心臟直視手術所致神經疾病
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應用體外循環人工心肺機行心內直視手術，如二尖瓣或主動脈瓣置換術、先天性心臟缺損修補術、心室壁瘤切除術、冠狀動脈旁路移植及心臟移植等，均有引起中樞神經系統，尤其是腦部損害的可能。近年來由於手術技術和人工心肺機不斷的改進，已使腦部的併發症顯著降低，但仍未能完全避免。
目錄 |
心臟直視手術所致神經疾病的病因
(一)發病原因
心臟直視手術引起神經系統損害的原因，難用單一因素解釋，比較主要者依次有以下幾種：
(1)低灌注壓損傷：Tufo等認為體外循環時的平均動脈壓，其降低的水平和時間的長短與腦損害相關。在他觀察的患者中，平均動脈壓在60mmHg或以上時，腦損害的發生率為27%，在50～59mmHg時為45%，40～49mmHg時為55%，在40mmHg或以下時，則增高至78%。兩相比較，低於40mmHg和在60mmHg以上，前者腦損害的發生率是後者的3倍。
有學者(Gonzalez-Scarano等，1981)在回顧大系列冠狀動脈搭橋術後引起神經損害時。也認為平均動脈壓宜維持在50mmHg以上為好。Branthwaite(1973)指出當體外循環開始時，動脈壓突然下降，此時腦灌注由有搏動性的變成無搏動性的，使腦部自動調節發生障礙，並且難以代償，以致影響腦功能。
從年齡因素來看，Tufo等發現年齡低於40歲，即使平均動脈搏壓持續降低，腦損害的機會仍可保持較低;如果在40～50歲，平均動脈壓又在40mmHg以下，則腦損害的發生率即可升高。他提出對於老年患者，動脈壓宜保持在60mmHg。
(2)灌注時間長：與此相反，Sotaniemi(1980)認為灌注的平均動脈壓，對腦損害的重要性小，而灌注時間長為腦損害的危險因素，並且認為與年齡因素也無關。根據Sotaniemi的統計，灌注時間在2h以下者，有19.5%患者發生腦損害，而在2h以上者，則升至51.9%，且在統計學上有顯著差異。
Branthwaite(1972)的統計，發現灌注時間超過180min者，35.3%患者發生腦損害，在121～180min者，為29.2%，在90～120min者為15.1%，在61～90min者為21.0%，在31～60min者為8.1%，30min以下者為7.4%，所以認為灌注時間長，腦損害的可能性就隨之增加。
另有文獻報導，灌注時間超過2h，年齡又大，出現腦損害的機會也要增加。有統計資料顯示，在50歲以下者，體外循環時間超過2h，則比小於2h者，其腦損害要多2～3倍。如果年齡在50以上，平均動脈壓又在50mmHg以下則灌注時間越長，發生腦損害者也越多。
2.微栓塞形成 有報導認為腦損害是由於腦部微栓塞所致。
脂肪栓塞則主要來自手術過程行胸骨切開術或因縱隔中的脂肪球進入心包腔而被吸入灌注系統所致。
3.術前有神經系統疾病 Sotaniemi發現術前患過腦血管意外或暈厥發作者尤易術後發生腦損害，而術前有短暫性腦缺血發作者並不易引起腦損害。在他報導的一組病例中，術前有腦血管意外及暈厥發作者各9例，術後各有6例發生腦損害;而術前有短暫性腦缺血發作的5例，術後只有2例發生腦損害。此外，術前有癲癇者3例，術後2例出現腦損害。術前神經障礙包括腦栓塞、動脈粥樣硬化、癲癇、先天性基底核病變、急性缺血性脊髓損害以及既往在搭橋手術後發生過偏癱者。但Tufo等的看法與此相反，認為腦損害的發生與術前有否神經疾病無關。
4.年齡 Javid等(1969)即指出隨年齡增加，腦損害者也增多。Branthwaite的統計，在61～70歲者，38.5%發生腦損害，51～60歲者為32.6%，41～50歲者為19.2%，40歲以下者發生率更低。與此相反，根據Sotaniemi的統計，則腦損害的發生與年齡無關。
5.術中大量失血 術中大量失血與腦損害有關，而失血的多少和手術時間長短又有關聯。在Sotaniemi的患者中，有10例術中失血超過2500ml，內中9例術後發生腦損害。
6.術中難以預料的意外及其他 如術中氧合器發生故障導致動脈氧壓值下降等可致腦損害。冠狀動脈搭橋術後心律失常或嚴重的稀釋性貧血均可促進神經障礙的發生。至於主動脈瓣及二尖瓣膜鈣化的程度等是否有關，均不肯定。
(二)發病機制
心內直視手術導致顱內大出血的患者，Humphreys等(1975)認為，與心肺機預充液中有高滲溶液，致使腦部皺縮，並引起交通靜脈(橋靜脈)受牽扯而破裂有關。此外出血還應考慮和手術時頭部位置、應用抗凝劑肝素、上腔靜脈或右心房壓力升高、低溫或動脈血氣分析變化有關。
關於心臟移植引起神經系統損害，Sila(1989)曾做過分析，在發生腦血管意外的屍檢組中，50%患者發現缺血缺氧性神經元損害、層性壞死及陳舊或新近的梗死。並認為缺血缺氧性改變和心肺機的平均動脈壓低於50mmHg以及術後低灌注及循環衰竭有關。發生新近梗死者，占屍檢患者的13%，則和急性心臟排異引起的心臟栓塞、術中主動脈弓血栓形成、脂肪栓塞以及腦血管粥樣動脈硬化有關。腦內出血者罕見，如果發生，其機制或許是在腦部自動調節功能有障礙時，血壓及腦血流突然增加導致較高的腦灌注有關。對於術後出現腦病和精神行為障礙者，可能和大腦缺氧缺血有關，此外，和多種代謝失常如肝、腎功能障礙也有關。發生抽搐的患者除和術後腦部較高的灌注壓有關外，嚴重代謝障礙特別是和低鎂血症有關。另因手術需要免疫抑制劑控制排異反應，故可導致CNS發生機會性感染引起多種真菌、病毒、弓形蟲病及細菌性等病原體感染，但感染的高發期並不在術後的第1個月內，而是在術後的半年以內。
主要病理變化：大系列的報導有Aguilar等(1971)214例屍檢資料的分析，內中31例(15%)為正常腦，其他腦部皆有病變。主要為：①腦部小血管栓塞;②急性腦內點狀、血管周圍或局灶性蛛網膜下隙出血;③急性廣泛性缺血性神經元損害(稱三聯症)。腦部小血管栓子可由脂肪、纖維素血小板或晶狀(lens)物質等所組成。出血為廣泛散在及新鮮的，多位於大腦及蛛網膜下隙，出血發生的原因是由於缺血、缺氧及中毒代謝障礙所致。急性神經元變性常見於海馬的Sommer氏段、枕葉距狀皮質、蒼白球的內部(pallidum)，偶見於大腦皮質的狹長帶及中央灰質。在病變區域神經元死亡遍布，反映著缺血缺氧的後果。此外，如發現腦軟化，則主要見於大血管手術所致。
Witoszka等(1973)在20例屍檢材料中，見16例有病理改變。最常見者為缺氧性神經元損害(13例)，它常位於海馬、大腦及小腦皮質。其次為腦梗死(8例，臨床多為局灶性運動障礙)，嚴重的彌散性皮質壞死(6例)、鈣質顆粒所致的栓塞(3例)及小腦扁桃體疝(2例)。分析死亡原因，有9例是由於腦損害，其餘為腦外因素如心肌梗死，持久性出血、休克或動脈栓塞等。
Tufo等(1980)屍檢10例，內中9例腦部有損害，主要發現為小的，多發性彌散性全腦白質及灰質缺氧性改變，尤易見於海馬。急性期可見局部區域組織空泡變(tissue vacuolation)和神經元死亡(7例)。此外，灰質中有栓塞灶。
與上述不同，Humphreys等(1975)報導16例術後引起顱內大出血的病例，其中12例見於屍檢，另4例經手術證實。有11例為不同部位的硬膜下血腫，出血量在15～60ml;1例為硬膜外血腫，出血量為175ml;另4例為腦內血腫，出血量為15～60ml(內中1例在蛛網膜下隙有不足15ml血液)。
Montero等(1986)分析死於心臟移植患者23例的神經病理(腦和脊髓)，僅4例(17%)未見異常。大多數為血管性損害(60%)，其次為感染(20%)。腦部血管性損害包括血栓形成、栓塞、陳舊性或新近的梗死以及新近的出血，有的是繼發於循環衰竭(後者包括術後低血壓，心排出量減少或周圍血管阻力增加)。CNS感染主要源於免疫抑制劑的應用，發現的病原體為巨細胞病毒、麴黴菌、念珠菌、弓形蟲蟲等。感染的原發病灶絕大多數在肺部，其次為心臟。在既往的報導中，曾發現腫瘤，且以淋巴瘤最多(Penn，1982)。
心臟直視手術所致神經疾病的症状
1.神經系統的損害可累及各個水平，但以大腦損害最為多見(79%)，依次為小腦、腦幹及脊髓。周圍神經損害，如臂叢或尺神經損害等應考慮在手術時，該神經因被拉扯或壓迫所致。中樞神經系統的損害可呈彌散性或局灶性。症状嚴重者在手術過程中即發生昏迷，並且出現的神經症候，一直持續到死亡;輕者症状持續幾天而消失，但也可留有長期後遺症。常見的症状有昏迷，精神錯亂、譫妄、智力障礙、失語、不同程度的偏癱、四肢癱、中樞性面癱、感覺障礙、視力障礙、象限性偏盲、病理反射陽性。少見者為瞳孔不等大、眼球震顫、復視、三叉神經障礙及出現吸吮反射等。有時症状出現在手術幾天之後，如在冠狀動脈搭橋術後2～3天。
Sotaniemi報導，100例心瓣膜置換術後引起腦損害的37例，其中偏癱24例，屬大腦半球損害所致者22例，脊髓損害所致者2例，屬右半球損害者16例，左半球損害者6例。這種右半球易受損的現象早在Javid等(1969)的報導中即曾提到。Sotaniemi認為和在體外循環過程中，兩側半球對受損後出現症候的閾值不同有關。曾有作者注意到應用心肺機行心內直視手術，可導致顱內大出血，且多在術後幾小時至幾天之內即出現典型顱內血腫(硬膜外、硬膜下及腦內)的佔位性臨床表現，如逐漸昏迷、抽搐、一側瞳孔大及對側偏癱等腦疝的徵候。
2.心臟移植發生的神經系統損害,臨床表現輕重不同 大致分為3類：
(1)腦血管性：可因腦部血栓形成，栓塞、缺血缺氧、腦內出血、排異反應，心力衰竭、腎功衰竭、敗血症等出現頭痛、精神行為異常、短暫性失語、抽搐發作及不同程度的偏癱甚至昏迷。
(2)中樞神經系統感染：多因應用免疫抑制劑導致機會性腦部感染如麴黴菌、念珠菌、隱球菌、弓形蟲、巨細胞病毒、皰疹性病毒以及細菌性感染引起的腦膜腦炎。
(3)免疫抑制劑引起的損害：長期應用皮質類固醇激素引起的情緒欣快、激動、類固醇性肌病等。自從採用環孢素(cyclosporine)以來，一般應用激素的劑量已降低，使上述症状也減少，但環孢素除對腎及肝臟有毒性作用外，還具有一定的神經毒作用，可以引起感覺異常、視幻覺、肢體震顫、抽搐發作、白質腦病、小腦性共濟失調、脊髓病、括約肌障礙及軸突性及脫髓鞘性周圍神經病。此外，有少數患者因持久的排異反應而長期應用免疫抑制劑導致腫瘤特別是淋巴瘤的發生。
這三類損害可程度不同的表現在同一患者，故應仔細觀察，以便弄清症状發生的確切原因。
根據神經系統的症状系發生在心臟直視手術的過程中或手術之後，故診斷為手術引起的併發症並不困難，但分析引起神經系統受損的原因常非易事，這是由於導致損害的因素多系綜合性的。
心臟直視手術所致神經疾病的診斷
心臟直視手術所致神經疾病的檢查化驗
(一)發病原因
心臟直視手術引起神經系統損害的原因，難用單一因素解釋，比較主要者依次有以下幾種：
(1)低灌注壓損傷：Tufo等認為體外循環時的平均動脈壓，其降低的水平和時間的長短與腦損害相關。在他觀察的患者中，平均動脈壓在60mmHg或以上時，腦損害的發生率為27%，在50～59mmHg時為45%，40～49mmHg時為55%，在40mmHg或以下時，則增高至78%。兩相比較，低於40mmHg和在60mmHg以上，前者腦損害的發生率是後者的3倍。
有學者(Gonzalez-Scarano等，1981)在回顧大系列冠狀動脈搭橋術後引起神經損害時。也認為平均動脈壓宜維持在50mmHg以上為好。Branthwaite(1973)指出當體外循環開始時，動脈壓突然下降，此時腦灌注由有搏動性的變成無搏動性的，使腦部自動調節發生障礙，並且難以代償，以致影響腦功能。
從年齡因素來看，Tufo等發現年齡低於40歲，即使平均動脈搏壓持續降低，腦損害的機會仍可保持較低;如果在40～50歲，平均動脈壓又在40mmHg以下，則腦損害的發生率即可升高。他提出對於老年患者，動脈壓宜保持在60mmHg。
(2)灌注時間長：與此相反，Sotaniemi(1980)認為灌注的平均動脈壓，對腦損害的重要性小，而灌注時間長為腦損害的危險因素，並且認為與年齡因素也無關。根據Sotaniemi的統計，灌注時間在2h以下者，有19.5%患者發生腦損害，而在2h以上者，則升至51.9%，且在統計學上有顯著差異。
Branthwaite(1972)的統計，發現灌注時間超過180min者，35.3%患者發生腦損害，在121～180min者，為29.2%，在90～120min者為15.1%，在61～90min者為21.0%，在31～60min者為8.1%，30min以下者為7.4%，所以認為灌注時間長，腦損害的可能性就隨之增加。
另有文獻報導，灌注時間超過2h，年齡又大，出現腦損害的機會也要增加。有統計資料顯示，在50歲以下者，體外循環時間超過2h，則比小於2h者，其腦損害要多2～3倍。如果年齡在50以上，平均動脈壓又在50mmHg以下則灌注時間越長，發生腦損害者也越多。
2.微栓塞形成 有報導認為腦損害是由於腦部微栓塞所致。
Branthwaite及Sotaniemi比較強調栓子來源於體外循環。脂肪栓塞則主要來自手術過程行胸骨切開術或因縱隔中的脂肪球進入心包腔而被吸入灌注系統所致。
3.術前有神經系統疾病 Sotaniemi發現術前患過腦血管意外或暈厥發作者尤易術後發生腦損害，而術前有短暫性腦缺血發作者並不易引起腦損害。在他報導的一組病例中，術前有腦血管意外及暈厥發作者各9例，術後各有6例發生腦損害;而術前有短暫性腦缺血發作的5例，術後只有2例發生腦損害。此外，術前有癲癇者3例，術後2例出現腦損害。術前神經障礙包括腦栓塞、動脈粥樣硬化、癲癇、先天性基底核病變、急性缺血性脊髓損害以及既往在搭橋手術後發生過偏癱者。但Tufo等的看法與此相反，認為腦損害的發生與術前有否神經疾病無關。
4.年齡 Javid等(1969)即指出隨年齡增加，腦損害者也增多。Branthwaite的統計，在61～70歲者，38.5%發生腦損害，51～60歲者為32.6%，41～50歲者為19.2%，40歲以下者發生率更低。與此相反，根據Sotaniemi的統計，則腦損害的發生與年齡無關。
5.術中大量失血 術中大量失血與腦損害有關，而失血的多少和手術時間長短又有關聯。在Sotaniemi的患者中，有10例術中失血超過2500ml，內中9例術後發生腦損害。
6.術中難以預料的意外及其他 如術中氧合器發生故障導致動脈氧壓值下降等可致腦損害。冠狀動脈搭橋術後心律失常或嚴重的稀釋性貧血均可促進神經障礙的發生。至於主動脈瓣及二尖瓣膜鈣化的程度等是否有關，均不肯定。
(二)發病機制
心內直視手術導致顱內大出血的患者，Humphreys等(1975)認為，與心肺機預充液中有高滲溶液，致使腦部皺縮，並引起交通靜脈(橋靜脈)受牽扯而破裂有關。此外出血還應考慮和手術時頭部位置、應用抗凝劑肝素、上腔靜脈或右心房壓力升高、低溫或動脈血氣分析變化有關。
關於心臟移植引起神經系統損害，Sila(1989)曾做過分析，在發生腦血管意外的屍檢組中，50%患者發現缺血缺氧性神經元損害、層性壞死及陳舊或新近的梗死。並認為缺血缺氧性改變和心肺機的平均動脈壓低於50mmHg以及術後低灌注及循環衰竭有關。發生新近梗死者，占屍檢患者的13%，則和急性心臟排異引起的心臟栓塞、術中主動脈弓血栓形成、脂肪栓塞以及腦血管粥樣動脈硬化有關。腦內出血者罕見，如果發生，其機制或許是在腦部自動調節功能有障礙時，血壓及腦血流突然增加導致較高的腦灌注有關。對於術後出現腦病和精神行為障礙者，可能和大腦缺氧缺血有關，此外，和多種代謝失常如肝、腎功能障礙也有關。發生抽搐的患者除和術後腦部較高的灌注壓有關外，嚴重代謝障礙特別是和低鎂血症有關。另因手術需要免疫抑制劑控制排異反應，故可導致CNS發生機會性感染引起多種真菌、病毒、弓形蟲病及細菌性等病原體感染，但感染的高發期並不在術後的第1個月內，而是在術後的半年以內。
主要病理變化：大系列的報導有Aguilar等(1971)214例屍檢資料的分析，內中31例(15%)為正常腦，其他腦部皆有病變。主要為：①腦部小血管栓塞;②急性腦內點狀、血管周圍或局灶性蛛網膜下隙出血;③急性廣泛性缺血性神經元損害(稱三聯症)。腦部小血管栓子可由脂肪、纖維素血小板或晶狀(lens)物質等所組成。出血為廣泛散在及新鮮的，多位於大腦及蛛網膜下隙，出血發生的原因是由於缺血、缺氧及中毒代謝障礙所致。急性神經元變性常見於海馬的Sommer氏段、枕葉距狀皮質、蒼白球的內部(pallidum)，偶見於大腦皮質的狹長帶及中央灰質。在病變區域神經元死亡遍布，反映著缺血缺氧的後果。此外，如發現腦軟化，則主要見於大血管手術所致。
Witoszka等(1973)在20例屍檢材料中，見16例有病理改變。最常見者為缺氧性神經元損害(13例)，它常位於海馬、大腦及小腦皮質。其次為腦梗死(8例，臨床多為局灶性運動障礙)，嚴重的彌散性皮質壞死(6例)、鈣質顆粒所致的栓塞(3例)及小腦扁桃體疝(2例)。分析死亡原因，有9例是由於腦損害，其餘為腦外因素如心肌梗死，持久性出血、休克或動脈栓塞等。
Tufo等(1980)屍檢10例，內中9例腦部有損害，主要發現為小的，多發性彌散性全腦白質及灰質缺氧性改變，尤易見於海馬。急性期可見局部區域組織空泡變(tissue vacuolation)和神經元死亡(7例)。此外，灰質中有栓塞灶。
與上述不同，Humphreys等(1975)報導16例術後引起顱內大出血的病例，其中12例見於屍檢，另4例經手術證實。有11例為不同部位的硬膜下血腫，出血量在15～60ml;1例為硬膜外血腫，出血量為175ml;另4例為腦內血腫，出血量為15～60ml(內中1例在蛛網膜下隙有不足15ml血液)。
Montero等(1986)分析死於心臟移植患者23例的神經病理(腦和脊髓)，僅4例(17%)未見異常。大多數為血管性損害(60%)，其次為感染(20%)。腦部血管性損害包括血栓形成、栓塞、陳舊性或新近的梗死以及新近的出血，有的是繼發於循環衰竭(後者包括術後低血壓，心排出量減少或周圍血管阻力增加)。CNS感染主要源於免疫抑制劑的應用，發現的病原體為巨細胞病毒、麴黴菌、念珠菌、弓形蟲蟲等。感染的原發病灶絕大多數在肺部，其次為心臟。在既往的報導中，曾發現腫瘤，且以淋巴瘤最多(Penn，1982)。
心臟直視手術所致神經疾病的鑒別診斷
1.出現局灶性體征如偏癱、失語、截癱及四肢癱者一般多為血管性的，且以缺血性損害者最多。若系瀰漫性腦損害的症状如昏迷、精神障礙、認知和心理障礙以及抽搐為主者，常系腦部缺血缺氧所致。
2.若系心臟移植手術，且經過較長期或大劑量應用過免疫抑制劑者，出現高熱及各種腦部症状者，除應考慮和持久的排異反應有關外，應注意是否已發生機會性腦部感染，如真菌性、病毒性或細菌性腦膜腦炎等。
上述病因可據情採用腦部和脊髓CT及MRI等影像學方法以及腰椎穿刺檢查CSF以助確診。對於感染病原學的檢查可從CSF及血清經PCR技術查找病原或經間接熒光免疫等方法檢測抗體以助明確病因。
3.對於周圍神經損害多見於手術過程中較長時間的機械性壓迫所致。
心臟直視手術所致神經疾病的併發症
臨床表現多樣，心臟疾病症状與神經系統症状同時存在，並可影響到患者消化和內分泌功能。
心臟直視手術所致神經疾病的預防和治療方法
對於心內直視手術後的神經系統損害、主要應注意術前、術中針對可能的損傷進行預防，盡量減少並發神經系統功能障礙。
心臟直視手術所致神經疾病的西醫治療
(一)治療
1.對缺血缺氧的患者 應調整血壓並及時應用高壓氧治療，並根據病情需要應用脫水劑如20%甘露醇及呋塞米(速尿)，以減輕腦水腫。
2.保護心、腦的藥物 如可採用1-6-2磷酸果糖，並應密切觀察水、電解質變化，出現紊亂者及時糾正。
4.對繼發腦部感染者，應及時發現並根據不同病原體給予藥物治療。
5.一般營養支持治療有利於康復。少數顱內大出血者宜手術處理。
(二)預後
心臟直視手術所致神經障礙的患者，有人做過較長期的隨訪觀察，發現偏癱者較易恢復，在所見的24例偏癱患者，2個月後即有13例完全恢復，1年後再隨訪，僅7例仍有輕度偏癱、智力障礙、失語或精神運動性發作(Sotaniemi， 1980)。隨著手術技術、設備及藥物的不斷發展，預後也不斷改善。
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