经上腔静脉逆行灌注脑保护的应用现状
作者：潘玉春
单位：北京安贞医院(100029)体外循环科
关键词：
经上腔静脉逆行灌注脑保护的应用现状潘玉春综述 董培青 审校
中枢神经系统(CNS)功能障碍仍是心血管外科，尤其是胸主动脉瘤手术的严重并发症之一。Usui[1]等人总结了49个医院228例主动脉瘤手术的病人，其脑并发症高达20.2%(46/228)。因此，各种脑保护措施的研究对减少术后并发症、提高手术成功率具有重要的临床意义。逆行性脑灌注(retrogradecerebralperfusion—RCP)是一种较新的脑保护措施。本文简要综述RCP、特别是经上腔静脉(SVC)的RCP的发展、研究和临床应用现状。
一、RCP的发展
, 百拇医药
经SVC的RCP首先是由Mills[2]1980年报道用于治疗体外循环(CPB)中大量气栓栓塞的病人，不久Lemole[3](1982年)和Ueda[4](1986年)等人将其用于临床深低温停循环(DHCA)胸主动脉瘤手术中的脑保护，取得了一定效果，从此RCP的脑保护作用引起人们的重视，推动了对RCP的研究和应用。国内孙衍庆[5]、董培青等人[6]于1991～1993年进行了一系列的动物实验研究并在临床应用。在DHCA基础上的RCP方法有以下3种：1.经SVC的RCP。2.选择性颈静脉逆行灌注。3.全身逆行灌注(totalbodyretrogradeperfusion—TBRP)即分别经SVC和下腔静脉(IVC)对脑和腹腔器官行逆行灌注，经冠状静脉窦逆行灌注心肌保护。
二、RCP的研究
关于RCP的实验及临床研究有大量报道。研究目的主要是为了延长DHCA的安全时限、增加脑保护及创造良好的术野、简化操作步骤。因DHCA安全时间有限，限制了它在临床的应用，Griepp[7]研究证明当鼻咽温度18℃时DHCA超过60min会出现严重的脑损伤，死亡率也显著升高。而Deeb[8]等对35例病人行RCP，平均RCP时间为63min(35～128)，30例(86%)大于45min，12例(34%)大于65min，4例(11%)大于90min，最长者达128min，只有1例发生卒中。由此可见，RCP大大延长了DHCA的停循环时间。尽管RCP在临床已广泛应用，但仍有些问题尚待解决，对RCP也存在争议。
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关于DHCA期间RCP对CNS的保护作用有以下问题待解决：1.DHCA时RCP对降低CNS损伤的安全时限；2.灌注流量应为多少；3.适宜的灌注压力是多少；4.采用何种标准判断脑损伤。直到1997年文献报道仍存在不同的意见，以Coselli[9]为代表肯定RCP在DHCA期间对CNS有显著的保护作用，而Griepp等人[10]却对RCP的作用持怀疑态度。Coselli总结了Usui等人[1]的大量动物实验及临床研究，认为就脑血流变化、脑组织氧供及代谢、脑组织低温的维持、降低空气及微粒栓塞等方面而言，RCP是合理的。因为RCP明显降低氧债，更容易降低脑组织温度，减缓脑组织氧分压降低和二氧化碳分压升高的速度，使脑组织ATP含量维持较高水平，同时提高脑组织乳酸/丙酮酸比值。RCP虽不能提供足够的血运和氧气以维持细胞的有氧代谢和听觉脑干诱发电位，但足以缩短大脑完全缺血的时间、减轻脑缺血程度。至于RCP时SVC的最适压力、流量也一直有争论，对犬的实验证明[4]最佳灌注压为3.33kPa(25mmHg)。董培青等人[6]对犬RCP的流量及下腔静脉回流量、头臂动脉分支回流量进行测量证明，经SVC逆行灌注流量的20%经主动脉回流，80%经IVC回流，与Ueda报告结果相似。灌注压力问题，Ueda等研究发现，当进行脑表浅静脉逆行灌注时，静脉压力突然升高超过21.3kPa(157.25mmHg)时，可见荧光素从脑表浅静脉漏出，而逐步提高逆行灌注压力使表浅静脉压<10.6kPa(80mmHg)时，则未见荧光素漏出，提示脑静脉系统对逐步提高的压力有较好耐受性。而人的灌注流量及压力尚未最后确定，目前临床上所用的灌注压略低于3.33kPa(25mmHg)。而流量的调节以维持理想的SVC压力为准。Miyamoto等人[11]认为对犬RCP的理想流量20℃为30ml/kg/min。在几种RCP的方法中，选择性颈静脉逆行灌注得到许多研究者的赞同，如Okamoto[12]研究证明，将静脉插管插至颈内静脉时RCP对脑有良好的保护作用。而Griepp等人却认为RCP的应用有潜在的损害作用，首先，因为狗的头、颈部存在静脉瓣，故不是RCP实验的理想动物，而Crittenden[13]等人在羊的实验中也证实在15℃时进行RCP2h其效果不如正灌，也不如单纯的DHCA。其次，Griepp在实验中证实阻断IVC的RCP可能因脑水肿而导致行为恢复缓慢及组织学损伤。有效的RCP需要较高的灌注压或需阻断IVC，这些措施有可能增加脑的后遗症及加重脑损伤。鉴于以上原因，Griepp认为在RCP的生理及安全性得到进一步证实前，应慎用RCP。
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近年来TBRP的研究受到重视。Oohara[14]等用氢清除技术和彩色微球技术研究了经IVC逆灌体内器官血流量的分布，并与常规体外循环(CPB)和经SVC的RCP相比较。其结果表明，当温度20℃时IVC灌注压为4kPa(30mmHg)时，脑、肝和肾的血流量分别为7.5±3.8、8.1±3.1和15.3±5.5ml/100g/min;占CPB(流量为1000ml/min)的28%、42%和57%，相当于经SVC的RCP(灌注压4kPa，温度20℃)的61%、119%和131%，当IVC灌注压为2.67kPa(20mmHg)时，上述器官血流量分别为5.1±2.7、5.9±4.1和11.6±4.0ml/100mg/min。他们的结论是TBRP灌注可提供机体重要器官一定的血流和氧供，特别是脑、肝和肾。因TBRP既重视脑保护又强调腹腔脏器的保护，所以在今后的研究中可能更有潜力。
三、RCP的临床应用
Lemole[3]最早(1982年)将RCP应用于临床，孙衍庆等人[5]于1993年最早在国内应用于临床。日本的Ueda[4]和Yasuura[15]等人对RCP的临床应用有较多报道。RCP的主要适应症是主动脉弓、胸腹主动脉的置换和成形术，还可用于治疗动脉大量气栓[4]及肾移植、肾癌下腔静脉瘤栓切除、肺栓塞栓子切除术等[16]。Coselli等人[17]在88例主动脉瘤手术中采用经SVC的RCP取得较好的手术成功率，死亡率(2.3%)亦较Svensson等人[18]对656例病人采用单纯DHCA(16%)低。Bavaria等人[19]总结了156例病人，发现采用DHCA和RCP的卒中发生率分别为8%和0%(P<0.001)，死亡率分别为37%和7.1%(P<0.05)。Coselli等人[9]比较了305例RCP病人和204例单纯用DHCA的病人，其住院死亡率分别为3.93%和17.16%(P=0.001)，脑卒中发生率分别为2.62%和6.37%(P=0.037)。由此可见，RCP技术的应用的确可以降低手术死亡率，减少CNS并发症，是一种较理想的脑保护方法。
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关于RCP的具体实施方法及灌注压和流量等问题，目前各研究者意见不一。在临床应用中，大多研究者将灌注压力控制在2.6～4kPa(19.5～30mmHg)范围内[9,19]，公认在3.32kPa(25mmHg)较为合理，一般认为静脉压高于3.32kPa(25mmHg)时，脑供血量并不增加，且易引起脑水肿。灌注流量一般根据灌注压力而适当调节。Bavaria等人报道在成人RCP中以平均400ml/min(300～750ml/min)的流量灌注10℃的血液维持SVC压力在2.6kPa(19.5mmHg)，效果满意。
近年来，核磁共振(MR)、经颅Doppler、短红外线扫描仪(NIS)及正电子发射扫描仪(PET)等[20]先进仪器在脑代谢及血流动力学(如脑血流量、脑脊液压力、颈动静脉血氧饱和度、血氧含量)监测中的应用，RCP技术的进步及各种脑保护措施的综合应用，临床上越来越多地应用RCP，效果亦更理想。在当前对脑保护尚无更完美、更肯定的方法时，RCP不失为主动脉瘤等心血管手术中脑保护的一种简便易行，行之有效的方法。
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潘玉春(研究生，现在烟台毓磺顶医院心外科)
参考文献
1 Usui A, Abe T, Murase M. Early clinical results of retro grade cerebral perfusion for aortic arch operations in Japan. Ann Thorac Surg, 1 996, 62:94～104.
2 Mills NL, Ochsner JL. Massive air embolism during cardiopulmonary bypass :cause, prevention, and management. J Thorac Cardiovasc Surg, 1980, 80:708～717.
3 Lemole GM, Strong MD, Spagna PM, et al.Improved results for dissecting a neurysms. Intramural sutureless prothesis.J Thorac Cardiovasc Surg, 1982, 83:249 ～255.
, http://www.100md.com
4 Ueda Y, Miki S, Kusuhara K, et al. Surgical treatment of the aneurysm of dissection involving the ascending aortic arch utilizing circulatory arrest and retrograde perfusion. J Cardiovasc Surg, 1990, 31:553～558.
5 孙衍庆，董培青，杨传瑞，等.深低温停循环上腔静脉逆行灌注在主动脉瘤中的应 用.中华胸心血管外科杂志，1994,10:25～27.
6 胡小琴主编.心血管麻醉及体外循环.北京：人民卫生出版社，1997，469～475.
7 Griepp RB, Ergin MA, Lansman JL, et al. The physiology of hypothermic ci rculatory arrest. Semin Thorac Cardiovasc Surg, 1991,3:188～195.
, 百拇医药
8 Deeb GM, Jenkins E, Bolling SF, et al.Retrograde cerebral perfusion duri ng hypothermic circulatory arrest reduces neurologic morbidity. J Thorac Cardiov asc Surg, 1995,109:259～264.
9 Coselli JS. Retrograde cerebral perfusion is an effective means of neura l support during deep hypothermic circulatory arrest. Ann Thorac Surg, 1997,64:908～912.
10 Griepp RB, Juvonen Tatu, Griepp EB, et al.Is retrograde cerebral p erfusion an effective means of neural support during deep hypothermic circulator y arrest?. Ann Thorac Surg, 1997,64:913～916.
, 百拇医药
11 Miyamoto K, Kawashima Y, Mtsuda H, et al. Optimal perfusion flow r ate for the brain during deep hypothermic cardiopulmonary bypass at 20℃ J Thora c Cardiovasc Surg, 1986,92:1065～1070.
12 Okamoto H, Sato K, Matsuura A, et al. Selective jugular cannulatio n for safer retrograde cerebral perfusion. Ann Thorac Surg, 1993, 55:538～540.
13 Crittenden MD, Roberts CS, Rosa L, et al.Brain protection during circul atory arrest. Ann Thorac Surg, 1991,51:942～950.
, 百拇医药
14 Oohara K, Usui A, Tanaka M, et al. Determination of organ blood flows d uring retrograde inferior vena cavel perfusion.Ann Thorac Surg, 1994,58:139～145 .
15 Yasuura K, Ogawa Y, Okamoto H, et al. Clinical application of total bod y retrograde perfusion to operation for aortic dissection. Ann Thorac Surg, 1992 ,53:655～658.
16 Bavaria JE, Pochetlino A.Retrograde cerebral perfusion in aortic arch s urgery:Efficacy and possible mechanisms of brain protection. Semin Thorac Cardio vasc Surg, 1997, 9:222～229.
, 百拇医药
17 Coselli JS. Retrograde cerebral perfusion via a superior vena cava l cannula for aortic arch aneurysm operations. Ann Thorac Surg, 1994, 57:1668～1 673.
18 Svensson LG, Crawford ES, Hess KR, et al. Deep hypothermia with ci rculatory arresst. Determinants of stroke and early mortality in 656 patients. J Thorac Cardiovasc Surg, 1993, 106:19～24.
19 Bavaria JE, Woo YJ, Hall RA, et al. Retrograde cerebral and distal aort ic perfusion during ascending and thoracabdominal aortic operations. Ann Thorac Surg, 1995,60:345～349.
20 Edmonds HL, Rodriguez RA, Audenaert SM, et al. The role of neuromonitor ing in cardiovascular surgery. J Cardiothorac and Vascular Anesthesia, 1996, 10:45～48.
(1998-12-23收稿)
(1999-02-28修回), 百拇医药
单位：北京安贞医院(100029)体外循环科
关键词：
经上腔静脉逆行灌注脑保护的应用现状潘玉春综述 董培青 审校
中枢神经系统(CNS)功能障碍仍是心血管外科，尤其是胸主动脉瘤手术的严重并发症之一。Usui[1]等人总结了49个医院228例主动脉瘤手术的病人，其脑并发症高达20.2%(46/228)。因此，各种脑保护措施的研究对减少术后并发症、提高手术成功率具有重要的临床意义。逆行性脑灌注(retrogradecerebralperfusion—RCP)是一种较新的脑保护措施。本文简要综述RCP、特别是经上腔静脉(SVC)的RCP的发展、研究和临床应用现状。
一、RCP的发展
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经SVC的RCP首先是由Mills[2]1980年报道用于治疗体外循环(CPB)中大量气栓栓塞的病人，不久Lemole[3](1982年)和Ueda[4](1986年)等人将其用于临床深低温停循环(DHCA)胸主动脉瘤手术中的脑保护，取得了一定效果，从此RCP的脑保护作用引起人们的重视，推动了对RCP的研究和应用。国内孙衍庆[5]、董培青等人[6]于1991～1993年进行了一系列的动物实验研究并在临床应用。在DHCA基础上的RCP方法有以下3种：1.经SVC的RCP。2.选择性颈静脉逆行灌注。3.全身逆行灌注(totalbodyretrogradeperfusion—TBRP)即分别经SVC和下腔静脉(IVC)对脑和腹腔器官行逆行灌注，经冠状静脉窦逆行灌注心肌保护。
二、RCP的研究
关于RCP的实验及临床研究有大量报道。研究目的主要是为了延长DHCA的安全时限、增加脑保护及创造良好的术野、简化操作步骤。因DHCA安全时间有限，限制了它在临床的应用，Griepp[7]研究证明当鼻咽温度18℃时DHCA超过60min会出现严重的脑损伤，死亡率也显著升高。而Deeb[8]等对35例病人行RCP，平均RCP时间为63min(35～128)，30例(86%)大于45min，12例(34%)大于65min，4例(11%)大于90min，最长者达128min，只有1例发生卒中。由此可见，RCP大大延长了DHCA的停循环时间。尽管RCP在临床已广泛应用，但仍有些问题尚待解决，对RCP也存在争议。
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关于DHCA期间RCP对CNS的保护作用有以下问题待解决：1.DHCA时RCP对降低CNS损伤的安全时限；2.灌注流量应为多少；3.适宜的灌注压力是多少；4.采用何种标准判断脑损伤。直到1997年文献报道仍存在不同的意见，以Coselli[9]为代表肯定RCP在DHCA期间对CNS有显著的保护作用，而Griepp等人[10]却对RCP的作用持怀疑态度。Coselli总结了Usui等人[1]的大量动物实验及临床研究，认为就脑血流变化、脑组织氧供及代谢、脑组织低温的维持、降低空气及微粒栓塞等方面而言，RCP是合理的。因为RCP明显降低氧债，更容易降低脑组织温度，减缓脑组织氧分压降低和二氧化碳分压升高的速度，使脑组织ATP含量维持较高水平，同时提高脑组织乳酸/丙酮酸比值。RCP虽不能提供足够的血运和氧气以维持细胞的有氧代谢和听觉脑干诱发电位，但足以缩短大脑完全缺血的时间、减轻脑缺血程度。至于RCP时SVC的最适压力、流量也一直有争论，对犬的实验证明[4]最佳灌注压为3.33kPa(25mmHg)。董培青等人[6]对犬RCP的流量及下腔静脉回流量、头臂动脉分支回流量进行测量证明，经SVC逆行灌注流量的20%经主动脉回流，80%经IVC回流，与Ueda报告结果相似。灌注压力问题，Ueda等研究发现，当进行脑表浅静脉逆行灌注时，静脉压力突然升高超过21.3kPa(157.25mmHg)时，可见荧光素从脑表浅静脉漏出，而逐步提高逆行灌注压力使表浅静脉压<10.6kPa(80mmHg)时，则未见荧光素漏出，提示脑静脉系统对逐步提高的压力有较好耐受性。而人的灌注流量及压力尚未最后确定，目前临床上所用的灌注压略低于3.33kPa(25mmHg)。而流量的调节以维持理想的SVC压力为准。Miyamoto等人[11]认为对犬RCP的理想流量20℃为30ml/kg/min。在几种RCP的方法中，选择性颈静脉逆行灌注得到许多研究者的赞同，如Okamoto[12]研究证明，将静脉插管插至颈内静脉时RCP对脑有良好的保护作用。而Griepp等人却认为RCP的应用有潜在的损害作用，首先，因为狗的头、颈部存在静脉瓣，故不是RCP实验的理想动物，而Crittenden[13]等人在羊的实验中也证实在15℃时进行RCP2h其效果不如正灌，也不如单纯的DHCA。其次，Griepp在实验中证实阻断IVC的RCP可能因脑水肿而导致行为恢复缓慢及组织学损伤。有效的RCP需要较高的灌注压或需阻断IVC，这些措施有可能增加脑的后遗症及加重脑损伤。鉴于以上原因，Griepp认为在RCP的生理及安全性得到进一步证实前，应慎用RCP。
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近年来TBRP的研究受到重视。Oohara[14]等用氢清除技术和彩色微球技术研究了经IVC逆灌体内器官血流量的分布，并与常规体外循环(CPB)和经SVC的RCP相比较。其结果表明，当温度20℃时IVC灌注压为4kPa(30mmHg)时，脑、肝和肾的血流量分别为7.5±3.8、8.1±3.1和15.3±5.5ml/100g/min;占CPB(流量为1000ml/min)的28%、42%和57%，相当于经SVC的RCP(灌注压4kPa，温度20℃)的61%、119%和131%，当IVC灌注压为2.67kPa(20mmHg)时，上述器官血流量分别为5.1±2.7、5.9±4.1和11.6±4.0ml/100mg/min。他们的结论是TBRP灌注可提供机体重要器官一定的血流和氧供，特别是脑、肝和肾。因TBRP既重视脑保护又强调腹腔脏器的保护，所以在今后的研究中可能更有潜力。
三、RCP的临床应用
Lemole[3]最早(1982年)将RCP应用于临床，孙衍庆等人[5]于1993年最早在国内应用于临床。日本的Ueda[4]和Yasuura[15]等人对RCP的临床应用有较多报道。RCP的主要适应症是主动脉弓、胸腹主动脉的置换和成形术，还可用于治疗动脉大量气栓[4]及肾移植、肾癌下腔静脉瘤栓切除、肺栓塞栓子切除术等[16]。Coselli等人[17]在88例主动脉瘤手术中采用经SVC的RCP取得较好的手术成功率，死亡率(2.3%)亦较Svensson等人[18]对656例病人采用单纯DHCA(16%)低。Bavaria等人[19]总结了156例病人，发现采用DHCA和RCP的卒中发生率分别为8%和0%(P<0.001)，死亡率分别为37%和7.1%(P<0.05)。Coselli等人[9]比较了305例RCP病人和204例单纯用DHCA的病人，其住院死亡率分别为3.93%和17.16%(P=0.001)，脑卒中发生率分别为2.62%和6.37%(P=0.037)。由此可见，RCP技术的应用的确可以降低手术死亡率，减少CNS并发症，是一种较理想的脑保护方法。
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关于RCP的具体实施方法及灌注压和流量等问题，目前各研究者意见不一。在临床应用中，大多研究者将灌注压力控制在2.6～4kPa(19.5～30mmHg)范围内[9,19]，公认在3.32kPa(25mmHg)较为合理，一般认为静脉压高于3.32kPa(25mmHg)时，脑供血量并不增加，且易引起脑水肿。灌注流量一般根据灌注压力而适当调节。Bavaria等人报道在成人RCP中以平均400ml/min(300～750ml/min)的流量灌注10℃的血液维持SVC压力在2.6kPa(19.5mmHg)，效果满意。
近年来，核磁共振(MR)、经颅Doppler、短红外线扫描仪(NIS)及正电子发射扫描仪(PET)等[20]先进仪器在脑代谢及血流动力学(如脑血流量、脑脊液压力、颈动静脉血氧饱和度、血氧含量)监测中的应用，RCP技术的进步及各种脑保护措施的综合应用，临床上越来越多地应用RCP，效果亦更理想。在当前对脑保护尚无更完美、更肯定的方法时，RCP不失为主动脉瘤等心血管手术中脑保护的一种简便易行，行之有效的方法。
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潘玉春(研究生，现在烟台毓磺顶医院心外科)
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12 Okamoto H, Sato K, Matsuura A, et al. Selective jugular cannulatio n for safer retrograde cerebral perfusion. Ann Thorac Surg, 1993, 55:538～540.
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19 Bavaria JE, Woo YJ, Hall RA, et al. Retrograde cerebral and distal aort ic perfusion during ascending and thoracabdominal aortic operations. Ann Thorac Surg, 1995,60:345～349.
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(1998-12-23收稿)
(1999-02-28修回), 百拇医药