体外膜肺期间脑血流及脑代谢的研究进展
作者：张晶 樊寻梅
单位：100045 北京市儿童医院急救中心
关键词：
中华儿科杂志990724 体外膜肺(extracorporeal membrane oxygenation， ECMO)是近10余年儿科抢救危重患儿生命的一种较新的技术，发展快，效果好。但应用中仍存在许多问题，其中脑保护是目前研究热点之一。
(一)ECMO的发展及其工作原理：自1989 年美国成立膜肺国际组织到1992年该组织成员已增加到88个[1]。ECMO已成功用于抢救各种原因引起的新生儿严重呼吸衰竭6 000多例，总有效率已由20%提高到82%[1]，且可改善预后[2]。目前ECMO不仅用于新生儿，而且用于治疗各种原因引起的儿童严重呼吸衰竭和循环衰竭。Green等[2]对来自32家医院的331例(年龄从2周到18岁)急性呼吸衰竭儿童进行多中心回顾研究发现，使用ECMO而未用高频机械通气治疗组的死亡率与常规机械通气组和高频通气组相比明显下降，表明ECMO本身可改善预后。Lee等[3]对水痘肺炎施行体外生命支持的研究也表明，及早识别危急的肺衰竭并快速实施体外生命支持，对成功地抢救严重、危及生命的水痘肺炎至关重要。
, http://www.100md.com
ECMO本质是一种改良的人工心肺机，其核心设备是膜肺和血泵，分别起人工肺和人工心脏作用。新生儿ECMO治疗多用静动脉通路，即将血液从右侧颈内静脉引出，通过膜肺吸收氧排出二氧化碳，此后经过气体交换的血液在泵推动下经右侧颈总动脉回输到主动脉弓向全身供血，起到体外呼吸和心脏支持的作用。膜肺摄氧量与血流量有关，在一定范围内血流量越大摄氧越多。适当调节血泵速度，可以控制膜肺的供氧量。而二氧化碳的排出与进入膜肺的气流量有关。气流量增大时，二氧化碳排出增多，反之减少。虽然ECMO的疗效肯定，但在应用上仍存在一些问题：(1)结扎颈动静脉直接改变了脑部供血方向。(2)体外引血灌流使血流动力学发生变化，进一步影响脑血流灌注。(3)灌流技术要求高、管理复杂，操作不慎可导致脑、肺、肾等重要器官损害。脑组织耗氧量高，氧储备能力小，对缺氧耐受性差，因此脑是ECMO治疗中最易受损的器官。据Glass等[4]报道ECMO治疗后1年复查，大多数患儿神经系统发育正常，仅10%患儿表现异常，主要与颅内出血和慢性肺疾病有关。
(二)ECMO期间脑血流和脑代谢：1.研究方法：(1)脑血流：脑血流测定方法有10余种，目前常用放射性标记微球技术测定脑血流：即随机选取直径为5 μm的放射性标记微球0.5 ml，在不少于45秒钟内注入左室导管。注射前10秒先回收一个参考血样，注射完毕后60秒内连续取样，然后用γ闪烁计数器进行计数，并计算出脑血流量。因这种方法不能连续监测，故临床应用受限，只能作研究之用[5]。1982年Aaslid等首先用经颅多普勒超声(transcranial Doppler ultrasound，TCD)测量颅内某一部位血管的脑血流速度，目前已广泛应用于临床。由于脑血管直径变化主要发生于小血管末梢，直径较粗的血管变化微小，据此可推断脑血流速度能反映脑血流变化，并在有关脑血流速度与脑血流相关性研究中得到证实[6]。TCD为临床研究提供了新型、无创、连续性的脑血流速度监测技术，在国外已成为ICU、术中监护脑血流的首要措施。通过对脑血流速度、血压、血气等的动态监测，可综合评价治疗措施的安全性和技术水平，有助于判断预后。(2)脑代谢：目前主要是测定脑氧代谢率(cerebral metabolic rate of oxygen， CMRO2)来反映脑代谢。方法为抽取动脉血、矢状窦(动物实验)或颈静脉血作血气分析，计算动静脉氧差。CMRO2计算公式为：CMRO2=脑血流×(脑动脉氧含量-静脉氧含量)[5]。
, 百拇医药
2.使用TCD对ECMO期间脑血流动力学的研究：(1)TCD频谱形态学变化： ECMO时脑血流动力学发生明显变化。Taylor等[7]研究发现：动脉波形由灌流前的“短收缩期、舒张期血流速度较小或无血流”变为“宽收缩期、舒张期血流速度明显增加”的形式。这种动脉波形改变在ECMO流量最大时最明显。(2)脑血流方向变化： ECMO期间脑血流方向主要取决于侧枝循环建立的方式。Taylor等[7]使用TCD在颈动静脉结扎及灌流时对右侧颈内动脉监测发现，9例中5例为反向血流，1例无血流，3例为正向血流且形态与左侧颈内动脉相似，表明存在Willis环和颈外动脉水平的侧枝循环。多数研究证实这一观点[8， 9]，并且ECMO期间及其后存在上述两种侧枝循环水平的转换，但机制不清[9]。(3)脑血流速度变化： Matsumoto等[10]对15例新生儿研究发现，颈动脉结扎瞬间收缩期脑血流速度明显下降，并在3～5分钟内逐渐回升至结扎前的70%；舒张期末脑血流速度在结扎时保持相对不变，在3～5分钟内较结扎前略升高，而ECMO灌流期间的脑血流速度变化报道很不一致。多数研究显示ECMO早期平均脑血流速度(mean cerebral blood flow velocity， Vm)增加、搏动指数(pulsatility index，PI)下降，以后随流量下降，Vm和PI逐渐恢复，接近ECMO前的基线水平。Vm增加主要是舒张期脑血流速度增加所致，收缩期脑血流速度无明显变化[6]。但也有报道ECMO期间Vm变化不定[7]。 (4) PI变化：PI代表脑血管阻力，ECMO期间PI明显下降。灌流量越大，PI下降越明显;随灌流量减小， PI逐渐恢复到ECMO前水平。PI下降是与非搏动性血流分布有关，还是与脑血管阻力变化有关尚未明确[11]。多数认为ECMO期间双侧PI变化无差别[12]，但也有报道右侧大脑中动脉 PI降低比左侧明显[7]。甚至有研究认为PI与ECMO灌流量存在曲线关系，高流量时脑血管扩张，可解释ECMO期间为何有时发生颅内出血[12]。 (5)侧枝循环功能的建立：ECMO灌流前结扎颈动静脉时将建立Willis 环和颈外动脉水平的脑血管侧枝循环[9，10]。侧枝循环代偿好坏，直接关系到ECMO期间的脑灌注。Raju 等[8]用TCD观察了3例结扎右颈动脉的婴儿，1例在颈动脉结扎后15 分钟右侧大脑中动脉才检测到血流信号，且脑血流速度比ECMO前降低50%，在灌流期间也始终维持在低于正常50%～70%的水平。另2例脑血流速度变化不显著，表明侧枝循环代偿功能较好。他们认为ECMO前侧枝循环代偿功能检查结果异常，可提示存在Willis环变异，提醒术者选择其他通路进行ECMO治疗，如静静通路ECMO。
, http://www.100md.com
(三)ECMO期间影响脑血流和脑代谢的因素：1.ECMO灌流量、心功能和低搏动性血流对脑血流和脑代谢的影响：Rosenberg等[13]用放射性微球法对羊ECMO前及ECMO期间[灌流量分别为50、100和150 ml/(kg*min)]的脑血流进行了测定，并计算出CMRO2。结果表明，脑血流和CMRO2在ECMO灌流初始时发生改变，且变化的大小取决于ECMO灌流量的高低。Taylor等[11]用多普勒超声心动图及TCD同时对9例接受ECMO治疗的婴儿观察发现，ECMO早期由于左室壁压(后负荷)增加，左室缩短分数下降，左心输出量(left ventricular cardiac output，LVCO)和左室搏出量(left ventricular stroke volume，LVSV)降低。当ECMO灌流量下降时LVCO和LVSV恢复到ECMO前的基线水平。PI变化与心室功能相平行，Vm变化与心室功能呈负相关。主动脉总血流量未变，等于ECMO流量+LVCO。因此，Taylor认为脑血流的搏动性与ECMO时的心功能改变及低搏动性血流有关，但ECMO时导致心功能下降的原因不清楚，可能与ECMO时心脏负荷改变有关。Martin等[14]对此做了进一步研究：ECMO开始后1小时分别对血压正常组和高血压组使用肼苯哒嗪，结果发现，ECMO前两组的缩短分数和LVCO正常，ECMO过程中二者均降低，使用肼苯哒嗪后无变化。两组的PI在ECMO前相似，ECMO中降低，用肼苯哒嗪后亦无变化。因此，他们认为肼苯哒嗪在ECMO中没有改善心功能。肼苯哒嗪减轻后负荷作用小。至于剂量相关测定或其他血管活性剂是否会产生效果有待进一步研究。
, 百拇医药
2.脑自动调节对脑血流和脑代谢的影响：脑自动调节是一个很重要的稳态机制，可使脑血流在脑灌注压较大范围变化时保持相对稳定。Taylor等[11]使用TCD对接受ECMO治疗的新生儿研究发现，ECMO早期Vm变化与PaCO2及平均动脉血压变化有明显相关性，但ECMO长期灌流时Vm与平均动脉血压、PaCO2及PaO2无相关关系，他们推测，此时的脑血流自动调节可能与血流搏动性直接相关。Short等[5]的动物研究证实了ECMO期间脑自动调节受损，但确切机制不清，Short等认为低搏动性血流和暴露于膜肺并被激活的血管活性物质，共同导致脑自动调节功能改变。进一步研究发现长期严重缺氧恢复后，颈动静脉结扎时也存在脑自动调节损害，故在此阶段应避免低血压和使自动调节进一步恶化的因素[15]。静静脉通路ECMO时脑自动调节也受损，但损伤程度较动静脉通路者轻。血管内皮功能障碍和血管调节改变可能是静静脉通路ECMO脑自动调节受损的主要原因[16]。总之，ECMO期间脑自动调节受损，其确切机制还有待进一步阐明。
, http://www.100md.com
3.PaCO2和PaO2对脑血流和脑代谢的影响：PaCO2对脑血管有扩张作用。Walker等[17]将1～7天健康新生羊分为ECMO组和对照组，调节呼吸机，分别使羊处于正常、低碳酸血症和高碳酸血症状态下，用放射性微球法测量脑血流。发现两组对PaCO2的反应存在，且反应性无明显差异，甚至局部脑血管对PaCO2反应性也无差别。而Stockwell等[18]对14例新生儿研究发现动静脉通路ECMO期间虽然脑血管对PaCO2变化的反应存在，但反应性是降低的，且PaCO2反应性大小不能预测神经系统后遗症。虽然PaO2对脑血流的影响不如PaCO2明显，但Short等[19]对新生羊的研究显示，长时间低氧后结扎右侧颈动静脉，脑血管对PaO2的反应也存在，且未发现双侧脑血流有差别。ECMO时PaCO2 不仅影响着脑血流，与脑代谢也有密切关系。Prough等[20]在低体温体外循环时对人的研究中发现高碳酸血症时脑代谢受抑制。当PaCO2分别为(36±2)、(45±2)、(55±3)、(68±2) mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)时，CMRO2分别为(0.4±0.11)、(0.4±0.14)、(0.31±0.09)、(0.21±0.07)ml/(100g*min)。PaCO2越高CMRO2抑制越明显，同时脑血流随PaCO2增高而增多。产生以上结果的机制及其意义尚未阐明，可能是高浓度CO2的麻醉作用。因此体外循环期间发生高碳酸血症时脑血流增多，而代谢降低，将增加脑微血栓形成，也可导致颅内缺血。Walker等[17]在常温下ECMO时对羊的研究也显示类似结果，PaCO2从33 mm Hg增加到56 mm Hg时，CMRO2较PaCO2正常时变化不著，而脑血流明显增加(112±57)%。因此PaCO2 高低是否与神经精神系统并发症有关尚待深入研究。总之，ECMO期间脑血管对CO2存在反应，高碳酸血症有潜在危险，至于低碳酸血症的影响还需进一步研究。
, http://www.100md.com
参考文献
1 The current status of extracorporeal life support for respiratory failure， an introduction to ECLS. Ann Arbor： extracorporeal life support organization and University of Michigan ECMO team， 1992. 5.
2 Green TP， Timmons OD， Fackler JC， et al. The impact of extracorporeal membrane oxygenation on survival in pediatric patients with acute respiratory failure. Crit Care Med，1996， 24： 323-329.
, 百拇医药 3 Lee WA， Kolla S， Schreiner RJ， et al. Prolonged extracorporeal life support(ECLS) for varicella pneumonia. Crit Care Med， 1997，25： 977-982.
4 Glass P， Miller M， Short B， et al. Morbidity for survivors of extracorporeal membrane oxygenation：neurodevelopmental outcome at 1 year of age. Pediatrics， 1989， 83： 72-78.
5 Short BL， Walker LK， Bender KS， et al. Impairment of cerebral autoregulation during extracorporeal membrane oxygenation in newborn lambs. Pediatr Res， 1993， 33： 289-294.
, 百拇医药
6 Sugimori H， Ibayashi S， Fujii K， et al. Can transcranial Doppler really detect reduced cerebral perfusion states? Stroke， 1995， 26： 2053-2060.
7 Taylor GA， Short BL， Glass P， et al. Cerebral hemodynamics in infants undergoing extracorporeal membrane oxygenation： further observations. Radiology， 1988， 168： 163-167.
8 Raju TNK， Kim SY， Meller JL， et al. Circle of Willis blood velocity and flow direction after common carotid artery ligation for neonatal extracorporeal membrane oxygenation. Pediatrics， 1989， 83：343-347.
, 百拇医药
9 Mitchell DG， Merton DA， Graziani LJ， et al. Right carotid artery ligation in neonates： classification of collateral flow with color Doppler imaging. Radiology， 1990，175： 117 -123.
10 Matsumoto JS， Babcock DS， Brody AS， et al. Right common carotid artery ligation for extracorporeal membrane oxygenation： cerebral blood flow velocity measurement with Doppler duplex US. Radiology， 1990，175： 757-760.
11 Taylor GA， Martin GR， Short BL， et al. Cardiac determinants of cerebral blood flow during extracorporeal membrane oxygenation. Invest Radiol， 1989， 24： 511- 516.
, 百拇医药
12 Bor MVD， Walther FJ， Gangitano ES， et al. Extracorporeal membrane oxygenation and cerebral blood flow velocity in newborn infants. Crit Care Med， 1990， 18： 10-13.
13 Rosenberg AA， Kinsella JP. Effect of extracorporeal membrane oxygenation on cerebral hemodynamics in newborn lambs. Crit Care Med， 1992， 20： 1575- 1581.
14 Martin GR， Chauvin L， Short BL. Effects of hydralazine on cardiac performance in infants receiving extracorporeal membrane oxygenation. J Pediatr ， 1991， 118： 944- 948.
, 百拇医药
15 Short BL， Walker LK， Traystman RJ， et al. Impaired cerebral autoregulation in the newborn lamb during recovery from severe， prolonged hypoxia， combined with carotid artery and jugular vein ligation. Crit Care Med， 1994， 22： 1262-1268.
16 Walker LK， Short BL， Traystman RJ， et al. Impairment of cerebral autoregulation during venovenous extracorporeal membrane oxygenation in the newborn lamb. Crit Care Med， 1996， 24： 2001-2006.
, 百拇医药 17 Walker LK， Short BL， Gleason CA， et al. Cerebrovascular response to carbon dioxide in lambs receiving extracorporeal membrane oxygenation. Crit Care Med， 1994， 22： 291-298.
18 Stockwell JA， Goldstein RF， Ungerleider RM， et al. Cerebral blood flow and carbon dioxide reactivity in neonates during venoarterial extracorporeal life support. Crit Care Med， 1996， 24： 155-162.
19 Short BL， Bender KS， Walker LK， et al. The cerebrovascular response to prolonged hypoxia with carotid artery and jugular vein ligation in the newborn lamb. J Pediatr Surg， 1994， 29：887- 891.
20 Prough DS， Rogers AT， Stump DA， et al. Cerebral blood flow decreases with time whereas cerebral oxygen consumption remains stable during hypothermic cardiopulmonary bypass in humans. Anesth Analg， 1991， 72： 161-168.
(收稿：1998-11-06 修回：1999-03-16), http://www.100md.com
单位：100045 北京市儿童医院急救中心
关键词：
中华儿科杂志990724 体外膜肺(extracorporeal membrane oxygenation， ECMO)是近10余年儿科抢救危重患儿生命的一种较新的技术，发展快，效果好。但应用中仍存在许多问题，其中脑保护是目前研究热点之一。
(一)ECMO的发展及其工作原理：自1989 年美国成立膜肺国际组织到1992年该组织成员已增加到88个[1]。ECMO已成功用于抢救各种原因引起的新生儿严重呼吸衰竭6 000多例，总有效率已由20%提高到82%[1]，且可改善预后[2]。目前ECMO不仅用于新生儿，而且用于治疗各种原因引起的儿童严重呼吸衰竭和循环衰竭。Green等[2]对来自32家医院的331例(年龄从2周到18岁)急性呼吸衰竭儿童进行多中心回顾研究发现，使用ECMO而未用高频机械通气治疗组的死亡率与常规机械通气组和高频通气组相比明显下降，表明ECMO本身可改善预后。Lee等[3]对水痘肺炎施行体外生命支持的研究也表明，及早识别危急的肺衰竭并快速实施体外生命支持，对成功地抢救严重、危及生命的水痘肺炎至关重要。
, http://www.100md.com
ECMO本质是一种改良的人工心肺机，其核心设备是膜肺和血泵，分别起人工肺和人工心脏作用。新生儿ECMO治疗多用静动脉通路，即将血液从右侧颈内静脉引出，通过膜肺吸收氧排出二氧化碳，此后经过气体交换的血液在泵推动下经右侧颈总动脉回输到主动脉弓向全身供血，起到体外呼吸和心脏支持的作用。膜肺摄氧量与血流量有关，在一定范围内血流量越大摄氧越多。适当调节血泵速度，可以控制膜肺的供氧量。而二氧化碳的排出与进入膜肺的气流量有关。气流量增大时，二氧化碳排出增多，反之减少。虽然ECMO的疗效肯定，但在应用上仍存在一些问题：(1)结扎颈动静脉直接改变了脑部供血方向。(2)体外引血灌流使血流动力学发生变化，进一步影响脑血流灌注。(3)灌流技术要求高、管理复杂，操作不慎可导致脑、肺、肾等重要器官损害。脑组织耗氧量高，氧储备能力小，对缺氧耐受性差，因此脑是ECMO治疗中最易受损的器官。据Glass等[4]报道ECMO治疗后1年复查，大多数患儿神经系统发育正常，仅10%患儿表现异常，主要与颅内出血和慢性肺疾病有关。
(二)ECMO期间脑血流和脑代谢：1.研究方法：(1)脑血流：脑血流测定方法有10余种，目前常用放射性标记微球技术测定脑血流：即随机选取直径为5 μm的放射性标记微球0.5 ml，在不少于45秒钟内注入左室导管。注射前10秒先回收一个参考血样，注射完毕后60秒内连续取样，然后用γ闪烁计数器进行计数，并计算出脑血流量。因这种方法不能连续监测，故临床应用受限，只能作研究之用[5]。1982年Aaslid等首先用经颅多普勒超声(transcranial Doppler ultrasound，TCD)测量颅内某一部位血管的脑血流速度，目前已广泛应用于临床。由于脑血管直径变化主要发生于小血管末梢，直径较粗的血管变化微小，据此可推断脑血流速度能反映脑血流变化，并在有关脑血流速度与脑血流相关性研究中得到证实[6]。TCD为临床研究提供了新型、无创、连续性的脑血流速度监测技术，在国外已成为ICU、术中监护脑血流的首要措施。通过对脑血流速度、血压、血气等的动态监测，可综合评价治疗措施的安全性和技术水平，有助于判断预后。(2)脑代谢：目前主要是测定脑氧代谢率(cerebral metabolic rate of oxygen， CMRO2)来反映脑代谢。方法为抽取动脉血、矢状窦(动物实验)或颈静脉血作血气分析，计算动静脉氧差。CMRO2计算公式为：CMRO2=脑血流×(脑动脉氧含量-静脉氧含量)[5]。
, 百拇医药
2.使用TCD对ECMO期间脑血流动力学的研究：(1)TCD频谱形态学变化： ECMO时脑血流动力学发生明显变化。Taylor等[7]研究发现：动脉波形由灌流前的“短收缩期、舒张期血流速度较小或无血流”变为“宽收缩期、舒张期血流速度明显增加”的形式。这种动脉波形改变在ECMO流量最大时最明显。(2)脑血流方向变化： ECMO期间脑血流方向主要取决于侧枝循环建立的方式。Taylor等[7]使用TCD在颈动静脉结扎及灌流时对右侧颈内动脉监测发现，9例中5例为反向血流，1例无血流，3例为正向血流且形态与左侧颈内动脉相似，表明存在Willis环和颈外动脉水平的侧枝循环。多数研究证实这一观点[8， 9]，并且ECMO期间及其后存在上述两种侧枝循环水平的转换，但机制不清[9]。(3)脑血流速度变化： Matsumoto等[10]对15例新生儿研究发现，颈动脉结扎瞬间收缩期脑血流速度明显下降，并在3～5分钟内逐渐回升至结扎前的70%；舒张期末脑血流速度在结扎时保持相对不变，在3～5分钟内较结扎前略升高，而ECMO灌流期间的脑血流速度变化报道很不一致。多数研究显示ECMO早期平均脑血流速度(mean cerebral blood flow velocity， Vm)增加、搏动指数(pulsatility index，PI)下降，以后随流量下降，Vm和PI逐渐恢复，接近ECMO前的基线水平。Vm增加主要是舒张期脑血流速度增加所致，收缩期脑血流速度无明显变化[6]。但也有报道ECMO期间Vm变化不定[7]。 (4) PI变化：PI代表脑血管阻力，ECMO期间PI明显下降。灌流量越大，PI下降越明显;随灌流量减小， PI逐渐恢复到ECMO前水平。PI下降是与非搏动性血流分布有关，还是与脑血管阻力变化有关尚未明确[11]。多数认为ECMO期间双侧PI变化无差别[12]，但也有报道右侧大脑中动脉 PI降低比左侧明显[7]。甚至有研究认为PI与ECMO灌流量存在曲线关系，高流量时脑血管扩张，可解释ECMO期间为何有时发生颅内出血[12]。 (5)侧枝循环功能的建立：ECMO灌流前结扎颈动静脉时将建立Willis 环和颈外动脉水平的脑血管侧枝循环[9，10]。侧枝循环代偿好坏，直接关系到ECMO期间的脑灌注。Raju 等[8]用TCD观察了3例结扎右颈动脉的婴儿，1例在颈动脉结扎后15 分钟右侧大脑中动脉才检测到血流信号，且脑血流速度比ECMO前降低50%，在灌流期间也始终维持在低于正常50%～70%的水平。另2例脑血流速度变化不显著，表明侧枝循环代偿功能较好。他们认为ECMO前侧枝循环代偿功能检查结果异常，可提示存在Willis环变异，提醒术者选择其他通路进行ECMO治疗，如静静通路ECMO。
, http://www.100md.com
(三)ECMO期间影响脑血流和脑代谢的因素：1.ECMO灌流量、心功能和低搏动性血流对脑血流和脑代谢的影响：Rosenberg等[13]用放射性微球法对羊ECMO前及ECMO期间[灌流量分别为50、100和150 ml/(kg*min)]的脑血流进行了测定，并计算出CMRO2。结果表明，脑血流和CMRO2在ECMO灌流初始时发生改变，且变化的大小取决于ECMO灌流量的高低。Taylor等[11]用多普勒超声心动图及TCD同时对9例接受ECMO治疗的婴儿观察发现，ECMO早期由于左室壁压(后负荷)增加，左室缩短分数下降，左心输出量(left ventricular cardiac output，LVCO)和左室搏出量(left ventricular stroke volume，LVSV)降低。当ECMO灌流量下降时LVCO和LVSV恢复到ECMO前的基线水平。PI变化与心室功能相平行，Vm变化与心室功能呈负相关。主动脉总血流量未变，等于ECMO流量+LVCO。因此，Taylor认为脑血流的搏动性与ECMO时的心功能改变及低搏动性血流有关，但ECMO时导致心功能下降的原因不清楚，可能与ECMO时心脏负荷改变有关。Martin等[14]对此做了进一步研究：ECMO开始后1小时分别对血压正常组和高血压组使用肼苯哒嗪，结果发现，ECMO前两组的缩短分数和LVCO正常，ECMO过程中二者均降低，使用肼苯哒嗪后无变化。两组的PI在ECMO前相似，ECMO中降低，用肼苯哒嗪后亦无变化。因此，他们认为肼苯哒嗪在ECMO中没有改善心功能。肼苯哒嗪减轻后负荷作用小。至于剂量相关测定或其他血管活性剂是否会产生效果有待进一步研究。
, 百拇医药
2.脑自动调节对脑血流和脑代谢的影响：脑自动调节是一个很重要的稳态机制，可使脑血流在脑灌注压较大范围变化时保持相对稳定。Taylor等[11]使用TCD对接受ECMO治疗的新生儿研究发现，ECMO早期Vm变化与PaCO2及平均动脉血压变化有明显相关性，但ECMO长期灌流时Vm与平均动脉血压、PaCO2及PaO2无相关关系，他们推测，此时的脑血流自动调节可能与血流搏动性直接相关。Short等[5]的动物研究证实了ECMO期间脑自动调节受损，但确切机制不清，Short等认为低搏动性血流和暴露于膜肺并被激活的血管活性物质，共同导致脑自动调节功能改变。进一步研究发现长期严重缺氧恢复后，颈动静脉结扎时也存在脑自动调节损害，故在此阶段应避免低血压和使自动调节进一步恶化的因素[15]。静静脉通路ECMO时脑自动调节也受损，但损伤程度较动静脉通路者轻。血管内皮功能障碍和血管调节改变可能是静静脉通路ECMO脑自动调节受损的主要原因[16]。总之，ECMO期间脑自动调节受损，其确切机制还有待进一步阐明。
, http://www.100md.com
3.PaCO2和PaO2对脑血流和脑代谢的影响：PaCO2对脑血管有扩张作用。Walker等[17]将1～7天健康新生羊分为ECMO组和对照组，调节呼吸机，分别使羊处于正常、低碳酸血症和高碳酸血症状态下，用放射性微球法测量脑血流。发现两组对PaCO2的反应存在，且反应性无明显差异，甚至局部脑血管对PaCO2反应性也无差别。而Stockwell等[18]对14例新生儿研究发现动静脉通路ECMO期间虽然脑血管对PaCO2变化的反应存在，但反应性是降低的，且PaCO2反应性大小不能预测神经系统后遗症。虽然PaO2对脑血流的影响不如PaCO2明显，但Short等[19]对新生羊的研究显示，长时间低氧后结扎右侧颈动静脉，脑血管对PaO2的反应也存在，且未发现双侧脑血流有差别。ECMO时PaCO2 不仅影响着脑血流，与脑代谢也有密切关系。Prough等[20]在低体温体外循环时对人的研究中发现高碳酸血症时脑代谢受抑制。当PaCO2分别为(36±2)、(45±2)、(55±3)、(68±2) mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)时，CMRO2分别为(0.4±0.11)、(0.4±0.14)、(0.31±0.09)、(0.21±0.07)ml/(100g*min)。PaCO2越高CMRO2抑制越明显，同时脑血流随PaCO2增高而增多。产生以上结果的机制及其意义尚未阐明，可能是高浓度CO2的麻醉作用。因此体外循环期间发生高碳酸血症时脑血流增多，而代谢降低，将增加脑微血栓形成，也可导致颅内缺血。Walker等[17]在常温下ECMO时对羊的研究也显示类似结果，PaCO2从33 mm Hg增加到56 mm Hg时，CMRO2较PaCO2正常时变化不著，而脑血流明显增加(112±57)%。因此PaCO2 高低是否与神经精神系统并发症有关尚待深入研究。总之，ECMO期间脑血管对CO2存在反应，高碳酸血症有潜在危险，至于低碳酸血症的影响还需进一步研究。
, http://www.100md.com
参考文献
1 The current status of extracorporeal life support for respiratory failure， an introduction to ECLS. Ann Arbor： extracorporeal life support organization and University of Michigan ECMO team， 1992. 5.
2 Green TP， Timmons OD， Fackler JC， et al. The impact of extracorporeal membrane oxygenation on survival in pediatric patients with acute respiratory failure. Crit Care Med，1996， 24： 323-329.
, 百拇医药 3 Lee WA， Kolla S， Schreiner RJ， et al. Prolonged extracorporeal life support(ECLS) for varicella pneumonia. Crit Care Med， 1997，25： 977-982.
4 Glass P， Miller M， Short B， et al. Morbidity for survivors of extracorporeal membrane oxygenation：neurodevelopmental outcome at 1 year of age. Pediatrics， 1989， 83： 72-78.
5 Short BL， Walker LK， Bender KS， et al. Impairment of cerebral autoregulation during extracorporeal membrane oxygenation in newborn lambs. Pediatr Res， 1993， 33： 289-294.
, 百拇医药
6 Sugimori H， Ibayashi S， Fujii K， et al. Can transcranial Doppler really detect reduced cerebral perfusion states? Stroke， 1995， 26： 2053-2060.
7 Taylor GA， Short BL， Glass P， et al. Cerebral hemodynamics in infants undergoing extracorporeal membrane oxygenation： further observations. Radiology， 1988， 168： 163-167.
8 Raju TNK， Kim SY， Meller JL， et al. Circle of Willis blood velocity and flow direction after common carotid artery ligation for neonatal extracorporeal membrane oxygenation. Pediatrics， 1989， 83：343-347.
, 百拇医药
9 Mitchell DG， Merton DA， Graziani LJ， et al. Right carotid artery ligation in neonates： classification of collateral flow with color Doppler imaging. Radiology， 1990，175： 117 -123.
10 Matsumoto JS， Babcock DS， Brody AS， et al. Right common carotid artery ligation for extracorporeal membrane oxygenation： cerebral blood flow velocity measurement with Doppler duplex US. Radiology， 1990，175： 757-760.
11 Taylor GA， Martin GR， Short BL， et al. Cardiac determinants of cerebral blood flow during extracorporeal membrane oxygenation. Invest Radiol， 1989， 24： 511- 516.
, 百拇医药
12 Bor MVD， Walther FJ， Gangitano ES， et al. Extracorporeal membrane oxygenation and cerebral blood flow velocity in newborn infants. Crit Care Med， 1990， 18： 10-13.
13 Rosenberg AA， Kinsella JP. Effect of extracorporeal membrane oxygenation on cerebral hemodynamics in newborn lambs. Crit Care Med， 1992， 20： 1575- 1581.
14 Martin GR， Chauvin L， Short BL. Effects of hydralazine on cardiac performance in infants receiving extracorporeal membrane oxygenation. J Pediatr ， 1991， 118： 944- 948.
, 百拇医药
15 Short BL， Walker LK， Traystman RJ， et al. Impaired cerebral autoregulation in the newborn lamb during recovery from severe， prolonged hypoxia， combined with carotid artery and jugular vein ligation. Crit Care Med， 1994， 22： 1262-1268.
16 Walker LK， Short BL， Traystman RJ， et al. Impairment of cerebral autoregulation during venovenous extracorporeal membrane oxygenation in the newborn lamb. Crit Care Med， 1996， 24： 2001-2006.
, 百拇医药 17 Walker LK， Short BL， Gleason CA， et al. Cerebrovascular response to carbon dioxide in lambs receiving extracorporeal membrane oxygenation. Crit Care Med， 1994， 22： 291-298.
18 Stockwell JA， Goldstein RF， Ungerleider RM， et al. Cerebral blood flow and carbon dioxide reactivity in neonates during venoarterial extracorporeal life support. Crit Care Med， 1996， 24： 155-162.
19 Short BL， Bender KS， Walker LK， et al. The cerebrovascular response to prolonged hypoxia with carotid artery and jugular vein ligation in the newborn lamb. J Pediatr Surg， 1994， 29：887- 891.
20 Prough DS， Rogers AT， Stump DA， et al. Cerebral blood flow decreases with time whereas cerebral oxygen consumption remains stable during hypothermic cardiopulmonary bypass in humans. Anesth Analg， 1991， 72： 161-168.
(收稿：1998-11-06 修回：1999-03-16), http://www.100md.com