微量晶体心肌保护灌注法在婴幼儿体外循环中的应用

陈祥舟，刘 梅，肖颖彬，王学锋，王 咏

·临床研究·

微量晶体心肌保护灌注法在婴幼儿体外循环中的应用

陈祥舟，刘 梅，肖颖彬，王学锋，王 咏

目的 观察在婴幼儿体外循环（CPB）中采用自制微量晶体心肌保护灌注方法的临床效果。方法 选择10 kg以下择期在CPB下行室间隔缺损修补术的患儿100例，随机分为试验组和对照组，每组各50例。心肌保护均采用顺行灌注高K＋含血停搏液，试验组采用微量晶体灌注方法，对照组采用传统储血罐灌注方法。分别于麻醉诱导后（T1）、CPB 20 min（T2）、主动脉开放后（T3）、手术结束即刻（T4）检测动脉血气的K＋离子浓度、红细胞比容（Hct）、乳酸（Lac）并进行比较，比较患儿术前和术后一般情况、左室射血分数（EF）、CPB时间、主动脉阻断时间、心脏复苏、术中超滤量、CPB预充总量、围术期用血量，肌酸激酶（CK）和肌酸激酶同工酶（CKMB）等数据。结果 ①两组患儿术前一般情况、术前和术后EF值、CPB时间、阻断时间、心脏复苏率、术中超滤量无统计学差异（P＞0.05）。②T1、T2、T3、T4的动脉血气K＋、Hct、Lac均无统计学差异（P＞0.05）。③两组患儿CK、CKMB在术前、术后1天、术后3天各时间点组间比较均无统计学差异（P＞0.05），但CK、CKMB在术后1天明显升高，与术前比较有显著差异（P＜0.01），术后3天较术后1天明显下降（P＜0.01），但仍高于术前水平（P＜0.05）。④试验组较对照组CPB预充总量和围术期用血量均明显减少（P＜0.05）。结论 在婴幼儿CPB中的心肌保护使用微量晶体灌注方法能获得与储血罐灌注法相同的效果，但预充液总量和围术期用血量明显减少。

体外循环；心肌保护；停搏液；婴幼儿

婴幼儿先天性心脏病（先心病）手术绝大多数都需要在体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）下完成心内畸形的矫治。术中常需钳夹升主动脉，灌注心脏停搏液，以便显露术野进行矫治。因此，良好的心肌保护直接关系到患儿术后的心功能恢复情况。10 kg以下的先心病患儿，体重小，对水分调节能力差，围术期血液稀释、炎性介质释放等常导致体内水分过量潴留，影响术后恢复［1］。为了减少晶体停搏液造成的血液稀释，而又能达到满意的心肌保护效果，本研究采用自制的微量晶体灌注方法对10 kg以下的先心病患儿进行心肌保护，并观察其临床效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择体重10 kg以下，在本院心血管外科研究所行单纯室间隔缺损（ventricular septal defect，VSD）修补术的先心病患儿100例。男52例，女48例，1～35个月龄，体重3～9.5 kg，随机分为试验组（微量晶体灌注方法）和对照组（常规储血罐灌注方法），每组各50例。本研究符合本院人体试验伦理委员会制定的伦理学标准，所有入选病例均取得家属的知情同意。排除标准包括：合并其他心内畸形、肺动脉高压、急诊手术、再次手术、术前有输血史、有严重肾功能异常（血清肌酐＞176.8 μmol／L）、肝功能异常、CPB时间超过120 min或不足60 min、术前1月严重感染等。麻醉师、术者、ICU医师、护士对于组别的分配不予告知。

1.2 麻醉及CPB方法 麻醉师、术者、灌注师均属同一外科治疗小组。采用静脉吸入复合麻醉，常规建立有创动脉血压监测、中心静脉监测、无创氧饱和度及心电图监测。诱导和维持麻醉采用咪达唑仑、舒芬太尼和罗库溴铵。采用德国Stockert－Ⅲ型人工心肺机，意大利Dideco－901、Dideco－902型膜式氧合器，天津塑料研究所订制新桥医院型婴儿CPB管道，意大利Sorin BLS 803超滤器，升主动脉及上下腔插管常规建立CPB，意大利Data Master全程动态监测SvO2。CPB预充为勃脉力－A，悬浮红细胞，血浆，20%人血白蛋白，6%羟乙基淀粉130／0.4（万汶），5%NaHCO32.5 ml／kg，20%甘露醇2.5 ml／kg，10%KCl 2 ml，25%MgSO40.25 ml／kg，10%葡萄糖酸钙注射液，甲泼尼龙30 mg／kg，乌司他丁1～1.5× 104U／kg，拟定预充总量350～500 ml，晶胶比0.30～0.35。全身肝素化（3 mg／kg），待激活全血凝固时间＞480 s之后开始CPB，变温水箱降温至鼻咽温度30℃，阻断主动脉，灌注心脏停搏液，开放后复温，行常规超滤（conventional ultrafiltration，CUF），直肠温度36℃停CPB，行改良超滤（modified ultrafiltration，MUF），鱼精蛋白中和肝素。维持转中平均动脉压（MAP）25～40 mm Hg，红细胞比容（Hct）0.18～0.25，如果CPB中Hct＜0.18则追加一定量的悬浮红细胞，并根据血气及时调节气血比、酸碱、电解质在正常范围。CPB中除预充2 ml 10%KCl外，均不再加入额外的KCl。

1.3 心肌保护方法

1.3.1 微量晶体灌注方法 以转前患儿血K＋3.5 mmol／L，滚压泵心肌灌注氧合血流量为100 ml／min，首次灌注剂量20 ml／kg为例。试验组采用微量晶体灌注装置（图1所示），20 ml微量泵空针内含有10%KCl 17.5 ml和25%MgSO42.5 ml。调节微量泵输入速度为1.3 ml／min（80 ml／h），此时微量泵输入的K＋浓度为17 mmol／L，与氧合血混合后使得停搏液中K＋浓度为20 mmol／L进行灌注。每隔20 min再次灌注，调节微量泵输入速度40 ml／h（K＋浓度为10 mmol／L）。

图1 微量晶体灌注装置示意图

1.3.2 储血罐灌注方法 加入术前配置的停搏液100 ml（以复方林格氏液460 ml为基础，加入10% KCl 35 ml，25%MgSO45 ml）预充排气，再加入10% KCl 6 ml，此时停搏液中K＋浓度为17 mmol／L，仅留50 ml在储血罐内，待转流后放入氧合血，按4︰1比例（4份血1份晶体液）将储血罐内多余的晶体停搏液打出，含血停搏液混合均匀后进行灌注。每隔20 min再次灌注，氧合血内加入10%KCl 2 ml。所有病例均保持停搏液灌注压力小于100 mm Hg。

1.4 数据采集 采集麻醉诱导后（T1）、CPB 20 min（T2）、主动脉开放后（T3）、手术结束即刻（T4）两组患儿的动脉血进行血气分析（GEM Premier 3000血气分析仪，美国），收集 K＋离子浓度、Hct、乳酸（Lac）。记录患儿术前和术后左室射血分数（EF）、CPB时间、主动脉阻断时间、心脏复苏、转中超滤量、CPB预充总量、围术期用血量，肌酸激酶（CK）和肌酸激酶同工酶（CKMB）术前，术后1d、术后3 d数据。

1.5 统计学方法 所有数据均采用SPSS 13.0统计分析软件进行统计分析。计量资料采用（±s）表示，采用t检验；计数资料采用χ2检验。P＜0.05为有统计学差异。

2 结 果

2.1 两组患儿围术期资料比较 100例患儿均顺利完成手术，无死亡，痊愈出院。两组患儿一般情况、术前和术后EF值、CPB时间、阻断时间、心脏复苏率、转中超滤量比较均无统计学差异（P＞0.05），见表1。

2.2 两组患儿动脉血气K＋、Hct、Lac各时间点的比较 两组患儿各时间点动脉血气的K＋、Hct、Lac组间比较均无统计学差异（P＞0.05），但两组患儿K＋、Lac在T2、T3明显高于T1，Hct在T2、T3则明显低于T1（P＜0.01）。Lac在T4仍明显高于T1（P＜0.01），K＋、Hct在T4恢复到T1水平（P＞0.05），见表2。

2.3 两组患儿围术期CK、CKMB的比较 两组患儿CK、CKMB在术前、术后1 d、术后3 d各时间点组间比较均无统计学差异（P＞0.05）。但CK、CK⁃MB在术后1 d明显升高，与术前比较有显著差异（P＜0.01），术后3 d较术后1 d明显下降（P＜0.01），但仍高于术前水平（P＜0.05），见表3。

2.4 两组患儿CPB预充总量及围术期用血量的比较CPB预充液总量、围术期血液制品用量，试验组比对照组均明显减少，有统计学差异（P＜0.05），见表4。

表1 两组患儿围术期情况比较（n＝50，±s）

表1 两组患儿围术期情况比较（n＝50，±s）

项目 试验组 对照组年龄（月） 12.8±5.9 12.8±4.9男／女（例） 28／22 24／26体重（kg） 7.88±1.50 7.87±1.68术前EF（%） 63.34±7.47 64.86±6.92术后EF（%） 62.92±6.43 60.71±7.06 CPB时间（min） 76.60±22.44 74.62±17.64主动脉阻断时间（min） 42.54±17.10 42.44±14.23自动复跳［例（率）］ 50（100%） 49（98%）CUF（ml） 93.65±21.79 96.87±22.62 MUF（ml） 114.43±19.98 119.74±21.36

表2 两组患儿各时间点动脉血气K＋，Hct，Lac的比较（n＝50，±s）

表2 两组患儿各时间点动脉血气K＋，Hct，Lac的比较（n＝50，±s）

注：与T1比较∗∗P＜0.01。

项目 组别 T1 T2 T3 T4 K＋（mmol／L） 试验组 3.91±0.23 4.42±0.58∗∗ 5.31±0.39∗∗ 4.05±0.43对照组 4.04±0.24 4.53±0.67∗∗ 5.35±0.48∗∗ 4.16±0.35 Hct（mmol／L） 试验组 0.30±0.02 0.19±0.02∗∗ 0.22±0.02∗∗ 0.30±0.02对照组 0.31±0.03 0.20±0.02∗∗ 0.22±0.02∗∗ 0.29±0.02 Lac（mmol／L） 试验组 0.76±0.27 1.32±0.37∗∗ 1.65±0.43∗∗ 1.27±0.23∗∗对照组 0.81±0.22 1.34±0.39∗∗ 1.61±0.41∗∗ 1.24±0.26∗∗

表3 两组患儿围术期CK，CKMB的比较（n＝50，±s）

表3 两组患儿围术期CK，CKMB的比较（n＝50，±s）

注：与术前比较∗P＜0.05，∗∗P＜0.05；与术后1 d比较＃＃P＜0.01。

项目 组别 术前 术后1 d 术后3 d CK（U／L） 试验组 99.50±32.68 1 008.64±395.29∗∗ 253.04±65.78∗＃＃对照组 101.72±31.26 1 017.26±366.63∗∗ 272.23±54.05∗＃＃CKMB（μg／L） 试验组 35.38±7.64 94.34±24.58∗∗ 52.93±8.34∗＃＃对照组 36.02±8.08 92.46±31.29∗∗ 48.79±7.82∗＃＃

表4 两组患儿CPB预充总量及围术期用血量的比较（n＝50，ml，±s）

表4 两组患儿CPB预充总量及围术期用血量的比较（n＝50，ml，±s）

注：与对照组比较∗P＜0.05。

组别 CPB预充总量 悬浮红细胞用量 血浆用量试验组 554.19±74.87 181.63±56.32 82.20±42.78对照组 593.25±110.54∗ 221.75±77.72∗ 115.46±56.91∗

3 讨 论

未成熟心肌在结构、代谢和功能上有别于成熟心肌，因其收缩力量较弱，室壁张力高，顺应性差，心肌储备不足的特点，使得未成熟心肌一旦损伤很容易诱发心衰。因此，婴幼儿先心病CPB中的心肌保护成为直接关系手术成功的关键因素［2］。笔者所在单位过去心肌保护一直使用储血罐灌注方法，对于婴幼儿的心肌保护也取得了满意的效果［3］。但这种方法在低体重婴幼儿心肌保护中存在几个问题：①除了常规预充外，每名患儿均需额外再在储血罐内加入晶体停搏液，增加了血液稀释度；②需要按4∶1的比例放入氧合血以将多余的晶体停搏液打出，当血液与停搏液混合后且需要留存晶体量不足40 ml时，很难准确控制留存晶体停搏液的量；③由于患儿体重轻，血容量少，不可能持续向储血罐中放入足量的氧合血，使得含血灌注液中K＋浓度不均匀，胶体渗透压过低；④持续放入氧合血直接影响膜式氧合器内的液平面，有形成气栓的可能。

1993年，Menasche等［4］首先将低稀释的含血心脏停搏液用于心脏手术中的心肌保护，并称之为“mini－cardioplegia”，他们认为，与传统的4∶1含血停搏液相比，mini－cardioplegia减少了不必要的晶体停搏液对血液的稀释，减轻心肌水肿，也能为心肌提供更多的红细胞，改善心肌氧供。基于此笔者设计了微量晶体灌注方法用于婴幼儿的心肌保护，希望能更精确的调节灌注液中的K＋浓度，减少晶体停搏液对血液的稀释。

使用微量晶体灌注方法试验结果表明，两组患儿各时间点动脉血气的K＋，Hct，Lac组间比较均无统计学差异，说明该方法实现灌注液K＋浓度精确调节的同时使血K＋始终保持在理想水平，由于减少了稀释，在维持CPB中相同Hct的前提下，围术期用血量亦明显减少。

此外，笔者还选择了心肌酶谱中的CK和CKMB作为比较指标。CK和CKMB是心肌损害时出现较早的两种酶，它们在心肌的含量相对较高，但是CK的增高可能缺乏特异性，因为CK也存在于骨骼肌和胃肠道［5］，而CKMB对心肌具有更高的敏感性，在心肌损伤后4～8 h内就开始升高，2～3 d内回复正常。因此，同时检测CK和CKMB可以更好的反映心肌的损坏程度。试验结果也表明，两组患儿CK、CKMB在术前、术后1 d、术后3 d各时间点组间比较均无显著差异，心脏自动复跳率也无显著差异，说明微量晶体灌注方法能获得与传统储血罐灌注法相同的心肌保护效果。

笔者在临床应用中体会到本单位设计的微量晶体灌注装置安装简单，操作方便；心肌灌注时对膜式氧合器的液平面影响小，大大降低了由于心肌灌注液平面过低造成的主动脉和冠状动脉进气风险；取消了灌注储血罐，仅增加了微量泵空针，降低了医疗成本［6］。心肌保护效果确切，灌注过程安全，值得推广使用。

［1］ Pagowska－Klimek I，Pychynska－Pokorska M，Krajewski W，et al.Predictors of long intensive care unit stay following cardiac sur⁃gery in children［J］.Eur J Cardiothorac Surg，2011，40（1）：179－184.

［2］ Allen BS，Barth MJ，Llbawi MN.Pediatric myocardial protection：an overview［J］.Semin Thorac Cardiovasc Surg，2001，13（1）：56－72.

［3］ 刘梅，肖颖彬，陈林，等.260例半岁内危重先天性心脏病急诊体外循环［J］.局解手术学杂志，2011，20（5）：494－496.

［4］ Menasché P，Touchot B，Pradier F，et al.Simplified method for delivering normothermic blood cardioplegia［J］.Ann Thorac Surg，1993，55（1）：177－178.

［5］ Howie－Esquivel J，White M.Biomarkers in acute cardiovascular disease［J］.J Cardiovasc Nurs，2008，23（2）：124－131.

［6］ 肖娟，刘梅，彭莉，等.自行设计低稀释含血心脏停搏液灌注装置应用体会［J］.局解手术学杂志，2011，20（6）：686－687.

The application of micro pump crystal solution perfusion device in infants＇con⁃genital heart diseases with cardiopulmonary bypass

Chen Xiang－zhou，Liu Mei，Xiao Ying－bin，Wang Xue－feng，Wang Yong
Department of Cardiopulmonary Bypass of Cardiovascular Surgery Institute of PLA，XinQiao Hospital，Third Military Medical University，Chongqing 400037，China

Liu Mei，Email：liumei182002＠yahoo.com.cn

Objective To observe the clinical effect of myocardial protection using micro pump crystal solution perfusion de⁃vice in infants＇congenital heart diseases with cardiopulmonary bypass（CPB）.Methods Form Jun.2010 to Oct.2012，100 infants（body weight＜10 kg）with ventricular septal defect（VSD）scheduled for cardiac surgery with CPB were enrolled and randomized into experimental（E）group and control（C）group，50 cases each.After aortic cross clamping，the way of antegrade cardioplegia perfusion with hyperpotassemia（potassium 20 mmol／L）was chosen as myocardial protection method for all infants.Micro pump crystal solution perfusion device was used in E group and traditional blood reservoir perfusion device was used in C group.The concentrations of potas⁃sium，hematocrit（Hct），lactate（Lac）from the arterial blood gas were compared between two groups at following time points：preop⁃eration（T1），20 min after CPB（T2），aortic declamping（T3），leaving operating room（T4）.The time of CPB and aortic cross clamping，cardiac resuscitation rate，filter fluid during CPB，total volume of CPB priming and banked red blood cell（BRBC）transfu⁃sion perioperative，left ventricle ejection fraction（EF）and blood concentration of creatine kinase（CK），creatine kinase MB（CK⁃MB）before and after operation of two groups were collected.Results 1.There were no significant differences in preoperative and post⁃operative EF，time of CPB and aortic cross clamping，cardiac resuscitation rate between two groups（P＞0.05）.2.There were no sig⁃nificant differences in the concentrations of potassium，hematocrit（Hct），lactate（Lac）from the arterial blood gas between two groups in T1，T2，T3，T4（P＞0.05）.3.The concentration of CK and CKMB on the preoperative day，1 day and 3 day postoperatively be⁃tween two groups had no significant differences（P＞0.05），which was increased significantly on the 1 day postoperatively（P＜0.01）and recovered on 3 day postoperatively.4.There were significant differences in the total volume of CPB priming and perioperative BRBC transfusion between two groups（P＜0.05）.Conclusion The micro pump crystal solution perfusion device can provide comparative myocardial protective effect as traditional blood reservoir perfusion device，but the former can reduce the volume of CPB priming and perioperative BRBC transfusion in infants＇congenital heart diseases with CPB.

Cardiopulmonary bypass；Myocardial protection；Cardioplegia solution；Infants

2013⁃09⁃16）

2013⁃11⁃05）

10.13498／j.cnki.chin.j.ecc.2014.03.06

（400037、重庆、第三军医大学附属新桥医院全军心血管外科研究所）

刘梅，E－mail：liumei182002＠yahoo.com.cn