围术期脑保护的研究进展ppt课件

围术期脑保护的研究进展 解轶2012年3月 现状 尽管近年麻醉技术及监测手段不断进步 但是术中与术后神经损伤仍是最严重的并发症 目前尚无足够的临床证据制订的官方指南 其主要原因是脑缺血机制错综复杂 对脑缺血高风险患者不仅要避免不利因素的影响 而且要积极采取措施来保护神经系统功能稳定 在一些特殊的外科手术中应用各种手段来提高脑组织对缺血缺氧的耐受力 减少缺血缺氧所导致的神经细胞死亡和神经功能受损 已成为围术期脑保护迫切需要解决的重大课题 1生理性的脑保护 1 1选择性脑降温1 2控制血糖1 3控制血压和保证氧供1 4血红蛋白浓度 1 1选择性脑降温 选择性脑降温是指在离头部较近处加强热量散发 使颅内温度低于躯体温度 可以避免全身低温所带来的不利影响 同时又能有效地改善缺血缺氧性脑损伤 脑保护机制不仅与降低脑代谢率有关 还涉及抑制缺血缺氧诱发的 瀑布式反应 的进展 如抑制谷氨酸释放 减少自由基生成 抑制凋亡 保护血脑屏障等 并且可为其他治疗措施延长治疗时间窗 TheNationalAcuteBrainInjuryStudy HypothermiaIIwasarandomizedmulticentertrialinwhich97patientswithmoderate to severeTBIreceivedeithernormothermiaortotal bodyhypothermiato33 Cfor48hours Theprimaryoutcomemeasurewastherateofpooroutcome ie GOSshowingseveredisability vegetativestate ordeath 1 2控制血糖 大量研究证实 围术期控制血糖有助于改善患者神经功能预后 在一些危重和心脏手术患者中 严格控制围术期的血糖水平可以降低脑缺血发病率和病死率 围术期持续高血糖可增加缺血性脑损伤的范围 使得临床结局更差 McGirt的研究发现 血糖 11 11mmol L 无论患者是否患有糖尿病 可使颈动脉内膜剥脱术围术期脑卒中发生率增高 但是严格的血糖控制 4 44 6 11mmol L 可能会增加低血糖的风险 Suireporteddatafrom43 933menwhounderwentacomprehensivepreventativemedicalbetween1971and2002 werefreeofmyocardialinfarction stroke cancer orknowndiabetesmellitus Theywerefolloweduntileitherstroke death orthestudyenddate December31 2004 occurred BGconcentrationswerestratifiedinto3groups 1 normal 80to109mg dL 2 impaired 110to125mg dL and 3 diabetesmellitus 126mg dL Nonfatalstrokeratewas10 3 11 8 and18 0per10 000person yearsinthe3groups P 0 002 Fatalstroke withstrokeratesof2 1 3 4 and4 0per10 000person years P 0 008 Forfastingplasmaglucoseconcentrations 110mg dL each10mg dLincreaseinserumglucoseconcentrationwasassociatedwitha6 greaterriskoffatalstrokeevents P 0 05 andan8 increaseinnonfatalstrokeevents P 0 05 Aprospectivestudyoffastingplasmaglucoseandriskofstrokeinasymptomaticmen MayoClinProc 2011 86 1042 1049 Kamouchiutilizeddatafrom3627patientswithprimaryischemicstrokewithahemoglobinA1cavailablefromhospitaladmission DatawerestratifiedaccordingtoadmissionhemoglobinA1cinto4categories 1 8 3 IncreasinghemoglobinA1cwasassociatedwithareducedriskofneurologicimprovementafterstroke P 0 001fortrend andanincreasedriskforpoorfunctionaloutcome Prestrokeglycemiccontrolisassociatedwiththefunctionaloutcomeinacuteischemicstroke theFukuokaStrokeRegistry Stroke 2011 42 2788 2794 依据目前临床证据围术期仍应该避免高血糖的发生 1 3控制血压和保证氧供 首先 脑组织的代谢率较其他组织器官高 其次成人脑的重量仅占体质量的2 但其血液灌注量却占全身血流量的13 20 脑组织对氧的需求量为42 45mL min 耗氧量占全身耗氧量的15 20 脑组织对缺氧极为敏感 而其本身的氧储备又微乎其微 有研究已证实降低平均动脉血压可导致脑缺血患者临床结局的恶化 所以围术期神经并发症高危患者中维持 较高 的平均动脉压是安全 有效 可行的办法 Cardipulmonarybypassmanagementandneurologicoutcome anevidence basedappraisalofcurrentpractices J AnesthAnalg 2006 103 1 21 37 维持基础的平均动脉血压和保证足够的氧供是最基本的脑保护措施 1 4血红蛋白浓度 Optimumserumhemoglobinconcentrationinpatientswithischemicstrokeisnotwellcharacterized inpartbecause2contradictorytheoriesexist Alowerserumhemoglobinmayleadtoreducedbloodviscosityandimprovedmicrocirculation butthismayoccurattheexpenseofreducedbloodoxygen carryingcapacity Kellerreportedthatanemiaonadmissionandatday5wasmorecommoninpatientswithapooroutcomeat3months Patientswithanemiaduringthefirst5daysofhospitalizationwere2 61 P 0 005 timesmorelikelytohaveapooroutcomeat3months Cerebraloxygentransportfailure decreasinghemoglobinandhematocritlevelsafterischemicstrokepredictpooroutcomeandmortality Stroke RelevAntImpactofhemoGlobin HematocritandTransfusion STRAIGHT anobservationalstudy Stroke 2011 42 2832 2837 Cell freehemoglobin basedoxygencarriers suchaspolynitroxylatedpegylatedhemoglobin offerpromiseinthissettingbyincreasingoxygen carryingcapacitywithoutexcessivelyincreasingbloodviscosity Polynitroxylatedpegylatedhemoglobin anovelneuroprotectivehemoglobinforacutevolumelimitedfluidresuscitationaftercombinedtraumaticbraininjuryandhemorrhagichypotensioninmice CritCareMed 2011 39 494 505 Aboutautologoustransfusion Therehasbeenconcernrecentlyofpossiblebraininflammationassociatedwithanintraoperativeautologous ie cellsaver transfusion asaresultofactivationoftheinflammatorycascadesecondarytobloodinteractionswiththeextracorporealcircuit Lasarzikreportedinaratmodel transfusionofautologousblood eveninthepresenceofcerebralischemia doesnotincreasebrainconcentrationsofinflammatorymediators Effectofautologousbloodtransfusiononcerebralcytokineexpression JNeurosurgAnesthesiol 2011 23 215 221 2麻醉药的脑保护 2 1吸入麻醉药挥发性液体惰性气体 2 2静脉麻醉药巴比妥类药物丙泊酚与氯胺酮右旋美托咪啶利多卡因 挥发性液体 保护机制包括抑制兴奋性神经递质 强化抑制性受体 从而降低对能量的需求以及特有的缺血预适应 在所有吸入性麻醉药物中 异氟烷的脑保护作用已在多种缺血模型中得到证实 包括局灶性脑缺血模型 半球缺血模型 全脑缺血模型以及体外培养神经细胞或组织的氧糖剥夺模型等 异氟烷预处理可增加脑组织对缺血的耐受性 一项回顾性研究表明 与氟烷及恩氟烷麻醉比较 异氟烷麻醉时缺血性改变的发生率更低 相对大量的实验性研究而言 吸入麻醉药脑保护的临床证据目前并不充分 仍然需要具有充分说服力的神经系统临床结局的前瞻性随机对照研究 并应该采用更为精确的观察终点 Manymediatorsandpathways eg ubiquitin mitochondrialpotassiumchannels nitricoxidesynthase caveolins themechanismsofanestheticpreconditioningarenotfullyunderstood Sexsteroids mayaltertheeffectivenessofanestheticpreconditioning Recently reactiveoxygenspecieshavebeenimplicatedinmediatingsevofluranepreconditioning Yangconductedsevofluranepreconditioningexperimentsinrats Theydiscoveredthatincreasingdosesofsevofluraneweremoreeffectiveatinducingpreconditioningagainstcerebralischemia TheeffectofsevofluranepreconditioningwasabolishedbytheadministrationofdimethylthioureaandN acetylcysteine ROSmayalsoplayakeyroleinremotepostconditioning wherebyischemiaisproducedinalimbduringreperfusionofthebrainafteranischemicinjury Limbremotepostconditioningalleviatescerebralreperfusioninjurythroughreactiveoxygenspecies mediatedinhibitionofdeltaproteinkinaseCinrats AnesthAnalg 2011 113 1180 1187 目前就存在脑神经损伤高风险手术时 还是应该考虑吸入麻醉 惰性气体 惰性气体氙气已逐渐被作为麻醉辅助药用于临床 它通过竞争性拮抗谷氨酸的N 甲基 D 天冬氨酸亚型受体发挥麻醉作用 脑缺血损伤在N 甲基 D 天冬氨酸受体被拮抗后减轻 故氙气也表现出了一定程度的脑保护效应 巴比妥类药物 巴比妥类药物可使脑电图产生等电位 进而使围术期脑内代谢减慢 从而降低对ATP的需求 脑部可以耐受更长时间的缺血状态 巴比妥类曾被认为是衡量麻醉药脑保护作用的 金标准 然而 近年来 越来越多的学者开始质疑巴比妥类的脑保护效应 认为其脑保护效应是由麻醉导致的低体温所介导的 而非巴比妥类本身 自从吸入麻醉药显示出既有巴比妥相似的脑保护作用 又可以缩短苏醒的时间的特性 巴比妥类药物目前在围术期使用也日益减少 丙泊酚与氯胺酮 丙泊酚与氯胺酮也曾被认为是有脑保护作用的静脉麻醉药 但是现在研究人员认为它们的脑保护作用存在争议 丙泊酚的脑保护作用机制部分是由于其可减弱缺血缺氧性损伤所导致的ATP和钙 钠 钾等离子的改变 及其通过抑制脂质过氧化所表现出来的抗氧化作用 氯胺酮拮抗N 甲基 D 天冬氨酸受体 交感神经兴奋性降低 使N 甲基 D 天冬氨酸受体介导的离子内流减少 是神经元坏死减少的原因所在 丙泊酚与氯胺酮对人体是否具有脑保护作用还缺乏相关的临床证据 然而一些临床研究表明 丙泊酚与氯胺酮不能改善长期的认知能力 甚至还发现丙泊酚麻醉时患者的血清S100 神经损伤标志物 水平还出现短暂升高 Propofoloffersnoadvantageoverisofluraneanesthesiaforcerebralprotectionduringcardiopulmonarybypass apreliminarystudyofS 100betaproteinlevels J CanJAnaesth 2004 51 7 712 717 利多卡因 利多卡因可通过阻断钠通道 延迟缺血诱导神经元除极的发生从而降低能量消耗 并通过减少细胞的凋亡起到脑保护作用 一项接受心脏瓣膜手术患者的临床研究显示抗心律失常剂量的利多卡因可以改善患者术后神经精神异常的表现 另一项临床研究也表明 术中应用利多卡因可减少心脏手术患者早期术后认知功能障碍的发生率 但是最近一项随机 双盲 对照的临床试验发现 在术中和术后应用利多卡因并不能降低心脏手术后认知功能障碍的发生率 利多卡因的脑保护作用尚需要大型的前瞻性随机对照临床研究予以确定 且更需进一步研究其最佳治疗剂量和远期的效果 Randomized doubleblinded placebocontrolledstudyofneuroprotectionwithlidocaineincardiacsurgery J Stroke 2009 40 3 880 887 右旋美托咪啶 右旋美托咪啶的脑保护作用还没有得到共识 有学者认为右旋美托咪啶可减少损伤时儿茶酚胺的产生 进而减轻神经组织损伤并改善神经功能预后 其神经保护机制可能是由于其对促凋亡和抗凋亡蛋白的调节作用以及对兴奋性神经递质谷氨酸释放量的降低作用 DEX inducedreductionincerebralbloodflow CBF iswelldescribed itseffectoncerebralmetabolicrateiscontroversial ChirandomizedratstoreceiveaninfusionofeitherDEXoraNSduringabackgroundisofluraneanesthetic withorwithouthemorrhagichypotension Inthenonhemorrhagicstateduringisofluraneanesthesia DEXcauseda57 inCBFasmeasuredbytheradioactivetracermethodwithoutcausingasignificantdecreaseinMAP Hemorrhageduringisofluraneanesthesiacauseda36 inCBF buthemorrhageinthepresenceofDEXandisofluraneresultedinan11 inCBFalsowithoutasignificantimpactonMAP Inthecerebralcortex DEXcauseda57 incerebralmetabolisminthenonhemorrhagicstate Hemorrhageduringisofluraneresultedina25 inmetabolism buthemorrhageinthepresenceofDEXdidnotsignificantlyaffectmetabolism ie 4 ThereductioninCBFandcerebralmetabolisminducedbyDEXinthenormotensivegroupwasmatched ie 57 inbothgroups incontrasttopreviousreportsthatDEXmightreduceCBFmorethanthemetabolicrate Theeffectsofdexmedetomidineonregionalcerebralbloodflowandoxygenconsumptionduringseverehemorrhagichypotensioninrats AnesthAnalg 2011 113 349 355 3非麻醉药的脑保护 促红细胞生成素治疗贫血的安全性和有效性早已得到了证实 它还有抑制凋亡和炎症 并诱导血管生长因子及神经营养因子的作用 使得人们推测其有脑保护的功能 临床研究也表明 大剂量促红细胞生成素可改善急性缺血性脑卒中患者的临床结局 Mathew等研究表明 培克珠单抗 一种人工合成的抗C5补体复合物单克隆抗体 可减少冠状动脉旁路移植术后患者空间视觉损伤 但并不能减少认知功能障碍的总体发生率 4缺血预适应性脑保护 对于高风险患者使用生理或药物等方法预先给予大脑最小限度的短暂性伤害 缺血状态 来增加其对更严重更持久损伤的耐受力 是一种主动性脑保护概念 也是目前研究较多的脑保护措施之一 其脑保护的机制可能是激活ATP依赖的钾通道和腺苷A1受体 从而增强脑组织对缺血的耐受性 目前有许多方法可以模拟缺血预适应 如低温 高氧 吸入麻醉药及运用钾离子通道开放剂等 OptimalCPRonNeurologicOutcomes Manypatientsresuscitatedfromcardiacarrestwillinitiallysurvivebutsustainadebilitatingoralife threateningischemicbraininjury Inrecentyears theAmericanHeartAssociationhasfocusedonenhancedresearchandeducationtodeterminethebestmethodsforprovidingbothoptimalcardiacandneuro