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        體重≤5 kg 嬰兒簡單先天性心臟病外科術中微小化體外循環(huán)管路應用改良超濾和常規(guī)超濾的比較

        2021-03-09 05:34:46曹凡周娜劉文華袁惠莉陳欣欣黃國棟
        中國循環(huán)雜志 2021年2期
        關鍵詞:乳酸管路主動脈

        曹凡,周娜,劉文華,袁惠莉,陳欣欣,黃國棟

        體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)是一種非生理性的灌注,會帶來急性血液稀釋,誘發(fā)全身炎癥反應,對患者預后產生諸多不良影響,在嬰兒中尤為突出。在CPB 中使用超濾技術可以濾出炎性因子,減輕炎癥反應,減少患兒機體水份含量,提高血液濃度,一定程度上可以減少CPB 并發(fā)癥[1-2]。改良超濾(modified ultrafiltration,MUF)可以在CPB結束后進一步濾除體內多余的水分和炎性因子,現(xiàn)已成為絕大多數(shù)患兒CPB 手術的常規(guī)操作。在過去20 年里,大量臨床研究顯示出MUF 的優(yōu)越性。但是近年來,隨著CPB 管路的精簡,較長的MUF 管路反而成為增加預充量的負擔。我中心自2018 年開始嘗試在嬰兒簡單CPB 手術中使用微小化管路合并常規(guī)超濾(conventional ultrafiltration,CUF)以減少預充量。這種改變促使重新評價在嬰兒中使用MUF 的必要性。本研究為回顧性研究,旨在比較利用微小化CPB 管路行簡單心臟手術時是否使用MUF 對嬰兒的影響。

        1 資料與方法

        1.1 研究對象

        選取2018 年1 月至2020 年6 月在我院行CPB下簡單心臟直視手術的先天性心臟?。ㄏ刃牟。雰?08 例。其中,男112 例,女96 例,手術年齡18 天~11 個月。納入指標:體重≤5 kg、先心病手術難度分級評分(RACHS)≤2 分。排除標準:術前合并心血管系統(tǒng)以外的復雜畸形、急診手術、因畸形矯治不滿意或出血而行二次手術、術后體外膜肺氧合(ECMO)輔助、CPB 中使用>1 U 庫存紅細胞(packed red blood cell,PRBC)。208 例嬰兒中,CPB中使用MUF 者納入MUF 組(n=128),僅使用CUF者納入CUF 組(n=80)。

        1.2 CPB 及超濾方法

        兩組嬰兒CPB 環(huán)路所用耗材一致:膜肺為Sorin D100 型;管路使用天津塑料研究所廣州市婦女兒童醫(yī)療中心嬰兒型,動靜脈管路直徑為3/16 "、泵管直徑為1/4";超濾器使用威高WG200 型。CPB 環(huán)路以醋酸鈉林格液、0.5~1 U PRBC、肝素10~20 mg、硫酸鎂60 mg/kg、呋塞米1 mg/kg、5%碳酸氫鈉10~20 ml、20%人血白蛋白20 ml 預充。轉中目標紅細胞壓積(hematocrit,Hct)維持在23%~28%,流速維持在120~200 ml/(kg·min),血 壓 維 持 在30 mmHg(1mmHg=0.133 kPa)以上。術中持續(xù)動脈氧分壓、Hct 以及混合血氧飽和度監(jiān)測,常規(guī)使用負壓輔助靜脈引流(vaccum assisted venous drainage,VAVD)。心肌停搏液使用HTK 液(CUSTODIOL,德國克勒化學制藥),僅灌注單次,持續(xù)5 min,量約為50 ml/kg。所有患兒CPB 中均使用且僅使用1 U PRBC。

        MUF 組自膜肺動脈端魯爾接口引出MUF 管路,經1/4"泵管連接至超濾器。超濾器另一端連接至靜脈管路近儲血罐端(圖1A)。CUF 組超濾器一端連接膜肺動脈端魯爾接口,另一端連接至儲血罐的魯爾接口(圖1B),該管路不含泵管,長度更短(圖1C)。MUF 組未含儲血罐容量的靜態(tài)預充量為182 ml,CUF 則為150 ml,兩組預充差異僅產生自超濾管路。MUF 組停止CPB 后行MUF 的同時,將儲血罐中的殘余血液輸入MUF 環(huán)路。CUF 組停止CPB 前將超濾管路動脈端斷開,使其血液容量返回儲血罐中。將兩組嬰兒主動脈插管拔除后殘存于CPB 環(huán)路中的血液,也就是殘余機回收并由麻醉醫(yī)師自嬰兒中心靜脈管輸回體內。

        1.3 觀察指標

        收集兩組嬰兒圍術期的一般臨床資料、主動脈插管拔除至嬰兒出手術室時間(出室時長)、撤除CPB 后麻醉和在心臟重癥監(jiān)護室(CCU)的輸血量及次數(shù)、術后機械通氣時間、CCU 停留時間、術后住院時間、CPB 和住院費用等。記錄動脈穿刺后即刻(T1)、升主動脈阻斷后10 min(T2)、MUF 組停止MUF 或CUF 組停止CPB 后(T3)、入CCU 時(T4)、入CCU 3 h(T5)、入CCU 12 h(T6)、入CCU 24 h(T7)、入CCU 3 d(T8)的Hct 和乳酸濃度以及T4~T8 的氧合指數(shù)(為動脈血氧分壓與吸入氧氣濃度的比值)。

        1.4 統(tǒng)計學方法

        所有數(shù)據采用SPSSS 24.0 軟件進行統(tǒng)計分析。符合正態(tài)分布的計量數(shù)據以均數(shù)±標準差來表示,組間采用獨立樣本t檢驗比較。不符合正態(tài)分布的計量數(shù)據用中位數(shù)(四分位數(shù))表示。計數(shù)資料以頻數(shù)表示,采用卡方檢驗進行比較。以P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

        圖1 兩組嬰兒超濾管路連接示意圖及其尺寸

        2 結果

        2.1 兩組嬰兒一般資料、術中資料的比較(表1)

        兩組嬰兒一般資料、主要診斷、CPB 相關時間、超濾液量、CPB 費用和住院費用等差異均無統(tǒng)計學意義,CUF 組的殘余機血量和殘余機血量/體重均顯著高于MUF 組,差異有統(tǒng)計學意義(P均=0.000)。

        表1 兩組嬰兒一般資料和術中資料的比較(±s)

        表1 兩組嬰兒一般資料和術中資料的比較(±s)

        注:MUF:改良超濾;CUF:常規(guī)超濾;RACHS:先天性心臟病手術難度分級評分;ACC:主動脈阻斷;CPB:體外循環(huán)

        2.2 各時間點Hct 比較(表2)

        兩組Hct T1 時差異無統(tǒng)計學意義,CUF 組T2時顯著高于MUF 組(P=0.000),MUF 組于T3 時顯著高于CUF 組(P=0.003),差異均有統(tǒng)計學意義。其余時間點兩組差異均無統(tǒng)計學意義。

        2.3 兩組嬰兒輸血資料的比較(表3)

        兩組嬰兒術中麻醉醫(yī)師均未給予輸注庫存血,所有異體血制品輸注均發(fā)生于CCU。兩組輸血總人數(shù)、次數(shù)、各種血制品的使用人數(shù)以及使用量差異均無統(tǒng)計學意義。MUF 組異體血人均輸注次數(shù)高于CUF 組,但差異無統(tǒng)計學意義(P=0.054)。

        2.4 各時間點血清乳酸濃度比較(表4)

        兩組血清乳酸濃度T1 時差異無統(tǒng)計學意義,CUF 組T4(P=0.032)、T5(P=0.006)均顯著低于MUF 組,其余時間點兩組差異均無統(tǒng)計學意義。

        表2 兩組嬰兒各時間點紅細胞壓積比較(±s,%)

        表2 兩組嬰兒各時間點紅細胞壓積比較(±s,%)

        注:T1:動脈穿刺后即刻;T2:升主動脈阻斷后10 min;T3:MUF 組停止MUF 或CUF 組停止CPB 后;T4:入CCU 時;T5:入CCU 3 h;T6:入CCU 12 h;T7:入CCU 24 h;T8:入CCU 3 d。MUF:改良超濾;CUF:常規(guī)超濾;CPB:體外循環(huán);CCU:心臟重癥監(jiān)護室

        表3 兩組嬰兒于心臟重癥監(jiān)護室輸注異體血的情況比較(±s)

        表3 兩組嬰兒于心臟重癥監(jiān)護室輸注異體血的情況比較(±s)

        表4 兩組嬰兒各時間點血清乳酸濃度比較(mmol/L,±s)

        表4 兩組嬰兒各時間點血清乳酸濃度比較(mmol/L,±s)

        注:T1:動脈穿刺后即刻;T2:升主動脈阻斷后10 min;T3:MUF 組停止MUF 或CUF 組停止CPB 后;T4:入CCU 時;T5:入CCU 3 h;T6:入CCU 12 h;T7:入CCU 24 h;T8:入CCU 3 d。MUF:改良超濾;CUF:常規(guī)超濾;CPB:體外循環(huán);CCU:心臟重癥監(jiān)護室

        2.5 各時間點氧合指數(shù)比較(表5)

        兩組各時間點氧合指數(shù)值差異均無統(tǒng)計學意義。

        2.6 兩組其他臨床資料比較(表6)

        出室時長、術后機械通氣時間、術后CCU 停留時間、術后住院時間差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。

        表5 兩組嬰兒各時間點氧合指數(shù)比較(±s)

        表5 兩組嬰兒各時間點氧合指數(shù)比較(±s)

        注:T4:入CCU 時;T5:入CCU 3 h;T6:入CCU 12 h;T7:入CCU 24 h;T8:入CCU 3 d。MUF:改良超濾;CUF:常規(guī)超濾

        表6 兩組嬰兒其他臨床資料比較(±s)

        表6 兩組嬰兒其他臨床資料比較(±s)

        注:MUF:改良超濾;CUF:常規(guī)超濾;CCU:心臟重癥監(jiān)護室;出室時長:主動脈插管拔除至嬰兒出手術室時間

        3 討論

        1991 年Naik 等[3]首次報道了MUF 的應用,其理論基礎是去除比CUF 更多容量的液體。自此,針對MUF 的研究層出不窮。MUF 的益處主要包括:改善血流動力學和呼吸功能[4-5];減少胸引量[6];減少血液制品的輸注[7-8];提高Hct、血漿蛋白濃度和血小板(Plt)濃度等。但是關于MUF 的許多研究處于早期,患兒CPB 技術尚不成熟,CPB 環(huán)路預充量大,患兒血液稀釋嚴重,所以MUF 的優(yōu)勢明顯。但是隨著CPB 技術發(fā)展和管路的進一步微小化,MUF的益處逐漸淡化,相反,其弊端日益顯現(xiàn)。MUF 增加了預充量和異物的接觸面積,可能會加劇血液稀釋和炎性反應,還會增加操作的復雜性,引起血流動力學不穩(wěn)定、腦竊血[9]、動脈插管引起的動脈阻塞、中心溫度降低、非內皮表面的暴露時間延長、手術時間延長、費用增加等問題。與MUF 相關的不良事件發(fā)生率雖較低,但是后果嚴重,譬如:長時間MUF 導致的低體溫可以引起惡性心律失常;動脈插管堵塞導致MUF 泵前負壓,氣泡自膜肺進入MUF管路系統(tǒng)導致患者空氣栓塞等[10]。所以我中心嘗試在管路微小化的基礎上撤除MUF,以減少意外發(fā)生。

        本研究兩組嬰兒術前Hct 差異無統(tǒng)計學意義,CPB 期間僅接受1 U PRBC 輸注。升主動脈阻斷后10 min CUF 組Hct 顯著高于MUF 組。產生這一結果主要歸因于兩組的預充容量差異。CUF 組的超濾管路總長40 cm,僅占預充量5 ml。而MUF 管路總長166 cm,其中還包含增粗的泵管、接頭等,預充容量為37 ml,較CUF 組多32 ml。在使用等量PRBC預充時,CUF 組因為預充量少,反而能濾出更多的液體,提高血液濃度的能力更強。而MUF 組停止MUF 后較CUF 組撤除CPB 后的Hct 顯著增高。因為兩組在接受相同輸血量的情況下,MUF 組可以在停CPB 后將儲血罐、泵管以及膜肺中的殘余紅細胞輸入MUF 管路進行超濾,減少了后期的輸血量。這也同樣對CUF 組的殘余機血量和殘余機血量/體重均顯著高于MUF 組的原因作出了解釋。嬰兒自T3開始輸注殘余機血,出手術室前輸注完畢。在T3時刻MUF 組嬰兒雖然Hct 較高,但是殘余機血容量較少。反之,在同一時間節(jié)點CUF 組Hct 略低的嬰兒卻獲得了較多容量的殘余機血。CUF 組在輸注了較多的殘余機血后,Hct 升高幅度較MUF 組更大。這使得兩組嬰兒的Hct 于T4 節(jié)點開始處于相同水平。

        CPB 后高Hct 水平有助于減少輸血的需求,從而降低嬰兒的輸血風險。多項研究結果均顯示使用MUF 的患兒輸血量顯著低于CUF 組[7,11]。Milovanovic 等[12]的研究顯示接受MUF 的嬰兒PRBC輸注量明顯多于僅CUF 的嬰兒,但是前者新鮮冰凍血漿需求量更大。但其中原因,并未能給出合理解釋。McRobb 等[13]也報道了使用MUF 的新生兒冷沉淀的輸注率更高,但是兩組間胸管引流量和纖維蛋白原水平并無差異,但是MUF 組在CPB 過程中和整個手術中的再次輸血率顯著提高。本研究結果中兩組嬰兒術后總輸血率、各種成分輸血率、輸血量以及總的輸血次數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義。嬰兒CPB手術時間長,經歷了復雜的CPB 過程,術后出血和凝血病理過程復雜,涉及因素眾多,尚不能輕易得出結論。但就本研究結果,尚未發(fā)現(xiàn)CUF 組在輸血方面有較差的表現(xiàn)。

        乳酸升高是組織灌注和氧輸送不足的早期敏感生化指標。危重癥者組織灌注降低,會導致組織缺血缺氧,無氧代謝增加,使血清乳酸水平升高。因此,血清乳酸水平是反映危重癥者組織氧供需平衡的重要指標。本研究顯示CUF 組嬰兒術后在心臟重癥監(jiān)護室早期血清乳酸水平顯著低于MUF 組??赡芤驗镸UF 的操作是一種從主動脈竊血的過程,期間體循環(huán)血流量減少,而CUF 組嬰兒停止CPB 后血液循環(huán)維持更加平穩(wěn)。還有一種可能是MUF 會降低嬰兒體溫,低溫會導致嬰兒末梢循環(huán)變差,無氧代謝增加,從而導致乳酸升高。但是兩組差異持續(xù)時間較短,術后24 h 后這一現(xiàn)象消失。本研究未能比較兩組撤除CPB 時的循環(huán)狀態(tài)和體溫是否存在差異。

        MUF 通過減少肺間質多余的水分以及炎癥介質以減輕兒童CPB 心臟手術后常見肺功能障礙的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)MUF 可以顯著改善肺功能參數(shù)包括肺順應性和呼吸參數(shù),有助于CPB 術后呼吸功能的恢復。本研究MUF 組與CUF 組的術后氧合指數(shù)和機械通氣時間差異無統(tǒng)計學意義,并未能顯示MUF 在改善呼吸功能方面的優(yōu)勢,與部分報道的研究結果一致[4,13]。Mahmoud 等[5]指出MUF 對肺功能的優(yōu)勢可能只持續(xù)于較短時間,而不是術后長期。Kotani等[4]在一項新生兒MUF 的研究中發(fā)現(xiàn),MUF 雖然不一定會縮短機械通氣時間,但是可以降低機械通氣的參數(shù),防止機械通氣相關肺損傷的發(fā)生。氧合指數(shù)和機械通氣時間并不能完全代表肺功能,所以CUF 對肺功能的影響還有待進一步研究。

        Thompson 等[8]比較CUF 和MUF 效果的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)在所有預后指標兩者均無差別。多項研究術后結果參數(shù)譬如胸腔引流量、機械通氣時間和CCU 住院時間等也均未受到MUF 的顯著影響。這些發(fā)現(xiàn)與本研究一致,表明MUF 對整體臨床結果的影響并不顯著。本研究中MUF 管路常規(guī)包含在CPB 管路包中,CUF 管路常規(guī)包含在超濾器中,兩組管路均不產生額外費用。故兩組嬰兒CPB 費用差異無統(tǒng)計學意義。兩組住院費用差異亦無統(tǒng)計學意義,可見 CUF 并未給嬰兒加重經濟負擔。

        本研究為回顧性研究,未能比較拔除主動脈插管后兩組嬰兒體溫和循環(huán)狀態(tài),以至于未能對血清乳酸濃度差異做出有力解釋。本研究樣本量相對較少,未能將新生兒進行獨立分組研究。后期需要更為嚴謹?shù)那罢靶匝芯吭O計來驗證。

        總之,在微小化管路的基礎上對行簡單心臟手術的嬰兒實施MUF,并未在輸血需求和術后肺功能、血清乳酸水平、一般參數(shù)以及住院費用方面體現(xiàn)出優(yōu)勢,反而增加了預充量,加重了CPB 中的血液稀釋。與MUF 相比,CUF 并未帶來不良影響,還能簡化管路和操作,可安全用于嬰兒CPB 手術。

        利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突

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