冠状动脉搭桥术中轻度低温与常温体外循环的神经保护效应 (HYPNOCABG)
冠状动脉旁路移植术心肺转流期间轻度低温与常温相比的神经保护作用——单中心随机对照试验
在高收入国家，冠状动脉旁路移植术（CABG）仍然是一种常见的手术，每年每10万居民中约有36.7例手术，相当于欧盟约136,000例手术。 这突显了巨大的医疗负担以及优化手术结果的必要性。 心肺转流（CPB）是心脏手术的基本组成部分，确保重要器官的体外灌注。
低温CPB由于其假定的神经保护机制，历史上被广泛用于器官保护。 然而，证明其优于常温CPB的证据仍然不明确。 在其2024年的指南中，欧洲心胸外科协会建议考虑常温（≥35°C）以减少术后神经认知功能障碍（II类，A级）。 这一建议主要基于两项荟萃分析，但基础研究显示出方法学异质性、过时的实践以及对当代心脏手术的适用性有限。 重要的是，指南承认需要大型随机对照试验来定义CPB期间的最佳目标温度管理（TTM）。
以往的扩散加权MRI研究表明，约30%的CABG患者存在无症状缺血性脑损伤，术后神经认知下降的比例相似。 然而，常温与低温CPB之间未显示出显著差异。 扩散张量成像（DTI）通过实现白质微观结构和纤维束成像的详细评估，扩展了传统的扩散成像。 分数各向异性（FA）是DTI的一个关键指标，已在多种神经系统疾病中显示出预后价值，但尚未应用于CABG患者。
血液生物标志物，包括胶质纤维酸性蛋白、神经丝轻链、神经元特异性烯醇化酶和总tau蛋白，为脑损伤提供了补充性见解，但尚未与该人群的DTI结合研究。
本研究将比较轻度低温（33-34°C）和常温（36.5°C）CPB，使用先进的MRI技术和血液生物标志物评估其神经保护效果。 主要目的是确定轻度低温是否在CABG后提供更优的神经保护。 次要目标包括评估白质损伤演变、整体缺血负担、与生物标志物和神经认知下降的关联，以及开发综合预后模型以改善CABG患者的预后。
研究概览
详细说明
在高收入国家，每年每10万人口中进行36.7例冠状动脉旁路移植术（CABG），相当于欧盟每年进行约136,000例手术，从而凸显了巨大的医疗负担以及优化手术结果的重要性。 心脏手术中，心肺转流术（CPB）作为心脏手术的基石，确保了对关键器官的体外灌注。
历史上，低温CPB已在大多数心脏手术中使用，并且仍然是常规心脏手术中最常见的器官保护方法之一。 低温的生物学原理基于其多种神经保护机制。 尽管有这些发现，低温CPB在神经保护方面是否优于常温CPB仍不确定。
欧洲心胸外科学会在其2024年指南中建议考虑常温（定义为温度≥35°C）以降低术后神经认知功能障碍的风险（II类，A级推荐）。 在此背景下，低温被定义为核心温度低于35°C。 该推荐基于两项最近的荟萃分析：Abbasciano等人2022年和Linassi等人2022年。 然而，2024年的推荐所依据的证据在质量和相关性方面仍然有限。 这些荟萃分析中包含的关键研究存在方法学不一致性，并依赖于过时的定义和临床实践，从而限制了研究结果对当前心脏手术和麻醉实践的普遍性和适用性。 值得注意的是，该推荐本身也承认需要进行大规模随机对照试验来确定心肺转流术（CPB）期间的最佳目标温度管理（TTM）。
先前使用磁共振成像（MRI）中弥散加权成像（DWI）的研究显示，约30%的CABG术后患者存在无症状缺血性脑损伤，主要是深部白质损伤。 此外，术后神经认知能力下降平均发生在30.2%的CABG患者中。 然而，早期的DWI和神经认知研究并未显示常温CPB与低温CPB之间存在统计学上的显著差异。
弥散张量成像（DTI）扩展了DWI的功能并具有若干优势。 与测量扩散幅度的DWI不同，DTI提供了关于白质结构的详细定量见解，并允许通过纤维束成像对白质束进行可视化和量化。 各向异性分数（FA）是DTI的一个关键参数，它量化了白质束内水扩散的幅度和方向性。 FA已显示出对创伤性脑损伤、蛛网膜下腔出血或心脏骤停患者神经学结果的独立预后价值。 尽管具有潜力，DTI尚未应用于CABG患者。 这项技术可以显著增强我们对CABG后白质微完整性演变和整体损伤负担的理解，这些见解对于优化CPB期间的TTM至关重要。
除了使用DTI进行脑成像外，血液生物标志物如胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、神经丝轻链（NfL）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）和总tau蛋白（T-tau）提供了监测脑损伤进展和改善长期神经学结果预测的补充工具。 每种生物标志物在不同细胞来源中表达，并表现出不同的特征和时间动态，可能为CABG后脑损伤程度提供独特的见解。 然而，它们独立或协同测量白质和灰质损伤的能力，以及与DTI参数结合，在CABG患者中仍未得到探索。
为了优化CPB期间的TTM，本研究将使用先进的MRI技术，通过评估低温（33-34°C）和常温（36.5°C）CPB对白质损伤、脑灌注和全脑神经网络的影响，来研究其神经保护效果。
本研究的主要目的是评估轻度低温CPB是否比常温CPB提供更优越的神经保护。 这将通过CABG后的脑DTI和血液生物标志物来评估。 次要目标包括评估白质结构的演变、白质微完整性整体缺血损伤的程度，以及这些因素、术后血液生物标志物水平和神经认知能力下降之间的关联。 此外，一个目标是通过整合先进的脑成像技术与全面的生物标志物分析，开发创新且高度精确的预后模型。 最终，总体目标是确定可以改善接受CABG患者治疗结果的因素。
研究类型
注册 (估计的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Timo Laitio, M.D., PhD
- 电话号码：+358504731639
- 邮箱：timo.laitio@varha.fi
学习地点
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Turku、芬兰、FIN-20521
- Turku University Hospital
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接触：
- Timo Laitio, M.D., PhD
- 电话号码：+358504731639
- 邮箱：timo.laitio@varha.fi
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接触：
- Timo Laitio, MD, PhD
- 电话号码：+358504731639
- 邮箱：timo.laitio@varha.fi
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副研究员：
- Toni Hentula, Master of health care
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副研究员：
- Juha Grönlund, MD, PhD
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副研究员：
- Jussi Hirvonen, MD, PhD
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副研究员：
- Ville-Veikko Hynninen, MD, PhD
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副研究员：
- Markus Malmberg, MD, PhD
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副研究员：
- Ville Peltonen, MD
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副研究员：
- Teija Sainio, PhD
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副研究员：
- Jenni Toivonen, MD, PhD
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副研究员：
- Jussi Posti, MD, PhD
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副研究员：
- Timo Roine, PhD, M.Sc.(Tech.)
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副研究员：
- Jani Saunavaara, PhD
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副研究员：
- Antti Saraste, MD, PhD
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副研究员：
- Kalle-Oskari Suvanto, M.Sc (Tech)
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副研究员：
- Tero Vahlberg, MSc
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
- 成人
- 年长者
接受健康志愿者
描述
纳入标准：
- 获得知情同意
- 年龄大于18岁
- 计划进行择期或亚急性冠状动脉搭桥术
排除标准：
- 急诊病例
- 有中风病史
- 有颅内出血病史
- 有短暂性脑缺血发作（TIA）病史
- 有神经退行性疾病病史，如阿尔茨海默病、多发性硬化症
- 受试者已知存在具有临床意义的实验室异常、医疗状况（如失代偿性肝病或严重慢性阻塞性肺疾病）或社会情况，研究者认为这些情况使受试者不适合参与本临床试验。
- 存在未知是否对磁共振成像安全的植入物或异物
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：治疗
- 分配：随机化
- 介入模型：并行分配
- 屏蔽：双倍的
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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有源比较器：干预组
干预组：常温体外循环，鼻咽温度36.5 ± 0.2°C
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鼻咽温度36.5±0.2°C的常温体外循环
其他名称：
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有源比较器：对照组
对照组：采用轻度低温体外循环，鼻咽温度控制在33±0.2℃
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轻度低温体外循环，鼻咽温度33 ± 0.2°C
其他名称：
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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扩散张量成像（DTI）脑白质的全局部分各向异性
大体时间：术后第6天 ± 1天
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部分各向异性分数测量白质微观结构的完整性。
通过脑磁共振扩散张量成像（DTI）进行评估
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术后第6天 ± 1天
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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对照组与干预组之间，从术前第4天（+/-3天）到术后第6天（+/-1天）海马体积变化（单位：毫升，ml）
大体时间：术前第4天 ± 3天与术后第6天 ± 1天之间海马体体积的变化
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海马体体积将通过磁共振成像的基于体素的形态计量学在术前第4天±3天和术后第6天±1天进行测量。
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术前第4天 ± 3天与术后第6天 ± 1天之间海马体体积的变化
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根据CTCAE v 4.0评估的与治疗相关不良事件参与者数量
大体时间：从入组到随访结束（1年）
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从入组到随访结束（1年）
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对照组与干预组之间，从术前第4天±3天到术后第6天±1天海马缺血性损伤的变化。
大体时间：海马缺血性损伤从术前第4天±3天到术后第6天±1天的变化
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将使用磁共振扩散张量成像测量海马体的缺血性损伤
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海马缺血性损伤从术前第4天±3天到术后第6天±1天的变化
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对照组与干预组之间，从术前第4天±3天至术后第6天±1天，基底节缺血性损伤的变化
大体时间：从术前第4天±3天至术后第6天±1天期间基底节缺血性损伤的变化
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基底神经节的缺血性损伤将通过磁共振弥散张量成像进行测量
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从术前第4天±3天至术后第6天±1天期间基底节缺血性损伤的变化
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通过弥散张量成像评估的对照组与干预组之间全脑白质损伤的变化，从术前第4天±3天至术后第6天±1天，直至术后3个月±7天
大体时间：从术前第4天±3天到术后第6天±1天，再到3个月±7天的全脑缺血性白质损伤变化
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全球性（即全脑）缺血性白质损伤将通过磁共振弥散张量成像的分数各向异性以及径向、轴向和平均弥散度进行测量。
这些参数始终同时测量，无法分离。
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从术前第4天±3天到术后第6天±1天，再到3个月±7天的全脑缺血性白质损伤变化
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对照组与干预组之间，从术前第4天±3天到术后第6天±1天以及至术后3个月±7天的整体灰质损伤变化
大体时间：从术前第4天±3天到术后第6天±1天，以及到术后3个月±7天的整体灰质损伤变化
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全局（即全脑）灰质损伤将通过扩散张量成像的平均扩散率进行测量
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从术前第4天±3天到术后第6天±1天，以及到术后3个月±7天的整体灰质损伤变化
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对照组与干预组间血液神经元特异性烯醇化酶（NSE）水平的差异
大体时间：NSE在麻醉诱导前、术后24小时、48小时和72小时进行分析
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NSE通过血液样本进行分析
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NSE在麻醉诱导前、术后24小时、48小时和72小时进行分析
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对照组与干预组之间血液神经丝轻链（NfL）水平的差异
大体时间：NfL在麻醉诱导前即刻以及术后24、48和72小时进行分析
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NfL通过血液样本进行分析
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NfL在麻醉诱导前即刻以及术后24、48和72小时进行分析
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对照组与干预组之间血液胶质纤维酸性蛋白（GFAP）水平的差异
大体时间：GFAP在麻醉诱导前即刻以及术后24、48和72小时进行分析
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GFAP通过血液样本进行分析
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GFAP在麻醉诱导前即刻以及术后24、48和72小时进行分析
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对照组与干预组之间血液总tau蛋白水平的差异
大体时间：总tau蛋白在麻醉诱导前即刻以及术后24、48和72小时进行分析
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通过血液样本分析总tau蛋白
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总tau蛋白在麻醉诱导前即刻以及术后24、48和72小时进行分析
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通过剑桥神经心理学测试自动化成套测验（CANTAB）评估的对照组与干预组神经认知结果的差异
大体时间：CANTAB将在术前第2天±1天以及术后3个月和12个月进行评估
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CANTAB将在术前第2天±1天以及术后3个月和12个月进行评估
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在手术期间，对照组与干预组之间近红外光谱NIRS值的差异。
大体时间：NIRS将在术中测量
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NIRS将在术中测量
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对照组与干预组在需要血管活性药物方面的差异。
大体时间：麻醉诱导开始后96小时
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血管活性药物包括去甲肾上腺素、肾上腺素、血管加压素、左西孟旦和硝酸甘油
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麻醉诱导开始后96小时
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对照组与干预组之间对退热药物的需求
大体时间：麻醉诱导开始后96小时
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麻醉诱导开始后96小时
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对照组与干预组之间的血乳酸水平
大体时间：术中每1小时测量一次乳酸，术后重症监护从开始到结束期间每2至6小时测量一次乳酸
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术中每1小时测量一次乳酸，术后重症监护从开始到结束期间每2至6小时测量一次乳酸
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对照组与干预组之间血制品及止血剂用量的差异
大体时间：麻醉诱导开始后96小时
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麻醉诱导开始后96小时
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对照组与干预组之间重症监护室住院时间的差异
大体时间：麻醉诱导开始后96小时
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麻醉诱导开始后96小时
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：Timo Laitio, MD, PhD、Turku University Hospital, Wellbeing Services County of Southwest Finland
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (估计的)
初级完成 (估计的)
研究完成 (估计的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
与本研究相关的术语
其他相关的 MeSH 术语
其他研究编号
- VARHA/4272/13.02.02/2025
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IPD 共享支持信息类型
- 企业社会责任
药物和器械信息、研究文件
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研究美国 FDA 监管的设备产品
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