俞 瑾，詹海婷，李 帆，茍偉挺，王 江，鄭 宏

·臨床研究·

改良超濾與零平衡超濾對高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜置換術(shù)患者術(shù)后心肺功能的影響

俞 瑾，詹海婷，李 帆，茍偉挺，王 江，鄭 宏

目的比較改良超濾與零平衡超濾對高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜置換術(shù)患者術(shù)后心肺功能的影響。方法90例高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜病患者用隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組，改良超濾組(MUF組)和零平衡超濾組(ZUF組)，每組45例。比較兩組患者主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、超濾時(shí)間、超濾總量、術(shù)中輸血量，觀察體外循環(huán)(CPB)前、CPB后，改良超濾結(jié)束后氧分壓(PO2)與二氧化碳分壓(PCO2)、紅細(xì)胞比容(Hct)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細(xì)胞介素6(IL-6)的變化；術(shù)后觀察指標(biāo)包括術(shù)后呼吸機(jī)輔助時(shí)間、ICU停留時(shí)間、術(shù)后一周左心室射血分?jǐn)?shù)、多巴胺用量與持續(xù)時(shí)間、術(shù)后24 h 心肌酶譜與肌鈣蛋白I、肌鈣蛋白T的變化。結(jié)果90例患者均順利完成手術(shù)，MUF組超濾時(shí)間和濾液總量少于ZUF組(P<0.05)，術(shù)中需要輸入懸浮紅細(xì)胞的量少于ZUF組 (P<0.05)；MUF組患者超濾結(jié)束后PO2與Hct顯著高于ZUF組，PCO2兩組間無差異；TNF-α與IL-6在CPB結(jié)束與超濾結(jié)束后ZUF組低于MUF組(P<0.05)；MUF組術(shù)后呼吸機(jī)輔助時(shí)間、多巴胺用量與多巴胺使用時(shí)間上均短于ZUF組(P<0.05)。結(jié)論雖然零平衡超濾可以降低炎性因子水平，但改良超濾較零平衡超濾更適用于高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜置換術(shù)患者，可以明顯增加術(shù)后PO2與Hct水平、減少術(shù)中輸血量，縮短術(shù)后呼吸機(jī)輔助時(shí)間、多巴胺用量與多巴胺使用時(shí)間。

改良超濾；高風(fēng)險(xiǎn)；心臟瓣膜置換

體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)下進(jìn)行心臟瓣膜置換手術(shù)是目前心外科最常見的術(shù)式。然而，CPB本身對生理狀態(tài)的干擾以及CPB預(yù)充所帶來的血液稀釋，是患者術(shù)后水腫與各類并發(fā)癥發(fā)生的重要因素。超濾技術(shù)自問世以來，經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展與進(jìn)步，從常規(guī)超濾到零平衡超濾(zero-balance ultrafiltration，ZUF)，再到改良超濾(modified ultrafiltration，MUF)，使得灌注醫(yī)師能夠更好地控制液體總量，保護(hù)腎功能，并在一定程度上減輕炎癥反應(yīng)與免疫活性[1]。

然而，盡管MUF具有諸多優(yōu)點(diǎn)，卻由于其需要單獨(dú)連接管路，較普通超濾復(fù)雜、應(yīng)用不便而大多使用于小兒CPB[2]，成人心臟瓣膜手術(shù)時(shí)因預(yù)充量血液稀釋程度較輕，而常使用常規(guī)超濾或者ZUF。為此，本研究擬通過比較MUF與ZUF對高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜置換術(shù)患者術(shù)后心肺功能的影響，評(píng)價(jià)針對高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜手術(shù)患者，MUF的應(yīng)用效果是否優(yōu)于ZUF。

1 資料與方法

1.1臨床資料和分組 本研究經(jīng)新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，選取2015年1月至2016年 8月擬行高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜置換手術(shù)患者90例, 用隨機(jī)數(shù)字表法分為MUF組和ZUF組，每組45例。兩組患者均在CPB輔助下行心臟瓣膜置換手術(shù)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18歲；②需要CPB的心臟瓣膜手術(shù)；③歐洲心血管手術(shù)危險(xiǎn)因素評(píng)分(EuroScore) ≥6分；④簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①單純冠狀動(dòng)脈旁路移植手術(shù)或大血管手術(shù)；②同時(shí)參與其他臨床研究者；③患者及家屬拒絕參與者。

1.2方法 兩組患者均采用全憑靜脈麻醉，使用STOCK Ⅲ型人工心肺機(jī)，膜肺采用MAQUE進(jìn)口膜式氧合器，應(yīng)用0.8 m2科威中空纖維血液超濾器。預(yù)充液采用130/0.4羥乙基淀粉氯化鈉注射液與復(fù)方氯化鈉注射液為基礎(chǔ)液。超濾器用生理鹽水500 ml沖洗排空后，并聯(lián)在CPB回路中，其入口端接動(dòng)脈出口處，出口端與靜脈回流室相連接，在安裝CPB管路時(shí)一同安裝并預(yù)充排氣備用。ZUF組在復(fù)溫時(shí)開始ZUF，超濾流量控制在10～20 ml/(kg·min)，根據(jù)超濾器濾液量使用適度負(fù)壓(<100 mm Hg)，同時(shí)根據(jù)濾出量不斷添加復(fù)方氯化鈉注射液進(jìn)入儲(chǔ)血罐中。CPB停止前先停超濾泵，逐步還血至停主動(dòng)脈灌注泵[3]。

MUF超濾過程中流量控制在10～15 ml /(kg·min)，給予適度負(fù)壓，超濾剛開始時(shí)，主泵適度并行補(bǔ)充濾出的容量平衡。當(dāng)循環(huán)容量逐漸穩(wěn)定時(shí)停止主泵。超濾過程中適量補(bǔ)充晶體液至貯血罐使膜肺處于備用狀態(tài)。當(dāng)貯血罐、氧合器和動(dòng)脈微栓過濾器內(nèi)的殘余血液基本被復(fù)方氯化鈉注射液替代后或超濾滿15 min結(jié)束超濾[4]。

1.3觀察指標(biāo) 記錄患者主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、超濾時(shí)間、超濾總量、術(shù)中輸血量，連續(xù)測定CPB前、CPB停機(jī)及MUF后(ZUF組在CPB停機(jī)15 min)氧分壓(PO2)、二氧化碳分壓(PCO2)、紅細(xì)胞比容(Hct)變化，并采集動(dòng)脈血應(yīng)用雙抗體夾心ELISA法測定腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)水平；術(shù)后觀察指標(biāo)包括術(shù)后呼吸機(jī)輔助時(shí)間、ICU停留時(shí)間、術(shù)后一周左心室射血分?jǐn)?shù)、多巴胺用量與持續(xù)時(shí)間；術(shù)后24 h 抽靜脈血3 ml檢測心肌酶譜與肌鈣蛋白I、肌鈣蛋白T水平。

2 結(jié) 果

2.1一般臨床資料 兩組患者術(shù)前年齡、體重、評(píng)分、合并癥等一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。兩組患者均順利完成瓣膜置換手術(shù)，但各有1例在術(shù)后死亡，MUF組1例并發(fā)MODS術(shù)后第5天死亡，ZUF組1例術(shù)后出血二次手術(shù)后死亡，無與CPB和超濾有關(guān)的并發(fā)癥發(fā)生。

表1 兩組患者一般臨床資料

注：COPD：慢性阻塞性肺疾病。

2.2兩組CPB時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、超濾時(shí)間和濾液量結(jié)果 兩組患者術(shù)中CPB時(shí)間與主動(dòng)脈阻斷時(shí)間比較差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，MUF組超濾時(shí)間和濾液總量少于ZUF組(P<0.05)，MUF組術(shù)中需要輸入懸浮紅細(xì)胞的量少于ZUF組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 術(shù)中情況比較

注：*與ZUF組比較P<0.05。

2.3兩組超濾前后相關(guān)指標(biāo)變化 比較兩組CPB前、CPB后、超濾結(jié)束后各指標(biāo)結(jié)果顯示，MUF組患者超濾結(jié)束后PO2與Hct顯著高于ZUF組，PCO2兩組間無差異，TNF-α與IL-6在CPB結(jié)束與超濾結(jié)束后ZUF組低于MUF組(P<0.05)，見表3。

2.4兩組術(shù)后臨床指標(biāo)與心肌酶譜結(jié)果 術(shù)后臨床指標(biāo)中，MUF組術(shù)后呼吸機(jī)輔助時(shí)間、多巴胺用量與多巴胺使用時(shí)間上均短于ZUF組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。其他指標(biāo)與術(shù)后24 h心肌酶譜、肌鈣蛋白方面，兩組比較差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表4。

3 討 論

盡管心臟手術(shù)的外科操作技術(shù)不斷發(fā)展，但無論腔鏡或者心臟直視手術(shù)下瓣膜置換仍然需要CPB技術(shù)的支持。CPB 是一種非生理性的血液循環(huán)過程，術(shù)中應(yīng)激、血液與非生理表面相接觸等多種因素，導(dǎo)致體內(nèi)多個(gè)應(yīng)激反應(yīng)系統(tǒng)被激活，釋放出多種炎性介質(zhì)(IL-6、IL-8、IL-10、TNF 等)，造成全身炎癥反應(yīng)綜合征。同時(shí)CPB需要大量預(yù)充液進(jìn)行管路排氣，由此造成的血液稀釋，體內(nèi)液體潴留、過多的水負(fù)荷可損害心肺，致心肌順應(yīng)性及收縮力降低，對于術(shù)前已經(jīng)存在心功能不全的高風(fēng)險(xiǎn)瓣膜病患者無疑是雪上加霜，使血漿膠體滲透壓、Hct降低，造成細(xì)胞、組織間隙水腫、心肺功能難以恢復(fù)，嚴(yán)重影響了患者的預(yù)后[5]。此外，心臟手術(shù)大多都需要輸注紅細(xì)胞，占圍術(shù)期用血量的80%以上[6]。面對當(dāng)下血液資源的短缺，因備血不足而暫緩擇期手術(shù)時(shí)有發(fā)生，如何減少血制品應(yīng)用同時(shí)降低輸血相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生，是臨床醫(yī)生所面臨難題[7]。

表3 兩組超濾前后相關(guān)指標(biāo)變化

注：*與ZUF組比較P<0.05。

表4 兩組術(shù)后臨床指標(biāo)與心肌酶譜比較結(jié)果

注：*與ZUF組比較，P<0.05。CK：肌酸激酶；CKMB：肌酸激酶同工酶；LDH：乳酸脫氫酶；AST：天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶。

超濾技術(shù)是CPB中解決上述問題的重要輔助手段，其模仿腎臟功能，通過半透膜濾器將循環(huán)當(dāng)中多余的水份、可溶性小分子與血液有形成份、大分子蛋白分離開并濾出，除減輕組織細(xì)胞水腫，濃縮血液外，同時(shí)可以濾出多種炎性介質(zhì)[8]，緩解CPB后的炎癥反應(yīng)，有利于心肺功能恢復(fù)。ZUF技術(shù)應(yīng)用于常規(guī)超濾基礎(chǔ)上，需要在超濾同時(shí)加入與濾液量相等的晶體液以保持氧合器液面不會(huì)降低，此技術(shù)目的不在于排出多余水分，而是通過類似于清洗的作用排出體內(nèi)的炎性介質(zhì)，緩解全身炎癥反應(yīng)。但也有分析顯示其應(yīng)用于臨床的優(yōu)勢不明顯[9]。MUF技術(shù)則不同，其需要單用一個(gè)泵頭控制流量，可根據(jù)實(shí)際情況控制超濾時(shí)間與超濾量，可迅速提高Hct，有利于改善術(shù)后心肺功能[10]。既往研究表明[11-14]，MUF應(yīng)用于心功能不全患者能夠提高術(shù)后左室每搏功和每搏指數(shù)，尤其是心指數(shù)，同時(shí)明顯增加氧合指數(shù)、縮短呼吸機(jī)輔助通氣時(shí)間。同時(shí)MUF可以利用CPB管道中的殘余血液進(jìn)一步濃縮，排出體內(nèi)多余水分，濃縮紅細(xì)胞與血紅蛋白，減少術(shù)中術(shù)后血制品輸入量[15]。本研究結(jié)果與前期研究相一致，進(jìn)一步明確雖然MUF對于術(shù)后ICU停留時(shí)間與心肌酶譜、心肌損傷標(biāo)記物無明顯影響，但能夠有效提高氧分壓與Hct，縮短呼吸機(jī)輔助時(shí)間，減少血管活性藥物的用量。

值得注意的是，MUF組超濾結(jié)束后炎性因子水平高于ZUF組，一方面可能是MUF確實(shí)在濾出炎性因子方面效果不明顯，另一方面，也需要考慮MUF與ZUF本身在操作原理上存在差異，MUF較ZUF對循環(huán)血容量進(jìn)行了濃縮，可能會(huì)影響到該指標(biāo)的可靠性，后期研究可以進(jìn)一步尋找更為合適的時(shí)點(diǎn)或指標(biāo)來反映炎癥反應(yīng)的水平。早期研究表明MUF對降低血液循環(huán)中炎性因子的濃度效果并不顯著[16]，但這并不影響MUF促進(jìn)心功能恢復(fù)的效果。

綜上所述，對于高風(fēng)險(xiǎn)心臟瓣膜手術(shù)患者，CPB中應(yīng)用MUF對于患者術(shù)后心肺功能的早期恢復(fù)是很有必要的，不但可以提高CPB后氧分壓與Hct，還有利于患者術(shù)后早期脫離呼吸機(jī)，減少血制品與血管活性藥物的用量，促進(jìn)心肺功能的早期康復(fù)。

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Comparisonofmodifiedandzero-balanceultrafiltrationonpostoperativecardiacandpulmonaryfunctionofhighriskpatientsunderwentheartvalvereplacementoperation

Yu Jin, Zhan Hai-ting, Li Fan, Gou Wei-ting, Wang Jiang, Zheng Hong

DepartmentofAnaesthesiology,TheFirstAffiliatedHospitalofXinjiangMedicalUniversity,Urumqi,Xinjiang830054,China

ZhengHong,Email:xjzhenghong@aliyun.com

ObjectiveTo determine the protective effects of modified ultrafiltration and zero-balanced ultrafiltration on postoperative cardiac and pulmonary function of high risk patients underwent heart valve replacement operation.MethodsNinety high risk patients with heart valve diseases were randomly divided into 2 groups: modified ultrafiltration group (MUF group) and zero-balanced ultrafiltration group (ZUF group). The following indicators were compared between 2 groups, including aortic aortic clamping time,ultrafiltration time and total volume, transfusion volume during operation, the oxygen partial pressure (PO2), carbon dioxide partial pressure (PCO2), hematocrit (Hct), tumor necrosis factor alpha (TNF- alpha) and interleukin 6 (IL-6) concentration before cardiopulmonary bypass (CPB), after CPB and after ultrafiltration, the duration of postoperative mechanical ventilation and ICU stay, left ventricular ejection fraction one week after the surgery, dopamine dosage and duration, myocardial enzymes and troponin I, troponin T changes at postoperative 24 h.ResultsAll patients were successfully completed surgery. Compared with ZUF group, time and total volume of ultrafiltration as well as red blood cell transfusion volume during operation were lower in MUF group (P<0.05); PO2and Hct in MUF group were significantly higher than those in ZUF group after ultrafiltration, there was no difference between two groups at PCO2. TNF-α and IL-6 of ZUF group were lower than MUF group after CPB and after ultrafiltration (P<0.05); the duration of mechanical ventilation, dosage and duration of dopamine uesd after operation in MUF group were shorter than ZUF group (P<0.05).ConclusionAlthough ZUF could reduce the levels of inflammatory factors, MUF is more suitable for high risk patients underwent heart valve replacement operation, MUF can significantly increase the postoperative PO2and Hct level, reduce intraoperative blood transfusion, shorten the duration of mechanical ventilation, dosage and duration of dopamine after operation.

Modified ultrafiltration; High risk; Heart valve replacement

2016-09-18)

2016-10-20)

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.03.05

新疆維吾爾族自治區(qū)科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(201533102)

830054 烏魯木齊，新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院麻醉科

鄭宏，Email：xjzhenghong@aliyun.com