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先心病小儿灌注相关的脑损伤和保护 杨安寿　综述　杨平亮　杜磊2　审校 摘要　有先天性心脏病的小儿通常都可能会有不理想的中枢神经后遗症，其原因是多方面的。手术中体外循环灌注相关的脑损伤是主要原因之一，做好体外循环中脑保护，预防灌注相关的脑损伤，对先心病小儿的转归有重要影响。 关键词：先心病；小儿；体外循环；脑损伤和保护 脑是人体静息状态下耗氧量最大的器官，约占全身耗氧量的20%，但氧储备少，对缺氧耐受力低，是易损器官。有先心病的小儿常合并有先天性脑功能的异常，而先心病的异常血流动力学变化就是损伤未成熟大脑的危险因素，超过50%的先心病小儿在手术前就存在神经行为学方面的异常。体外循环心脏术后有3-6%的患者出现明显的脑功能障碍，而通过神经精神检查发现脑损伤的发生率高达60-70%。一项828例的多中心调查研究显示，新生儿大动脉转位矫正术后的社会心理缺陷，尤其是学习能力障碍较正常组小儿表现明显。体外循环对脑组织的损伤主要因为脑缺血、缺氧后再灌注，脑栓塞和／或颅内硬膜下(外)血肿等。 一、体外循环后的S100蛋白表达 S100蛋白是一种大分子量神经组织蛋白，由α、β两个亚单位组成的二聚体，β亚单位具有高度神经特异性，主要存在于神经胶质细胞和雪旺氏细胞中，αβ二聚体主要存在于神经胶质细胞中，其他组织细胞中含量甚微，正常情况下不能通过血脑屏障，脑脊液和血浆中存在明显的浓度差，通常成人血清中检测不到S100蛋白的存在。血浆中其浓度增高是由于脑组织损伤和血脑屏障通透性明显增加所致，当其浓度超过0.5ug/L时则被认为具有病理意义。血浆s100蛋白浓度与体外循环的时间成正比，体外循环所致的脑缺血、脑栓塞、脑出血、蛛网膜下腔出血等均可导致血浆中S100蛋白浓度升高，但不受麻醉、溶血、低温、肝素等因素的影响。在有神经系统并发症的患者，血浆S100蛋白浓度在体外循环结束时水平较高， 可能持续24-48小时，或下降后再次升高。其机制是在缺血性脑损伤早期，神经胶质细胞被激活，反应性增生，随后由于细胞坏死，释放出大量S100蛋白到脑脊液中，并透过损伤的血脑屏障到达血液。S100蛋白的半衰期仅2h，因此若出现持续或进行性升高，则提示有严重的神经元或血脑屏障损害，导致S100蛋白不断释放人血。血浆s100蛋白浓度与患者术后的神经心理功能呈负相关，经过多因素回归分析，在排除了年龄和体外循环时间的影响后，23%的神经心理功能异常与血浆S100蛋白浓度有相关，包括增加院内焦虑、抑郁发生率，降低 RAVL（Rey Auditory Verbal Learning）记忆力，定向力障碍，被迫害感等等。Grocott也发现小儿心脏术后S100蛋白升高与认知功能障碍有明显相关性；另一项研究则提示，视听觉数码跨距测试的结果与S100蛋白水平同样有明显相关性。体外循环中监测血浆S100蛋白水平，有助于及时发现灌注相关的脑损伤，并对判断预后有重要作用。 二、温度控制和空气栓塞 在先天性心脏病小儿手术过程中，降温是最主要的脑保护措施。小儿脑代谢和温度的相关指数为3.65，18℃时的平均脑代谢率只为正常温度的10%。低温减慢高能磷酸化合物从脑部移除速率而延长能量耗竭开始时间，高温则相反。此外，低温可减轻缺血期二次能量耗竭、抑制兴奋性神经介质释放、减少细胞凋亡，从而扩大“治疗窗”（干预措施能够局限严重脑损伤的时限）。 深低温停循时降温必须充分，小儿降温至少要20分钟，且头部应置于冰水中。脑电图、近红外光谱、鼓膜温度、鼻咽温、直肠温度、混合静脉氧饱和度可以作为头部降温是否充分的参考。如果温度已降到15℃而静脉氧饱和度却很低，提示降温不均匀。 降温后缓慢复温是非常重要的，即便是轻度的缺血后高温也将明显加剧深低温停循环后的脑损伤。快速复温或降温后立即复温均会导致脑血流/代谢失衡，在深低温停循环中保持5－10分钟的冷灌注，对脑保护大有裨益。复温时水温最高不超过34－37℃，使体温缓慢升到35℃。 降温可增加氧在血液中的溶解，提高体外循环期间脑皮质氧分压，减少空气微栓的发生。但如果在降温过程中，患者体温和管道内血温相差太大会增加空气微栓的产生；同样，复温期间如果水箱温度和管道内血温相差太大也会增加空气微栓的发生。膜式氧合器能减少空气微栓的形成但不能完全杜决，也不能过滤向储血器中注药形成的空气微栓。 三、深低温停循环 过去30年中，治疗小儿先天性心脏病取得重大进步在很大程度上得益于深低温停循环，如果没有深低温停循环，这当的中许多进展都是不可能的。深低温停循环形成的缺氧/缺血后再灌注伤是先心病小儿术中脑损伤的主要原因之一。 过去普遍认为，深低温停循环的安全时限是45分钟，有人通过脑代谢氧耗率计算认为，停循环的安全时限是39至65分钟。然而，新近的研究表明，在18℃停循环45分钟已超出了安全范围。在停循