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心脏直视手术所致神经疾病

应用体外循环人工心肺机行心内直视手术,如二尖瓣或主动脉瓣置换术、先天性心脏缺损修补术心室壁瘤切除术
心脏直视手术所致神经疾病心脏直视手术所致神经疾病

冠状动脉旁路移植及心脏移植等,均有引起中枢神经系统,尤其是脑部损害的可能近年来由于手术技术和人工心肺机不断的改进已使脑部的并发症显著降低,但仍未能完全避免。

 

 


 

流行病学

自20世纪60年代末选择性心脏移植治疗开展以来早期的神经系统损害发生率约为54%随着术后监护技术的发展和

心脏直视手术所致神经疾病心脏结构图
新的免疫抑制剂的应用,已逐年降低。

较早者如Sotaniemi(1980)报道100例心瓣膜置换术的脑损害,发生率为37%,术后死亡者4例(4%)内中死于脑损害者2例因心脏或腹内出血者各1例。Gonzaley-Scarano等(1981)报道1427例冠状动脉搭桥术后引起神经系统并发症者18例,占1.3%内中死亡6例(33%)Roach等(1996)报道2018例多中心前瞻性研究冠状动脉搭桥术后引起的损害发现6.1%(129例)发生脑部损害分为两类(均以观察至出院时为止)一类重者占3.1%内中包括死于脑部损害者8例非致命性卒中55例,TIA2例及昏睡者1例;另一类较轻者占3.0%,包括智力衰退者55例及出现抽搐发作者8例。

病因

心脏直视手术引起神经系统损害的原因,难用单一因素解释,比较主要者依次有以下几种:

心脏直视手术所致神经疾病心脏
心脏

1.不适当的脑灌注包括低灌注压和灌注时间较长。

(1)低灌注压损伤:Tufo等认为体外循环时的平均动脉压,其降低的水平和时间的长短与脑损害相关在他观察的患者中平均动脉压在60mmHg或以上时,脑损害的发生率为27%在50~59mmHg时为45%,40~49mmHg时为55%,在40mmHg或以下时则增高至78%。两相比较,低于40mmHg和在60mmHg以上前者脑损害的发生率是后者的3倍。

有学者在回顾大系列冠状动脉搭桥术后引起神经损害时也认为平均动脉压宜维持在50mmHg以上为好Branthwaite(1973)指出当体外循环开始时,动脉压突然下降,此时脑灌注由有搏动性的变成无搏动性的,使脑部自动调节发生障碍,并且难以代偿以致影响脑功能。

从年龄因素来看,Tufo等发现年龄低于40岁即使平均动脉搏压持续降低,脑损害的机会仍可保持较低;如果在40~50岁平均动脉压又在40mmHg以下,则脑损害的发生率即可升高。他提出对于老年患者动脉压宜保持在60mmHg。

(2)灌注时间长:与此相反,Sotaniemi(1980)认为灌注的平均动脉压,对脑损害的重要性小,而灌注时间长为脑损害的危险因素,并且认为与年龄因素也无关根据Sotaniemi的统计灌注时间在2h以下者,有19.5%患者发生脑损害而在2h以上者,则升至51.9%,且在统计学上有显著差异

Branthwaite(1972)的统计,发现灌注时间超过180min者,35.3%患者发生脑损害,在121~180min者,为29.2%在90~120min者为15.1%在61~90min者为21.0%,在31~60min者为8.1%,30min以下者为7.4%所以认为灌注时间长,脑损害的可能性就随之增加。

另有文献报道,灌注时间超过2h年龄又大出现脑损害的机会也要增加。有统计资料显示,在50岁以下者体外循环时间超过2h,则比小于2h者,其脑损害要多2~3倍如果年龄在50以上平均动脉压又在50mmHg以下则灌注时间越长,发生脑损害者也越多

2.微栓塞形成有报道认为脑损害是由于脑部微栓塞所致

心脏直视手术所致神经疾病心脏直视手术所致神经疾病

Branthwaite及Sotaniemi比较强调栓子来源于体外循环。栓子组成可以是气体、去泡沫剂颗粒瓣膜的碎片或脂肪气栓是在行左心手术和间隔缺损手术时尤多发生脂肪栓塞则主要来自手术过程行胸骨切开术或因纵隔中的脂肪球进入心包腔而被吸入灌注系统所致。

3.术前有神经系统疾病Sotaniemi发现术前患过脑血管意外晕厥发作者尤易术后发生脑损害而术前有短暂性脑缺血发作者并不易引起脑损害。在他报道的一组病例中,术前有脑血管意外及晕厥发作者各9例术后各有6例发生脑损害;而术前有短暂性脑缺血发作的5例,术后只有2例发生脑损害此外,术前有癫痫者3例,术后2例出现脑损害。术前神经障碍包括脑栓塞、动脉粥样硬化癫痫先天性基底核病变、急性缺血性脊髓损害以及既往在搭桥手术后发生过偏瘫者但Tufo等的看法与此相反,认为脑损害的发生与术前有否神经疾病无关。

4.年龄Javid等(1969)即指出随年龄增加,脑损害者也增多Branthwaite的统计,在61~70岁者,38.5%发生脑损害51~60岁者为32.6%41~50岁者为19.2%40岁以下者发生率更低。与此相反根据Sotaniemi的统计则脑损害火罐网的发生与年龄无关。

5.术中大量失血术中大量失血与脑损害有关而失血的多少和手术时间长短又有关联。在Sotaniemi的患者中,有10例术中失血超过2500ml,内中9例术后发生脑损害。

6.术中难以预料的意外及其他如术中氧合器发生故障导致动脉氧压值下降等可致脑损害冠状动脉搭桥术后心律失常或严重的稀释性贫血均可促进神经障碍的发生至于主动脉瓣及二尖瓣膜钙化的程度等是否有关,均不肯定。

发病机制

心内直视手术导致颅内大出血的患者,Humphreys等(1975)认为与心肺机预充液中有高渗溶液,致使脑部皱缩健

心脏直视手术所致神经疾病笑一笑,百病除
笑一笑,百病除
康搜索并引起交通静脉(桥静脉)受牵扯而破裂有关。此外出血还应考虑和手术时头部位置应用抗凝剂肝素上腔静脉或右心房压力升高、低温或动脉血气分析变化有关。

关于心脏移植引起神经系统损害,Sila(1989)曾做过分析在发生脑血管意外的尸检组中,50%患者发现缺血缺氧性神经元损害层性坏死及陈旧或新近的梗死。并认为缺血缺氧性改变和心肺机的平均动脉压低于50mmHg以及术后低灌注及循环衰竭有关发生新近梗死者占尸检患者的13%则和急性心脏排异引起的心脏栓塞术中主动脉弓血栓形成脂肪栓塞以及脑血管粥样动脉硬化有关。脑内出血者罕见如果发生,其机制或许是鵻在脑部自动调节功能有障碍时血压及脑血流突然增加导致较高的脑灌注有关对于术后出现脑病和精神行为障碍者可能和大脑缺氧缺血有关,此外,和多种代谢失常如肝、肾功能障碍也有关发生抽搐的患者除和术后脑部较高的灌注压有关外,严重代谢障碍特别是和低镁血症有关。另因手术需要免疫抑制剂控制排异反应,故可导致CNS发生机会性感染引起多种真菌、病毒、弓形虫病及细菌性等病原体感染,但感染的高发期并不在术后的第1个月内,而是在术后的半年以内。

主要病理变化:大系列的报道有Aguilar等(1971)214例尸检资料的分析,内中31例(15%)为正常脑其他脑部皆有病变健康搜索主要为:①脑部小血管栓塞;②急性脑内点状血管周围或局灶性蛛网膜下隙出血;③急性广泛性缺血性神经元损害(称三联症)脑部小血管栓子可由脂肪纤维素血小板或晶状(lens)物质等所组成出血为广泛散在及新鲜的多位于大脑及蛛网膜下隙出血发生的原因是由于缺血缺氧及中毒代谢障碍所致。急性神经元变性常见于海马的Sommer氏段、枕叶距状皮质、苍白球的内部(pallidum)偶见于大脑皮质的狭长带及中央灰质。在病变区域神经元死亡遍布,反映着缺血缺氧的后果此外如发现脑软化则主要见于大血管手术所致。

Witoszka等(1973)在20例尸检材料中见16例有病理改变。最常见者为缺氧性神经元损害(13例)它常位于海马大脑及小脑皮质。其次为脑梗死(8例临床多为局灶性运动障碍),严重的弥散性皮质坏死(6例)钙质颗粒所致的栓塞(3例)及小脑扁桃体疝(2例)分析死亡原因,有9例是由于脑损害其余为脑外因素如心肌梗死持久性出血休克或动脉栓塞等。

Tufo等(1980)尸检10例内中9例脑部有损害主要发现为小的,多发性弥散性全脑白质及灰质缺氧性改变尤易见于海马。急性期可见局部区域组织空泡变(tissuevacuolation)和神经元死亡(7例)。此外,灰质中有栓塞灶。

与上述不同等(1975)报道16例术后引起颅内大出血的病例,其中12例见于尸检,另4例经手术证实。有11例为不同部位的硬膜下血肿出血量在15~60ml;1例为硬膜外血肿出血量为175ml;另4例为脑内血肿出血量为15~60ml(内中1例在蛛网膜下隙有不足15ml血液)。

Montero等(1986)分析死于心脏移植患者23例的神经病理(脑和脊髓),仅4例(17%)未见异常大多数为血管性损害(60%),其次为感染(20%)脑部血管性损害包括血栓形成、栓塞、陈旧性或新近的梗死以及新近的出血有的是继发于循环衰竭(后者包括术后低血压心排出量减少或周围血管阻力增加)。CNS感染主要源于免疫抑制剂的应用,发现的病原体为巨细胞病毒、曲霉菌、念珠菌弓形虫虫等感染的原发病灶绝大多数在肺部,其次为心脏在既往的报道中,曾发现肿瘤,且以淋巴瘤最多(Penn,1982)。

临床表现

1.神经系统的损害可累及各个水平,但以大脑损害最为多见(79%),依次为小脑脑干及脊髓周围神经损害如臂丛或

心脏直视手术所致神经疾病解剖图
解剖图
尺神经损害等应考虑在手术时该神经因被拉扯或压迫所致中枢神经系统的损害可呈弥散性或局灶性。症状严重者在手术过程中即发生昏迷并且出现的神经症候,一直持续到死亡;轻者症状持续几天而消失但也可留有长期后遗症。常见的症状有昏迷,精神错乱谵妄智力障碍、失语、不同程度的偏瘫、四肢瘫中枢性面瘫感觉障碍、视力障碍象限性偏盲病理反射阳性少见者为瞳孔不等大、眼球震颤、复视、三叉神经障碍及出现吸吮反射等有时症状出现在手术几天之后如在冠状动脉搭桥术后2~3天。

Sotaniemi报道,100例心瓣膜置换术后引起脑损害的37例,其中偏瘫24例属大脑半球损害所致者22例脊髓损害所致者2例属右半球损害者16例,左半球损害者6例这种右半球易受损的现象早在Javid等(1969)的报道中即曾提到Sotaniemi认为和在体外循环过程中两侧半球对受损后出现症候的阈值不同有关曾有作者注意到应用心肺机行心内直视手术,可导致颅内大出血,且多在术后几小时至几天之内即出现典型颅内血肿(硬膜外、硬膜下及脑内)的占位性临床表现如逐渐昏迷抽搐一侧瞳孔大及对侧偏瘫等脑疝的征候。

2.心脏移植发生的神经系统损害,临床表现轻重不同大致分为3类:

(1)脑血管性:可因脑部血栓形成,栓塞、缺血缺氧脑内出血排异反应,心力衰竭肾功衰竭、败血症等出现头痛精神行为异常短暂性失语、抽搐发作及不同程度的偏瘫甚至昏迷。

(2)中枢神经系统感染:多因应用免疫抑制剂导致机会性脑部感染如曲霉菌、念珠菌、隐球菌弓形虫巨细胞病毒疱疹性病毒以及细菌性感染引起的脑膜脑炎。

(3)免疫抑制剂引起的损害:长期应用皮质类固醇激素引起的情绪欣快、激动、类固醇性肌病等。自从采用环孢素(cyclosporine)以来一般应用激素的剂量已降低使上述症状也减少但环孢素除对肾及肝脏有毒性作用外还具有一定的神经毒作用,可以引起感觉异常视幻觉、肢体震颤抽搐发作白质脑病、小脑性共济失调、脊髓病括约肌障碍及轴突性及脱髓鞘性周围神经病。此外,有少数患者因持久的排异反应而长期应用免疫抑制剂导致肿瘤特别是淋巴瘤的发生

这三类损害可程度不同的表现在同一患者,故应仔细观察以便弄清症状发生的确切原因。

并发症

临床表现多样,心脏疾病症状与神经系统症状同时存在并可影响到患者消化和内分泌功能

诊断

根据神经系统的症状系发生在心脏直视手术的过程中或手术之后故诊断为手术引起的并发症并不困难但分析引起神经系统受损的原因常非易事这是由于导致损害的因素多系综合性的。

鉴别诊断

1.出现局灶性体征如偏瘫、失语、截瘫及四肢瘫者一般多为血管性的且以缺血性损害者最多。若系弥漫性脑损害的

心脏直视手术所致神经疾病心脏解剖图
心脏解剖图
症状如昏迷、精神障碍认知和心理障碍以及抽搐为主者,常系脑部缺血缺氧所致。

2.若系心脏移植手术,且经过较长期或大剂量应用过免疫抑制剂者出现高热及各种脑部症状者,除应考虑和持久的排异反应有关外应注意是否已发生机会性脑部感染如真菌性、病毒性或细菌性脑膜脑炎等。

上述病因可据情采用脑部和脊髓CT及MRI等影像学方法以及腰椎穿刺检查CSF以助确诊。对于感染病原学的检查可从CSF及血清经PCR技术查找病原或经间接荧光免疫等方法检测抗体以助明确病因。

3.对于周围神经损害多见于手术过程中较长时间的机械性压迫所致。

实验室检查

1.血尿、便及脑脊液检查与心脏疾患、神经系统损害相一致如感染性血象、血性脑脊液、肾功不全尿改变等。

2.感染病原学检查可从CSF及血清经PCR技术查找病原或抗体检测

其它辅助检查

1.脑电图检查有学者对65例行心瓣膜置换术的患者,采用传统的脑电图描记,观察术前、术中及术后1年之内的变

心脏直视手术所致神经疾病人体解剖图
人体解剖图
化发现术前若出现短暂的δ波发放、异常尖波、或主要为低频率活动,则术后79%患者可能出现脑功能障碍故认为脑电图对预测预后有一定意义。脑电图异常主要表现在δ波方面有脑损害组比无脑损害组几乎增加了6倍而且消失也慢(Sotaniemi1980)。

另有学者在手术过程中应用脑电图监护,观察是否出现脑损害,以便加以防止如Branthwaite曾用高度过滤脑电描记法慢速记录发现在灌注的开始有62.9%的患者出现电活动变化,他认为这些变化主要和动脉压突然下降有关指出灌注的开始是引起脑损害的最危险时刻。

Witoszka等(1973)用等电位描记(isoelectricrecord)观察100例发现术中出现的异常脑电活动是基本节律变慢每秒至少3个波,并且至少持续60秒。不过Witoszka也指出,有些患者术中虽然有脑电图改变术后也可不出现神经障碍,反之,术中虽然无脑电图改变术后也有可能出现神经障碍

2.CT、MRI检查对心脏疾患和神经损害均有重要诊断价值。

治疗

1.对缺血缺氧的患者应调整血压并及时应用高压氧治疗,并根据病情需要应用脱水剂如20%甘露醇及呋塞米(速尿)鵻,以减轻脑水肿。

2.保护心、脑的药物如可采用1-6-2磷酸果糖,并应密切观察水电解质变化出现紊乱者及时纠正。

3.对抽搐发作者,酌情给予卡马西平及安定类药物予以控制。

4.对继发脑部感染者应及时发现并根据不同病原体给予药物治疗

5.一般营养支持治疗有利于康复少数颅内大出血者宜手术处理。

预后

心脏直视手术所致神经障碍的患者,有人做过较长期的随访观察,发现偏瘫者较易恢复在所见的24例偏瘫患者,2个月后即有13例完全恢复1年后再随访,仅7例仍有轻度偏瘫智力障碍失语精神运动性发作(Sotaniemi,1980)随着手术技术、设备及药物的不断发展预后也不断改善。

预防

对于心内直视手术后的神经系统损害、主要应注意术前术中针对可能的损伤进行预防尽量减少并发神经系统功能障碍

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