Abstract
目的
涉及主动脉弓的心脏手术后神经系统并发症发生率较高，故术中脑保护措施非常重要。本研究旨在探讨在同期行主动脉根部和右半弓置换手术中应用深低温停循环及逆行脑灌注的安全性及有效性。
方法
回顾性分析在中南大学湘雅医院行主动脉根部和右半弓置换手术且在术中采用深低温停循环及逆行脑灌注技术的患者31例，其中主动脉瘤病变23例，主动脉夹层8例。主动脉根部置换采用Bentall手术者26例，采用David手术者5例。术中停循环及逆行脑灌注时间为(21.9±5.2) min。观察并计录住院病死率、神经系统并发症以及其他不良事件。
结果
未出现术后死亡及持久神经系统症状的患者，2例出现短暂谵妄，2例出现低氧血症，1例进行了二次开胸。随访时间为6~36个月，患者恢复满意。
结论
在主动脉根部和右半弓置换手术中，应用深低温停循环和逆行脑灌注技术可以简化操作且安全有效，值得在临床上推广。
Keywords: 主动脉根部置换, 主动脉弓置换, 深低温停循环, 逆行脑灌注
Abstract
Objective
After cardiac surgery involving the aortic arch, the incidence of neurological complications remains high, therefore it is very important to take measures to protect brain. This study is to investigate the safety and effectiveness of deep hypothermic circulatory arrest and retrograde cerebral perfusion for aortic root combined with right half aortic arch replacement.
Methods
Clinical data of 31 patients, who underwent aortic root and right half aortic arch replacement with deep hypothermic circulatory arrest and retrograde cerebral perfusion in Xiangya Hospital, Central South University, were retrospectively analyzed. This cohort included 23 aortic aneurysms and 8 aortic dissections. Aortic root replacement was conducted in 26 patients by Bentall procedures, and 5 patients by David procedures. Time of deep hypothermic circulatory arrest and retrograde cerebral perfusion in surgery was (21.9±5.2) min. The in-hospital mortality, postoperative neurological dysfunction and other major adverse complications were observed and recorded.
Results
No in-hospital death and permanent neurological dysfunction occurred. Two patients had transient neurological dysfunction and 2 patients with aortic dissection requiring long-time ventilation due to hypoxemia, 1 patient underwent resternotomy. During 6-36 months of follow-up, all patients recovered satisfactorily.
Conclusion
Deep hypothermic circulatory arrest and retrograde cerebral perfusion can be safely and effectively applied in aortic root and right half aortic arch replacement, and which can simplify the surgical procedures and be worth of clinical promotion.
Keywords: aortic root replacement, aortic arch replacement, deep hypothermic circulatory arrest, retrograde cerebral perfusion
升主动脉瘤和主动脉夹层是心脏大血管外科的常见疾病，其病变如累及主动脉根部的瓣叶、瓣环或窦部等结构可导致主动脉根部动脉瘤和主动脉瓣关闭不全，很多患者还同时合并主动脉弓扩张或夹层。此类疾病手术需同期行主动脉根部和主动脉弓部替换，手术技术要求非常高，对心脏外科医生来说是一种挑战。
Bentall手术和David手术是目前主动脉根部置换最常用的术式，前者是用带机械瓣或生物瓣的人工血管置换主动脉瓣和升主动脉，后者是保留患者自体主动脉瓣的主动脉根部再植入手术[1-3]。David手术主要适用于主动脉瓣本身病变较轻的主动脉根部病变患者，其优势是避免了人工瓣膜相关的并发症，但操作相对复杂、技术难度较高，临床上应用受到一定的限制。深低温停循环和开放吻合是处理主动脉弓病变的标准方式，停循环过程中顺行脑灌注或逆行脑灌注是常用的两种脑保护技术，其孰优孰劣还存在争议[4-5]。中南大学湘雅医院心脏大血管外科(以下简称我科)近年来收治了大量的大血管手术患者，能熟练地应用顺行脑灌注或逆行脑灌注行术中脑保护，并积累了一些临床经验。此文回顾性分析在主动脉根部和右半弓置换手术中应用深低温停循环及逆行脑灌注技术的患者，以探讨此项技术的安全性和有效性。
1. 对象与方法
1.1. 对象
收集2017年3月至2020年8月间在我科行主动脉根部和右半弓置换手术且术中采用深低温停循环及逆行脑灌注技术的患者，剔除术前有脑梗死、脑出血、意识障碍以及主动脉夹层伴有严重灌注不良综合征的患者，最后有31例患者入选。其中男22例，女9例，年龄(52.5±11.4)岁。升主动脉瘤23例，升主动脉夹层8例。本研究已经中南大学湘雅医院医学伦理委员会批准(审批号：202204102)。
1.2. 方法
1.2.1. 逆行脑灌注方法
行常规上下腔静脉插管，上腔静脉圈套线置于奇静脉开口上方，股动脉插管连接动脉管道，然后在动脉管道和上腔静脉管道之间连接一根动静脉连接管。在常规体外循环阶段中，该动静脉连接管处于夹闭状态。停循环后，夹闭其他管道，仅保留动脉管道→动静脉连接管→上腔静脉通路，收紧上腔静脉圈套线，开始逆行脑灌注。逆行脑灌注的流量通常维持在6~8 mL/(kg·min)，颈内静脉压力不超过 25 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。
1.2.2. 手术方法
除进行常规血流动力学监测外，术中加行双侧脑氧监测。将患者取仰卧位，行胸骨正中切口，心包“T”型切开悬吊，股动脉和上下腔静脉插管建立体外循环，经右上肺静脉进行左心引流。体外循环开始后立即快速降温，阻断升主动脉，心脏局部用冰盐水降温，于主动脉窦管交界上方1~2 cm处横行剪开升主动脉，经左、右冠状动脉开口直接灌注心脏停博液。降温过程中游离主动脉根部，探查主动脉瓣叶情况，并修剪左、右冠状动脉开口周围的主动脉壁，使之呈纽扣状。待鼻咽温降到20 ℃以下，停循环，夹闭股动脉插管通路，开放动脉插管与上腔静脉插管之间的连接通路，收紧上腔套带，开始持续逆行脑灌注。松开升主动脉阻断钳，剪除病变的升主动脉，并修剪主动脉弓下缘，将人工血管修剪成相对应的斜面，并以4-0 prolene线连续缝合，夹层患者后壁用4-0 prolene线带垫片间断缝合加固，吻合完毕后停止逆行脑灌注，夹闭动静脉连接通路，开放股动脉通路，充分排气后用阻断钳夹闭人工血管近端，恢复全流量体外循环。
远端吻合完成后开始复温，然后转回主动脉根部的处理。Bentall手术采用Kouchonkos等[6]描述的“Button”技术，即用纽扣法移植冠状动脉开口但不用血管壁包裹的冠状动脉纽扣法Bentall手术。手术方法如下：剪除病变的主动脉瓣叶，用测瓣器测量后选取合适的带机械瓣的人工血管(如应用生物瓣)，且预先用4-0 prolene线将生物瓣缝合于人工血管近端，制成带瓣管道。将带瓣管道以2-0涤纶线间断缝合置入瓣环位置并打结固定，再用4-0 prolene线连续缝合，将主动脉根部残缘与人工血管壁缝合1圈加固以防止出血。在人造血管的相应位置上用烧灼器开孔，然后以5-0 prolene线将左、右冠状动脉纽扣连续缝合于人造血管上，最后将带瓣管道远端与人工血管近端行端端吻合，采用4-0 prolene线连续缝合完成手术。David手术采用经典的“David I”术式[7]，即术中修剪左、右冠状动脉纽扣，但保留患者主动脉瓣叶及瓣叶联合部相连的5 mm主动脉壁，根据患者的体重选取26~30号的人工血管，沿主动脉瓣环附着最低点水平的左室流出道，用2-0换瓣线间断褥式缝合1圈，自内向外穿过人工血管，将人工血管落座后打结固定。将3个主动脉瓣叶联合部用4-0 prolene线带垫悬吊于人工血管壁的合适位置，经注水检验无返流后打结固定。然后将主动脉壁残缘连续缝合于人工血管壁上，冠状动脉纽扣吻合方法同Bentall手术。
1.3. 统计学处理
计数资料以例数和百分比(%)表示，计量资料以均数±标准差( ±s)表示，采用SPSS 17.0统计学软件处理数据。P<0.05为差异有统计学意义。
2. 结 果
2.1. 围手术期资料
此研究中的病例均由同一手术小组完成，患者围手术期的相关情况详见表1。根部替换采用Bentall手术(26例)和David手术(5例)，同期行二尖瓣成形或置换手术(4例)、房缺修补术(2例)及冠状动脉搭桥术(1例)，手术时间为(6.1±1.2) h，体外循环转机时间为(199.2±49.9) min，心肌阻断时间为(153.6±41.6) min，逆行脑灌注的时间为(21.9±5.2) min，术后住院时间为(9.0±5.2) d。
表1.
患者的一般资料和围手术期情况
Table 1 General data and intraoperative status of patients
| 患者资料 | 例(%)或 ±s |
|---|---|
| 一般资料 | |
| 年龄/岁 | 52.5±11.4 |
| 男/女 | 22(71)/9(29) |
| 升主动脉瘤 | 23(74.2) |
| 升主动脉夹层 | 8(25.8) |
| 高血压 | 10(32.2) |
| 糖尿病 | 3(9.7) |
| 冠心病 | 1(3.2) |
| 心功能II级 | 21(67.7) |
| 心功能III级 | 8(25.8) |
| 心功能IV级 | 2(6.5) |
| 围手术期情况 | |
| Bentall手术 | 26(83.9) |
| David手术 | 5(16.1) |
| 手术时间/h | 6.13±1.20 |
| 体外循环时间/min | 199.2±49.9 |
| 阻断时间/min | 153.6±41.6 |
| 逆行脑灌注时间/min | 21.9±5.2 |
| 术后24 h引流量/mL | 360.9±208.5 |
| ICU停留时间/h | 50.9±48.5 |
| 呼吸机使用时间/h | 13.4±11.5 |
| 术后住院时间/d | 9.0±5.2 |
2.2. 术后病死率和并发症情况
本组患者无术后死亡。2例患者术后出现轻度谵妄症状，但经对症治疗后很快恢复；2例主动脉夹层患者术后因低氧血症有较长时间的机械通气，其中1例经历了二次气管插管；1例患者因术后凝血功能差、渗血多经历了二次开胸。无因肾功能急性衰竭而需血液透析的患者，无脑梗死、脑出血导致持续神经系统损伤患者，无术后截瘫患者。所有患者出院时恢复良好。
2.3. 随访情况
随访6~36个月，随访期间无患者死亡或再次手术，患者恢复满意。
3. 讨 论
在31例主动脉根部和右半弓置换的手术患者中，主动脉根部替换采用“全裸”Bentall术或David I手术，弓部吻合时均采用深低温停循环及逆行脑灌注技术行脑保护，吻合时采用开放式吻合，术野清晰，操作容易。术后无死亡患者，术后神经系统并发症及其他并发症发生率很低，说明在此类型手术中用深低温停循环及逆行脑灌注技术是非常安全而有效的。
自1968年Bentall等第1次报道使用带瓣人工血管重建主动脉根部以来，Bentall手术一直是主动脉根部替换手术的主要方式。为预防术中出血，经典Bentall手术通常是将冠状动脉开口直接吻合于人工血管，并用主动脉外膜包裹后于右心房吻合建立内引流，很多医生至今仍采用此术式。但经典Bentall手术的术后并发症(如冠状动脉血管壁损伤或剥离、术后假性动脉瘤形成以及内分流导致大量左向右分流等)的发生率还是比较高，不少患者需再次手术[8-9]。冠状动脉纽扣法的“全裸”Bentall手术不增加术中出血，但可以明显减少术后冠状动脉缺血并发症、避免假性动脉瘤及包裹内左向右分流等远期并发症，从而可降低再次手术率。近年来我科采用“全裸”Bentall手术行主动脉根部替换，证实此技术可行且效果确切，值得临床上推广应用。
对主动脉瓣病变较轻的患者，David手术无疑是一种很好的选择。很多研究[10-11]报道用Bentall手术或David手术行主动脉根部替换，二者其围手术期的病死率和并发症发生率无明显差异，都可以取得满意的中远期疗效，但David手术保留了患者自体主动脉瓣，从而避免了人工瓣膜的并发症，因而更具优势。不过，相比Bentall手术，David手术操作复杂，技术难度较高，手术时间和体外循环时间延长，主动脉瓣修复不满意时会增加术后并发症和再次手术率，故目前只在手术体量大、经验丰富的临床中心开展。
在涉及到主动脉弓部病变的手术中，因需要低温和停循环，术后脑损伤的发生率仍然很高，减轻术中脑缺血是减少术后脑损伤发生率的关键环节。目前常用的脑保护方法除低温降低脑代谢外，就是术中采用单侧或双侧动脉插管顺行脑灌注或经上腔静脉逆行脑灌注。这两种脑灌注技术广泛应用于部分主动脉弓或全主动脉弓置换手术中，术后脑损伤发生率的比较临床研究结果并不一致，因此其脑保护的效果孰优孰劣还存在争议[5,12]。顺行脑灌注时血流分布均一，可覆盖全脑，可以提供长达90 min的安全时限，缺点是技术复杂、需主动脉弓上血管插管，会增加弓上血管损伤或斑块的脱落和栓塞风险，以及由于腋动脉插管游离时间长有可能导致臂丛神经的损伤等。逆行脑灌注则插管较少，操作简便，无需游离弓上血管，可使脑组织持续低温且可清除脑部气栓或其他栓子，缺点是脑灌注的范围较少、灌注压力过高可导致脑水肿，以及提供的安全时限(30~45 min)较顺行脑灌注短[13]。因此，这两种脑灌注技术各有优劣，鉴于外科技术的进步，如今主动脉弓手术停循环时间很少超过60 min，临床医生可根据患者病情以及自身经验灵活选择用哪种脑灌注技术，但都能取得满意的临床效果。
在主动脉根部和右半弓置换手术中，用深低温停循环及逆行脑灌注技术不仅安全有效，且可充分发挥逆行脑灌注技术的优势并减少其劣势，是逆行脑灌注技术应用的最佳适应证。首先，相比顺行脑灌注，在此类手术中采用逆行脑灌注技术，无需游离或阻断主动脉弓上分支，无需另外的动脉插管，可以简化操作，减少手术时间。其次，右半弓置换手术停循环时间一般可控制在30 min以内，逆行脑灌注技术可以提供足够的安全时限。最后，逆行脑灌注技术需要深低温，鼻咽温需降到20 ℃以下，其复温时间较长，但在复温过程中正好可以有充分的时间完成复杂的主动脉根部置换手术操作，不会增加额外的体外循环时间。虽然全主动脉弓置换手术也可以采用逆行脑灌注技术且安全有效，但相比顺行脑灌注，此时其优势就并不明显，而且如今很多医生采用顺行脑灌注停循环时不再采用深低温，而是将中心温度控制在25 ℃左右，可以减轻深低温所带来的病理、生理影响和缩短复温时间[14]。
本研究存在一定的局限性。首先，本研究是一个单中心回顾性的研究，样本量不大，且病种不单一。此外，没有进行顺行脑灌注和逆行脑灌注的病例对照研究，无法得出这两种脑灌注技术孰优孰劣的临床结论。而且，对脑损伤的研究只停留在临床观察的层面，没有生化检测指标和脑影像学指标的佐证。
基金资助
湖南省自然科学基金(2019JJ50950)。
This work was supported by the Nature Science Foundation of Hunan Province, China (2019JJ50950).
利益冲突声明
作者声称无任何利益冲突。
作者贡献
陈宇倩 数据采集，病例收集，论文撰写；胡庆华、黄凌瑾 论文构想、修订；陈旭良、张成梁 论文的统计分析和修改。所有作者阅读并同意最终的文本。
原文网址
http://xbyxb.csu.edu.cn/xbwk/fileup/PDF/202205650.pdf
参考文献
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