自20世纪80年代,Busto首次提出"亚低温(32~35 ℃)治疗脑损伤"的概念以来,亚低温对机体的保护作用,尤其是对脑组织的保护作用越来越被学者们关注与认可[1]。亚低温作为一种有效的脑保护方法已应用于重症颅脑损伤、心脏手术及心肺复苏(CPR)后患者的治疗中。虽然国外已有亚低温脑保护的相关指南、草案或者建议[1],但国内相关内容尚不完善。为此,中国研究型医院学会神经再生与修复专业委员会心脏重症脑保护学组联合神经重症护理与康复学组,组织国内心脏内外科、神经内外科、重症监护科、体外循环科、麻醉科、急诊科等医学专家,参考国内外相关指南,结合我国的实际情况,从亚低温技术的特点、应用领域、操作方法、常见问题等方面制定了《亚低温脑保护中国专家共识》,旨在促进患者脑神经功能的康复。该共识的撰写历时8个月,其间经过共识指导工作委员会、专家评审团、调查评价质控小组以及撰写团队多次讨论,最终成稿,以期指导相关领域的临床实践。
低温脑保护为通过人工物理的方法降低患者全身体温或者局部脑温,进而降低脑氧耗、促进脑功能恢复的一种治疗方法[2]。目前国际上将低温划分为:轻度低温(33~35 ℃)、中度低温(28~32 ℃)、深低温(17~27 ℃)、超深低温(4~16 ℃)。其中轻度低温和中度低温归属亚低温,临床应用最为普遍。多数研究表明,33 ℃是亚低温治疗最合适的温度,对缺血损伤保护效果最佳[3,4]。深低温只应用于特殊患者(如主动脉狭窄或者主动脉夹层),与亚低温相比,深低温的相关并发症也更多、更加严重[5]。因此,本共识主要探讨亚低温脑保护的范畴。
1959年美国学者FAY[6]首次应用冬眠低温疗法治疗颅脑损伤,开创了"低温脑保护"的时代。20世纪50年代,深低温用于开胸心脏手术的器官保护[7]。到了20世纪60年代,深低温用于颅内动脉瘤的直视手术[8]。从20世纪90年代开始,低温脑保护研究逐渐成为各国学者研究的热点。1993年我国神经外科学者江基尧和朱诚[9]提出了"亚低温脑保护"的概念。
多年来,经过众多临床研究证实,亚低温可以有效改善脑功能预后,具有显著的脑保护作用[10,11]。亚低温治疗的原理是利用具有中枢神经系统抑制作用的药物,使患者进入睡眠状态,再配合物理降温减少脑耗氧量和能量代谢,从而降低颅脑损伤患者的颅内压[12]。其作用机制为[13,14]:①降低脑能量代谢,减少脑组织乳酸堆积。②保护血脑屏障,减轻脑水肿,降低颅内压。③抑制兴奋性氨基酸的释放,降低神经毒性作用。④抑制一氧化氮合酶的活性,减少一氧化氮终产物的产生,减少神经元死亡。⑤减少Ca2+内流,阻断钙对神经元的毒性作用。⑥抑制氧自由基的产生,促进氧自由基的清除。⑦抑制参与即刻早期基因c-fos的表达。⑧减少炎性因子的释放,抑制神经元凋亡。
亚低温具有显著的神经保护作用,而且无明显不良反应[13],适用于心脏外科体外循环术中的脑保护、脑灌注压下降相关的颅脑损伤、CPR后脑病、新生儿缺氧缺血性脑病、颅脑损伤(创伤性颅脑损伤、广泛脑挫裂伤出血后脑水肿、颅脑损伤、急性癫痫持续状态等)、缺血性脑卒中、脑出血、蛛网膜下腔出血、各种高热状态(中枢性高热病、高热惊厥、脑炎)等[15,16]。亚低温脑保护无绝对禁忌证,但年老体弱、生命体征不平稳者酌情采用[17]。
目前,亚低温脑保护方法主要包括全身体表降温、血管内降温以及局部降温等[18]。
常规使用冰袋、冰帽。可用毛巾包裹冰袋,置于头部和大血管体表部位,该方法简单、易行,但不推荐使用冰水浸浴或冰屑(特殊紧急条件下除外,例如野战创伤不具备医疗条件下)。推荐使用降温毯以及亚低温治疗仪等可控电子化降温设备实施靶向目标降温。
①静脉输液法:30 min内静脉输注4 ℃晶体液(等渗林格液,30 mL/kg);对于心功能较差或容量负荷过重的患者需谨慎使用。②体外循环法:建立体表血管通路(股动静脉建立循环),经体外循环机变温器或者体外膜肺氧合(ECMO)进行降温,该方法效果最显著,但创伤较大,需全身肝素化;对于脑出血患者不建议使用,其可增加出血面积以及出血量。③血管内热交换法(将闭合的冷盐水循环管路置入静脉系统内进行降温):与体表降温、复温相比,血管内降温、复温更加迅速、均匀,温差小,对血流动力学影响小。
选择性头部降温应用于临床已很长时间,但由于设备的限制以及临床疗效较差曾一度被否定。近年来,选择性头部降温设备重新得到认可,对其疗效尚需进一步评价。
亚低温治疗开始于缺氧缺血原发损伤阶段,持续到整个继发性损伤阶段。亚低温治疗越早、降温速度越快,其治疗效果越好。脑缺氧耐受时限只有5 min,故应尽早实施亚低温治疗策略,建议颅脑损伤后6 h内开始亚低温治疗;由于各种原因超过6 h未能启动亚低温治疗者,也应在条件满足后尽早开始实施。研究证实,颅脑损伤后24 h内接受亚低温治疗仍然可以取得更多的临床获益[19]。美国创伤基金会(BTF)等[20]组织联合制定的《严重创伤性颅脑损伤治疗指南》中指出,亚低温治疗对创伤性颅脑损伤患者的神经系统结局有好处;亚低温治疗持续时间超过48 h能降低创伤性颅脑损伤患者的病死率。尽管有部分研究表明,亚低温对脑保护没有作用[21],但分析认为样本量小、实验设计、实验方法或者低温策略、维持时间不够等因素导致了相反的统计学结果,而不是其技术本身的问题[22]。
对于颅脑损伤患者,短期(24~48 h)的亚低温治疗难以获得较好的临床效果,建议此类患者亚低温治疗时间应至少维持3~5 d;亚低温开始的24~48 h更易引起颅内压反跳,应积极观察病情变化并采取对症处理措施[20,23,24]。
由于疾病的不同以及患者间的差异,很难确定复温时机的定量参考指标,应充分考虑原发病的控制情况、患者状态以及生命体征等。一般来说,患者清醒、病情稳定后即可考虑开始复温。
逐渐自然复温。
外源性复温可采用温暖毛毯、热水袋、水毯等。内源性复温方法为输注温热液体(成人)或使用体外循环等血液变温设备。
避免过快复温,应缓慢持续复温,防止出现反弹性高温,以免加重颅脑损伤。推荐每4~6 h复温1 ℃,12~24 h内将温度(肛温)恢复至36~37 ℃。复温过程中适当给予镇静、肌松药物,预防肌颤导致的颅内压增高。
亚低温治疗中可能产生一些并发症,主要包括:肌颤、免疫功能低下、呼吸道感染、褥疮、心律失常〔心动过缓、室性期前收缩(早搏)、心室纤颤等〕、循环不稳定(低血压)、反跳性颅内压增高、凝血功能障碍(低凝和出血倾向)、电解质紊乱(高钠、低钾、低镁、低氯、低钙等)。理论上讲,温度越低,脑保护效果越明显,副作用也越明显。由于达到目标亚低温所需要的时间相对较长,且对大脑局部温度的监测存在困难,因此,设置的温度应综合考虑脑保护作用和低温的不良反应,推荐采用靶向目标温度管理策略[25]。
保持肛温在33~35 ℃。监测呼吸、有创动脉压、心率、血氧等生命体征的变化[17]。
血红蛋白是携氧载体,保证血细胞比容(HCT)>0.24以维持充足的氧供和氧输送。定期进行血气分析(温度校正),保持电解质平衡和内环境稳定。亚低温诱导和维持阶段,血清K+建议保持在3.0~3.5 mmol/L,以防止复温时离子反跳造成的高钾血症和心律失常[25]。
注意有无寒战,物理降温时避免低温冻伤。盐酸异丙嗪(非那根)易造成气道分泌物变黏稠,因此,更要加强气管插管患者的气道管理。此外,卧床患者容易出现各种合并症,切实做好皮肤护理,防止压疮的发生;观察患者有无腹胀、便秘等胃肠道症状[30],及时对症处理。
注:NT-proBNP为N末端脑钠肽前体;1 mmHg=0.133 kPa
2.1 使用可控电子调温式水毯(水毯温度控制肛温在33~35 ℃),头戴冰帽,颈部、腋下、股动脉等大血管处放置冰袋(用毛巾包裹)。室温保持在18~25 ℃。
2.2 通过上述方法,患者逐渐进入冬眠状态,表现为双侧瞳孔缩小、对光反射迟钝、呼吸平稳、呼吸频率相对较慢,对外界刺激反应明显减弱或消失,深反射减弱或消失,同时四肢肌张力无增高,皮肤毛孔无收缩,无寒战,生命体征在正常范围且稳定。降温速度不宜过快,每1 h降低1 ℃为宜,避免降温过快引起反射性冠状动脉收缩,导致房室传导阻滞和心室纤颤。密切监测体温变化,每30 min测1次肛温(推荐使用连续肛温监测模块,以减少重复工作量),保持肛温在33~35 ℃。同时应根据患者脑水肿、脑挫裂伤、下丘脑等脑损伤程度以及颅内压决定亚低温治疗时间,一般至少维持3~5 d,如病情严重可延长至7~14 d。
2.3 复温方法:停用冰帽、降温毯等措施,加盖毛毯等保暖物品,或使用变温水毯、提升室温等,让患者缓慢复温。在复温过程中仍需使用镇静、肌松药物,以防肌颤导致的颅内压升高。复温速度控制在每4 h升高1 ℃,12 h后使温度(肛温)恢复至36~37 ℃。
2.4 体表降温具有局限性,接触范围有限、护理工作量大、降温速度可控性差、降温目标达不到或过低、或因温度不当而造成新的损伤。体表降温还会引起寒战、反跳性颅内压增高、耗氧量增加、代谢和产热增加。寒战发生率与降温速度和深度、年龄、性别有关。不适合体表降温时,应根据患者具体情况,转为血管内降温,方法为:20~30 min内输注4 ℃的晶体液(等渗林格液,30 mL/kg);对于心功能较差或容量负荷过重的患者应谨慎使用,可应用Cool Line® Catheter导管(连续使用7 d)和CoolGard 3000温度控制系统。
CPR后的亚低温治疗能显著降低心搏骤停患者的病死率,减轻神经功能损伤。国际复苏联络委员会(ILCOR)与美国心脏协会(AHA)分别于2003、2005、2010和2015年制定了CPR及心血管急救国际指南,指南中推荐:因心室纤颤导致的院外心搏骤停成人患者,恢复自主循环而无意识者应给予32~34 ℃的亚低温治疗,持续12~24 h[31,32,33,34]。亚低温实施方案可参考美国纽约西奈山医院流程方案,见图2。
注:INR为国际标准化比值,PT为凝血酶原时间,PLT为血小板计数,MAP为平均动脉压,SpO2为脉搏血氧饱和度;1 mmHg=0.133 kPa
心脏手术常规使用血液降温,以降低机体温度进行脑保护,降温方案可根据手术时间、种类等因素决定,见图3。常规手术,例如普通先天性心脏病(先心病)、瓣膜病、冠心病等采用轻度低温(33~35 ℃);复杂先心病、双瓣置换或重度冠状动脉旁路移植术等复杂、长时间体外循环,采取中度低温(28~32 ℃);主动脉夹层或其他复杂先心病可采用深低温(18~28 ℃)[37]。普通低温手术可不使用变温毯辅助降温,但深低温手术、小儿手术或特殊类型手术通常配合使用变温毯辅助降温或复温,并常规使用冰帽进行局部脑降温。深低温或危重患者术中、术后脑氧监测可评估脑氧供与氧耗之间的变化,有利于临床治疗策略的调整[38]。体外循环手术会造成红细胞形态和功能损伤及血液丢失,因此,足够的血红蛋白含量(HCT>0.24)对于保证机体氧供(脑氧供)是十分重要的[39,40]。体外循环术中的温度管理策略可参照国内外文献[39,40,41,42]。
高热会增加机体氧耗,影响神经系统结局,故应妥善处理术后因感染等各种因素导致的高热[43,44]。值得注意的是,心脏术后患者常合并血流动力学障碍、器官功能损伤以及凝血功能障碍,不恰当的低温治疗可能会加重病情,故应谨慎评估并确定最佳的靶向目标温度管理策略[45]。脑局部使用冰帽、全身使用亚低温治疗仪或变温水毯,控制核心温度(肛温)在35 ℃左右,避免引起寒战[46]。适当应用镇静或冬眠疗法,推荐使用右美托咪定、咪达唑仑以及丙泊酚等短效镇静药物[47]。α2受体激动剂右美托咪定是目前唯一兼镇静与镇痛的药物,具有镇静、镇痛、抑制交感神经活性、无呼吸抑制等药理性质,可减少其他镇静药物以及阿片类的用量,产生可唤醒的、合作的镇静状态,可减少受损脑组织坏死,减轻缺血/再灌注损伤,改善神经功能等[47,48]。对老年心脏瓣膜手术患者静脉泵入右美托咪定1.0 μg·kg-1·h-1,于15 min内泵注完毕,随后以0.5 μg·kg-1·h-1的速度进行维持直至手术结束,结果显示,右美托咪定对心脏手术患者具有脑保护作用[49,50,51,52]。对于体外循环下行先心病快通道麻醉患儿,在麻醉诱导前给予负荷剂量右美托咪定1 μg/kg缓慢静脉滴注(>10 min),随后以0.5 μg·kg-1·h-1的速度泵注直至手术结束前30 min,结果显示,右美托咪定可通过改善脑组织代谢、减轻神经细胞损伤,从而发挥脑保护作用[53,54,55]。
鉴于亚低温脑保护的侧重点因不同疾病的病因学差异而有所不同,全面覆盖各种疾病尚有难度。因此,本共识主要侧重与脑损伤以及心脏手术有关的亚低温脑保护技术。另外,由于该方面的研究数量相对较少,随机对照试验(RCT)研究更少有涉及,目前可查询的文献多以小样本、观察性研究居多,因此,方法学偏倚较大,对于本共识中的某些建议,未来可能需要进一步的验证或更正。
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