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低温治疗在心脏停搏所致脑损伤中的研究进展

时间:2010-08-23 17:16:57  来源:  作者:

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  Cardiovascular disease is the world's leading cause of morbidity and death.About 17 million people worldwide died from cardiovascular disease each year.Since it was recommended that hypothermia might be beneficial for cerebral preservation in 1950sin the half centurymore and more animal and human studies support that therapeutic hypothermia may improve neurological outcome after cardiac arrest.

  Key ordsHypothermiaCardiac arrestCardiopulmonary?cerebral resuscitationSuspended animationCerebral preservation

 

  目前,针对心脏停搏的治疗措施主要集中在脑复苏,在自主循环恢复后具有脑保护作用的特异性治疗措施至今仍有待发现。近年来的研究发现:高温对机体是有害的,而低温治疗在心脏停搏后与初级复苏治疗同时进行则是有益的,在动物实验和临床实践中都得到充分证明[1],而且可为心肺旁路的建立赢得更多时间[2]。治疗性的浅低温或中低温作为一种新的治疗手段,能有效阻止或减轻由复苏后综合症所造成的破坏[3]。另有研究表明:低温不仅能修复组织器官已有的损伤,也能在预防损伤方面起到积极作用。

 

  有关低温治疗的前期研究

  低温治疗可以用于损伤发生前(保护),损伤发生时(保存)以及损伤发生后(复苏)。由于其在保护和保存方面的作用,低温治疗在很久以前就已被用于心血管手术以及神经外科手术,然而对于其用于复苏的研究仍然较少[4]BensonWilliamsSpencer50年代后期首次进行有关心脏停搏后行低温治疗的临床研究[5]。在此之前只有心脏停搏后行低温治疗的非随机研究。Bernard[5]等人的研究表明:对院外发生心脏停搏的病人用冰袋行表面降温十二个小时后,与体温正常的对照组相比,其神经功能的恢复有所提高。Yanagawa[5]等人用冰毯和酒精将发生心脏停搏后幸存者的中心温度降到3334℃并维持48小时,发现对照组十五例病人中的一例及低温组十三例病人中的三例幸存下来,并且没有残疾[5]Nagao[6]等人采取了另一种不同的降温措施。在这个研究中,在急症室里对发生心脏停搏后自主循环没有恢复的病人,联合使用了心肺脑复苏以及主动脉泵心肺转流术。这些患者通过心肺转流直接行血液降温,至少持续4871±49)小时,通过低温治疗后,神经功能恢复良好的幸存者占了52%。在动物实验中,亦有不少关于心脏停搏后采取低温治疗取得良好疗效的研究[78]。近来,也有很多研究围绕具体的降温方法,如对在医院外发生心脏停搏的病人,使用复苏术的同时头颈部用冰袋降温,或者体表使用冰毯降温,再或者使用冰盔以防止从35±1.2℃复温或降到33±1℃的浅低温,这些研究都表明低温治疗是安全的[910]

  临床实验研究

  2002年,在澳大利亚和欧洲分别进行了两组在心脏停搏后行低温疗法的随机对照实验,发现低温治疗对神经功能的恢复具有良好的效果[1112]。在澳大利亚[11]的一组实验中,77例由于心脏原因(室颤或无脉性室性心动过速)导致心脏停搏而后自主循环恢复了的病人被分为低温组(中心温度33℃维持12小时)以及正常体温组进行治疗。对疗效最主要的评价标

准是存活率及出院时神经功能的恢复状态。低温组的治疗在救护车上便已开始进行,这34例病人中的21例(49%)存活下来并且神经恢复良好,相比之下对照组的34例病人中却只有9例(26%,P0.046)。在调整了基线差异后,低温组与常温组神经功能恢复的优势比为5.2595CI1.4718.76P0.011)。两组在副作用发生率上却没有差异。在欧洲[12]进行的另一项迄今最大规模的实验中,包括了在急症室收治的2751875岁的病人(平均年龄59岁,76%为男性)。这些病人必须满足以下条件:始于室颤或者无灌注的室性心动过速所导致的心脏停搏,从发作到接受急症复苏的时间为515分钟,从心脏停搏发作到自主循环恢复的时间间隔少于一个小时,没有持续性低血压或低氧血症。入院时鼓膜温低于30℃以及分组前对语言问答无障碍的病人则被排除在外。其中:137例病人在急症科开始,用体表冷空气降温到3234℃并维持24小时,138例病人为正常温度。在第六个月时,低温组与常温组相比存活率和神经恢复率明显要高(55%:39%),而死亡率却明显偏低,在并发症发生率上并没有明显差异。尽管在低温组中,感染的发生率要稍高,还有出血、血流动力学不稳定、心率失常、电解质紊乱等不良反应。但是,低温所带来的治疗效果远远超过了它的副作用[13]。由于对全脑缺血性损伤所导致的神经功能破坏迄今仍未发现任何有效的治疗措施,以上研究在脑复苏领域具有里程碑的意义[14]<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

  与以上结果相比,Clifton[15]等人对继发于脑损伤的心脏停搏病人采取低温疗法却没有取得很乐观的结果。造成这种差异的原因并不很清楚,但是很可能是由于外伤性脑损伤与心脏停搏所引起的脑损伤是源于不同的病因。此外,此研究中低温组的病人从受伤到达到目标温度(33℃)的时间为8.4±3.0小时,这段时间可能太长了。另有研究发现,从发生心脏停搏到有效自主循环恢复间隔超过四十分钟的病人,无论是否进行低温治疗,效果都非常差[16]。有意思的是,对入院时已经是低温的病人,再进行低温处理却取得了良好的结果,这表明对病人提早进行低温治疗可能是有益的[17]

 

  降温技术和方法

  最合适的降温方法还有待研究。已经报道的降温技术包括有:冰袋、装有循环冷冻液的冰毯、颈动脉冷灌注、通过单侧颈动脉灌注的体外血液降温、装有化学降温物质的头盔、装有?30℃溶液的冷帽、冰水鼻腔灌洗、心肺转流术、冰水腹腔灌洗,以及药物降温。静脉?静脉体外血液转流降温,腹膜、胸膜腔灌洗等降温措施都可行但是并不常用。体外血液冷却的方法虽然有效,但是由于其具有侵袭性使得其在院外不能得以实施。冷空气表面降温却不具有侵袭性。用导管(IcyR);AlsiusIrvineCA)行血液降温的方法比较有效,并且能将体温维持在预定的温度。然而,在众多降温措施中,却没有一种方法既简易实施又高效降温。冷液体灌注是一种比较有前景的方法。Rajek[18]等人给麻醉插管的病人用4℃的生理盐水以40ml/kg的速度通过中心静脉导管灌注,总灌注时间不超过30分钟,中心温度在灌注期共降低了2.5℃,即降温速度大约为每小时5℃。其灌注的速度是96ml/分,灌注总容量为2.9±0.2L。而Bernard[19]等人的研究针对的是在急诊室已恢复自主循环的病人,当用4℃的乳酸林格氏液在30分钟内以30ml/kg的速度灌注时,其中心温度(膀胱温)平均降低了1.6℃,即降温速度大约为每小时3.2℃。虽然快速输注了好几升晶体液,这些病人却没有增加相应的副作用。平均中心静脉压从7mmHg上升到了12mmHg,亦未发现任何病人发生肺水肿。在另一些学者的研究中,他们将冷液体通过插入上腔或下腔静脉的导管前端的球囊循环流动,这样虽然是通过中心静脉插管降温,却没有任何液体进入循环[17]。在其中的一项研究中共包含19例发生心脏停搏的病人,在最先记录到的心电图中有12例为室颤,3例为无脉搏的心电活动,4例为心搏暂停。平均的无灌流时间为5分钟,直到病人自主循环恢复为止共持续了21分钟。入院时患者的体温为34.6℃,但在降温尚未开始时已自主恢复到35.3℃,降温后,患者的体温在95分钟内降至34℃,降温速度大约为每小时1.4℃。达到目标温度后,病人的体温波动在很小的范围内,在这些病人中并没有严重的并发症发生。到一个月止,这19例病人中有7例死亡,但是其中10例获得了良好的神经恢复。这种新的血管内降温的方法不仅能快速诱导低温,而且对低温

的维持平稳,这使得其切实可行并且安全[21]<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

  有人提出了低温疗法的十条适应症[20]:在有风险的外科手术中用于脑保护;用于心脏停搏后的生存暂停状态;用于心脏停搏后的心肺脑复苏;脑中风;脑外伤;脊髓损伤;出血性休克;感染性休克;无心脏停搏的心肌梗塞;顽固性癫痫。还有人认为,低温疗法在新生儿缺血缺氧性脑病[21],肝性脑病,成人呼吸窘迫综合症中对脑部也有一定的保护作用。

  低温的脑保护机制

  在脑缺氧时发生了复杂的化学反应。减少的脑血流量导致了一系列神经毒害的级联反应,包括有:脑组织无氧代谢导致供能的三磷酸腺苷减少,致使钠钾泵不能正常运作[22];同时,在低灌注的组织中,其突触前终端释放的谷氨酸为一种兴奋性氨基酸,它与膜蛋白结合后使其构象发生改变,导致钙离子和钠离子通道开放[23]。膜去极化、钙内流、脂肪酶、蛋白酶和核酸酶激活引起的再氧化损伤所引发的级联反应将导致自由基、氧化亚氮、儿茶酚胺类增多,最终导致线粒体损伤、DNA链断裂和细胞坏死。缺血不仅在缺血的同时造成脑损害,还有迟发性神经元死亡,这种脑损伤在自主循环恢复后将持续三天甚至更长时间,此即Negovsky[24]提出的“复苏后综合症”。

  一般的理论认为,低温由于降低脑代谢从而导致葡萄糖需要量和氧耗减少。正常人的体温每降低1度,脑代谢将降低5%~7%。然而,发生了心脏停搏以后,浅低温似乎对脑血流量和脑的糖代谢并未产生很大的影响。因而,低温治疗的机制远远不止它对代谢的影响,还有其他的机制[25]如:保护三磷酸腺苷,减少不正常的离子内流,减少乳酸性酸中毒,减少游离脂肪酸和兴奋性氨基酸的释放,减少细胞因子反应[26]。体温每降低1度,有害的酶促反应将减少1.5%。低温还有可能在维护脂蛋白膜的稳定性、减少脑水肿和白三烯、提高葡萄糖的利用率、减慢自由基反应以及抑制特异性细胞凋亡[27]方面起到作用。

 

  低温脑复苏须注意的问题

  低温治疗能够提高在院外发生心脏停搏病人的存活率及神经功能恢复。按照Liaison国际复苏组织的建议,对由于室颤或者无脉性室性心动过速而导致心脏停搏的病人,应该降温至3234℃并且维持1224小时[28]。然而,要使低温治疗成功,应该给所有的病人同时实施以标准指南(如美国心脏协会)所要求的基本及高级生命支持、以及标准的监护治疗。有研究表明,低温治疗的同时联合使用某些药物或许能增强其复苏效果。在保证安全性的前提下,降温系统要能在最短的时间内用最好的方法达到最理想的体温。体温超过35℃时,即可停止镇静和镇痛。所有病人复温后的体温都不能超过37.5℃。自主循环恢复以后要立即测定鼓膜温度和食道温度。必须使用神经肌肉阻滞剂以避免降温过程中所出现的寒颤反应。低温可能出现的并发症包括有肺炎、败血症、心率失常及凝血障碍等,这些以及其它潜在的并发症必须密切监测[17]

参考文献

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