经颅多普勒在小儿体外循环中应用初探

作者：张淑静，朱德明，王 伟    作者单位：(上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心心胸外科体外循环室，上海 200127)

【摘要】  目的 初步探讨在小儿体外循环(CPB)过程中应用经颅多普勒(TCD)进行脑血流监测的可行性及其意义。 方法 对13例室间隔缺损(VSD)修补术患儿进行多时间点采样检测，并在CPB开始到主动脉阻断及主动脉开放到停CPB两个时间段进行持续监测，直观地显示CPB过程中的脑血流参数变化及频谱变化。 结果 以麻醉诱导后的脑血流频谱为对照，CPB开始、主动脉阻断、转流15 min、主动脉开放各时间段平均脑血流速度(CBFVm)均有明显下降(P<0.05、P<0.01、P<0.01、P<0.05)，而CPB过程中各时间段比较无明显差异。单独比较麻醉诱导和关胸结束，CBFVm无明显差异(P=0.3652)，CPB后血管脉动指数(PI)明显增高(P=0.0112)。 结论 TCD安全、简便、直观，可实时监测CPB过程中的脑血流参数变化及频谱变化，较准确地反映CPB过程中的脑灌注情况。

【关键词】  经颅多普勒;体外循环;脑血流;室间隔缺损

A Pilot Application of Transcranial Doppler duringPediatric Cardiopulmonary Bypass

　　ZHANG Shu-jing，ZHU De-ming，WANG Wei

　　( Department of Pediatric and Thoracic Cardiovascular Surgery, Shanghai Children's Medical Center,

　　Shanghai Jiao Tong University,School of Medicine，Shanghai 200127，China)

　　Abstract: ob[x]jectIVE To explore the feasibility and significance of transcranial doppler(TCD) to monitor the cerebral blood flow velocity (CBFV) pattern during pediatric cardiopulmonary bypass(CPB). METHODS The CBFV was measured in 13 children with ventricular septal defect(VSD) at several time-points during CPB. Continuous monitoring was used to display the characteristic CBFV pattern intuitively in the period from the start of CPB to aorta clamping on and the period from aorta clamping off to the termination of CPB.RESULTS Comparing to the CBFV pattern after induction of anesthesia, the mean CBFV was decreased significantly at the start of CPB, aorta clamping, during the CPB, aorta clamping off ,at the termination of CPB(P<0.05，P<0.01，P<0.01，P<0.05), whereas there was no difference observed during all the phase of CPB. In comparison with the values after induction of anesthesia, the CPFV was no significantly changed at the end of operation. CONCLUSION TCD can directly detect the real-time change of the CBFV pattern and determine critical cerebral perfusion with safety and convenience. Key words： Transcranial Doppler;Cardiopulmonary bypass;Cerebral blood flow;Ventricular septal defect

　　在体外循环(cardiopulmonary bypass, CPB)非生理状态下如何更好的进行脑保护，一直是人们关注和研究的热点;而经颅多普勒(transcranial Doppler, TCD)是对脑血流动力学变化进行无创检测的新方法，尤其适用于儿童。本研究运用TCD技术对在CPB下行先天性心脏病纠治术的患儿进行术中实时监测，探讨在CPB过程中进行TCD监测的可行性及CPB过程中TCD特征性频谱和参数变化，以期直观精确地反应CPB过程中的脑血流变化情况，更好地指导CPB过程中脑保护的实施与管理。

　　1 资料与方法

　　1.1 临床资料 选取先天性心脏病室间隔缺损(ventricular septal defect，VSD)患儿13名，男9例，女4例 ，年龄7个月～6岁(31.61±29.77)个月，体重5.9～16.0(10.63±3.82)kg。

　　1.2 仪器与检查方法 采用深圳德力凯”公司经颅多普勒脑血流分析仪，型号是EMS-9UAX2P，探头频率2MHZ,分别于术前清醒状态下、麻醉诱导后、转流开始、主动脉阻断、转流15 min、主动脉开放、转流结束等多个时间点，经右侧颞窗检测大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)采集完整清晰的脑血流(cerebral blood flow,CBF)频谱图像，检测指标包括收缩期血流速度(peak systolic velocity，Vs)、舒张末期血流速度(end diastolic velocity，Vd)、平均血流速度(mean velocity，Vm)和脉动指数(pulsatility index，PI)，同时观察血流频谱的形态改变。对所有患儿在转流开始到主动脉阻断及主动脉开放到停转流两个时间段进行持续监测，以便动态观察血流频谱的变化情况。

　　1.3 统计学处理 所有数据用SPSS 10.0版进行处理，数据以均数±标准差(±s)表示，进行自身对照配对t检验，以P<0.05为显著性差异的标准。

　　2 结 果

　　2.1 基本转流信息 全转流时间32～70(42.7±12.3)min，主动脉阻断时间16～44(25.5±9.7)min，低直肠温33.6℃～35.2℃(34.0±1.2)℃，主动脉阻断时pH 7.32～7.50(7.40±0.05)。

　　2.2 血流动力学参数变化 手术前清醒状态下，右侧MCA的血流动力学检测值见表1。Vs、Vm、Vd均略低于该年龄组儿童的正常值，PI值则略高于该年龄组正常值[1]。

　　比较清醒状态时，麻醉诱导后的脑血流速度(cerebral blood flow velocity，CBFV) 的Vm平均下降了29.9%[2]。转流开始、主动脉阻断、转流15 min、主动脉开放各时间点同麻醉诱导后比较，Vs均有极明显的下降(P<0.001)，Vm有明显下降(P<0.05)，Vd无明显变化，PI值除转流刚开始无明显变化外，其他均有极显著的下降(P<0.001)。单独比较麻醉诱导和关胸结束时，Vs、Vm、Vd均无明显差异(P>0.05)，仅PI明显差异(P=0.0112)。 以麻醉诱导后频谱为对照，转流开始、阻断、转流15 min、开放时和停转流时Vm分别下降了17.6%，36.2%，22.4%，19.4%和7.6%。 以转流15 min的血流频谱参数为对照基础，仅主动脉阻断瞬间的几秒至十几秒有明显的Vm下降,剩下整个转流过程中，各检测点Vm比较均无明显差异(P>0.05)。见表1。

　　2.3 血流频谱变化 转流开始后Vs、Vm、PI值逐渐变小，而Vd变化不大，收缩峰逐渐消失，转变为非搏动血流频谱;转流过程中呈现规律的穹隆状波形;主动脉开放后Vs、Vm、PI值逐渐回升，Vd仍然变化不大，非搏动血流逐渐转变为搏动血流，此时期转化所需时间较前一时期长。多数病例(11/13)关胸结束时，频谱波形基本恢复麻醉诱导水平，仅PI值仍较高。见图1(见封三)。

　　3 讨 论

　　3.1 CBFV可以作为反应脑血流量的指标，Vm意义大。MCA血管基本恒定情况下，Vm升高意味着脑血流量增多;而PI是与远端血管阻力有关的指标，一定程度上可反映脑血管的阻力状况和血管顺应性及弹力状态[3]。本研究中，13名VSD患儿MCA血流参数与同年龄组正常儿童相比，Vs、Vm、Vd均下降，PI值升高，说明先天性心脏病患儿CBFV减低，血流阻力升高，脑血流减少，血管的顺应性减低，有一定程度脑血管循环障碍。

　　3.2 本研究显示，各检测点Vd均无明显差异，Vm、Vs波动变化则明显差异。Vd反应了远端血管床的阻抗，那么当Vm、Vs减低，平均动脉压减低，Vd不变时，远端血管的有效灌注压相应下降，造成脑血管末梢灌注不足。这与非搏动血流不利于末梢表1 各检测点的血流参数比较注： *P<0.05，#P<0.01

　　血管灌注的理论相符。转流结束时，所有病例均出现PI值的明显增高，反映了远端血管阻力的增加，这符合CPB后全身血管阻力增加的表现。但是这种高阻力脑血流波形是否对大脑功能产生明显影响，需要进行术后监测随访，明确此异常波形持续时间，并结合多种检测手段，进一步研究说明[4]。

　　3.3 TCD作为脑血流动力学的临床检测技术，开创了临床超声诊断的新领域，在临床上有着较广泛的用途。TCD无创、简便、良好的可重复操作性、可以连续动态检测，但TCD也有其缺陷，那就是只能依据血流频谱来判断，没有形态学结果，其可靠性也受到部分临床医师的质疑。本研究通过综合评价TCD在CPB中应用的优缺点，认为TCD用于CPB的术中术后持续监测可提供其他检测手段无法测及的有价值的信息，只是在分析TCD频谱及参数变化时应结合临床症状及多重影响因素。本研究拟为TCD的临床应用开创新的领域，同时为CPB的脑保护提供新的研究手段。另外，现有的国产TCD固定头架适合成人，在儿童尤其新生儿中固定困难，尚需进一步研发相适宜的产品，以满足临床和科研的需要。

　　4 结 论

　　TCD是一项无创监测脑血流动力学的新技术，且儿童颅骨骨质相对较薄，超声穿透力强，对血流动力学变化更敏感，随着技术的发展进步，TCD技术更易操作和掌握，因此，对在CPB下行先天性心脏病矫治术的患儿应用TCD技术进行术中实时持续监测，有利于精确控制转流，保证合适的脑灌注流量，减少近远期神经并发症的发生率。

【参考文献】
  　　[1] 孔峰，逯成音，呼景好. 正常儿童彩色经颅多普勒检测值研究[J]. 临床儿科杂志 ，2008，26(1)：66-68.

　　[2] Fodale V, Schifilliti D, Conti A, et al. Transcranial Doppler and anesthetics [J]. Acta Anaesthesiol Scand，2007，51(7)：839-847.

　　[3] 王俊芳，王得新，高凤玲，等. 经颅多普勒血管搏动指数与脑血管反应性的关系 [J]. 临床神经病学杂志，2008，21(1)：12-14.

　　[4] Andropoulos DB, Stayer SA, Diaz LK,et al. Neurological monitoring for congenital heart surgery [J]. Anesth Analg,2004,99(5)：1365-1375.