非搏动性血流与脑血管二氧化碳反应性增强


张海松蒋渊翻译赵双平校对

摘要

背景:使用体外辅助装置的患者的全身血流通常没有搏动或仅仅有最小的搏动。然而,搏动性脑灌注的丧失与神经系统并发症有关。此外,无搏动对大脑微循环的不利影响与阻力血管中的二氧化碳血管反应性的调节方式相似。在使用体外辅助设备支持期间,决定脑氧输送的动脉二氧化碳分压(PaCO2)波动并不少见,特别是当CO2通过呼吸器和体外膜氧合器的气体交换器排出时。因此,我们研究了非搏动性血流是否可影响脑血管CO2反应性(CVR,cerebrovascularCO2reactivity)和局部脑氧合(rSO2,regionalbrainoxygenation)。

方法:在这项前瞻性的单中心病例对照试验中,我们研究了32例接受择期心脏手术的患者。测定PaCO2在30、40、50mmHg之间阶跃变化时的大脑中动脉(MCAv,velocityinthemiddlecerebralartery)血流速度和rSO2。在可比较的试验条件下,分别在非搏动型和术后搏动型血流条件中进行体外循环的测量。确定每种流动模式下相应的CVR变化和伴随的rSO2变化。每个患者均充当自身前后对照。

结果:MCAv在低碳酸血症时普遍低于正常碳酸水平和高碳酸血症时(p0.)。然而,非搏动性血流时MCAv/PaCO2斜率(线性回归系数)为14.4cm/s/mmHg[CI11.8~16.9],恢复搏动后MCAV/PaCO2斜率为10.4cm/s/mmHg[CI7.9~13.0](p=0.03)。低碳酸血症时,非搏动性CVR(4.3±1.7%/mmHg)高于搏动性CVR(3.1±1.3%/mmHg,P=0.01)。与血流模式无关,我们观察到低碳酸血症时rSO2下降,高碳酸血症时rSO2随之升高(p0.)。而在非搏动性血流时,ΔrSO2与ΔMCAV值间关系不明显。

结论:非搏动性灌注与脑血管CVR增强相关,导致低碳酸血症时脑血流量下降幅度相对较大。外源性微血管灌注可能是ΔrSO2/ΔMCAV斜率降低的原因。与这种脑灌注调节改变相关的潜在危险仍需评估。

试验注册:该研究于年10月30日在ClinicalTrial.gov(NCT)进行回顾性注册。

关键词:脑血管二氧化碳反应性,非搏动性血流,局部脑饱和度,脑微循环,体外膜肺氧合,非搏动性左心室辅助装置,脑血流速度,体外心肺复苏

背景

在心脏外科领域以及许多ICU和三级医学中心的急诊科,每天都会让患者处于非生理状态,即全身血流完全缺乏搏动性或搏动性大大减弱。然而,非搏动性血流与血管阻力增加、肌交感神经活性增强、耗氧量减少、内皮功能紊乱、内皮完整性丧失及微血管灌注恶化相关。所有这些因素都可能导致胃肠道和脑内出血、中风的发生率增加,以及静脉-动脉体外膜肺氧合(VA-ECMO,veno-arterialextracorporealmembraneoxygenation)死亡率的增加。

在大鼠中,内皮依赖性血管反应性在非搏动性体外循环(CPB,cardio-pulmonarybypass)后不到30min内被抑制。此外,在如此短的无搏动时间内,人体毛细血管中的不均匀流动即随之而来。其特点是与那些灌注非常快的血管紧密相连的血管灌注缺失。另一方面,搏动性血流与脑微血管循环改善、组织灌注更均匀、血管内皮细胞释放一氧化氮(NO)增加以及重要器官中ATP含量增加有关。在犬进行常规心脏手术和需要深低温心脏骤停的手术中出现急性脑缺血后,已证明搏动性CPB血流是有益的。

脑卒中、出血、认知功能障碍和谵妄等神经并发症仍然是应用机械循环支持系统(提供完全无搏动或最小搏动血流(如CPB、VA-ECMO)或连续血流左心室辅助装置(CF-LVAD,continuousflowleftventricularassistdevices))患者的主要


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