颈部降温装置的研制及其在家兔心肺复苏中的脑保护作用

发布时间：2019-07-22 08:01

【摘要】：心肺复苏(Cardiopulmonary resuscitation，CPR)后脑损伤是制约心搏骤停(cardiac arrest,CA)患者最终结局的瓶颈，其根本机理是全脑的缺血再灌注损伤。亚低温（Mild hypothermia,MH）是目前唯一被大量临床研究证明有效并得到多个专业协会强力推荐的脑保护措施。选择性头颅降温因为所需降温能量小、装置小、对全身干扰小而越来越受到重视，但目前临床的降温措施或多或少存在缺陷，并且复苏后低温治疗措施常常落后于脑再灌注损伤的发展进程，虽然有效，但治疗靶点主要在后期的炎症反应和细胞凋亡，错过了脑再灌注损伤的早期治疗窗口。颈部具有成为选择性头颅降温得天独厚的条件：(1)进出颅内的大血管（颈动脉及椎动脉）均需通过颈部；(2)颈动脉及分支相对表浅，而且颈部没有坚硬的外壳，可以迅速的通过热交换达到降温效果。此外，目前已有文献报道复苏时低温较复苏后低温治疗具有显著的脑保护作用。因此我们设想：(1)迅速降低颈部温度，然后通过组织间的热传导降低进入颅内血流温度，这样就可以迅速降低脑组织温度。(2)与复苏后常规亚低温（体表降温）治疗相比，在复苏同时就启动颈部快速深度降温治疗，在自主循环恢复（Returnof spontaneous circulation，ROSC）前充分预冷即将进入脑组织的血液，ROSC后迅速降低脑组织温度，实现无创性低温再灌注的理念，从而达到显著减轻心搏骤停后脑损伤，改善中枢神经系统(central nervous system,CNS)功能并提高存活率的目的。第一部分颈部降温装置的研制及颈部降温装置表面的降温效果观察目的研制出可用于家兔颈部的降温装置并观察降温装置的降温效果。方法采用半导体降温原理及组织间热传导原理，设计颈部降温装置；通过温度计探头重复观察4次颈部降温装置降温效果，观察时间间隔为1min，观察总时间为60min。结果研制出可用于家兔颈部降温的降温装置并观察其降温效果，结果显示在5min内即可降至0℃以下，后维持在-4℃左右。结论研制出的降温装置降温速率快，降温效果明确。第二部分观察颈部降温装置对家兔脑组织的降温效果及其安全性目的观察颈部降温装置对家兔的降温效果及其安全性。方法5只健康家兔麻醉后，经口气管插管，颈部放置降温装置降温60min，观察脑部、颈部及肛门温度，监测血流动力学及呼吸功能指标，降温1周后取颈部皮肤HE染色。结果60min降温结束后，脑温、颈温及肛温分别下降了5.7±1.1℃、7.9±1.4℃、3.9±0.7℃，脑温较肛温下降明显，并随着降温时间的延长，脑温肛温差越来越明显，由0.5±0.3℃降至-1.3±0.9℃。降温前后血流动力学、呼吸功能差异无统计学意义，颈部皮肤HE染色未见明显异常。结论颈部降温装置可以迅速降低家兔脑温，并对全身温度影响较小，安全性也较高。第三部分观察在心肺复苏同时实施颈部降温对家兔脑保护作用的影响目的观察在心肺复苏同时实行颈部降温对心搏骤停家兔的脑保护作用。方法24只家兔麻醉后，经口气管插管，采用4min室颤模型，随机分为3组，诱导右心室致颤模型，颈部降温组（n=8）采用颈部降温装置降温，在复苏同时实施颈部降温；全身低温组（n=8）在复苏成功后30min用冰块及电风扇进行降温；对照组（n=8）只实行常规心肺复苏，不实行温度干预。观察复苏成功率、生存时间，4小时内脑温、颈温、肛温、血流动力学、呼吸功能的变化，，72小时内NSE的变化及24小时NDS评分。结果颈部降温组和全身降温组相比可明显降低复苏时及复苏成功后脑温，于复苏后60min左右达到最低值（29.9±0.7℃），并对核心温度影响较小（35.6±0.7℃）。按压4min时各组的脑温分别为37.1±0.8℃、37.9±0.2℃、37.6±0.7℃，颈温降温组和全身降温组差异有统计学意义（P=0.044）。三组脑温的降温速率分别为0.14±0.70℃/min，0.06±0.02℃/min，0.02±0.01℃/min，颈部降温组降温速率明显较其他两组快，且与其他两组差异均有统计学意义（P＜0.05）。三组的肛温的降温速率分别为0.04±0.01℃/min，0.06±0.01℃/min，0.02±0.01℃/min，全身降温组降温速率明显较其他两组快，且与其他两组差异均有统计学意义（P＜0.05）。各组之间血流动力学及呼吸功能指标差异无明显统计学意义（P＞0.05），但我们发现颈部降温组的血流动力学指标在ROSC后60min左右达到最低值，并且MAP的变化和脑温及颈温的变化密切相关（R2=0.75和0.90）。ROSC后3h及6h神经元特异性烯醇化酶(NeuronSpecific Enolase，NSE)对照组和颈部降温组及全身降温组差异有统计学意义（P＜0.05），生存时间、复苏成功率及ROSC后24小时NDS评分差异无统计学意义。结论在复苏同时实施颈部降温可明显降低脑温，并对全身温度影响小，且在按压4min时颈部降温组已出现脑温下降，实现了的无创性低温再灌注的目的。但实验过程中过低的脑温及颈温有可能造成MAP过低，造成复苏后组织器官的低灌注，从而影响家兔的预后，有待于进一步完善降温装置及降温方案。
【图文】：

体制冷片、铜块、铜片、散热器及其他电器原件构成（见图1-1）。半导体制冷片两边分别接有铜块，一边用来降温，一边用来散热，降温侧连接环绕成适合家兔颈部大小的铜片，散热侧连接散热器。电路控制系统采用 12V 直流电源，温度控制器采用单片机控制电路，可以调节温度上下限，在电脑温度设定范围内工作。图 1-1 研制出的颈部降温装置

烯导管插入，到达下腔静脉，用于给药。以上所有导管均充满5U/ml的肝素生理盐水。将另一温度计探头由肛门放入，放入长度为4cm。将颈部降温装置放置于动物颈部。图2-1 颈部装置放置于家兔颈部示意图2、开始降温记录基线下的脑温、颈温及肛温，然后开始降温，依次观察三个部位的温度，观察时间间隔为 1min，观察总时间为 60min。待实验完成后拔除颈部及脑部探头，注意给动物保暖，待肛温恢复至 36℃后将动物单独入笼，自由饮水活动。3、观察指标（1）一般指标记录家兔体重(Body weight,BW)、麻醉药用量等。（2）血流动力学指标通过右侧股动脉插管到胸主动脉，测压导管充满肝素通过压力传感器与数据采集系统连接，可以测定出收缩压及舒张压，通过软件分析计算可得出平均动脉压（Meanartery pressure
【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R459.7

【参考文献】