当前位置: 首页 > 医学版 > 医学理论 > 临床医学 > 急诊医学 > 2000年 > 3期
编号:10250952
经颅多普勒超声对羊体外膜肺颈总动脉结扎时脑侧枝代偿功能的评定
http://www.100md.com 《急诊医学》
     作者:张晶 樊寻梅 宋国维 尹河华 李杰

    单位:张晶(100045北京,首都医科大学附属北京儿童医院);樊寻梅(100045北京,首都医科大学附属北京儿童医院);尹河华(100045北京,首都医科大学附属北京儿童医院);宋国维(100020北京,首都儿科研究所);李杰(100020北京,首都儿科研究所)

    关键词:经颅多普勒超声;脑侧枝循环;体外膜肺

    急诊医学000306 【摘要】 目的:探讨经颅多普勒超声(TCD)对体外膜肺(ECMO)前右侧颈总动脉夹闭后羊脑侧枝循环代偿功能的评定价值。方法:使用美国Medsonics CDS TCD仪连续监测14只羊ECMO时夹闭右侧颈总动脉之前、即刻、30s及1、2、3、4、5min的脑血流速度(CBFV)变化,结果:1)夹闭颈动脉即刻血流信号未消失,仅下降至夹闭前的83%,夹闭3~5个心动周期即开始回升,1min时收缩期峰值血流速度(Vs),平均血流速度(Vm)已恢复到原来的95%~98%,舒张期末血流速度(Vd)回升更明显,达104%,阻力指数(RI)逐渐降低并稳定在原来的90%左右,表明本组羊脑侧枝循环建立和代偿功能良好。2)脑形态学检查示双侧羊脑对称,重量相等;病理切片:根据充血、水肿、出血和神经变性坏死等指标评定,两侧大脑结构基本一致,未见明显病变。4只羊(4/9)病理切片有小片状脑软化,但为双侧散发,病变不在特定部位,表明与右侧颈总动脉结扎无关。结论:TCD具有适时、迅速,能长时间连续监测等优越性,可用于ECMO时评价脑侧枝循环代偿功能,对选择ECMO方式、减少脑缺血损伤的发生有指导意义。
, 百拇医药
    Evaluation of the establishment of cerebral collateral circulation after occlusion of carotid artery during extracorporeal membrane oxygenation in sheep by transcranial Doppler ultrasonography.

    Zhang Jing,Fan Xunmei,Song Guowei,et al.

    (Beijing Childrens Hospital,Capital University of Medical Science,Beijing 100045)

    【Abstract】 Objective:To evaluate the establishment of cerebral collateral circulation after occlusion of carotid artery during extracorporeal membrane oxygenation in sheep by Transcranial Doppler Ultrasonography.Methods:Using American Medsonics CDS TCD machine to detect continuously the change of cerebral blood flow velocity(CBFV)before clamping,at the moment of clamping and 30 seconds,1,2,3,4,5 minutes after clamping of right carotid artery during ECMO process in 14 sheep.To give the cerebral morphological and pathological examination in 9 of the 14 sheep.Results:①The CBFV signal did not disappear at the time of clamping of right carotid artery,it only decreased to 83% of pre-clamping,and then started to rise by the end of 3~5 cardiac periods.Systolic peak flow velocity(Vs) and mean flow velocity(Vm) had returned to 95%~98% and end-diastolic flow velocity(Vd) significantly rose to 104% of that of pre-clamping of carotid artery.Resistance Index(RI) gradually decreased to 90% of that of pre-clamping which shows good establishment of collateral circulation and compensation in this group of sheep.②There were no abnomality in the gross pathology of the brain of 9 sheep.Except the brain malacia were discovered at different areas of brain in 4 sheep,the bilateral cerebral tissue structures were normal,indicating that there was no significant relation between the clamping of right carotid artery and brain malacia.Conclusion:The present study has provided evidence that TCD,which has the advanced characteristics of real-time,sensitive and continuously monitoring of CBFV for long period,can be used to evaluate the compensation of cerebral collateral circulation.It may be of importance in ditecting ECMO pattern and decreasing the morbidity of brain ischemia.
, 百拇医药
    【Key words】Transcranial Doppler Ultrasonography Cerebral collateral circulation Extracorporeal membrane oxygenation

    体外膜肺(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)是抢救患儿严重呼吸衰竭的一种急救技术,疗效好[1]。但ECMO不是无损伤的操作,特别是需结扎一侧颈总动脉,此时侧枝循环能否建立与是否完善,直接关系到ECMO期间和其后的脑灌注[2,3]。经颅多普勒超声(transcranial Doppler Ultrasonography,TCD)是目前唯一的无创检测脑血流的方法。我们使用TCD对ECMO前夹闭颈总动脉时前后的脑血流速度(cerebral blood flow velocity,CBFV)进行了连续观察,以研究脑侧枝循环代偿功能,并评价TCD的监测价值。
, 百拇医药
    1 材料和方法

    1.1实验动物

    1岁以内,体重20.6±2.2kg健康绵羊14只,雌雄不拘。

    1.2 主要仪器

    美国Medsonics CDS TCD仪,内装Fourier快速分析软件,可提供血流方向、速度(频谱信号、声频和数值)及其它血流动力学信息。该仪器自备2MHz监测探头和探头固定系统。上海延生生化公司FDMO-08中空纤维膜式氧合 器。德国西门子404心电、血压及体温监测。

    1.3 研究方法

    使用TCD监测CBFV:1)探测方法:羊右侧颞窗为探测声窗,垂直颅骨方向探测,探测深度32~35mm。所测血管为大脑后动脉一级分支,超声波与血流夹角在30°以内,其结果具有良好的重复性和可靠性。2)探头固定实验当天,麻醉后使羊左侧卧位,颈部伸展,羊头固定于自制羊头固定架上,在右侧颞窗获得最佳信号后将监测探头固定。同一只羊保证TCD在同一位置、方向和深度进行连续监测。3)资料收集:分别于夹闭颈动脉前、即刻、30s、1、2、3、4、5min及达稳定状态等各时刻记录CBFV,同时记录血压、心率、体温。4)TCD观察指标[4]:收缩期峰值血流速度(systolic peak flow velocity,Vs)、舒张期末血流速度(end-diastolic flow velocity,Vd)、平均血流速度(mean flow velocity,Vm)、阻力指数(resistance index,RI)为(Vs-Vd)/Vs、搏动指数(pulsy index,PI)为(Vs-Vd)/Vm。羊脑形态学观察:ECMO后两周处死实验羊,进行大体观察及左右脑称重,并采用单盲法进行脑组织切片光镜检查。
, 百拇医药
    1.4 统计学处理

    以夹闭颈总动脉前的CBFV作为基础值(百分数为100%),夹闭即刻、30s、1~5min每分钟的CBFV测值与基础值相比获得百分数并作出趋势图。显著性检验用方差分析,两两比较用Q检验。显著性检验标准为0.05。

    2 结 果

    2.1夹闭颈总动脉时CBFV(Vs,Vd,Vm)和RI,PI的变化

    如图1~5所示。夹闭颈总动脉即刻,Vs,Vd,Vm分别下降至夹闭前的83%、84%、84%,夹闭颈动脉后3~5个心动周期后,即见Vs,Vd,Vm开始回升,夹闭30s、1、2、3、4、5min时,Vs分别回升至夹闭前的85.20%、93.81%、97.76%、94.50%、98.39%和95.84%,Vm分别为夹闭前的86.96%、96.29%、101.02%、97.98%、100.04%和98.62%,Vd分别为夹闭前的89.77%、97.26%、103.40%、103.42%、104.48%和101.22%。除夹闭颈动脉即刻和30s的Vs与夹闭前比较有显著性差异(P<0.05)外,其他各组间及与夹闭前比较均无显著性差异(P>0.05);Vm和Vd,除夹闭颈动脉即刻与夹闭前和夹闭后30s、1、2、3、4、5min比较有显著性差异(P<0.05)外,其他各组间及与夹闭前比较均无显著性差异(P>0.05)。RI于夹闭颈总动脉即刻降为夹闭前的98.3%,夹闭后30s、1、2、3、4、5min分别为夹闭前的91.6%、94.4%、89.8%、92.1%、91.6%和89.8%,PI于夹闭颈总动脉即刻降为夹闭前的98.2%,夹闭后30s、1、2、3、4、5min分别为夹闭前的90.9%、93.6%、88.8%、87.7%、90.2%和88.3%,但各组间均无显著性差异(P>0.05)。
, 百拇医药
    图1 夹闭颈总动脉前、即刻及其后5min Vs(%)趋势图

    图2 夹闭颈总动脉前、即刻及其后5min Vd(%)趋势图

    图3 夹闭颈总动脉前、即刻及其后5min Vm(%)趋势图

    (注:与夹闭颈动脉前和夹闭后1、2、3、4、5min比较,P<0.05。)

    图4 夹闭颈总动脉前、即刻及其后5min PI(%)趋势图
, 百拇医药
    图5 夹闭颈总动脉前、即刻及其后5min RI(%)趋势图

    在夹闭动脉即刻CBFV下降,而平均动脉压(MABP)开始上升,夹闭后4min MABP曲线达最高点,之后随CBFV的回升MABP逐渐下降并接近夹闭前水平。但增加的百分数与夹闭前、后比较均无显著性差异(P>0.05)。

    2.2 脑形态学及病理学检查结果

    左右脑重量分别为43.8±2.6g和44.5±3.1g,差异无显著性(P>0.05)。病理切片检查均未发现脑出血,根据充血、水肿、出血和神经变性坏死等指标判定,两侧大脑结构基本一致,未见明显特定病变。4只羊在大脑不同部位发现小片状软化灶,其中右侧2只(1只在枕叶,1只在额叶和顶叶),左侧1只(顶叶)、双侧1只(顶叶和枕叶)。

    3 讨 论

, 百拇医药     人脑解剖发现脑底动脉环的正常变异很多,据统计脑底动脉环形态正常,双侧对称,各动脉都通畅者最多也只有53.8%,甚至某些资料报道只有20%左右[4]。值得庆幸的是大多数接受ECMO治疗的婴儿均可耐受结扎颈动脉[2,3,5],且ECMO期间双侧脑半球脑血流是对称的[6]。只有极少数作者报道了颈动脉结扎后出现右脑供血不足[2,7],并认为与ECMO治疗时出现的右侧脑损伤关系密切[2,7~8],提示这部分婴儿可能存在脑血管侧枝代偿功能异常。如Raju等[2]研究3例颈动脉结扎患儿,发现1例在结扎后15min右侧大脑中动脉才检测到血流信号,且CBFV比ECMO前降低50%,在灌流期间也始终维持在低于正常50%~70%的水平。另2例CBFV变化不著,侧枝代偿功能较好。Lohrer等[7]的研究显示25例中4例出现右脑损伤,且与颈动脉结扎关系密切。因此,在ECMO前判断并评价脑血管侧枝循环代偿能力非常重要。
, 百拇医药
    TCD评价脑血管侧枝循环代偿功能的理论基础之一是:在夹闭颈总动脉时脑底大血管直径不变,血流量和血流速度成正相关[4],并在有关CBFV与脑血流相关性研究中得到证实[9,10]。本实验用TCD连续监测了夹闭颈动脉即刻(2~3个心动周期)至其后5min CBFV的动态变化,结果显示夹闭颈动脉即刻血流信号并未消失,仅下降至夹闭前的83%,夹闭3~5个心动周期后即开始回升,1min时Vs,Vm已恢复到原来的95%~98%,Vd回升更明显,达104%,RI逐渐降低并稳定在原来的90%左右,表明本组羊侧枝循环建立迅速且代偿功能良好。但颈总动脉结扎可能使血管紧张度依赖性的脑血管自动调节功能受影响,脑自我保护能力下降,据此可推断,颈总动脉结扎后的脑血流更易受体循环血压的影响。所以此时应尽可能维持体循环血压稳定。

    脑形态学检查示双侧羊脑对称,重量相等;根据充血、水肿、出血和神经变性坏死等病理切片指标评定,两侧大脑结构基本一致,未见明显病变。4只羊(4/9)镜下有小片状脑软化,但为双侧散发,无特定部位,表明与右侧颈总动脉结扎无关。由于本实验所用的监测血管为羊大脑后动脉一级分支,因此未反映出侧枝循环代偿时的血流方向改变。但我们认为,ECMO实施前使用TCD评估夹闭颈动脉后脑侧枝循环代偿功能,可及时发现Willis环变异等所致侧枝循环代偿异常,能提示术者选择其他通路进行ECMO治疗,如静脉-静脉(V-V)通路ECMO(只结扎颈内静脉),对减少脑缺血损伤,提高ECMO治疗水平有指导意义。
, 百拇医药
    参考文献

    1,Robert HB.Extracorporeal life support for cardiopulmonary failure.Curr Probl Surg,1990,10:627.

    2,Raju TNK,Kim SY,Meller JL,et al.Circle of Willis blood velocity and flow direction after common carotid artery ligation for neonatal extracorporeal membrane oxygenation.Pediatrics,1989,83:343.

    3,Mitchell DG,Merton DA,Graziani LJ,et al.Right carotid arter ligation in neonates:classification of collateral flow with color Doppler imaging.Radiology,1990,175:117.
, http://www.100md.com
    4,徐绍彦,华扬.经颅多普勒在神经外科的应用.北京:北京医科大学中国协和医科大学联合出版社,1993.62~66,83,86.

    5,Matsumoto JS,Baboock DS,Brody AS,et al.Right common carotid artery ligation for extracorporeal membrane oxygenation:cerebral blood flow velocity measurement with Doppler duplex US.Radiology,1990,175:757~760.

    6,Stockwell JA,Goldstein RF,Ungerleider RM,et al.Cerebral blood flow and carbon dioxide reactivity in neonates during venoarterial extracorporeal life support.Crit Care Med,1996,4:155~162.
, 百拇医药
    7,Lohrer RM,Bejar RF,Simko AJ,et al.Internal carotid artery blood flow velocities before,during,and after extracorporeal membrane oxygenation.AJDC,1991,146:201.

    8,Schumacher RE,Barks JDE,Johnston MV,et al.Right-sided brain lesions in infants following extracorporeal membrane oxygenation.Pediatrics,1988,82:155.

    9,Sugimori H,Ibayashi S,Fujii K,et al.Can Transcranial Doppler really detect reduced cerebral perfusion states?Stroke,1995,26:2053.

    10,Taylor GA,Short BL,Walker LK,et al.Intracranial blood flow:guantification with Duplex Doppler and Color Doppler flow US.Radiology,1990,176:231.

    收稿:2000-01-26,修回:2000-03-07, 百拇医药