体外循环及选择性脑灌注状态下眼压的变化及意义
唐 瑜1 高 峰2▲ 白 晶1 郭 涛1 何学志2 庄熙晶2 丁学前3
1.大连市中心医院眼科,辽宁大连 116033;2.大连市中心医院心脏大血管外科,辽宁大连 116033;3.大连市中心医院体外循环科,辽宁大连 116033
[摘要]目的 观察在温度、血压不同的体外循环前、体外循环中及选择性脑灌注、恢复循环时眼压变化规律。方法 选取2018年12月~2020年9月于大连市中心医院诊断的Stanford A型主动脉夹层、具有手术指征行升主动脉及主动脉弓置换联合冰冻象鼻手术的患者作为研究对象,记录一般情况,测量术中降温、选择性脑灌注、恢复循环以及复温过程(温度点同降温)中各时间点眼压,并进行分析。结果 共观察21例患者,男15例(71.4%),女6例(28.6%)。所有患者均有高血压病史,无青光眼家族史。术前及术后床旁眼科查体未见明显异常。降温过程中各温度点眼压比较,差异有统计学意义(P<0.05),眼压随温度下降呈降低趋势;复温过程中各温度点眼压比较,差异有统计学意义(P<0.05),眼压随温度上升呈上升趋势;选择性脑灌注过程中眼压随时间延长呈下降趋势,脑灌注5 min 与脑灌注10 min眼压比较,差异无统计学意义(P>0.05),其余各点差异均有统计学意义(P<0.05);恢复循环过程中眼压随时间延长呈上升趋势,各时间点眼压比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 温度与血压可对眼压产生影响,眼压与温度和血压呈正相关趋势。
[关键词]眼压;温度;血压;体外循环;选择性脑灌注
眼压为眼内容物作用于眼球壁的压力,对维持眼球正常形态和功能有重要意义[1]。眼压由房水产生、房水外流阻力和上巩膜静脉压所决定,并受中枢神经支配、血液循环以及其他因素的影响。体外循环是心脏手术中的生命支持技术,替代心肺功能,体外循环时血流灌注为平流灌注,可以通过对体温、血压的控制,满足各脏器的生理需求[2]。本研究旨在观察在体外循环不同阶段,包括体外循环前、体外循环中、选择性脑灌注(简称脑灌注)以及恢复循环,温度、血压变化时眼压变化规律,分析眼压形成影响因素,为眼压控制及调节机制研究提供新的思路和理论依据。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2018年12月~2020年9月于大连市中心医院心脏大血管外科住院治疗,经主动脉CTA 诊断为Stanford A型主动脉夹层,行升主动脉、主动脉弓置换联合冰冻象鼻手术的患者作为研究对象。排除标准:①清醒卧位眼压>21 mmHg 或合并其他眼部疾病者(除外屈光不正≤±3D,轻度老年性白内障);②有眼部手术及眼外伤史者;③有马凡氏综合征、Behcet病、系统性红斑狼疮等结缔组织病史者;④妊娠、梅毒、心内膜炎、脑血管病史、多发性结节性动脉炎等血管炎病史者;⑤术中发生大量失血、失血性休克等并发症者;⑥术前因夹层导致中枢神经系统损伤者。本研究符合赫尔辛基宣言伦理准则,通过大连市中心医院伦理委员会批准,患者均知情同意。
1.2 方法
1.2.1 一般信息采集 记录患者性别、年龄、身高、体重等一般信息。记录高血压、糖尿病、青光眼家族史,术前及术后24 h 内床旁裂隙灯、眼底检查结果。
1.2.2 与本实验相关手术步骤 ①动脉插管:体外循环动脉插管为股动脉插管,脑灌注动脉插管为右腋动脉插管。术中有创监测股动脉压、左桡动脉压。脑灌注时,血流沿右颈总动脉进入颅内,Willis 环完整状态下血流可经过动脉环代偿至左侧大脑,左桡动脉可监测到动脉血压[3]。②降温过程:体外循环平稳转机后,阻断升主动脉、心脏停跳,患者循环完全依赖体外循环平流灌注,灌注流量2.2~2.4 L/(kg·min),血压50~80 mmHg,维持血压波动<10 mmHg,中度血液稀释,转流中红细胞压积维持在20%~30%,动脉血氧饱和度维持在95%~100%,静脉血氧饱和度维持在65%~75%[4],逐步降温至鼻咽温26℃。③脑灌注过程:鼻咽温降至26℃后,当外科操作需开放主动脉远端时,股动脉灌注减流量至停止,维持脑灌注流量10 mL/(kg·min),维持左桡动脉压约16~25 mmHg。④恢复流量及复温过程:当外科操作完成主动脉远端吻合或冰冻象鼻内放置球囊封闭后,开始缓慢动脉还血恢复体外循环,待静脉血氧饱和度>75%开始复温,复温过程维持平流灌注及渗透压同降温。
1.2.3 眼压测量 采用Schiotz 压陷式眼压测量法,测量双眼压,每眼每时间点测量3次取平均值。测量降温过程中鼻咽温36℃、32℃、28℃、26℃,脑灌注过程中脑灌注前、开始即刻、开始后每隔5 min,恢复循环前、恢复循环即刻、恢复循环5 min、10 min,复温过程(温度点同降温)中各时间点眼压,测量结束与测量时间差控制在1 min 内,均由同一人操作,注意保护角膜避免损伤,测量结束后涂眼膏。因右腋动脉插管,右侧大脑在整个手术过程中均存在直接血供,故选取右眼压进行统计学分析。
1.3 统计学方法
采用SPSS 26.0 统计学软件进行数据分析,计量资料用均数±标准差(±s)表示,组间比较采用重复测量方差分析,Greenhouse-Geisser 法进行校正,组内各时间点之间的比较采用Bonferroni 法,以P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 一般情况
共观察21例患者,其中男15例(71.4%),女6例(28.6%);年龄42~67岁,平均(56.90±6.42)岁;身高162~180 cm,平均(171.4±5.03)cm;体重54~83 kg,平均(70.43±8.28)kg;体重指数(body mass index,BMI)19.83~26.79 kg/m2,平均(23.89±1.85)kg/m2。所有患者均有高血压病史,糖尿病病史13例,均无青光眼家族史,术前查体眼前节未见异常,眼底视盘边界清,未见眼底出血。术后24 h 内床头查体眼前节未见异常,眼底视盘边界清,未见眼底出血及黄斑水肿,患者苏醒后均无视物模糊等不适。
2.2 术中血压(左桡动脉压)及脑灌注时间
降温过程中,血压53~78 mmHg,平均(62.85±8.31)mmHg,波动<10 mmHg。脑灌注过程中,血压18~24 mmHg,平均(20.73±2.01)mmHg,恢复循环及复温过程中,血压57~79 mmHg,平均(67.48±7.95)mmHg,波动<10 mmHg。脑灌注时间8~23 min,平均(14.13±4.02)min,其中4例脑灌注时间<10 min,9例10~14 min,6例15~19 min,2例≥20 min。
2.3 平流灌注降温过程中眼压的变化
平流灌注降温过程中,36℃眼压平均(15.82±1.68)mmHg,32℃眼压平均(13.59±1.71)mmHg,28℃眼压平均(11.17±1.84)mmHg,26℃眼压平均(9.74±1.58)mmHg。降温过程中各温度点眼压比较,差异有统计学意义(F=178.841,P=0.000),经Bonferroni 两两比较分析,不同温度点眼压比较,差异均有统计学意义(P<0.05),眼压随温度下降呈降低趋势(图1)。

 
图1 降温过程中各温度点眼压
2.4 平流灌注复温过程中眼压的变化
平流灌注复温过程中,26℃眼压平均(8.97±1.71)mmHg,28℃眼压平均(10.88±1.85)mmHg,32℃眼压平均(13.47±1.46)mmHg,36℃眼压平均(16.36±2.13)mmHg。复温过程中各温度点眼压比较,差异有统计学意义(F=172.096,P=0.000),经Bonferroni 两两比较分析,不同温度点眼压比较,差异有统计学意义(P<0.05),眼压随温度上升呈上升趋势(图2)。

 
图2 复温过程中各温度点眼压
2.5 脑灌注过程中眼压的变化
脑灌注期间每隔5 min 测量一次眼压,脑灌注15 min时间点仅采集8例患者数据(其中2例患者数据采集持续至脑灌注20 min),因数据缺失较多,重复测量方差分析未纳入脑灌注15 min 及以后数据,此8例患者该时间点后眼压与脑灌注10 min 眼压均相同。脑灌注过程中脑灌注前眼压平均(9.74±1.58)mmHg,脑灌注即刻眼压平均(6.75±1.65)mmHg,脑灌注5 min眼压平均(5.02±1.39)mmHg,脑灌注10 min 眼压平均(4.41±0.66)mmHg。各时间点眼压比较,差异有统计学意义(F=121.383,P=0.000),经Bonferroni 两两比较分析,脑灌注5 min 与脑灌注10 min 眼压比较,差异无统计学意义(P=0.139),脑灌注过程中眼压随时间延长呈下降趋势(图3)。

 
图3 脑灌注过程中各时间点眼压
2.6 恢复循环过程中眼压的变化
恢复循环过程中,恢复循环前眼压平均(4.51±0.76)mmHg,恢复循环即刻眼压平均(6.41±1.02)mmHg,恢复循环5 min 眼压平均(7.39±0.96)mmHg,恢复循环10 min 眼压平均(7.99±1.08)mmHg,各时间点眼压比较,差异有统计学意义(F=144.376,P=0.000),经Bonferroni 两两比较分析,不同时间点眼压比较,差异有统计学意义(P<0.05),眼压随恢复循环时间延长呈上升趋势(图4)。

 
图4 恢复循环过程中各时间点眼压
3 讨论
本研究观察到体外循环状态下单独改变温度或改变血压,眼压均发生变化,提示二者均可对眼压产生影响。本研究在血压维持相对恒定的平流灌注状态下,实现降温与复温过程,可以观察到温度对眼压的影响,眼压值随温度下降呈降低趋势,温度降至26℃眼压下降约7~8 mmHg,眼压均值为(9.77±1.57)mmHg。房水循环是眼睫状血液循环的一部分,与中央血管系统无关[5]。房水来源于睫状体睫状突毛细血管网的血浆[6],前睫状小动脉供应主睫状突顶部,这些终末小动脉可能存在毛细血管前的括约肌结构[7],该部位可能是生理性或药物性介质起作用的肾上腺素能神经的解剖位置,通过这些括约肌结构起着调整睫状突内毛细血管血流进而影响房水生成。低体温冷刺激可使交感神经系统兴奋,节后肾上腺素能神经兴奋收缩,毛细血管血流减少,导致房水生成减少,眼压降低。曾有实验将动物暴露在低温下,观察到动物眼压降低,动物眼房水的产生量减少,推测可能是水通过睫状上皮需要能量的主动运输受到影响[8-9]。在正常人受试者中,暴露在极冷空气流(-19℃)下会降低眼压[10]。复温过程与降温相反,温度升高,毛细血管血流增加,可增加房水分泌,眼压随温度上升亦呈上升趋势,复温后眼压可恢复至降温前水平。
在脑灌注过程中,保持温度不变,血压平均降低21 mmHg,眼压相比26℃平流全流量灌注时下降约5.5 mmHg。血压大幅度下降,眼压下降,恢复循环血压上升后眼压上升,二者变化一致。关于血压与眼压的关系曾有多种假说[11-12],血压升高引起眼压升高的具体机制目前还未清楚,一种假说认为,血压升高引起睫状动脉内的压力相应升高,致使房水生成量增多,眼压升高。另外,血压的升高也会引起睫状前静脉压力的升高,使房水的流出受阻,眼压升高[13]。正常状态下房水外流存在着一定阻力,体外循环过程中不涉及增加眼内房水外流阻力因素;体外循环转流过程依靠滚压泵实现主动血液平流灌注与静脉引流,脑灌注过程中需要保证脑部静脉引流充分,亦不涉及增加上巩膜静脉压的因素。因此体外循环过程中血压对眼压的影响考虑主要通过改变房水生成来实现。血压升高引起睫状动脉内的压力相应升高,致使房水的生成量增多,眼压升高。血压下降时,睫状体血流减少,可影响房水超滤[14],房水生成减少,眼压降低。Bill[15]研究显示收缩压变化,可以导致眼压小幅度变化,与睫状体毛细血管压力变化相关。血压变化与眼压变化存在直接相关性,血压降低与眼压降低有关[16],与本研究结果一致。
脑灌注流量为维持细胞功能最低流量,本研究中测量眼压可低至4 mmHg。而正常状态下机体平均组织压为5 mmHg,体外循环需要中度血液稀释,机体组织压可有降低,故考虑在脑灌注过程中测得眼压,已接近机体平均组织压。低眼压可出现黄斑水肿,血-房水屏障破坏等并发症,本研究中患者术后眼底检查未见明显异常,患者清醒后无眼部不适,考虑低温可保护视网膜功能。曾有实验证实兔眼局部低温对血眼屏障有一定的保护作用,局部低温环境下眼内细胞对缺氧和损伤的耐受得到增强[17]
本研究存在不足之处,首先,本研究为单中心的观察性研究;其次,本研究病例数偏少,样本量有待于进一步增加;最后,本研究未涉及血流动力学等精确量化指标,有创监测动脉压与球后血流动力学指标相结合,能更准确反应血压与眼压的关系。温度、血压与眼压更深一层的关系还有待于通过更多的临床及实验研究去证实,还有待于进一步探索,以期为眼压的调控提供更多有价值的临床依据。
综上所述,温度与血压可对眼压产生影响,眼压与温度、血压有着复杂和密切的关系。温度和血压的升高或下降,可使眼压产生相同的变化。临床工作中,降眼压的治疗不能忽视体温、血压、特殊职业(高温或低温作业)等全身情况,使综合治疗能够发挥更大的效果。
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Changes and significance of intraocular pressure during cardiopulmonary bypass and selective cerebral perfusion
TANG Yu1 GAO Feng2▲ BAI Jing1 GUO Tao1 HE Xue-zhi2 ZHUANG Xi-jing2 DING Xue-qian3
1.Department of Ophthalmology,Dalian Municipal Central Hospital,Liaoning Province,Dalian 116033,China;2.Department of Cardiovascular Surgery,Dalian Municipal Central Hospital,Liaoning Province,Dalian 116033,China; 3.Department of Cardiopulmonary Bypass,Dalian Municipal Central Hospital,Liaoning Province,Dalian 116033,China
[Abstract]Objective To observe the changes of intraocular pressure with different temperature and blood pressure during cardiopulmonary bypass,selective cerebral perfusion and recovery of circulation.Methods Patients who diagnosed of Type A Aortic Dissection with surgical indications underwent ascending aorta replacement and aortic arch replacement combined with frozen elephant trunk surgery in Dalian Municipal Central Hospital from December 2018 to September 2020 were selected as the research objects.General situations were recorded.Intraocular pressure during the operation cooling process,selective cerebral perfusion process,circulation recovery process and rewarming were measured and analyzed.Results A total of 21 patients were observed,including 15 males (71.4%) and 6 females (28.6%).All patients had a history of hypertension and without family history of glaucoma.There was no obvious abnormality in ophthalmic examination before and after operation.During the cooling process,the differences of intraocular pressure at different temperature points were statistically significant (P<0.05),and intraocular pressure decreased with the lowing of temperature.During the rewarming process,the differences of intraocular pressure at each temperature points were statistically significant (P<0.05),and intraocular pressure showed an upward trend with the increase of temperature.During the selective cerebral perfusion process,intraocular pressure showed a downward trend with the extension of time,and there was no difference between 5 minutes and 10 minutes of cerebral perfusion (P>0.05),and in other points,the differences were statistically significant (P<0.05).Intraocular pressure increased with time during the recovery of circulation,and the differences in each points were statistically significant (P<0.05).Conclusion Temperature and blood pressure can affect intraocular pressure.Intraocular pressure is positively correlated with temperature and blood pressure.
[Key words]Intraocular pressure; Temperature; Blood pressure; Cardiopulmonary bypass; Selective cerebral perfusion
[中图分类号]R755
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2021)2(b)-0155-05
[基金项目]辽宁省大连市医学科学研究计划项目(1811019)
▲通讯作者
(收稿日期:2020-10-23)