常 昕,李 欣,劉 燕,陳小中,徐美英,郭 震,徐凌峰

冠狀動脈旁路移植術(oronary artery bypass grafting surgery,CABG)是冠心病的重要治療手段之一。在體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)下行 CABG術時,由于血液與異物表面接觸、外科手術導致組織因子釋放以及缺血-再灌注損傷等因素,難以避免不同程度的凝血紊亂和炎性反應激活。已有證據(jù)表明,術野的血液由于接觸了組織創(chuàng)面而被高度激活[1],而將這部分血液洗滌后再回輸可避免加重全身炎癥反應。本研究的主要目的即觀察將術野出血洗滌后回輸?shù)难罕Ｗo效果。

1 資料與方法

1.1 患者選擇 選取 2009年4月至 2010年4月上海市胸科醫(yī)院在 CPB下行 CABG的患者?；颊呷脒x條件為:年齡 ＜80歲,體重 ＞50 kg,首次接受心臟手術,臨床證據(jù)未發(fā)現(xiàn)腦、肝、肺、腎器質性疾病,無心臟瓣膜病變,左室射血分數(shù) ＞30%,均為冠脈三支病變,移植血管橋均為左乳內(nèi)動脈和大隱靜脈,數(shù)量 3～4支。按照住院號尾數(shù)單雙號隨機將患者分成對照組和研究組,共收集 31例。

1.2 臨床經(jīng)過 患者接受常規(guī)麻醉誘導,肝素化前抽取橈動脈血標本,各檢測指標作為術前基礎值。肝素化劑量為 3 mg/kg,激活凝血時間(ACT)值大于 300 s后進行 CPB插管,均為右房-主動脈插管,ACT值 480 s后開始 CPB。轉流中維持 ACT值在480 s以上,維持鼻咽溫度和膀胱溫度在 32～34℃。心肌保護方法為采用 20℃4：1含血停搏液間斷灌注,每次間隔 20 min,灌注方法為順灌與逆灌相結合。通過主動脈根部吸引完成左心減壓。轉流中維持紅細胞比容(Hct)在 0.24以上,否則輸入懸浮紅細胞。主動脈阻斷鉗開放后進行橋血管近端吻合。完成橋血管移植后,如血流動力學平穩(wěn)、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定則逐漸脫離 CPB,用魚精蛋白中和肝素。

所有患者均使用血細胞回收機(cell-saver,Cellsaver 5,Haemonetics Braintree,MA,USA)。對于對照組,ACT＞400 s時,將所有術野出血吸引回 CPB系統(tǒng),直到魚精蛋白中和;ACT達到 400 s前和給予魚精蛋白后的術野出血吸引至 cell-saver,洗滌后回輸。對于研究組,將所有術野出血回收到cell-saver進行洗滌;根據(jù)需要輸入洗滌后的紅細胞懸液;待 CPB結束后將殘余機血導入 cell-saver洗滌后再回輸給患者;如術中血液回收超過 1 000 Ml,或者患者容量丟失已經(jīng)造成血流動力學的不穩(wěn)定可能,則將術野出血直接回收入 CPB系統(tǒng),保證患者安全,并將該病例從研究組中脫離,此種情況共發(fā)生 2例?；颊呤中g結束進入 ICU后,繼續(xù)觀察各項臨床指標及實驗室檢查指標至術后 24 h。

1.3 數(shù)據(jù)采集 分別于 CPB前、CPB結束魚精蛋白中和后及術后 18 h抽取血標本,測定血漿游離血紅蛋白(FHb)、紅細胞數(shù)(RBC)、血小板數(shù)(Plt)和腫瘤壞死因子 α(TNF-α)(ELISA法)。于 CPB前及魚精蛋白中和后用 Sonoclot全血凝血和血小板功能分析儀(Sienco. Inc,USA)測定 ACT,凝血速率(clotting rate,CR)和血小板功能(platelet function,PF)。分別于 CPB前及術后 12 h、術后 24 h進行血氣分析,由血氣分析儀計算氧合指數(shù)(oxygen index,OI)和肺泡-動脈氧分壓差(alveolar-arterial oxygen tension gradient,A-a DO2)。記錄術后 24 h出血量及懸浮紅細胞輸入量。記錄 ICU停留時間并查詢 ICU期間醫(yī)療費用。將 CPB前各指標的測定數(shù)據(jù)作為基礎值。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用 SAS 9.13統(tǒng)計軟件。正態(tài)分布數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標準差(±s)表示,組間比較采用獨立樣本 t檢驗。非正態(tài)分布數(shù)據(jù)以“中位數(shù)(最小值-最大值)”表示,組間比較采用 Wilcoxon秩和檢驗。P＜0.05為有顯著性差異。

2 結 果

兩組患者的年齡、體重及各項測定指標的基礎值均無顯著性差異(P＞0.05),見表1,表2和表3。魚精蛋白中和后的 FHb在研究組 0(0～0.5)g/L明顯低于對照組 0.5(0～1)g/L(P＜0.05),術后 18 h FHb研究組 0(0～0)g/L和對照組 0(0～1.2)g/L無組間差異(P＞0.05)。TNF-α在CPB前、魚精蛋白中和后及術后 18 h分別記為TNF1,TNF2及 TNF3,取比值 TNF2/TNF1及TNF3/TNF1作組間比較,TNF3/TNF1在研究組明顯低于對照組(P＜0.05),見表2。術野出血的洗滌未影響凝血功能指標(ACT,CR,PF)和術后出血量和懸浮紅細胞輸入量;術后 RBC和 Plt、兩組患者術后肺換氣功能指標(OI及 A-a DO2)、ICU停留時間及費用無明顯差異(P＞0.05)見表3,表4和表5。研究組有一例因骨膜出血而二次手術止血,其余患者未有二次手術。

3 討 論

冠心病的研究一直是世界醫(yī)學研究的熱點。隨著我國人民生活水平的提高,飲食習慣的改變和社會心理因素的影響,冠心病發(fā)病率逐漸升高。CABG是治療冠心病的重要方法之一。該手術目前主要有兩種方式:在心臟不停跳的情況下進行--即非體外循環(huán)冠狀動脈旁路移植術(off-pump coronary artery bypass grafting,OPCAB),或在 CPB下進行。與CPB下 CABG相比,OPCAB避免了血液與大面積異物表面接觸、避免了心肌血運阻斷以及非生理的平流灌注等,理論上可降低全身炎癥反應及重要器官系統(tǒng)的并發(fā)癥,早期的試驗研究非常支持 OPCAB[2]。隨著臨床數(shù)據(jù)的積累,近年來更多的大規(guī)模隨機對照研究發(fā)現(xiàn),與 CPB下 CABG相比,OPCAB因心臟不停跳使橋血管的吻合難度增加,術后的橋血管遠期通暢率較低[3],對神經(jīng)系統(tǒng)的保護作用不明顯[4],同時手術操作可能造成血流動力學的較大波動,從而影響組織灌注。因此在 CPB下行CABG正在得到越來越多的認可。

表1 兩組患者年齡、體重及部分指標基礎值(±s)

表1 兩組患者年齡、體重及部分指標基礎值(±s)

組別 年齡 體重 RBC Plt ACT CR PF FHb(歲) (kg) (×1012/L) (×109/L) (s) (singal/min) (g/L)對照組 60.0±9.3 67.0±8.7 4.2(3.8～5.6) 187.5±40.4 257(103～499) 14.4±14.5 1.2±1.0 0(0～0.3)研究組 61.9±8.4 62.8±6.7 4.5(3.1～5.8) 200.6±38.3 172(131～732) 13.4±9.7 0.7±0.6 0(0～0.2)

表2 兩組患者各時間點的 TNF-α(×10-15 g/L)變化情況

表3 兩組患者各時間點的OI和A-a DO2(mm Hg,±s)

表3 兩組患者各時間點的OI和A-a DO2(mm Hg,±s)

OI 對照組 410.9±88.4 264.3±88.9 323.3±121.5研究組 374.0±109.0 279.2±78.1 283.9±80.3 A-a DO2 對照組 245(32.5～428) 151(97～243) 121(57～221)研究組 214(90～365) 172(75～212) 157(71～278)

表4 術后18 h的RBC,Plt及魚精蛋白中和后的凝血功能指標(±s)

表4 術后18 h的RBC,Plt及魚精蛋白中和后的凝血功能指標(±s)

對照組 3.1(2.7～4.5) 131.5±42.0 133(115～228) 27.3±9.7 1.8±1.2研究組 3.7(2.6～4.7) 143.4±57.7 148(122～268) 17.6±7.8 1.1±0.8

表5 術后出血、輸血情況及 ICU停留時間、費用(±s)

表5 術后出血、輸血情況及 ICU停留時間、費用(±s)

研究組 895(325～4830) 1(0～5) 67(41～235) 20349.7±3279.5對照組 895(275～2232) 1.5(0～6) 66(42～92) 24183.9±7494.9

CPB技術經(jīng)過近 60年的發(fā)展,已經(jīng)取得很大的進步,但在一些關鍵問題上仍有改進的空間,如血液保護及全身炎癥反應的控制。據(jù)中國生物醫(yī)學工程學會體外循環(huán)分會統(tǒng)計,2009年我國心臟手術量約17萬臺。2007年我國心臟手術量約 13.6萬臺,2003年～2005年間手術量每年增長約 15%[5]。對心臟手術圍術期的管理如果不能做到精益求精,并發(fā)癥將同樣是一個不小的數(shù)目。CPB期間因血液與大面積非血管內(nèi)皮表面接觸激活、臟器的缺血再灌注損傷、外科手術導致的組織因子釋放及血細胞的機械性破壞等導致了凝血和炎癥反應激活,從而導致或加重器官損傷[6]。目前國際上相關基礎與臨床科研重點即針對以上因素,如:人工材料表面涂層技術,微創(chuàng)外科技術,通過藥物、機械性手段和免疫技術抑制全身炎癥反應等。其中,針對手術創(chuàng)面的組織因子釋放這一環(huán)節(jié),有研究認為通過收集與創(chuàng)面接觸的血液、將其洗滌后再回輸可減輕血液的激活[7]。

在常規(guī) CPB心臟手術中,術野出血通過“心外吸引(cardiotomy suction)”由一個血泵吸引至靜脈回流罐。實際上,心包腔及胸腔內(nèi)的血液與血管內(nèi)血液并不相同。這些術野內(nèi)的血液可能含有組織碎片、微氣泡以及脂肪顆粒等。除此之外,外科操作造成的組織創(chuàng)傷導致組織因子釋放,組織因子激活導致外源性凝血途徑迅速激活,釋放凝血酶和纖維蛋白[8]。與中心靜脈采取的血樣比較,心包腔內(nèi)血液的組織因子抗原和其他凝血指標明顯增高[1]。凝血的激活也促進了炎癥反應的進行,心包腔內(nèi)血液含高濃度的炎性標志物如白介素 6、白介素 8和 TNF-α[8]。與常規(guī)使用“心外吸引”相比,將心包腔內(nèi)的血液洗滌,可使術后的 FHb、C反應蛋白、多形核白細胞彈性蛋白酶及白介素 6顯著降低[9]。此外,血液與組織創(chuàng)面的接觸也導致的血小板的激活--發(fā)生黏附與脫顆粒,釋放血管活性物質。這些術野血液進入循環(huán)后,除可引起補體 C3a,TNF-α,白介素 6的顯著升高[10],還導致外周血管阻力的降低,且降低程度與血液中的炎性因子濃度成正相關,而使用 cell-saver處理血液可改善這種情況[11]。在本研究中,研究組的 TNF2/TNF1及 TNF3/TNF1均較低,其中 TNF3/TNF1與對照組有顯著差異。在 CPB后炎性反應的高峰時段內(nèi) TNF-α較低,證實了洗滌術野出血對減輕機體炎癥反應有一定的效果。本研究所監(jiān)測的指標中,CR反映纖維蛋白形成的速率,間接反映纖維蛋白原的水平,正常為15～45 clot signal/min;PF反映血小板功能,由分析儀的電腦軟件依據(jù)血液的纖維蛋白多聚體形成后凝血收縮的強度及速度計算出的相對值,其正常值 1.5～4.0;OI及 A-aDO2主要反應肺獲取氧的能力。兩組患者在 CPB停止后的 ACT,CR,PF以及術后 18 h的 Plt、OI沒有顯著組間差異,即凝血功能、血小板數(shù)量和功能以及肺功能未受到明顯影響。

術野內(nèi)血液除受組織創(chuàng)面的影響,也受到“心外吸引”的影響?！靶耐馕钡墓艿琅c CPB主循環(huán)管道不盡相同,其吸引血液的同時也在吸引空氣,管道內(nèi)的血液為湍流狀態(tài),受到很高的剪切應力,這部分血液的細胞最容易受到破壞,機械性溶血較明顯。高濃度的 FHb可導致血小板功能障礙和腎小管損傷[8]。在本研究中,研究組在 CPB結束后的 FHb明顯低于對照組,證明“心外吸引”是 CPB中游離血紅蛋白的重要來源,而 cell-saver可將其有效去除。

將術野內(nèi)的血液洗滌可有效去除組織碎片、脂肪顆粒、激活的白細胞[12]、炎性因子及破壞的血細胞及等,是一種較簡便的方法。但 cell-saver也存在一定局限性,其吸引的過程仍存在負壓、氣血界面和血液湍流,在血液被離心洗滌前已有一定的破壞,離心洗滌后僅保留了紅細胞成分,血漿等其他成分被拋棄。若洗滌的血液過多,則會相應的丟失較多的血漿成分,這也是該方法在心內(nèi)直視手術中應用受限的原因。本研究進行中,有兩例手術因操作中發(fā)生快速大量出血而放棄使用 cell-saver;當洗滌的血液較多(如 800～1000m l)且患者自身血容量較小時,反而會補充較多的異體血漿。在缺乏精確的監(jiān)測(如血小板計數(shù)、纖維蛋白原水平或血栓彈力圖)時,輸血漿的指征僅憑醫(yī)生經(jīng)驗判斷,因此本研究未統(tǒng)計血漿用量。

兩組患者的凝血功能、肺功能及 ICU時間、費用等未表現(xiàn)明顯差異,說明在本研究中 cell-saver的使用對血液保護和炎癥反應的影響仍然有限。本研究的局限性在于:樣本量較小;不是雙盲設計;對一些因素控制仍存在很大困難:如手術醫(yī)生、麻醉醫(yī)生及輸注血漿的指征等。曾有一項包含了 266例患者的隨機雙盲對照研究對比了使用和不使用 cellsaver處理術野出血的術后輸血情況及神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥,發(fā)現(xiàn)使用 cell-saver組的術后出血量和輸血量較多,兩組患者的術后認知功能及生活質量無差異,使用經(jīng)顱多普勒探測到的栓子數(shù)無差異[13]。這些說明 CPB損傷因素的作用機理是復雜和相互交織的,單純針對一點的保護措施也許難以充分發(fā)揮作用,綜合使用多種改善 CPB生物相容性的手段可能使血液保護及其他器官保護的效果更確切。

本研究為開展進一步試驗打下了基礎,可增加樣本量、選擇固定的手術醫(yī)生和麻醉醫(yī)生、控制每種血液制品的輸入指征等,或加用進一步的血液保護措施,如微型 CPB,探索多種保護措施的聯(lián)合應用是否能使血液保護的效果更加確切。

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