体外循环期间的神经并发症Neurological complications during extracorporeal circulation | STROKE MANUAL

ISCHEMIC STROKE / ETIOLOGY AND CLASSIFICATION

体外循环期间的神经并发症

大卫·戈尔德芒德，医学博士

更新于2026年7月3日

• 心脏手术的神经并发症较为严重，会增加死亡率、住院时间和医疗成本
• 致死性脑梗死和严重弥漫性脑病伴痴呆代表了体外循环(ECC)手术可能导致残疾的极端情况
• MRI研究显示，即使无症状患者也可能出现近期缺血性病变！
• "无症状"病变并非无害；它们会增加迟发性认知功能障碍的风险（累积病变负担）
• 基于对病因病理学和风险因素的详细了解（见下文），可以识别高风险患者，并修改手术方法和程序
• 例如，早期检测严重局部主动脉粥样硬化（经食管超声心动图、CT血管造影、术中触诊或超声）可通过改变夹闭位置或插管部位来降低脑栓塞风险
• 无体外循环手术（非体外循环搭桥术）的栓塞风险较低，特别是当最小化与升主动脉接触时（在有明显主动脉粥样硬化的患者中获益最显著）

分类

• 根据临床症状，可分为两种类型的并发症（且可能同时发生）：
• 1型 - 脑梗死（中风） - 以局灶性运动障碍、眼动和言语障碍等为特征
• 2型 - 弥漫/多灶性脑病 - 症状范围从细微的神经精神变化（记忆障碍、人格改变、注意力缺陷障碍）到严重的意识障碍，包括定性（谵妄）和定量（嗜睡、昏迷）障碍
• 围手术期中风发生率约为1-6.1%
• 术后早期有7-76%的患者出现神经精神变化 [Roach, 1996] [Vingerhoets, 1997]

缺血性中风

• 缺血性中风通常导致区域性缺血性病变，由栓塞性动脉阻塞引起
• 当代数据显示，心脏瓣膜手术，特别是主动脉瓣手术，比单独的冠状动脉旁路移植术(CABG)具有更高的栓塞风险
• 联合手术（心内手术+血管重建）与单纯血管重建相比，脑部受累风险高2.5-5倍 [Almassi, 1999]
• 见下文风险因素

脑病

• 可能出现广泛的神经功能缺损：
• 细微的注意力缺陷
• 谵妄（急性期）/认知功能障碍（记忆、注意力、集中力等受损）
• 植物状态甚至脑死亡
• 严重全身性缺氧性脑病伴持续性意识水平改变通常是术前低血容量或心源性休克的后果，而定性障碍更符合多灶性受累（微栓塞）
• 脑病的风险因素
• 年龄较大、既往中风史、动脉高血压、糖尿病和颈动脉狭窄 [Guy, 2002]
• 术中风险：低血压导致低灌注以及体外循环持续时间（每延长30分钟，相对风险增加30-50%）[Rolfson, 1999]
• 脑病的病因病理学是多因素的
• 最常见原因是低灌注和/或微栓塞 [Murkin, 2001]
• 低灌注和栓塞之间可能存在相互作用，微栓塞发生时的低灌注会限制血液"冲刷"栓子的能力（特别是在所谓的"分水岭区"）
• 连接体外循环时，小脂肪颗粒可能从主动脉壁脱落，导致脑组织"微梗死"；设备释放的气泡也可能构成问题
• 混杂因素：
• 侧支循环的质量
• 除位置和范围外，基础脑完整性和手术期间的灌注质量决定病变是否会有症状
• 体外循环引起的全身炎症反应（补体激活、细胞因子释放、中性粒细胞激活）

诊断评估

神经系统检查

• 只有在患者清醒并脱离呼吸机后，才能进行更详细的检查，包括认知功能评估、言语和运动障碍的准确定量 → 基本神经系统检查
• 评估停止镇静后的意识水平；适当的时机至关重要
• 观察肢体对疼痛刺激的不对称张力和反应
• 描述眼动障碍和面瘫（评估对疼痛刺激的面部表情反应）

脑部影像学

• 急性中风方案，包括脑部CT + CT血管造影 (+CT灌注)
• 寻找NCCT上早期缺血征象和潜在血栓形成（致密动脉征）
• 如果CT灌注可用，评估核心和半暗带（当症状发作时间因镇静而未知时特别有用）
• 在CTA上检测阻塞及其范围，并决定是否可行机械再通；静脉溶栓通常因近期手术而禁忌
• 脑部MRI，包括FLAIR、GRE和DWI + MRA (+PWI)
• DWI是早期检测甚至细微缺血变化的理想选择；GRE/SWI可检测出血性病变
• 在亚急性期，MRI最适合评估白质病变(WML)的范围 → FAZEKAS

脑电图

• 检测非惊厥性癫痫发作/癫痫持续状态，这些可能模拟或使脑病复杂化

神经心理学评估

• 细微的神经精神障碍可能被忽视；其检测取决于检查中使用的测试类型
• 完整的神经精神状态评估耗时且具有挑战性
• 关于最佳测试数量和类型、时机和数据分析方法尚未达成共识
• 情况进一步复杂化的是，初始术后认知缺陷可能最初改善，然后在数月到数年内进展 [Guy, 2002] [Selnes, 2001]

风险因素

颈动脉狭窄

• 传统上，心脏手术中发生的中风归因于颈动脉狭窄导致的继发性低灌注 ⇒ 预防性颈动脉内膜切除术(CEA)被认为可预防此类低灌注
• 但是：
• 2/3的中风发生在手术后24小时内
• 50%的中风患者没有明显的颈动脉狭窄
• CT和尸检研究显示，高达60%的中风病变与颈动脉狭窄侧不相关
• 当前共识认为，微栓塞（主要来自主动脉弓）是体外循环期间围手术期中风的主要病因病理机制
• 颈内动脉段的狭窄通常与全身性动脉粥样硬化相关，包括主动脉和冠状动脉
• 主动脉斑块比颈动脉狭窄风险更大（见下文）
• 颈动脉狭窄更多是围手术期中风的预测因素而非直接原因
• 因此，对于无症状狭窄，CEA在体外循环相关手术前的普遍指征已被放弃

何时需要CEA？

• 50-99%的有症状狭窄是CEA的指征
• 中风风险高（高达18%）
• 如有可能（在心脏状况稳定的患者中），在CABG前优先进行CEA（顺序分期）
• CEA后进行CABG与最低中风风险相关，但心肌梗死风险最高 [Naylor, 2003]
• 对于高心脏风险患者，进行颈动脉支架置入术(CAS)后CABG或联合CEA+CABG（可能增加围手术期风险）

• 目前对如何处理无症状狭窄没有共识；在开放心脏手术(OHS)前进行CEA/CAS的效用仍有争议
• 现代最佳药物治疗(BMT)对大多数无症状患者可能已足够
• 建议不要对<70%的无症状狭窄进行血管重建
• 对于>70-80%的单侧无症状狭窄，分期CAS-OHS（CAS后OHS）似乎是比分期CEA-OHS更安全的选择
• 心脏疾病必须足够稳定，以便允许心脏手术延迟至少4周（CAS后双联抗血小板治疗所需的最短时间）
• 分期CEA-OHS在早期阶段与最高风险相关，因为心肌梗死率高
• 可考虑联合手术（CEA+OHS）
• 对于双侧狭窄>75%的患者，可考虑分期或联合手术，但其疗效尚未得到证实
• 对于>60%无症状狭窄并伴有对侧闭塞的患者，现有数据不支持在OHS前进行CEA

[Naylor, 2003]

年龄

• 年龄较大（>60-70岁）被认为是围手术期神经并发症的独立风险因素 [Mickleborough, 1996] [Roach, 1996]

中风史

• 中风史是围手术期中风的独立预测因子 [Roach, 1996]
• 建议在近期中风后至少推迟手术4-6周

主动脉弓粥样硬化

• 主动脉粥样硬化发生率随年龄增长而增加
• 50-59岁患者发生率为9%，>80岁患者高达33%
• 被认为是围手术期中风的最重要风险因素 [Roach, 1996]
• 主动脉粥样硬化患者的围手术期中风风险为5-19%，而无粥样硬化者为0-2%
• 经颅多普勒(TCD)试验显示，操作升主动脉时（特别是在释放主动脉夹时）向大脑中动脉的栓塞达到最大
• 经食管超声心动图(TEE)或CT血管造影(CTA)提供了成像和量化主动脉粥样硬化病变的新方法
• 中风风险随粥样硬化程度增加；严重病变定义为：
• 壁增厚>5mm
• 显著钙化
• 突出或可移动斑块（被认为特别危险）
• TEE对中远端升主动脉的可视性有限；这个盲点恰好对应最常见的插管和夹闭部位
• 术中上主动脉表层超声检查，探头直接放置在升主动脉上，可基于高级动脉粥样硬化局部发现来修改手术（插管部位和夹闭位置，确定近端移植物吻合的最佳位置）

体外循环持续时间

• 体外循环持续时间越长，围手术期中风和脑病风险越高 [John, 2000] [Almassi, 1999]
• 手术持续时间超过2小时风险增加 [Odell, 2001]
• 除低灌注损伤外，主要原因是脑栓塞
• 体外循环本身是否会导致脑损伤（由于非搏动性灌注、补体激活、全身炎症反应或血小板聚集和形成微栓塞的倾向增加）仍有争议

心房颤动

• 慢性房颤增加心源性栓塞风险（最常见于左心耳）；建议术前进行TEE检查
• 若无血栓，中风风险可接受
• 如左心房发现血栓，需抗凝3-4周，随后再进行TEE
• 术后房颤
• 发生在约25-40%的患者中，最常见于术后前4天
• 大多数心源性栓塞事件发生在手术后第2-4天

糖尿病

• 糖尿病病史通常增加并发症风险
• 涉及多种机制：
• 加速动脉粥样硬化，包括主动脉弓
• 由于糖尿病小动脉病变导致的自动调节受损
• 糖尿病患者的肾功能损害和动脉高血压发生率较高

动脉高血压

• 慢性高血压提高了脑自动调节阈值
• 一些作者报告，维持较高的围手术期平均动脉压（>80 mmHg）可降低神经并发症发生率 [Plestis, 2001]
• 前文已讨论低灌注和栓塞之间的相互作用

【全文结束】