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目的本研究通过控制紫绀型先天性心脏病（CHD）婴幼儿手术时体外循环（CPB）过程中动脉血氧分压（PaO2）在不同的水平，监测多种脑损伤指标及脑组织氧饱和度（rSO2），探讨患儿PaO2与脑损伤的关系，试图找到CPB过程中的最佳PaO2水平，旨在减少心脏手术中神经系统损伤，提高手术效果和改善患儿生存质量。方法选择2010年8月至2011年1月期间在广东省人民医院住院，年龄小于3周岁、脉搏血氧饱和度（SpO2）<85%，结合病史、临床表现及广东省人民医院心脏B超或心脏CT结果，确诊为紫绀型CHD并进行纠正手术的婴幼儿。在事先取得其法定监护人的知情同意后，所有患儿均根据电脑程序随机分为三组进行前瞻性研究：控制组1（G1组，n=15），在CPB过程中全程控制PaO2在80～120mmHg；控制组2（G2组，n=15），在CPB过程中全程控制PaO2在120～200mmHg；非控制组（G3组，n=15），在CPB过程中全程控制PaO2 >200mmHg。在手术CPB过程中，应用持续血气监测仪对PaO2进行持续监测，通过空氧混合器调节吸入氧浓度（FiO2）来控制PaO2。分别于CPB开始前、刚结束时以及结束后3hr、5hr、24hr等5个时间点（T1～T5）测定脑组织氧饱和度（rSO2），并在桡动脉置管处抽取血样，分离出血清，放置-80℃低温冰箱保存，其后由专人统一检测S100β蛋白（S100β）、神经元特异性烯醇化酶（NSE）、肾上腺髓质素（ADM）、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）血清水平。结果共有45例最终纳入并完成本研究，其中男32例，女13例；年龄1月～3岁，平均为9.97±8.24月，其中1～6月者15例，6月～1岁者25例，1～3岁者5例；体重3.2～14.2 Kg，平均为7.79±2.53kg，其中＜5kg者9例，5～10kg者31例，＞10kg者5例。根据电脑程序随机分为三组，三组患儿的年龄、体重及术前SpO2相似，除CPB时维持不同水平的PaO2外其它手术条件完全一致。S100β：在CPB开始前，三个观察组的S100β蛋白血清水平基本一致，但在CPB后均明显升高，其中以G3组（PaO2 >200mmHg）在T2时间点（CPB结束时）最为明显，高达699±139 pg/ml，显著高于G1组（PaO2 80～120mmHg）和G2组（PaO2 120～200mmHg）患儿，S100β水平与PaO2呈显著的正相关关系（r=0.526，p=0.008）；在CPB后随着时间的推移，G3组患儿的S100β蛋白血清水平稳步下降，至24hr时（T5时间点）已接近术前水平，而G1组患儿仍见小幅上升，G2组患儿则维持在一个相对平稳的水平。NSE：在CPB开始前，三个观察组的NSE血清水平基本一致；在CPB过程中G1组患儿有升高趋势，但无显著性差异，在CPB后3hr及5hr（T3、T4时间点）继续升高，有显著性差异；G2组患儿在CPB过程中即已有显著升高，在CPB后3hr及5hr可见进一步升高，至24hr时（T5时间点）与G1组患儿相似，有下降趋势；G3组患儿在CPB全程均见显著升高，在CPB后仍维持在较高水平，无明显下降趋势。在各时间点上三个观察组之间均无显著性差异。ADM：在同一观察组不同时间点上，以及同一时间点不同观察组之间均无显著性差异。SOD：在同一观察组不同时间点上，以及同一时间点不同观察组之间均无显著性差异。MDA：在CPB开始前，三个观察组的MDA血清水平相似，但在CPB刚结束时（T2时间点），均见显著性升高，在CPB结束后24hr内，G1组患儿仍维持较高水平，G3组患儿有逐渐下降的趋势，而G2组患儿则逐渐降至术前水平。在各时间点上三个观察组之间均无显著性差异。rSO2：在CPB开始前，三个观察组的rSO2相似，但在CPB刚结束时（T2时间点），G3组患儿rSO2不升反降，在CPB后3hr时（T3时间点）才见显著升高，随后处于一个相对稳定的水平；G2组患儿在CPB开始后有所升高，并在T3时间点后处于一个稳定的水平；而G1组患儿在CPB开始后即表现为一个缓步上升的过程。除在T2时间点上G3组rSO2显著低于G2组外，余组间比较均未见显著性差异。结论紫绀型CHD患儿CPB过程中高氧灌注可引起S100β蛋白、NSE、MDA血清水平增高，rSO2下降，提示PaO2过高可能会引起脑组织损伤加重，并且其损伤程度与组织灌注的PaO2呈正相关。CHD患儿术中脑损伤主要发生于CPB期间，提示脑损伤治疗窗时间位于CPB中及其结束后早期。在CPB结束之后，仍要注意控制PaO2，以防止再次发生组织损伤。