目的：脑功能障碍是体外循环（CPB）心脏直视手术后的一种常见并发症。术后脑功能障碍与CPB术后脑栓塞、脑灌注不足、脑组织缺血再灌注损伤以及炎性反应等因素有关。空气栓塞是脑栓塞中的一种主要栓塞形式。有研究报道CO₂气体手术野充填可以显著减少空气栓塞，但对体外循环心脏直视手术后脑损伤的影响仍未确定。因此，本研究通过观察CO₂气体手术野充填对体外循环心脏瓣膜置换术后血清S-100β蛋白和神经元特异性烯醇化酶（NSE）的影响，探讨CO₂气体手术野充填的脑保护作用。方法：选择风湿性心脏瓣膜病拟择期行二尖瓣单瓣膜置换术患者40例，年龄45～60岁，心功能Ⅲ～Ⅳ级，术前无脑外伤史和精神疾病等病史。随机分为CO₂气体手术野充填组和对照组，每组20例。两组患者均在静吸复合麻醉麻醉、中度低温和中度血液稀释体外循环下行二尖瓣单瓣膜置换术。CO₂气体手术野充填组在体外循环建立的同时，在患者的右侧心包里膈上处固定一根多侧孔左心引流管头作为CO₂气体弥散头，连接CO₂气体储存器，左心引流管头末端置入心包深度约4～5cm。CPB建立成功后，打开CO₂气体储存器，流量为3L/min，于关闭房间隔后关闭CO₂气体，对照组不用CO₂气体。所有患者在五个时间点采血标本：麻醉诱导前（T1）、主动脉开放时（T2）、主动脉开放后2h（T3）、术后6h（T4）和术后24h（T5），分别检测血常规、血清S-100β蛋白和NSE浓度的变化。结果：全组患者无死亡，均痊愈出院。两组患者CPB心脏瓣膜置换术前和术中的一般资料比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。两组患者血清S-100β蛋白和NSE浓度随着围手术期时间点的不同而发生变化，在麻醉诱导前，它们的浓度均在正常范围内，在主动脉开放时达到最高值，随后逐渐下降到临界值之下。组内各时点血清S-100β蛋白和NSE浓度的含量均较麻醉诱导前升高，差异有统计学意义（P＜0.05）；而同时点两组间比较，在主动脉开放2h后和术后6h时，CO₂气体手术野充填组的血清S-100β蛋白和NSE浓度显著低于对照组（P＜0.05），并且在术后24h时NSE浓度仍低于对照组（P＜0.05）。结论：1.血清S-100β蛋白和NSE浓度随着围手术期时间点的不同而发生变化，麻醉诱导前在正常范围内，主动脉开放时达到最大值，随后逐渐下降，术后24h降到临界值之下。2. CO₂气体手术野充填可以降低CPB瓣膜置换术中血清S-100β蛋白和NSE的含量，CO₂气体手术野充填可以减少空气栓塞发生，具有一定的脑保护作用。