引用本文： 熊际月, 林静, 罗明, 谭赵霞, 武忠, 郭应强, 杜磊. 脑顺行性灌注联合下腔静脉逆行性灌注用于全主动脉弓置换手术. 中国胸心血管外科临床杂志, 2019, 26(6): 524-527. doi: 10.7507/1007-4848.201809019 复制
急性 A 型主动脉夹层（type A Stanford acute aortic dissection，AAAD）是指主动脉腔内血液通过内膜破口进入其壁中层，并累及升主动脉。48 h 内 AAAD 患者非手术治疗死亡率高达 50%，3 个月内高达 90%[1-2]。因此，全主动脉弓置换术，即使用一段人工血管置换病变的主动脉弓部和弓部上发出的 3 支血管，成为治疗 AAAD 的主要手段。然而，人工血管和降主动脉的吻合需要在降主动脉开放下进行，此时脏器无法得到血液灌注。为降低缺血对脏器的损伤作用，通常将患者体温降低至 24℃ 左右，从而降低机体代谢，增加耐缺氧能力。为避免脑缺血，常使用 1 根或 2 根插管放置于无名动脉和/或左颈总动脉，进行顺行性脑灌注（antegrade cerebral perfusion，ACP）。与早期的深低温下完全停循环（deep hypothermia circulatory arrest，DHCA）比较，此技术能够大大降低死亡率和并发症发生率，特别是神经并发症发生率，但患者死亡率和并发症发生率依然较高[3-5]。
下半身缺血是 ACP 技术中导致患者不良事件的主要原因。为避免下半身缺血，我们首次提出在中度低温下，ACP 联合下腔静脉逆行性灌注（retrograde inferior vena caval perfusion，RIVP）技术用于全主动脉弓置换术[6]，并取得了良好的预试验结果，现将此方法报道如下。
1 RIVP 技术的操作
1.1 麻醉和 RIVP 准备
将拟行全主动脉弓置换手术的患者麻醉诱导、气管插管后，常规监测脑部温度（以鼻咽温代替）、中心温度（以直肠温代替），并行双侧桡动脉和股动脉的血压监测。采用近红外组织氧饱和度监测仪监测双侧脑氧饱和度（rSO2）。
体外循环管道的连接，包括两个滚压泵、膜式氧合器、热交换器和体外循环回路（图 1a）。动脉管道在主泵（泵 1）和氧合器后分成 2 路：一路用于全身灌注，备人工血管-降主动脉动脉吻合期间进行选择性脑灌注。另一路连接到附属泵（泵 2），并与下腔静脉引流管连接，备 RIVP。泵 2 后管道连接测压管，持续监测管道内压力。
图1
管道及阀门连接示意图[6]
a：下腔静脉逆行性灌注前后，从（1）上腔静脉和（2）下腔静脉的静脉血回到储血罐，由泵 1 驱动到氧合器，氧合后的动脉血通过微栓过滤器（5）到动脉（3）；b：在下腔静脉逆行性灌注期间，从（1）上腔静脉引流的静脉血回到储血罐由泵 1 驱动到氧合器，一部分动脉血进行选择性脑灌注（4），而另一部分由泵 2 通过下腔静脉进行逆行性灌注（2），（6）独立的测压系统监测下腔静脉逆行性灌注时的压力
1.2 RIVP 操作
胸骨正中切口、全身肝素化后，股动脉（或主动脉或无名动脉）插管用于全身灌注，上、下腔静脉分别插管，用于全身静脉回流。体外循环开始后，缓慢降温至中度低温，目标温度为鼻咽温 28°C；直肠温度 28°C～30°C。
停循环前，无名动脉或右颈总动脉插管（也可使用右锁骨下动脉插管）备 ACP。随后停止全身灌注，开放降主动脉，同时进行 ACP 和 RIVP。ACP 流量维持在 6～12 ml/（min·kg），以维持正常的 rSO2（图 1b）。启动泵 2，阻断下腔静脉引流管远端，即可将含氧动脉血驱入下腔静脉。逆行性灌注压力<25 mm Hg，流量维持在 8～12 ml/（min·kg）。
为避免逆行性灌注至降主动脉的血液对手术操作的干扰，使用 1 根软吸引管放置于降主动脉内，即可维持吻合口处干净的手术野。在象鼻支架和人工血管之间的端-端吻合完成后，取出软吸引管，停止 RIVP，通过 4 分支人工血管的第 4 个分支进行全身顺行性灌注。最后，依次将无名动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉与人工血管的对应分支吻合。
复温过程、停体外循环过程与常规 ACP 无异。
2 结果
在取得四川大学华西医院伦理委员会批准后，我们的前期试验对近 50 例的 AAAD 手术患者实施了 ACP+RIVP 灌注，并对最先实施此技术的 6 例患者进行初步报道[6]。这 6 例患者住院期间均未发生严重不良事件，术后 8～13（10±2）d 出院。其余患者的资料仍在统计中。
3 讨论
涉及主动脉弓手术中，为解决不能全身灌注而导致的组织缺氧，早在 1964 年，DHCA 首次用于主动脉弓部手术，即将患者温度降低至 18°C 左右[7]，此时机体的代谢显著下降，这可以在全身无任何灌注情况下为术者提供数十分钟的安全时间。然而经过近 10 余年的临床观察发现，经历 DHCA 的患者死亡率和并发症发生率[8-9]，特别是神经并发症发生率[10]很高。为解决这一问题，1986 年报道了经无名动脉 ACP 的方法[11]，至此全弓置换术的灌注方法进入第二个阶段。
早期 ACP 的报道中，患者体温依然维持很低（16°C～20°C）[12]，随后逐渐被提高至 24°C 左右。在此期间，有研究者通过上腔静脉对脑进行逆行性灌注，但最近的 Meta 分析显示，顺行性灌注的神经保护作用优于逆行性灌注[13-14]。因此下半身停循环下实施 ACP 技术逐渐演变成为目前国际通用的灌注技术[15]。
然而，此技术仅改善了脑缺血，患者仍面临下半身停循环导致的腹腔脏器和脊髓缺血损伤，因此术后死亡率及器官功能障碍和脊髓缺血发生率仍较高：择期 ACP 后患者死亡率高达 2%～12%，急诊则高达 39%，脊髓缺血术后轻偏瘫或截瘫的发生率高达 3.8%～25%，6%～18% 的患者术后出现急性肾功能衰竭需要透析，近 60% 出现神经认知功能障碍[3-5]。
下半身缺血和低温是 ACP 中导致不良事件的主要原因：（1）下半身重要器官，尤其脊髓和肾脏，对缺血损伤敏感，这可能是截瘫、急性肾功能衰竭发生的主要原因；（2）过低的体温常导致血管功能障碍。脑血管的功能异常将会导致脑灌注血流分布异常，从而导致大脑灌注过多或不足，这均会造成神经功能异常；而其他器官的血管功能异常也会导致相应的损伤；（3）低温常造成血小板破坏，导致凝血功能异常。因此此类患者出血多、血制品需要量多，而出血、输血的增加是患者死亡和并发症发生的独立危险因素；（4）ACP 常需要长时间的体外循环用于复温和降温。长时间体外循环将会通过上调炎性反应而加重器官损伤。因此，体外循环时间的延长也是导致器官功能障碍和患者死亡的重要原因。
为弥补 ACP 技术的不足，自 2017 年底，我们根据腹腔脏器和脊髓静脉无静脉瓣的解剖学特点，首次提出 ACP 联合 RIVP 用于全主动脉弓置换手术[6]，即在吻合降主动脉-人工血管时，使用 ACP 灌注上半身的同时，使用 RIVP 灌注下半身。ACP+RIVP 技术的实施能够同时避免在吻合期间脑、肝脏、肾脏、胃肠道和脊髓等重要脏器的缺血损伤。RIVP 实施期间我们观察到，黑色血液从开放的降主动脉持续流出，同时食管超声可观察到逆灌的血流经过肝脏和肾脏[6]。
相对充足的灌注血流不再需要深低温的支持，因此我们将患者的温度提高至 28°C。这大大降低了用于复温、降温的体外循环时间，从而避免了深低温和长时间体外循环对患者的影响。
关于 RIVP 的研究共 3 篇，主要集中于上世纪 90 年代，其中 2 篇为动物实验研究[16-17]，一篇为日本的病例报道[18]。然而这些研究均存在如下缺陷：（1）所有研究均通过全身逆行性灌注（与上腔静脉一起逆行性灌注）而实施 RIVP，并非选择性 RIVP。由于上、下腔灌注需要的灌注压力可能并不相同：克服颅内压而完成脑的逆行性灌注，需要的压力可能是 30～40 mm Hg[19]。而在这个压力下灌注下腔静脉，可能造成腹腔脏器的水肿，腹水增加；然而当灌注压力降低至 20 mm Hg 时，则可能脑灌注不足。可以看出，上、下腔静脉不宜在同一个压力下进行灌注；（2）所有 3 个研究中，机体温度均维持较低，鼻咽温维持在 18°C～20℃。因此并没有避免低温对机体的影响。由于研究结果并不理想，导致 2000 年至今，无 RIVP 的报道。
自四川大学华西医院伦理委员会和新技术专家委员会批准本技术后至 2018 年 8 月底，ACP+RIVP 已实施近 50 例，早期 6 例患者均无任何严重并发症而顺利出院。初步的观察结果显示，此种技术的实施能够降低神经系统和腹腔脏器缺血并发症，缩短体外循环时间。详细结果将会在以后陆续报道。
需要指出的是，此技术适用于所有涉及主动脉弓部置换的手术。因此，除 AAAD 手术外，也可用于升主动脉及弓部主动脉瘤、主动脉中层囊性病变等手术。然而一个新技术的提出和推广应用仍需要来自临床的更为确凿的证据，因此目前急需一个大样本、多中心、前瞻性的随机对照临床研究获得这些证据（登记号：NCT03607786）[20]，从而为制定全弓置换手术的指南和 ACP+RIVP 的推广应用提供有力证据。
急性 A 型主动脉夹层（type A Stanford acute aortic dissection，AAAD）是指主动脉腔内血液通过内膜破口进入其壁中层，并累及升主动脉。48 h 内 AAAD 患者非手术治疗死亡率高达 50%，3 个月内高达 90%[1-2]。因此，全主动脉弓置换术，即使用一段人工血管置换病变的主动脉弓部和弓部上发出的 3 支血管，成为治疗 AAAD 的主要手段。然而，人工血管和降主动脉的吻合需要在降主动脉开放下进行，此时脏器无法得到血液灌注。为降低缺血对脏器的损伤作用，通常将患者体温降低至 24℃ 左右，从而降低机体代谢，增加耐缺氧能力。为避免脑缺血，常使用 1 根或 2 根插管放置于无名动脉和/或左颈总动脉，进行顺行性脑灌注（antegrade cerebral perfusion，ACP）。与早期的深低温下完全停循环（deep hypothermia circulatory arrest，DHCA）比较，此技术能够大大降低死亡率和并发症发生率，特别是神经并发症发生率，但患者死亡率和并发症发生率依然较高[3-5]。
下半身缺血是 ACP 技术中导致患者不良事件的主要原因。为避免下半身缺血，我们首次提出在中度低温下，ACP 联合下腔静脉逆行性灌注（retrograde inferior vena caval perfusion，RIVP）技术用于全主动脉弓置换术[6]，并取得了良好的预试验结果，现将此方法报道如下。
1 RIVP 技术的操作
1.1 麻醉和 RIVP 准备
将拟行全主动脉弓置换手术的患者麻醉诱导、气管插管后，常规监测脑部温度（以鼻咽温代替）、中心温度（以直肠温代替），并行双侧桡动脉和股动脉的血压监测。采用近红外组织氧饱和度监测仪监测双侧脑氧饱和度（rSO2）。
体外循环管道的连接，包括两个滚压泵、膜式氧合器、热交换器和体外循环回路（图 1a）。动脉管道在主泵（泵 1）和氧合器后分成 2 路：一路用于全身灌注，备人工血管-降主动脉动脉吻合期间进行选择性脑灌注。另一路连接到附属泵（泵 2），并与下腔静脉引流管连接，备 RIVP。泵 2 后管道连接测压管，持续监测管道内压力。
图1
管道及阀门连接示意图[6]
a：下腔静脉逆行性灌注前后，从（1）上腔静脉和（2）下腔静脉的静脉血回到储血罐，由泵 1 驱动到氧合器，氧合后的动脉血通过微栓过滤器（5）到动脉（3）；b：在下腔静脉逆行性灌注期间，从（1）上腔静脉引流的静脉血回到储血罐由泵 1 驱动到氧合器，一部分动脉血进行选择性脑灌注（4），而另一部分由泵 2 通过下腔静脉进行逆行性灌注（2），（6）独立的测压系统监测下腔静脉逆行性灌注时的压力
1.2 RIVP 操作
胸骨正中切口、全身肝素化后，股动脉（或主动脉或无名动脉）插管用于全身灌注，上、下腔静脉分别插管，用于全身静脉回流。体外循环开始后，缓慢降温至中度低温，目标温度为鼻咽温 28°C；直肠温度 28°C～30°C。
停循环前，无名动脉或右颈总动脉插管（也可使用右锁骨下动脉插管）备 ACP。随后停止全身灌注，开放降主动脉，同时进行 ACP 和 RIVP。ACP 流量维持在 6～12 ml/（min·kg），以维持正常的 rSO2（图 1b）。启动泵 2，阻断下腔静脉引流管远端，即可将含氧动脉血驱入下腔静脉。逆行性灌注压力<25 mm Hg，流量维持在 8～12 ml/（min·kg）。
为避免逆行性灌注至降主动脉的血液对手术操作的干扰，使用 1 根软吸引管放置于降主动脉内，即可维持吻合口处干净的手术野。在象鼻支架和人工血管之间的端-端吻合完成后，取出软吸引管，停止 RIVP，通过 4 分支人工血管的第 4 个分支进行全身顺行性灌注。最后，依次将无名动脉、左颈总动脉和左锁骨下动脉与人工血管的对应分支吻合。
复温过程、停体外循环过程与常规 ACP 无异。
2 结果
在取得四川大学华西医院伦理委员会批准后，我们的前期试验对近 50 例的 AAAD 手术患者实施了 ACP+RIVP 灌注，并对最先实施此技术的 6 例患者进行初步报道[6]。这 6 例患者住院期间均未发生严重不良事件，术后 8～13（10±2）d 出院。其余患者的资料仍在统计中。
3 讨论
涉及主动脉弓手术中，为解决不能全身灌注而导致的组织缺氧，早在 1964 年，DHCA 首次用于主动脉弓部手术，即将患者温度降低至 18°C 左右[7]，此时机体的代谢显著下降，这可以在全身无任何灌注情况下为术者提供数十分钟的安全时间。然而经过近 10 余年的临床观察发现，经历 DHCA 的患者死亡率和并发症发生率[8-9]，特别是神经并发症发生率[10]很高。为解决这一问题，1986 年报道了经无名动脉 ACP 的方法[11]，至此全弓置换术的灌注方法进入第二个阶段。
早期 ACP 的报道中，患者体温依然维持很低（16°C～20°C）[12]，随后逐渐被提高至 24°C 左右。在此期间，有研究者通过上腔静脉对脑进行逆行性灌注，但最近的 Meta 分析显示，顺行性灌注的神经保护作用优于逆行性灌注[13-14]。因此下半身停循环下实施 ACP 技术逐渐演变成为目前国际通用的灌注技术[15]。
然而，此技术仅改善了脑缺血，患者仍面临下半身停循环导致的腹腔脏器和脊髓缺血损伤，因此术后死亡率及器官功能障碍和脊髓缺血发生率仍较高：择期 ACP 后患者死亡率高达 2%～12%，急诊则高达 39%，脊髓缺血术后轻偏瘫或截瘫的发生率高达 3.8%～25%，6%～18% 的患者术后出现急性肾功能衰竭需要透析，近 60% 出现神经认知功能障碍[3-5]。
下半身缺血和低温是 ACP 中导致不良事件的主要原因：（1）下半身重要器官，尤其脊髓和肾脏，对缺血损伤敏感，这可能是截瘫、急性肾功能衰竭发生的主要原因；（2）过低的体温常导致血管功能障碍。脑血管的功能异常将会导致脑灌注血流分布异常，从而导致大脑灌注过多或不足，这均会造成神经功能异常；而其他器官的血管功能异常也会导致相应的损伤；（3）低温常造成血小板破坏，导致凝血功能异常。因此此类患者出血多、血制品需要量多，而出血、输血的增加是患者死亡和并发症发生的独立危险因素；（4）ACP 常需要长时间的体外循环用于复温和降温。长时间体外循环将会通过上调炎性反应而加重器官损伤。因此，体外循环时间的延长也是导致器官功能障碍和患者死亡的重要原因。
为弥补 ACP 技术的不足，自 2017 年底，我们根据腹腔脏器和脊髓静脉无静脉瓣的解剖学特点，首次提出 ACP 联合 RIVP 用于全主动脉弓置换手术[6]，即在吻合降主动脉-人工血管时，使用 ACP 灌注上半身的同时，使用 RIVP 灌注下半身。ACP+RIVP 技术的实施能够同时避免在吻合期间脑、肝脏、肾脏、胃肠道和脊髓等重要脏器的缺血损伤。RIVP 实施期间我们观察到，黑色血液从开放的降主动脉持续流出，同时食管超声可观察到逆灌的血流经过肝脏和肾脏[6]。
相对充足的灌注血流不再需要深低温的支持，因此我们将患者的温度提高至 28°C。这大大降低了用于复温、降温的体外循环时间，从而避免了深低温和长时间体外循环对患者的影响。
关于 RIVP 的研究共 3 篇，主要集中于上世纪 90 年代，其中 2 篇为动物实验研究[16-17]，一篇为日本的病例报道[18]。然而这些研究均存在如下缺陷：（1）所有研究均通过全身逆行性灌注（与上腔静脉一起逆行性灌注）而实施 RIVP，并非选择性 RIVP。由于上、下腔灌注需要的灌注压力可能并不相同：克服颅内压而完成脑的逆行性灌注，需要的压力可能是 30～40 mm Hg[19]。而在这个压力下灌注下腔静脉，可能造成腹腔脏器的水肿，腹水增加；然而当灌注压力降低至 20 mm Hg 时，则可能脑灌注不足。可以看出，上、下腔静脉不宜在同一个压力下进行灌注；（2）所有 3 个研究中，机体温度均维持较低，鼻咽温维持在 18°C～20℃。因此并没有避免低温对机体的影响。由于研究结果并不理想，导致 2000 年至今，无 RIVP 的报道。
自四川大学华西医院伦理委员会和新技术专家委员会批准本技术后至 2018 年 8 月底，ACP+RIVP 已实施近 50 例，早期 6 例患者均无任何严重并发症而顺利出院。初步的观察结果显示，此种技术的实施能够降低神经系统和腹腔脏器缺血并发症，缩短体外循环时间。详细结果将会在以后陆续报道。
需要指出的是，此技术适用于所有涉及主动脉弓部置换的手术。因此，除 AAAD 手术外，也可用于升主动脉及弓部主动脉瘤、主动脉中层囊性病变等手术。然而一个新技术的提出和推广应用仍需要来自临床的更为确凿的证据，因此目前急需一个大样本、多中心、前瞻性的随机对照临床研究获得这些证据（登记号：NCT03607786）[20]，从而为制定全弓置换手术的指南和 ACP+RIVP 的推广应用提供有力证据。
