主动脉缩窄端侧吻合纠治术后的神经系统预后分析
1.
2.
Postoperative neurodevelopmental outcomes of end-to-side anastomosis for coarctation of the aorta
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2.
通讯作者: 王 伟,主任医师,博士;电子信箱:wangwei@scmc.com.cn。
编委: 吴洋
收稿日期: 2024-10-10 接受日期: 2025-03-07 网络出版日期: 2025-06-28
| 基金资助: |
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Corresponding authors: WANG Wei,E-mail:wangwei@scmc.com.cn.
Received: 2024-10-10 Accepted: 2025-03-07 Online: 2025-06-28
作者简介 About authors
李卓杭(2000—),男,硕士生;电子信箱:
目的·分析主动脉缩窄(coarctation of the aorta,CoA)端侧吻合纠治术后患儿的神经系统预后。方法·收集2017年1月1日至2021年12月31日于上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心行CoA端侧吻合纠治术患儿的手术及神经系统随访资料,包括磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)和Griffiths精神发育量表评分。根据Griffiths精神发育量表的分量表评分,评估患儿神经系统各方面预后情况。通过比较MRI和Griffiths精神发育量表评分结果正常与异常患儿的临床资料,分析2种检查结果之间的相关性,以及检查结果与患儿是否实施体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)及CPB方式的相关性。结果·纳入单纯或合并简单心内畸形的CoA患儿27例。有MRI检查结果者25例,其中检查结果异常者5例(20.0%);有Griffiths精神发育量表评分者26例,其中评分异常的患儿21例(80.77%),包括听力-语言评分异常18例、表现评分异常12例。MRI和Griffiths精神发育量表检查结果异常与是否实施CPB无相关性(P=0.341,P=1.000)。MRI检查结果和Griffiths精神发育量表评分显示,在接受CPB的病例中,中低温组神经系统预后无异常的患儿占所有无异常者的比例较高,分别为80.00%与100.00%。结论·CoA端侧吻合纠治术后患儿发生神经系统异常的比例较高,其中影响较大的是听力-语言和表现能力;CPB不是直接引起神经系统预后不良的危险因素,在中低温下实施可能有利于保护神经系统。
关键词:
Objective ·To analyze the neurodevelopmental outcomes of children after end-to-side anastomosis for coarctation of the aorta (CoA). Methods ·The surgical and neurological follow-up data were collected from children who underwent end-to-side anastomosis for CoA at Shanghai Children's Medical Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine from January 1, 2017 to December 31, 2021. Neurological assessments included magnetic resonance imaging (MRI) and Griffiths Mental Development Scale assessments. Neurodevelopmental outcomes were evaluated using Griffiths Mental Development Scale. Clinical characteristics were compared between patients with normal and abnormal MRI and Griffiths Mental Development Scale results to assess the correlation between the two assessments and their association with cardiopulmonary bypass (CPB) use and CPB modality. Results ·Twenty-seven children with isolated CoA or CoA combined with simple intracardiac anomalies were included. MRI results were available for 25 cases, with 5 showing abnormalities (20.0%). Griffiths Mental Development Scale results were available for 26 cases, with 21 (80.77%) showing abnormal scores, including 18 in hearing and language, and 12 in performance. No significant correlation was found between abnormal MRI or Griffiths Mental Development Scale results and the use of CPB (P=0.341, P=1.000). Among patients who underwent CPB, those in the moderate hypothermia group accounted for the majority of cases without neurological abnormalities, with proportions of 80.00% (MRI) and 100.00% (Griffiths Mental Development Scale). Conclusion ·Children undergone end-to-side anastomosis for CoA are at relatively high risk for neurodevelopmental abnormalities, particularly in hearing-language and performance domains. CPB may not be a direct risk factor for poor neurodevelopmental outcome, and moderate hypothermia during CPB may be neuroprotective.
Keywords:
本文引用格式
李卓杭, 于新迪, 任婧雅, 沈佳, 董素贞, 王伟.
LI Zhuohang, YU Xindi, REN Jingya, SHEN Jia, DONG Suzhen, WANG Wei.
主动脉缩窄(coarctation of the aorta,CoA)表现为主动脉的离散性狭窄或存在长而发育不良的主动脉节段,缩窄常位于动脉导管插入的区域。CoA占所有先天性心脏缺陷的5%~8%[1]。在新生儿、婴幼儿中,手术切除缩窄段是首选治疗方法[2]。纠治CoA的术式有端侧吻合、补片扩大、管道连接等,其中CoA端侧吻合术是指切除主动脉缩窄段,并将降主动脉和主动脉切口端侧吻合的术式。DIJKEMA等[3]在对CoA的研究中发现,手术后的儿童神经系统发育可能出现异常,且可能会出现一些远期神经系统并发症。长期损伤通常是轻度至中度的,但往往同时累及多个发育领域,从而影响儿童的学习能力和生活质量[4]。由于病例数有限以及随访的限制,国内外有关术后神经系统中长期随访的研究均不多。本研究对行CoA端侧吻合纠治术的患儿进行神经系统随访,通过对磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)结果和Griffiths精神发育量表评分的分析,探讨该手术过程中影响神经系统转归的因素。
1 对象与方法
1.1 研究对象
选择2017年1月1日至2021年12月31日在上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心行CoA端侧吻合纠治术患儿为研究对象。其入选标准为单纯CoA,或者合并简单心内畸形如室间隔缺损、房间隔缺损、动脉导管未闭的患儿;排除标准为合并复杂心内畸形以及其他心外畸形的患儿。
1.2 评估方法
1.2.1 MRI检查
MRI检查使用GE Discovery MR750 3.0T或PHILIPS Achieva 1.5T磁共振扫描仪,扫描序列包括T1WI/T2WI/FLAIR/DWI/MRA,层厚2~6 mm,间隔0~1 mm。MRI显示脑室增大或者脑沟加深,判定为检查结果异常。
1.2.2 Griffiths精神发育量表评估
Griffiths精神发育量表是评估儿童神经系统发育的一种工具,通过6个分量表评估儿童的发育情况[5]。A~F分量表分别评估受试儿童的体格发育和协调控制动作的能力、个人和社会的认知能力、接受和表达语言的能力、精细视觉追踪能力、视觉感知能力和工作的速度与准确性、推理能力和解决实际问题的能力;A~E分量表用于0~8岁的儿童,F分量表用于3~8岁的儿童;分量表商值≥85,判定为发育正常。本研究将分量表商值<85视为发育异常,至少1个分量表评分异常视为Griffiths精神发育量表评定结果异常。
1.3 数据采集
收集患儿的手术年龄、手术体质量、检查年龄等基本资料;收集患儿伴发畸形情况、手术时间、体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)方式、CPB时间、转流中红细胞压积(hematocrit,HCT)、停循环时间、脑灌注时间、手术方式、术后MRI检查结果、术后Griffiths精神发育量表评分等临床资料。
1.4 统计学方法
采用SPSS 26.0统计软件对数据进行整理与分析。符合正态分布的定量资料用x±s表示,2组间比较采用独立样本t检验;符合偏态分布的定量资料用M(Q1,Q3)表示,2组间比较采用秩和检验;定性资料的组间比较,采用χ2检验。P<0.05表示差异有统计学意义。
2 结果
2.1 患儿一般情况
共收集到27例行CoA端侧吻合纠治术患儿的神经系统随访结果。有MRI检查结果的有25例,其中有异常报告和无异常报告的患儿分别为5例(20.0%)和20例(80.0%);有Griffiths精神发育量表评分者26例,其中Griffiths精神发育量表评分正常和异常的患儿分别为5例(19.23%)和21例(80.77%)。
患儿手术时年龄为15~796 d,其中新生儿(手术时年龄≤28 d)有5例(18.52%)。患儿的手术年龄、手术体质量等一般情况见表1。未接受CPB的患儿有11例(40.74%);在CPB下进行手术的患儿有16例(59.26%),其中浅低温CPB 3例(18.75%),中低温CPB 10例(62.50%),深低温CPB 3例(18.75%)。16例患儿的CPB时间平均为(99.00±30.16)min,转流中HCT平均为(24.56±2.13)%。接受了主动脉阻断的CPB患儿15例,平均阻断时间为(57.40±15.88)min;接受了停循环的CPB患儿5例,平均停循环时间为(24.80±6.42)min;接受了脑灌注的CPB患儿6例,平均脑灌注时间为(30.17±5.19)min。CPB组与无CPB组之间的手术年龄、手术体质量、检查年龄比较,差异均无统计学意义。由于需要进行CPB甚至停循环,CPB组与无CPB组的手术时间比较,差异有统计学意义(P<0.001)。Griffiths精神发育量表评分和MRI检查结果在是否行CPB的2组间比较,差异均无统计学意义。
表1 CPB组与无CPB组患儿临床资料比较
Tab 1
| Item | All (n=27) | Non-CPB group (n=11) | CPB group (n=16) | t/z value | P value |
|---|---|---|---|---|---|
| Age at surgery /d | 127.00 (32.00, 187.00) | 127.00 (32.00, 187.00) | 87.00 (21.25, 146.25) | -1.629 | 0.103 |
| Weight at surgery/kg | 5.000 (4.280, 6.800) | 6.361±2.943 | 4.750 (4.145, 6.025) | -1.037 | 0.300 |
| Age at examination /d | 745.78±236.33 | 799.09±152.64 | 709.13±278.86 | 0.971 | 0.341 |
| Surgery time/min | 153.89±58.35 | 97.27±31.81 | 192.81±35.50 | -7.160 | <0.001 |
| Number of cases with normal MRI results/n | 20 | 10 | 10 | ‒ | 0.341 |
| Number of cases with abnormal MRI results/n | 5 | 1 | 4 | ||
| Number of cases with normal Griffiths Mental Development Scale results/n | 5 | 2 | 3 | ‒ | 1.000 |
| Number of cases with abnormal Griffiths Mental Development Scale results/n | 21 | 8 | 13 |
2.2 神经系统随访情况
有MRI检查结果的病例有25例,1例因MRI检查过程中苏醒未出报告,1例MRI检查结果缺失。在5例MRI结果异常者中,出现脑室增大的患儿3例,出现脑沟增宽的患儿2例,无2种异常同时出现的患儿。根据MRI检查结果是否正常分组,对术后一般情况、手术时间、CPB时间、转流中HCT、主动脉阻断时间、停循环时间和脑灌注时间进行分析。结果(表2)显示:2组间手术时间、主动脉阻断时间、转流中HCT的差异均无统计学意义;但MRI检查结果有异常组的CPB时间短于无异常组(P=0.035)。
表2 有或无MRI异常的患儿临床资料的比较
Tab 2
| Item | All (n=25) | Abnormal MRI result group (n=5) | Normal MRI result group (n=20) | t/z value | P value |
|---|---|---|---|---|---|
| Age at surgery/d | 127.00 (30.50, 190.50) | 105.20±100.64 | 131.00 (38.50, 192.25) | -0.747 | 0.455 |
| Weight at surgery/kg | 5.000 (4.340, 6.750) | 4.793±1.173 | 5.150 (4.310, 6.950) | -0.917 | 0.359 |
| Age at examination /d | 774.16±221.75 | 806.00±301.61 | 766.20±206.47 | -0.352 | 0.728 |
| Surgery time/min | 148.40±57.13 | 156.00±40.68 | 146.50±61.28 | -0.326 | 0.747 |
| Number of cases with CPB/n | 14 | 4 | 10 | ||
| CPB time/min | 96.29±30.77 | 69.75±22.60 | 106.90±27.55 | 2.378 | 0.035 |
| HCT during CPB/% | 24.71±2.16 | 24.75±2.06 | 24.70±2.31 | -0.038 | 0.971 |
| Number of cases with aortic cross-clamp/n | 13 | 3 | 10 | ||
| Aortic clamp time/min | 56.23±16.70 | 44.67±13.32 | 59.70±16.57 | 1.425 | 0.182 |
| Number of cases with circulatory arrest/n | 5 | 1 | 4 | ||
| Duration of circulatory arrest/min | 24.80±6.42 | 21 | 25.75±6.99 | ||
| Number of cases with cerebral perfusion/n | 4 | 0 | 4 | ||
| Duration of cerebral perfusion/min | 30.00±6.58 | ‒ | 30.00±6.58 |
收集到有Griffiths精神发育量表评分结果的病例26例,另外1例患儿的Griffiths精神发育量表评分缺失。在26例有量表评分的患儿中,评分正常和异常的患儿分别为5例(19.23%)和21例(80.77%)。在21例评分异常的病例中,有1~6项分量表评分异常的患儿分别有7、6、2、4、2、0例;分量表A~E评分异常的患儿分别有4例(19.05%)、7例(33.33%)、18例(85.71%)、6例(28.57%)和12例(57.14%);有分量表F数据的病例有5例,其中评分异常者4例(80.00%)。结果显示,分量表C(听力-语言分量表)、E(表现分量表)、F(实际推理分量表)评分异常的比例较大。
以Griffiths精神发育量表评分是否正常分组,对CoA端侧吻合纠治术后的一般情况、手术时间、CPB时间、转流中HCT、主动脉阻断时间、停循环时间和脑灌注时间进行分析,结果见表3。2组患儿手术年龄、手术体质量、检查年龄的差异无统计学意义(均P>0.05);2组患儿手术时间、CPB时间、转流中HCT的差异无统计学意义(均P>0.05);Griffiths精神发育量表评分异常组的主动脉阻断时间短于评分正常组,差异有统计学意义(P=0.037)。
表3 Griffiths精神发育量表评分正常与异常组临床资料比较
Tab 3
| Item | All (n=26) | Abnormal Griffiths Mental Development Scale result group (n=21) | Normal Griffiths Mental Development Scale result group (n=5) | t/z value | P value |
|---|---|---|---|---|---|
| Age at surgery /d | 116.00 (31.25, 188.75) | 127.00 (34.00, 190.50) | 119.40±125.23 | -4.888 | 0.626 |
| Weight at surgery/kg | 5.000 (4.235, 6.850) | 5.000 (4.250, 6.750) | 6.008±2.822 | 0.000 | 1.000 |
| Age at examination/d | 737.12±236.60 | 741.33±253.17 | 719.40±170.06 | -0.183 | 0.857 |
| Surgery time/min | 157.12±57.00 | 156.19±56.59 | 161.00±65.33 | 0.166 | 0.869 |
| Number of cases with CPB/n | 16 | 13 | 3 | ||
| CPB time/min | 99.00±30.16 | 93.46±28.35 | 123.00±30.61 | 1.608 | 0.130 |
| HCT during CPB/% | 24.56±2.13 | 24.46±2.22 | 25.00±2.00 | 0.384 | 0.707 |
| Number of cases with aortic cross-clamp/n | 15 | 12 | 3 | ||
| Aortic clamp time/min | 57.40±15.88 | 53.25±13.25 | 74.00±16.82 | 2.320 | 0.037 |
| Number of cases with circulatory arrest/n | 5 | 4 | 1 | ||
| Duration of circulatory arrest/min | 24.80±6.42 | 24.25±7.27 | 27.00 | ||
| Number of cases with cerebral perfusion/n | 6 | 5 | 1 | ||
| Duration of cerebral perfusion/min | 30.17±5.19 | 31.60±4.28 | 23.00 |
比较MRI检查结果与Griffiths精神发育量表评分,结果显示MRI检查结果与Griffiths精神发育量表评分无相关性(P=0.274)。但Griffiths精神发育量表评分正常的患儿,其MRI检查结果均无异常;MRI检查结果有异常的患儿,其Griffiths精神发育量表评分均有异常(表4)。
表4 Griffiths精神发育量表评分与MRI检查结果的相关性
Tab 4
| Item | Normal Griffiths Mental Development Scale result group (n=5) | Abnormal Griffiths Mental Development Scale result group (n=21) | P value |
|---|---|---|---|
| Abnormal MRI result | 0 | 5① | 0.274 |
| Normal MRI result | 5 | 14① |
2.3 神经系统检查结果与CPB温度的相关性
Griffiths精神发育量表评分在3个CPB温度组间比较,差异无统计学意义(P>0.05);MRI检查结果在3组间的差异有统计学意义(P=0.006)。Bonferroni检验结果显示,MRI检查结果在浅低温组与中低温组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。中低温组在所有检查结果无异常的病例中比例均较高,在MRI检查结果与Griffiths精神发育量表评分无异常的病例中分别占80.00%与100.00%,提示中低温可能更有利于神经系统的预后(表5)。
表5 神经系统检查结果与CPB温度的关系
Tab 5
| Item | Mild hypothermia group (n=3) | Moderate hypothermia group (n=10) | Deep Hypothermia group(n=3) | P value |
|---|---|---|---|---|
| Abnormal MRI results/n | 3 | 0 | 1 | 0.006 |
| Normal MRI results/n | 0 | 8 | 2 | |
| Abnormal Griffiths Mental Development Scale results/n | 3 | 7 | 3 | 0.518 |
| Normal Griffiths Mental Development Scale results/n | 0 | 3 | 0 |
3 讨论
本研究针对单纯CoA及合并简单心内畸形的患儿进行神经系统随访。该类患儿由于存在主动脉狭窄,术前脑部的血压和血流灌注受影响,可能损伤其神经系统或者提高其神经系统的易损性;手术过程中的麻醉、手术操作、CPB等也会导致神经系统的损伤。本研究中,该类患儿术后MRI异常比例达20.0%,与国外相关研究[10]结果近似。本研究结果显示,Griffiths精神发育量表评分异常的患儿比例为80.77%,其中以听力-语言和表现2个维度评分异常的比例较高;SIMON等[11]采用Vineland适应性行为量表进行评估,发现50%的患儿表现出神经发育迟缓。这2项研究结果的差异,可能与采用的评估量表不同或均为小样本研究有关。Griffiths精神发育量表的评分更加精细化,部分轻度神经系统发育异常的患儿也被统计在内。需要注意的是,由于年龄的原因,本研究中仅有5例患儿完成了实际推理能力分量表的检测,异常率达到80.0%。先天性心脏病患儿术后的神经系统发育异常的比例随着年龄的增长而增加,主要是与婴幼儿神经系统检测方法有限有关。因此,对于这类患儿神经系统发育应进行长期随访。
本研究提示,CoA端侧吻合纠治术后,部分患儿会发生神经系统损伤。患儿接受和表达语言的能力、视觉感知能力和工作的速度与准确性、推理能力和解决实际问题的能力受到了较大影响,这与MAJNEMER等[12]的研究结果相符。医务工作者应加强对神经系统预后的关注,促进患儿语言与执行功能发育,进一步改善患儿预后。MRI检查结果有异常组的CPB时间短于无异常组,可能因为温度、个体差异、凝血的管理、术前是否有神经系统异常等对MRI检查结果产生了影响。Griffiths精神发育量表评分异常组的主动脉阻断时间短于正常组,可能的原因是Griffiths精神发育量表正常组仅有3例进行了主动脉阻断,其中1例的主动脉阻断时间较长,由于样本量较小,单个数据对该组主动脉阻断时间的统计结果影响较大。有无神经系统异常的患儿的比较结果显示,CPB时间、主动脉阻断时间、停循环时间与神经系统发育无明显关系,说明CPB、主动脉阻断和停循环对于神经系统预后的影响并不大。MRI检查结果显示,CPB中低温组的正常比例高于浅低温组。虽然Griffiths精神发育量表评分在CPB组间的差异无统计学意义,但3例正常患儿均在中低温组,提示中低温可能有利于患儿术后神经系统的预后。浅低温时机体代谢率较高,实施CPB过程中可能引起大脑氧供相对不足;深低温则可能直接导致神经系统损伤;而中低温可能对患儿的神经系统有一定的保护作用。
有研究[9]显示,部分先天性心脏病患儿术前即存在脑损伤,发生率可达23%~61%;说明该类患儿术前即存在相当比例的神经系统发育落后。先天性心脏病患儿身体条件较差,术前进行MRI检查存在一定的风险。另一方面,由于受到年龄的限制,部分患儿无法完成精神发育量表测试。因此,本研究未对患儿术前的神经系统状况进行评估,不排除部分患儿在术前即存在神经系统问题,这可能也是神经系统异常比例较高的原因之一。
MRI可用于识别先天性心脏病患儿围手术期的脑损伤[13]。MRI检查的特异度较高,可以作为评估患儿神经精神发育异常的检查方式;但其敏感度不高,且患儿往往需要预先接受镇静处理,在便捷度上也存在一定的缺陷。本研究结果显示:Griffiths精神发育量表评分正常的患儿,其MRI检查结果均无异常;MRI检查结果有异常的患儿,其Griffiths精神发育量表评分均有异常。这说明仅仅依靠影像学检查无法全面评估患儿的神经系统发育状况。全面评估患儿的神经系统预后,需要采用神经精神发育量表;但采用量表评估的缺点是所需时间较长,有些患儿难以配合。有研究[13]指出,除了神经精神发育量表之外,脑电图可能也是评估脑损伤的一种合理的检查方式。但脑电图存在定位不清晰、敏感度低等缺陷。因此,临床上需要更简单、更准确的筛查方式,以便尽早了解患儿神经系统损伤,这将有助于对神经系统发育异常进行早诊断和早治疗。
本研究也存在一定局限性:本研究患儿的年龄范围过大,研究的均一性较差;由于患儿联系方式变化和其他社会经济因素的影响,失访率较高;由于CoA在先天性心脏病中的发病率较低,为了保持病种的均一性,本研究的样本量较小。CHETAN等[14]在对CoA患儿神经发育结果的研究中指出,只有极少部分患儿最终接受了神经发育评估,这说明各种原因引起的失访在相关研究中是常见现象。因此,应当加强对患儿家属的宣教,提高随访率,促进早期干预,以改善患儿神经系统发育。
综上所述,对于CoA端侧吻合纠治术后的神经系统损伤,临床上应予以重视,给予及时随访并进行早期干预。术后患儿接受和表达语言的能力、视觉感知能力和工作的速度与准确性、推理能力和解决实际问题的能力受较大影响;CPB、主动脉阻断和停循环对神经系统预后的影响不大,中低温下进行CPB可能对患儿的神经系统有保护作用。
伦理批准和知情同意
本研究已通过上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心伦理委员会的审核批准(审批号SCMCIRB-K2024165-1)。所有实验过程均遵照《赫尔辛基宣言》的条例进行。受试对象或其亲属已经签署知情同意书。
Ethics Approval and Patient Consent
All experimental protocols in this study were reviewed and approved by Institutional Review Board of Shanghai Children's Medical Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine (Approval Letter No. SCMCIRB-K2024165-1), and all experimental protocols were carried out by following the guidelines of Declaration of Helsinki. Informed consent letters have been signed by the research participants or their relatives.
作者贡献声明
王伟负责研究设计,于新迪、任婧雅、沈佳、董素贞参与患者入组和数据收集,李卓杭负责统计分析及论文撰写。所有作者均阅读并同意了最终稿件的提交。
AUTHOR's CONTRIBUTIONS
The study was designed by WANG Wei. YU Xindi, REN Jingya, SHEN Jia and DONG Suzhen contributed to patient enrolment and data collection. LI Zhuohang was responsible for statistical analysis and paper writing. All authors have read the final version of paper and consented to submission.
利益冲突声明
所有作者声明不存在利益冲突。
COMPETING INTERESTS
All authors disclose no relevant conflict of interests.
参考文献
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