18]。

本研究結(jié)果提示，無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀所測得的腦部擾動系數(shù)與血清S-100β(r=0.91)、NSE(R=0.85)均呈正相關(guān)，表明無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀可用于CHD患兒圍術(shù)期腦損害的監(jiān)測。兩組患兒術(shù)前腦部擾動系數(shù)、血清中S-100β、NSE水平差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但均于CPB開始后顯著升高(P<0.05)，且同一時間點復(fù)雜組患兒腦部擾動系數(shù)、血清中S-100β、NSE均明顯高于簡單組(P<0.05)，CPB結(jié)束至術(shù)后24 h均明顯下降(P<0.05)。這表明CPB術(shù)可引起患兒腦損害，且對于復(fù)雜型CHD患兒腦的損害更為明顯，究其原因可能是不同病種所致患兒病理生理的差異，也可能是手術(shù)復(fù)雜程度、CPB時間及主動脈阻斷時間的差異，其具體原因有待進一步試驗分析。綜上所述，臨床上更應(yīng)重視復(fù)雜型CHD患兒圍術(shù)期腦保護，鑒于無創(chuàng)腦水腫動態(tài)監(jiān)護儀操作簡單、持續(xù)動態(tài)、無創(chuàng)等特點，可用于對復(fù)雜型CHD患兒進行圍術(shù)期監(jiān)測，更早發(fā)現(xiàn)腦損害并及時進行干預(yù)，改善其預(yù)后。

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Clinical study on application of non-invasive and dynamic cerebral edema monitor during perioperative period of cardiopulmonary bypass in infantile congenital heart disease*

DingJiahui1，AnYong2，PengMingqing1△,WangZhonglin1,TianChun1

(1.DepartmentofAnesthesiology,AffiliatedYongchuanHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing402100,China;2.DepartmentofThoracicSurgery,AffiliatedChildren′sHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400014,China)

ObjectiveTo compare the influence of cardiopulmonary bypass(CPB) on brain injury in the infants with complicated congenital heart disease(CHD) and simple CHD by analyzing and monitoring the perioperative cerebral electric impedance coefficient,serum S-100β protein and neuron specific enolase (NSE).MethodsForty infants with CHD were randomly selected and divided into two groups:the complicated group(n=20,13 cases of tertralogy of fallot,7 cases of transposition of great arteries) and the simple group(n=20,8 cases of atrial septal defect,12 cases of ventricular septal defect).Blood samples were taken and the cerebral electric impedance coefficients before operation(T1),at 10 min after CPB(T2),immediately after aortic clamping(T3),aortic opening(T4),end of CPB(T5),at 5 h(T6) and 24 h (T7) after CPB were measured by the BORN-BE noninvasive brain edema monitor.Serum levels of S-100β protein and NSE were detected by ELISA.ResultsThere was no statistically significant difference in the cerebral electric impedance coefficient,S-100β protein and NSE before surgery(P>0.05).The cerebral electric impedance coefficient，S-100β protein and NSE were significantly increased from the beginning to the end of CPB(P<0.05),and gradually decreased after CPB(P<0.05).The cerebral electric impedance coefficient,S-100β protein and NSE were obviously higher in the complicated group than those in the simple group at the same time points(P<0.05).The cerebral electric impedance coefficient was respectively correlated with S-100β protein and NSE.ConclusionThe influence of CPB on brain injury in complicating CHD infants is more serious than that in simple CHD infants.The BORN-BE noninvasive brain edema monitor can be used during CPB perioperative period in complicating CHD infants for conducting the real time monitoring in order to reduce brain damage.

extracorporeal circulation；brain damage；impedance coefficient

10.3969/j.issn.1671-8348.2016.12.015

重慶市衛(wèi)生局面上項目(2007-152)。作者簡介：丁佳慧(1989-)，碩士,主要從事臨床麻醉研究?！?/p>

，E-mail:315747391@qq.com。

R725.4

A

1671-8348(2016)12-1632-03

2015-11-08

2015-12-26)