体外循环心脏直视手术与脑保护

关于体外循环心脏直视手术与脑保护体外循环心脏直视手术后

神经精神功能紊乱CPBGibbon1954死亡率心脏0.5-5%

神经系统7.2-19.6%第2页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术

并发症、死亡率60-70年代心肌梗塞、心力衰竭、心律紊乱80-90年代神经系统障碍、神经精神功能紊乱第3页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术后

神经精神功能紊乱神经系统功能障碍

局灶性

2-3%

栓塞偏瘫、中风1%

永久性损伤神经精神功能障碍33-79%微栓、低灌注认知障碍

20%6月

5%

永久性损伤第4页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术中枢神经系统并发症(严重)外科手术失败第5页,共50页，2024年2月25日，星期天神经精神功能检查

精神状态

颅神经功能

运动功能

感觉功能

小脑功能

深腱反射

病理反射

认知能力第6页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术后中

枢神经系统并发症

轻度意识模糊手眼协调运动障碍眼聚焦不良视网膜微栓、视野缺陷

中度麻醉苏醒延迟、谵妄、妄想、定向力障碍、躁动、癫痫、手足舞蹈徐动症

重度偏瘫、去皮层状态、昏迷第7页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术

神经精神功能紊乱(1980-1994)幻觉、糊涂(10%)认知能力下降短期(2周)26%-79%

长期(1月)0-37%

记忆力、学习能力、注意力、视觉运动反应第8页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术

神经精神功能紊乱发病原因

栓塞微栓

主动脉粥样斑块、血栓瓣膜碎片、人工管道气栓

低灌注低心排、循环骤停、体外循环低流量

30%ShawPTetal.第9页,共50页，2024年2月25日，星期天脑栓塞

成分：气栓置管、注药、心内吸引

微栓斑块、血栓、碎片、脂肪硅胶管、聚乙烯管颗粒

时间：CPB开始、主动脉钳夹、开放、心脏射血第10页,共50页，2024年2月25日，星期天脑栓塞

后果：

100大脑中动脉79%术后7天

2008.6%术后8周

100043%

StumpDAetal.Stroke1993;24:509PugsleyWetal.Stoke1994;25:1393气栓：阻塞内皮细胞损伤、肿胀蛋白膜形成

90分钟第11页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术后

神经精神功能紊乱危险因素

高龄>65岁

心脏病史>5年、病情重

Redo

神经系统病变史

糖尿病史

脑血管病变史中风史

颈动脉狭窄病史>50%0.7%

中风率2.9%

体外循环时间手术复杂、异常改变多

平均动脉压<50mmHg

动脉粥样硬化>70岁20%

严重意外大量气栓、严重失血、低氧血症、心脏停搏第12页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环后神经精神功能障碍原因

栓塞

低灌注

再灌注损伤

炎性反应

应激反应

脑血管病变术后低心排载脂蛋白

第13页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术后

神经精神功能紊乱相关因素

血糖

体温

pH

炎性反应第14页,共50页，2024年2月25日，星期天体温低温降低ATP消耗7%/℃

抑制兴奋性神经递质释放限制缺血后血脑屏障破损抑制自由基生成和膜氧化抑制白三烯生成抑制补体系统激活C3aC5a

第15页,共50页，2024年2月25日，星期天浅低温

日益流行>34℃常温34℃与28℃无差异(4.5%与1%)高温显著加剧脑损伤第16页,共50页，2024年2月25日，星期天血糖

低血糖细胞内ATP减少

高血糖细胞内乳酸性酸中毒

500mg/dl乳酸盐2倍内皮细胞损伤神经胶质细胞损伤

血脑屏障第17页,共50页，2024年2月25日，星期天血气酸碱的处理pH稳态温度校正稳态无温度校正PaCO220mmHg4%CBF/mmHg

相对性高碳酸血症血流自动调节

CBF/CMRO2CBF增高微栓增加消除脑充血减少微栓深低温(15-20℃)脑血流压力依赖pH稳态

第18页,共50页，2024年2月25日，星期天应激反应与认知功能应激糖皮质激素糖皮质激素受体认知功能障碍（额叶海马）第19页,共50页，2024年2月25日，星期天载脂蛋白E与认知功能

ApoE（2、3、4）

脑内脂转运胆固醇代谢

-淀粉样蛋白

代谢转运沉积

CNS

生长发育功能维持伤后修复

第20页,共50页，2024年2月25日，星期天载脂蛋白E与认知功能ApoE4与淀粉样

-肽紧密结合

-淀粉样蛋白代谢清除

-淀粉样蛋白沉积老年痴呆术后认知功能障第21页,共50页，2024年2月25日，星期天褪黑激素松果体

光线节律性分泌睡眠自由基清除抗氧化活性神经免疫调节第22页,共50页，2024年2月25日，星期天脑缺氧

氧释放

氧需要

脑细胞损害第23页,共50页，2024年2月25日，星期天脑保护恢复脑组织的氧供需平衡第24页,共50页，2024年2月25日，星期天脑保护增加脑氧供应降低脑耗氧量

增加动脉血氧含量低温增加脑灌注压全麻药防止、矫正脑血管痉挛局麻药治疗脑水肿第25页,共50页，2024年2月25日，星期天脑的能量消耗CNS神经原胶质细胞血管神经原：沿细胞膜不衰减传递去极化冲动主动代谢60%脑电活动基础代谢40%细胞膜、细胞器完整

K+、

Na+、Ca2+

梯度细胞物质合成、转运葡萄糖氧化ATP无糖原第26页,共50页，2024年2月25日，星期天脑缺血和缺氧重量2%体重血流20%心输出量氧耗量20%机体氧耗10秒失去知觉15-25秒脑电活动停止脑第27页,共50页，2024年2月25日，星期天影响脑灌注的因素脑灌注压脑血管阻力平均动脉压压力自动调节颅内压血流–代谢偶联血流速度稀释度

酸碱处理血流特性搏动、非搏动温度药物炎性反应第28页,共50页，2024年2月25日，星期天脑灌注压

(CPP=MAP-ICP)

CPP50-130mmHg

自动调节

MAP50-100mmHg

CVP

年龄(75岁)、高血压、糖尿病、脑血管病变第29页,共50页，2024年2月25日，星期天脑血流量50ml/100g/min正常30ml/100g/min脑干缺血15-20ml/100g/min

脑电活动消失

缺血阈值神经组织功能受损9-14ml/100g/min神经递质合成障碍神经细胞代谢紊乱细胞内ATP耗竭

K+漏出细胞外液

12ml/100g/min(2-3hrs)

神经细胞膜衰竭不可逆6-8ml/100g/min细胞器破坏

第30页,共50页，2024年2月25日，星期天脑缺血类型局灶性脑缺血脑血管痉挛、栓塞占位性改变肿瘤、出血不全性脑缺血休克、低心排、体外循环低流量完全性脑缺血心跳骤停第31页,共50页，2024年2月25日，星期天脑缺血

脑组织灌流量减少氧释放不足高能磷酸盐减少CO2蓄积无机磷酸盐增加乳酸增加代谢性酸中毒血脑屏障破坏脑细胞损害第32页,共50页，2024年2月25日，星期天缺血脑损伤的机制

ATP耗竭

细胞膜通透性(H2O、Na+、Ca2+)

前列腺素生成

自由基生成

乳酸蓄积

葡萄糖加重脑缺血损伤

NO-NMDA高反应性第33页,共50页，2024年2月25日，星期天缺血神经原兴奋性毒性

缺血

再灌注去极化

谷氨酸、天门冬氨酸自由基NMDAR↑non-NMDAR↑Ca2+内流↑

Na+内流↑

基因程序化炎性反应NO合成酶↑

磷酸脂酶↑

细胞肿胀凋亡蛋白激酶↑内切酶↑兴奋性毒性脑梗塞第34页,共50页，2024年2月25日，星期天细胞内Ca2+稳态

细胞膜Ca2+--Na+(Na+-K+ATPase、Calmodulin)

线粒体Ca2+--Na+ATPCa2+--H+ATP

内质网Ca2+--H+ATP

第35页,共50页，2024年2月25日，星期天缺血细胞死亡坏死中心区凋亡周边延迟性中间形式第36页,共50页，2024年2月25日，星期天细胞坏死线粒体肿胀细胞膜核膜破裂细胞溶解巨噬细胞浸润吞噬第37页,共50页，2024年2月25日，星期天细胞凋亡特异电镜表现核染色质固缩内质网密度增加

细胞膜凹陷凋亡小体基因调控DNA碎片阶梯核酸内切酶180~200bpTUNEL第38页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术后脑

缺血的生化标记物

肌酐磷酸激酶(CK-BB)动脉和颈内静脉差

乳酸

动脉和颈内静脉差

肌苷激酶(adenylkinase)

神经原特异烯醇酶(NSE)

S-100蛋白

髓鞘碱性蛋白

乳酸脱氢酶第39页,共50页，2024年2月25日，星期天体外循环心脏直视手术后

神经、精神功能紊乱的预防

外科技术

灌注技术

麻醉技术第40页,共50页，2024年2月25日，星期天心脏外科技术

动脉桥

深低温、停循环

阻断一次

心内排气

心肌逆灌栓塞第41页,共50页，2024年2月25日，星期天灌注技术

灌注压适宜50-100mmHgCPB开始时

膜肺

动脉滤器40

m

pH适宜

复温温度、缓慢、均匀

超滤

搏动灌注

第42页,共50页，2024年2月25日，星期天深低温停循环肛温20℃

血温18℃

脑降温充分45分钟

血流动力学稳定急性中枢神经系统损伤

10-30%第43页,共50页，2024年2月25日，星期天深低温停循环与脑保护

深低温、低流量

缩短停循环时间(<45分钟)

间断灌注(20分钟)

温差≤4-6℃

足够脑降温时间血15-18℃

选择性脑灌注或脑逆行灌注

10ml/Kg.min，30mmHg，20-30min第44页,共50页，2024年2月25日，星期天深低温停循环与脑保护药物

利多卡因1.5mg/kg4mg/kg4mg/min

硫喷妥钠1g

甲基强