改良預充液用于嬰幼兒體外循環效果觀察

徐紅亮，楊玉齊，石 磊，范順陽，尉新華，張金濤，李 群

(鄭州大學第三附屬醫院，鄭州450052)

近年來先天性心臟病(以下簡稱先心病)的外科治療呈現低齡化和復雜化趨勢，手術成功取決于體外循環技術和材料的進步。體外循環對嬰幼兒內環境的影響以及由此產生的炎癥反應和一系列并發癥仍是目前限制先心病手術的一大困擾。對于嬰幼兒復雜先心病，盡管可以采用新型的微型化體外循環管路和預充量較小的氧合器，仍難避免應用庫存血。無血預充會對患兒造成嚴重的血液稀釋［1，2］;庫存血高鉀、高乳酸破碎紅細胞及代謝廢物與術后炎癥反應、肺功能低下等諸多并發癥密切相關［3］。2011～2013年，我們將體外循環預充液進行改良并用于20例室間隔缺損(VSD)手術患兒，取得滿意效果。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇VSD患兒40例，年齡3～8(5.2 ±0.9)個月，體質量 5 ～10 kg，均發現心臟雜音數月，易患呼吸道感染，生長發育略差于正常同齡兒，胸骨左緣第3、4肋間可聞及2/6～4/6級收縮期雜音。經心臟彩色多普勒、胸部X線、心電圖檢查確診為VSD，且超聲心動圖提示均有輕至中度肺動脈高壓。將40例患兒隨機分為改良組及常規組，每組各20例。兩組性別比例、年齡、體質量差異無統計學意義。

1.2 手術方法 兩組均于淺低溫(31～32℃)體外循環下行VSD修補術。體外循環采用StocketⅢ型人工心肺機、Terumo嬰兒型膜肺、國產嬰兒型動脈微栓濾器、標準C型管道、HPH-400血液濃縮器，用改良St.ThomasⅡ晶體心臟停搏液順灌行心肌保護。預充液總量400 mL，懸浮紅細胞1 U，血漿100 mL，20%白蛋白50 mL。預充方式:常規組采用勃脈力-A晶體液(67±33)mL、濃縮紅細胞1 U、血漿100 mL、20%人血白蛋白50 mL。改良組預充方法:在常規預充后，通過內循環行零平衡超濾(ZBUF)，平衡置換液選用勃脈力-A晶體液，ZBUF時間(28.0±1.5)min，濾液量(1 000 ± 22)mL，0.2 L/min，40%氧體積分數氧合8 min，然后根據血氣分析結果調整預充液pH值至生理范圍(7.35～7.45)，給予50 g/L 碳酸氫鈉溶液(47.0 ±10.5)mL。

1.4 觀察項目

1.4.1 動脈血氣分析、電解質 分別于體外循環前、中及術后ICU期間檢測兩組動脈血氣指標、電解質，包括 pH、PO2、堿剩余 (BE)、K+、HCT、SPO2等。

1.4.2 預充液 TNF-α與IL-8水平 用放射免疫法分別于體外循環開始時(T1，其中改良組在改良調整前為T1a，改良調整后為T1b)、體外循環開始10 min時(T2)、停體外循環前(T3)、術后6 h(T4)及12 h(T5)時測定兩組預充液TNF-α與IL-8水平。

1.4.3 呼吸機輔助時間 記錄兩組術后呼吸機輔助時間。

1.5 統計學方法 采用SPSS13.0統計軟件，數據以±s表示，兩組數據間的顯著性檢驗采用方差分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 動脈血氣分析及電解質指標 改良組體外循環前 pH、PCO2、BE、K+均低于常規組(P ＜0.01)并達到正常生理范圍。體外循環中及術后ICU期間兩組血氣分析結果差異均無統計學意義，見表1。

表1 兩組不同時間段血氣指標及電解質結果比較(±s)

表1 兩組不同時間段血氣指標及電解質結果比較(±s)

注:與常規組比較，*P ＜0.01

組別 n pH PO2/mmHg BE K+(mmol/L) HCT(%) SpO2(%)20體外循環前 7.20 ±0.07 251.4 ±20.7 －13.3 ±1.7 4.79 ±0.46 23.0 ±3.5 99.8 ±0.5體外循環中 7.35 ±0.11 256.1±17.3 －3.6 ±1.1 3.55±0.55 21.0±2.5 99.9±0.3 ICU 期間 7.47 ±0.15 160.8 ±14.3 2.4 ±1.2 2.80 ±0.71 38.0 ±2.8 99.1 ±0.6改良組 20體外循環前 7.38 ±0.04* 246.5 ±22.1 1.0 ±0.9* 3.51 ±1.37* 25.0 ±4.2 99.6 ±0.7體外循環中 7.39 ±0.18 259.1 ±16.9 1.6 ±0.8 3.51 ±0.71 22.0 ±2.1 99.9 ±0.4 ICU 期間 7.49 ±0.18 167.1 ±13.9 1.5 ±0.9 2.99 ±0.66 35.0常規組±3.5 99.0 ±0.5

2.2 TNF-α及IL-8水平 改良組T1b時TNF-α水平低于 T1a時及常規組 T1時(P＜0.05)。T3、T4時，改良組TNF-α水平均低于常規組(P＜0.05)。改良組T1b時IL-8水平低于T1a時及常規組T1時(P ＜0.05);T2、T3、T4 時，改良組 IL-8 水平低于常規組(P ＜0.05)，見表2。

2.3 呼吸機輔助時間 改良組、常規組呼吸機輔助時間分別為(13.9 ±5.5)、(20.6 ±6.9)h，改良組呼吸機輔助時間短于常規組(P＜0.05)。

表2 兩組不同時間點TNF-α與IL-8水平比較(ng/L，±s)

表2 兩組不同時間點TNF-α與IL-8水平比較(ng/L，±s)

注:與同組T1a時比較，*P＜0.01;與改良組同時刻比較，﹟P＜0.05

組別 n TNF-αIL-8常規組20 T1 508.5 ±131.4 387.0 ± 92.2 T2 408.5 ±107.1 372.5 ± 88.0﹟T3 615.0 ±106.3﹟ 466.5 ±110.1﹟T4 650.5 ±109.2﹟ 561.0 ±156.5﹟T5 625.5 ±122.0 488.0 ±135.9改良組 20 T1a 497.5 ±107.2 388.5 ± 83.9 T1b 282.0 ±106.1* 182.0 ± 59.4*T2 355.5 ±122.4 207.0 ± 65.7 T3 534.5 ± 98.6 365.0 ±132.9 T4 572.0 ± 95.8 456.6 ±165.6 T5 564.0 ± 96.7 425.0 ±122.6

3 討論

先心病患兒受自身體質量的影響，體外循環中所預充的庫存血量往往超過其本身的血容量。庫存血高乳酸、高鉀，并含較多炎性因子和代謝毒素，在體外循環中會加重機體的炎性反應，嚴重影響術后心、肺功能的恢復。對預充庫存血在體外循環開始前行零平衡超濾、調整，可以減小對內環境的影響，有效降低炎性因子，清除庫存血中乳酸、K+，促進術后恢復。

嬰幼兒體外循環中所加庫存血一般為懸浮紅細胞，臨床上以保存7 d以內的為新鮮懸浮紅細胞，體外循環應用時多數均超過這一期限［4，5］。庫存懸浮紅細胞在缺氧條件下糖酵解產生乳酸，此過程是紅細胞能量的主要來源，這一代謝途徑在4℃時并未停止，因此隨著庫存血存放時間增長，其糖含量逐漸下降而乳酸濃度逐漸升高，并且隨著紅細胞的破壞釋放出K+，其濃度與存放時間呈線性關系［6，7］。研究發現，體外循環會使患兒血K+濃度平均升高3.1 mmol/L。輸入高濃度K+時會引起心律失常及心跳停止。本研究發現，改良組庫存血預充液中乳酸和K+濃度降低，該組患兒血乳酸和K+濃度更接近生理范圍，提示與體外循環前的零平衡超濾有關。

近年來在研究體外循環所致全身炎性反應過程中，中性粒細胞激活后導致的細胞內皮損傷受到重視［8］。體外循環過程中由于輸入大量庫存血，血液暴露于體外循環管道等人工材料以及缺血—再灌注損傷等因素影響，引起體內補體系統和單核/巨噬細胞激活，釋放大量炎性因子，其中TNF-α、IL-8的致炎作用最為重要［9，10］。文獻報道嬰幼兒心臟手術體外循環開始前對庫存血預充液超濾，可以有效維持體外循環中電解質及酸堿平衡，明顯減少體外循環中及術后細胞因子、緩激肽等炎性因子的水平，緩解全身炎性反應綜合征，減輕水負荷及術后肺損傷［11，12］。本研究發現，兩組預充液中 TNF-α、IL-8水平在零平衡超濾前無統計學差異，而改良調整后，改良組均低于常規組，提示零平衡超濾對炎癥因子有理想的濾出效果，可消除庫存血中炎性因子、乳酸及紅細胞代謝毒素的影響，使得體外循環中炎性反應的程度也相應降低。本研究發現，停體外循環前(T3)、術后6 h(T4)時改良組兩種炎癥因子水平均低于常規組，體外循環開始10 min(T2)時改良組IL-8水平已低于常規組，推測可能在參與炎性反應的環節中IL-8發揮作用早于TNF-α。

先心病嬰幼兒一般術前基礎體質較差，有不同程度的貧血、低蛋白血癥、肺間質充血水腫等。本研究發現，改良組ICU期間呼吸機輔助時間均短于常規組，提示對庫存血預充液零平衡超濾、調整后，對心肺功能恢復有明顯的促進作用。

綜上所述，嬰幼兒復雜先心病體外循環中，對庫存血預充液行零平衡超濾調整改良后，可以有效減輕庫存血中及體外循環中的炎性因子水平，消除高乳酸、高鉀、細胞代謝毒素等對機體內環境的影響，降低全身炎性反應，促進心肺功能恢復，且操作簡單，是減小庫存血對嬰幼兒復雜先天性心臟病體外循環影響的有效方法。

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