心血管疾病
先天性心脏病患儿体外循环术后早期癫痫发作及影响因素的研究
中华实用儿科临床杂志, 2021,36(1) : 14-18. DOI: 10.3760/cma.j.cn101070-20200302-00301
摘要
目的

检查先天性心脏病(CHD)患儿体外循环(CPB)术后早期癫痫发作的情况,并探讨影响癫痫发作的因素。

方法

纳入2018年5月至2019年4月入心脏重症监护室(CICU)的87例CPB术后患儿(年龄3 d~110个月,中位年龄4.4个月),77例在术后72 h内行持续脑电图(EEG)及脑氧饱和度(ScO2)监测,10例转出CICU后发生临床癫痫,再次转入行8~180 h的EEG监测。每4 h记录临床数据,包括血压、中心静脉压(CVP)、体温、动脉血气、乳酸、多巴胺、米力农、肾上腺素剂量,每天测量C反应蛋白(CRP)及前体脑钠肽(NT-proBNP)。记录人口数据、CHD外科手术复杂程度等级(STAT)及临床结局指标(机械通气、CICU停留、住院时间及是否死亡)。

结果

24例(27.6%)患儿出现癫痫发作,首次发作均于48 h内,其中7例为临床伴EEG发作,7例为脑电图发作,10例为临床发作,3例转归为癫痫,2例死亡并均有脑电图癫痫发作。癫痫组较无癫痫组手术时间更长、STAT分级更高、临床结局更差(均P<0.05)。单因素回归分析中,癫痫发作与肾上腺素剂量、体温、乳酸水平(均P<0.01)、血压、CVP(均P<0.05)及CRP(P<0.1)均呈正相关,与动脉血二氧化碳分压[pa(CO2)]、ScO2、米力农剂量呈负相关(均P<0.05)。多因素回归分析中,癫痫发作与肾上腺素剂量(P<0.001)、乳酸水平(P<0.01)呈正相关。

结论

此队列术后早期癫痫发作发生率较高。与癫痫发作相关的围术期因素有许多,其中最显著的危险因素是肾上腺素高剂量和乳酸升高。在我国,CPB后脑损伤亟需得到重视,以减轻并改善神经发育结局。

引用本文: 李梦瑶, 崔彦芹, 宁书尧, 等.  先天性心脏病患儿体外循环术后早期癫痫发作及影响因素的研究 [J] . 中华实用儿科临床杂志, 2021, 36(1) : 14-18. DOI: 10.3760/cma.j.cn101070-20200302-00301.
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随着先天性心脏病(CHD)围术期治疗的巨大改善,90%以上的CHD患儿能够存活进入成人期[1]。脑损伤和神经发育障碍是存活者最常见且影响最大的并发症[1,2,3]。近30年对脑损伤和神经发育异常的影响因素的研究分为术前、术中、术后及遗传与环境因素。有关术前、术中及遗传与环境因素的研究已有许多。波士顿儿童医院最先比较了深低温停循环与低血流量体外循环(CPB)术后患儿的神经发育水平,发现深低温停循环的患儿在2~16岁的随访中表现更差[4,5];术后20%的患儿出现癫痫发作[2],是影响神经发育的最恒定因素[2,4,5]。但目前对CPB术后造成脑损伤因素的研究较少,而CPB术后早期是以血流动力学和氧运输的不稳定为特点,严重可导致脑损伤,其影响因素很多,包括临床常规治疗中的因素。我国尚未见对CHD患儿术后脑损伤和神经发育的相关报道,本研究的目的是检查CHD患儿术后早期癫痫发作情况,并详细探讨其影响因素。

1 资料与方法
1.1 一般资料

在脑电图(EEG)仪器允许的条件下,连续纳入2018年5月至2019年5月在广州市妇女儿童医疗中心CPB术后转入心脏重症监护室(CICU)的患儿。排除标准为合并其他先天性缺陷综合征及头部留置头皮针患儿。本研究通过医院医学伦理委员会批准(批准文号:SHERLL2013078),患儿监护人均知情同意,并签署知情同意书。

1.2 术后管理

常规监测心率、血压、中心静脉压(CVP)、体温、动脉血气、C反应蛋白(CRP)、前体脑钠肽(NT-proBNP)。临床治疗常规方案为体温维持在36~37 ℃,呼吸支持方式包括机械通气、无创通气(高流量、头罩及鼻导管),调整通气量及通气时间以维持动脉血二氧化碳分压[pa(CO2)]在35~45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),动脉氧饱和度(SaO2)视姑息或完全修复手术维持在80%~100%。根据临床实践使用多巴胺、米力农及肾上腺素维持血压平稳[新生儿(60~90)/(40~60) mmHg,婴幼儿(90~105)/(50~70) mmHg],使用舒芬太尼及右美托咪定进行持续镇痛镇静,咪达唑仑进行间断镇静。

1.3 脑功能监测

EEG监测采用美国Nicolet公司Nicolet-one 32通道脑电图仪,根据国际10-20系统标准安放头皮记录电极。癫痫发作定义为尖波/棘波持续时间>10 s。使用INVOS 5100B(美国)近红外光谱仪连续监测右侧额部脑氧饱和度(ScO2)。

1.4 一般资料

记录患儿的性别、体质量、手术年龄及诊断。根据患儿手术方式参考美国和欧洲先天性心脏病外科协会制定的外科手术复杂程度等级(STAT)进行分级[6]。出院时记录临床结局(包括术后机械通气时间、CICU停留时间、住院时间及是否死亡)。

1.5 研究方案

术后72 h内,行持续EEG及ScO2监测,每4 h记录患儿心率、血压、CVP、体温、动脉血气、乳酸、多巴胺、米力农、肾上腺素剂量,每天记录CRP及NT-proBNP。

1.6 统计学处理

采用SAS 9.3软件进行分析。符合正态分布的计量资料以±s表示,不符合正态分布资料以中位数(范围)[M (range)]描述,计数资料以例(%)表示,癫痫组与无癫痫组间基本资料的比较采用独立样本t检验或非参数相关样本检验,计数资料比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。使用重复测量的混合线性回归法分析癫痫发作与术后临床因素的相关性。采用单因素回归分析各个术后因素,P<0.1为均有统计学意义,并将其纳入多元回归分析最优拟合模型,P<0.05为差异均有统计学意义。

2 结果
2.1 癫痫发作基本情况

共纳入87例CPB术后CHD患儿,其中77例在术后72 h内进行持续EEG监测,10例转出CICU后发生临床癫痫,再次转入后进行了8~180 h的EEG监测。患儿年龄3 d~110个月(中位数为4.4个月)。24例(27.6%)患儿出现癫痫发作,首次出现发作均在48 h之内,发作总时长30 min~31 h(中位数44.2 min)。其中7例(29.2%)临床发作时同时监测到EEG发作,7例(29.2%)表现为仅出现EEG发作(即亚临床发作),10例(41.7%)出现临床发作。在癫痫发作患儿中,3例(12.5%)转归为癫痫,2例(8.3%)死亡。

2.2 术后监测指标及用药情况变化

在纳入的87例患儿中,临床常规监测指标和正性肌力血管活性药剂量的范围均较大(表1)。

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表1

先天性心脏病患儿87例体外循环术后72 h监测指标及用药情况变化

Table 1

Change of clinical measurements and treatments in 87 patients with congenital heart disease during 72 hours after cardiopulmonary bypass

表1

先天性心脏病患儿87例体外循环术后72 h监测指标及用药情况变化

Table 1

Change of clinical measurements and treatments in 87 patients with congenital heart disease during 72 hours after cardiopulmonary bypass

变量范围中位数
体温(℃)36.0~38.536.9
中心静脉压(cmH2O)3~228
心率(次/min)83~235150
平均压(mmHg)41~10266
收缩压(mmHg)50~14089
舒张压(mmHg)31~8753
[pa(CO2)](mmHg)18~6841
[pa(O2)](mmHg)24~248110
SaO2(%)78~100.099
葡萄糖(mmol/L)0.3~25.07.1
乳酸(mmol/L)0.2~15.01.1
NT-proBNP(ng/L)45.91~35 000.006 253.89
CRP(mg/L)0.5~200.022.9
ScO2(%)33~8867
多巴胺[μg/(kg·min)]0~10.35.4
米力农[μg/(kg·min)]0~0.830.51
肾上腺素[μg/(kg·min)]0~0.30

注:pa(CO2):动脉血二氧化碳分压;pa(O2):动脉血氧分压;SaO2:动脉血氧饱和度;CRP:C反应蛋白;NT-proBNP:前体脑钠肽;ScO2:脑氧饱和度;1 mmHg=0.133 kPa;1 cmH2O =0.098 kPa pa(CO2):arterial carbon dioxide tension;pa(O2):arterial oxygen tension;SaO2:oxygen saturation;CRP:C-reactive protein;NT-proBNP:N-terminal pro-brain natriuretic peptide;ScO2:cerebral oxygen saturation;1 mmHg=0.133 kPa;1 cmH2O =0.098 kPa

2.3 癫痫发作组与无癫痫发作组患儿基本资料比较

癫痫组患儿与无癫痫组患儿在性别分布、体质量、年龄、是否早产、出生体质量、术前机械通气方面差异均无统计学意义。癫痫发作组较无癫痫发作组手术时间更长(P<0.05),手术复杂程度更高、麻醉时间、CPB时间和主动脉夹闭时间较长但差异均未达到统计学意义(均P>0.05)。2组的临床结局比较可知,癫痫发作组较无癫痫发作组的机械通气时间、手术时间、ICU停留时间、住院时间更长(均P<0.01),由于术后死亡人数少,差异未达到统计学意义。癫痫发作总时长与以上因素均无相关性(P>0.05)(表2)。

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表2

癫痫发作组和无癫痫发作组先天性心脏病患儿手术基本资料及术后临床结局的比较

Table 2

Comparison of patient with congenital heart disease and operative characteristics and postoperative outcomes and between seizures group and non-seizures group

表2

癫痫发作组和无癫痫发作组先天性心脏病患儿手术基本资料及术后临床结局的比较

Table 2

Comparison of patient with congenital heart disease and operative characteristics and postoperative outcomes and between seizures group and non-seizures group

组别例数男[例(%)]体质量[kg,M(range)]年[d,M(range)]早产[例(%)]出生体质量(kg,±s)
无癫痫发作组6338(60.3)5.71(2.20,13.60)167(47,255)6(9.5)3.2±0.7
癫痫发作组2425(39.7)5.35(2.55,8.91)113(67,253)3(12.5)2.9±0.6
t/χ2/Z 0.028-0.233-0.0050.1661.137
P 0.8660.9740.4610.7020.259
组别例数STAT分级术前机械通气[h,M(range)]手术时间(h,±s)麻醉时间(h,±s)
1级[例(%)]2级[例(%)]3级[例(%)]4级[例(%)]
无癫痫发作组6330(47.6)17(27.0)9(14.3)7(11.1)0(0,0)2.6±0.83.6±0.9
癫痫发作组245(20.8)11(32.2)6(17.2)2(10.3)0(0,14)3.3±1.44.1±1.5
t/χ2/Z 6.533-1.560-2.656-1.805   
P 0.0870.2600.0420.075   
组别例数CPB时间(min,±s)ACC时间[min,M(range)]术后机械通气[h,M(range)]CICU停留时间[d,M(range)]住院时间[d,M(range)]术后死亡[例(%)]
无癫痫发作组6387±3847(32,61)19(0,47.5)3(2,6)14.6(2,35)0
癫痫发作组24109±6160(25,90)74(14,198)10(5,18)24(17,32)2(8)
t/χ2/Z -1.990-1.554-3.723-4.375-3.838 
P 0.1150.1110.0010.0020.0030.074

注:CPB:体外循环;ACC:主动脉阻断;CICU:心脏重症监护室;STAT:外科手术复杂程度等级 CPB:cardiopulmonary bypass;ACC:aortic cross-clamping;CICU:cardiac intensive care unit;STAT:the Society of Thoracic Surgeons-European Association for Cardio-Thoracic Surgery

2.4 单因素及多元回归分析术后影响癫痫发作的因素

癫痫发作随时间推移而逐渐减少(P<0.01)。根据时间进行校正后发现,癫痫发作与体温、CVP、平均压、收缩压、舒张压(均P<0.05)、pa(CO2)(P<0.1)、乳酸水平(P<0.01)、CRP(P<0.1)、肾上腺素剂量(P<0.01)呈正相关,与pa(CO2)(P<0.1)、米力农使用量、ScO2(均P<0.05)均呈负相关。将这些因素进一步纳入多元回归分析可知,癫痫发作与肾上腺素剂量(P<0.001)、乳酸水平(P<0.01)均呈正相关,而与其他无相关性。时间校正后,肾上腺素与收缩压、舒张压呈负相关(r=-10,P<0.05),与心率呈正相关(r=124,P<0.01)(表3)。

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表3

单因素及多因素回归分析87例先天性心脏病CPB术后患儿癫痫发作的术后影响因素

Table 3

Univariate and multivariate regression analysis results of the correlations of seizures with postoperative variables in 87 patients with congenital heart disease after CPB

表3

单因素及多因素回归分析87例先天性心脏病CPB术后患儿癫痫发作的术后影响因素

Table 3

Univariate and multivariate regression analysis results of the correlations of seizures with postoperative variables in 87 patients with congenital heart disease after CPB

变量rP
单因素回归分析  
 时间-0.001<0.000 1
 体温0.048<0.000 1
 中心静脉压0.0030.012
 心率0.0010.180
 平均压0.0010.013
 收缩压0.0010.001
 舒张压0.0010.042
 pa(CO2)-0.0020.061
 pa(O2)-0.0010.622
 SaO20.0010.289
 葡萄糖0.0010.912
 乳酸水平0.0160.001
 NT-proBNP1.123E-60.432
 CRP0.0010.092
 ScO2-0.0020.026
 多巴胺0.0020.603
 米力农剂量-0.0700.050
 肾上腺素剂量0.808<0.000 1
多因素回归分析  
 时间-0.0010.011
 肾上腺素剂量0.6770.000 5
 乳酸水平0.0120.009

注:pa(CO2):动脉血二氧化碳分压;pa(O2):动脉氧分压;SaO2:动脉血氧饱和度;CRP:C反应蛋白;NT-proBNP:前体脑钠肽;ScO2:脑氧饱和度 pa(CO2):arterial carbon dioxide tension;pa(O2):arterial oxygen tension;SaO2:oxygen saturation;CRP:C-reactive protein;NT-proBNP:N-terminal pro-brain natriuretic peptide;ScO2:cerebral oxygen saturation

3 讨论

本研究是国内第1个关于CHD患儿CPB后脑损伤的研究,亦是国际上第1项对术后临床常规检查和治疗因素进行详细检查的研究。术后早期癫痫发作预示着不良神经发育结果已得到大量研究证实。最早在波士顿的报道中,对低血流量体外循环和深低温停循环完全性大动脉转位术后患儿进行比较,术后48 h内20%患儿出现癫痫发作[2]。在随访中发现65%患儿神经发育结果不良,深低温停循环组结果更差,癫痫发作与不良神经发育结果相关[4]。随后,费城儿童医院检查了多种类型CHD患儿,有11%患儿出现癫痫发作,在随访中癫痫发作与较差的神经发育结局相关[5]。在本研究队列中,CPB患儿术后早期癫痫发作发生率高于国际报道。且在国际报道中,大于2/3的患儿仅表现为亚临床(即EEG癫痫)发作[5]。在本研究中,亚临床发作仅占不到1/2。

本研究发现癫痫发作最显著的术后危险因素为肾上腺素的使用量及乳酸水平,其他因素包括体温、ScO2、血压、CVP、CRP。保护因素包括paCO2和米力农剂量。在英国开展的一项多中心、随机对照临床研究表明,肾上腺素使院外心跳骤停患者30 d生存率增加0.8%,却让3个月后重度神经功能损害的比例增加近2倍[7]。其机制可能为肾上腺素导致脑内微血管缺血,引起血小板活化,促进血栓形成,从而加重缺氧脑损伤,这种现象已在动物实验中被证实[7]。在中国台湾的一项儿童院外心跳骤停多中心回顾性研究中发现,早给肾上腺素与循环恢复相关,与生存率或良好的神经系统结局无关。在失血性休克患儿中早给肾上腺素诱发代谢性酸中毒、减少尿量,是死亡增高率的重要因素[8]。本研究数据是第1个有关CPB术后患儿肾上腺素与脑损伤显著相关的报道。临床使用肾上腺素以维持血压,然而本研究数据提示,时间校正后,肾上腺素与收缩压、舒张压呈负相关(r=-10,P<0.05),而显著提升心率(r=124,P<0.01),增加心肌耗氧量。因为目前并无可靠的研究数据提供用药标准,国际上在CPB后患儿术后正性肌力药的使用亦存在很大差异[9]。另外,本研究数据显示米力农与癫痫发作呈负相关(P<0.05)。在动物实验中米力农可改善蛛网膜下腔出血后的急性脑部低灌注,从而改善迟发性缺血性损伤及神经行为,但在临床试验中尚无充分证据[10]。因此,CPB患儿术后使用米力农具有脑保护作用,适当增加米力农的剂量有可能减轻脑损伤。

其他因素中,乳酸是组织缺氧和灌注不足的标记物,术后乳酸水平的升高是出现神经运动发育不良的显著危险因素[11]。ScO2能够反映出脑部氧运输平衡的变化情况,将CPB术后乳酸水平与ScO2结合作为术后早期脑损伤指标,当ScO2<58%且乳酸水平>7.4 mmol/L时,神经发育结果不良的概率为90%[12]。术后体温控制亦是一个重要的方面,成人心脏手术后24 h内体温>37.9 ℃会引起4~6周后的认知功能障碍[13]。血压是临床监护的重要控制指标,文献报道血压升高使脑电活动活跃[14],当血压过高时可能影响脑细胞活动使其发生异常放电,在治疗中往往重视避免低血压,而对血压过高负面影响的认识较为局限。以往报道CVP升高是小儿脓毒性休克死亡的危险因素[15],而本研究首次发现CVP升高是CPB术后癫痫发作的危险因素。CVP升高预示着微循环受损,器官灌注减少[15],这可能也是引起脑损伤的原因。CRP水平可反应全身炎症反应情况,本课题组之前的研究中所有围术期因素中只有术后CRP峰值与2岁时认知和语言发育呈负相关[16]。此外,本研究数据提示,pa(CO2)是癫痫发作的保护因素,pa(CO2)升高可直接扩张脑血管,增加血流量,但过高的pa(CO2)可增加肺阻力[17],维持正常pa(CO2)范围非常重要。

本研究中7例患儿由于心脏畸形较简单(室间隔缺损)于术后24 h内即转入普通病房,发生临床癫痫后转回CCU行EEG监测;3例由于仪器不足未能在术后及时监测,发生临床癫痫后进行了监测(均于48 h内)。简单CHD患儿亦应引起注意,对这类患儿术后早期脑损伤的报道较少,但其仍存在远期神经发育障碍[18]

本研究尚有不足之处。因经济、人力不足等原因,未能对脑结构损伤进行检查。国际上使用脑磁共振成像进行结构损伤的检查,脑白质损伤最常见且与不良神经发育结果相关[1]。我国CHD患儿手术年龄较国外偏大、肺动脉高压更重,对脑结构的影响可能与国外报道有所差异[19,20]。目前,本课题组已经将脑磁共振检查一并纳入研究。

综上,本研究结果提示CHD患儿癫痫发作的发生率高于国际报道[2,5],癫痫发作最显著的危险因素是肾上腺素高剂量及乳酸水平升高,其他危险因素包括心脏手术的复杂性和术后因素,如高体温、高血压、炎症反应及低ScO2。所以,改善临床常规治疗能够减轻脑损伤及神经发育障碍。在我国,CHD患儿CPB后神经损伤亟需得到重视。

志      谢
志谢

感谢广州妇女儿童医疗中心心脏中心医护人员对本研究工作的大力帮助与支持

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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