改装密闭式体外循环套包在复杂先天性心脏病手术中的应用

孟擎擎，徐建军，周成斌，章晓华，陈 萍，庄 建

·临床经验·

改装密闭式体外循环套包在复杂先天性心脏病手术中的应用

孟擎擎，徐建军，周成斌，章晓华，陈 萍，庄 建

目的 总结改装密闭式体外循环套包在复杂先天性心脏病手术中应用的经验。方法 2009年3月至2014年8月，将改装的密闭式体外循环套包用于体外循环转流14例。主要病种包括左心发育不良综合征4例、左冠状动脉起源于肺动脉3例、主动脉缩窄合并主动脉弓发育不良3例、大血管转位合并室间隔完整3例以及1例法洛四联症术后低氧再次手术。密闭式体外循环套包内的管道及膜肺均有肝素涂层材料。在套包的静脉回路上安装一个储血罐，利用套包内的小儿离心泵为主泵，驱动静脉血从储血罐到膜肺，氧合后灌注到体内。如需要转为体外膜肺氧合（ECMO）支持，只需将体外循环中的储血罐去除，离心泵泵头直接连接静脉回路，恢复密闭式转流方式。结果 平均转流时间（164．4±71．9）min，平均主动脉阻断时间（71．4±21．9）min，有6例患儿采用深低温停循环。术后脱离体外循环12例，存活10例，死亡2例（均为NorwoodⅠ期手术患儿）。转ECMO支持2例，其中死亡1例。总体死亡率21．4%。结论 将密闭式体外循环套包中的离心泵、肝素涂层管道和膜肺用于复杂先心病手术，改装技术可行，术中转换成ECMO支持简便，在本组复杂先天性心脏病矫治中发挥了重要作用。

离心泵；肝素涂层；先天性心脏病；体外循环

通过改进体外循环（extracorporeal circulation，ECC）设备和材料，减少其对机体的影响是ECC技术发展的方向之一。密闭式ECC套包含有离心泵、涂层管道和膜肺，对机体的创伤较小，常用于长时间的体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygena⁃tion，ECMO）支持。近年来心脏外科发展飞速，对ECC的技术要求与日俱增。对于一些极其危重的复杂先天性心脏病手术，不仅术中需要减少ECC的

创伤，如果术毕脱离ECC困难，还需要ECMO支持。因此，本单位将改装密闭式ECC套包用于复杂先天性心脏病手术，探讨其在小儿ECC中的应用。

1 资料与方法

1．1 临床资料 2009年3月至2014年8月，将改装的密闭式儿童ECC套包（Medtronic，USA）用于14例复杂先天性心脏病手术ECC，其中男10例，女4例，日龄为1～297（65．1±80．3）d，体重2．6～6．0（3．83± 1．08）kg。主要病种包括左心发育不良综合征（HLHS）4例、左冠状动脉异常起源于肺动脉（ALCAPA）3例、主动脉缩窄（CoA）合并主动脉弓发育不良3例、大血管转位合并室间隔完整（TGA／IVS）3例、法洛四联症（TOF）术后低氧再次手术1例。患儿一般情况见表1。

1．2 ECC方法 改装密闭式儿童ECC套包是在其静脉回路上接一个储血罐（西京），套包内的小儿离心泵为主泵，接储血罐出口，驱动静脉血液进入膜肺，氧合后灌注到体内。手术结束若脱离ECC困难，有ECMO指证，将ECC中的储血罐去除，离心泵泵头的入血口直接连到静脉回路，重新恢复密闭式转流方式，进行ECMO支持。见图1。其它ECC组件还包括StockertⅢ型人工心肺机作为吸引泵和安装小儿超滤器。预充液主要成分有400 ml复方电解质溶液（勃脉力A），200 ml浓缩红细胞，100 ml血浆，肝素20 mg，5%碳酸氢钠10 ml，甲泼尼龙30 mg／kg等。

注：AO：主动脉；SVC：上腔静脉；IVC：下腔静脉；VC：腔静脉。图1 改装密闭式CPB套包的示意图

患儿麻醉生效后正中开胸，给予肝素3 mg／kg，全血激活凝固时间（ACT）大于480 s，常规插管建立体外循环。在中度低温或DHCA下行心脏畸形矫治术。转流过程中灌注流量100～200 ml／（kg· min）；监测ACT，仍然维持在480 s以上；及时调整血气、电解质及酸碱平衡。升主动脉开放后使用超滤器浓缩血液。复温到鼻咽温37℃、肛温35℃，经过后并行循环，血流动力学稳定，结束ECC，进行改良超滤。鱼精蛋白中和后，开启动静脉管路之间的旁路，进行自循环，以备病情变化随时重新使用。

2 结 果

ECC时间67～353（164．4±71．9）min，主动脉阻断时间26～125（71．4±21．9）min，其中6例患儿采用

DHCA，DHCA时间32～70（52．2±17．9）min。超滤液体150～1 300（639．3±322．4）ml，平均尿量5～220（46．1± 70．5）ml，无血色素尿。术后脱离ECC 12例，存活10例，术后清醒时间1～6（2．3±1．3）h，气管拔管时间9～119（42±32．9）h，术后24 h内胸液量60～130（85．8± 19．9）ml。死亡2例，均为NorwoodⅠ期手术患儿，术中停循环时间长。其中1例术后肺部感染引致病情恶化，家属放弃治疗；另1例为早产低体重儿，术后不能适应新的循环方式，脱离呼吸机困难，最终死于低心排综合征和呼吸衰竭。

表1 患儿一般情况、体外循环时间及预后

ECC脱机困难转ECMO 2例（占14．3%）。1例TOF矫治术后右肺充血，左肺苍白，存在严重的左右肺血不平衡导致的严重低氧血症，于是行VSD留孔扩大，RVOT补片缩小手术，考虑低氧血症难以立即改善，保留主动脉插管、右心房插管，术后立即转为ECMO辅助，78 h后顺利撤离ECMO，患儿存活。1例诊断CoA、ASD、PDA、主动脉弓发育不良的患儿，停机过程中肺动脉高压，撤机困难。保留主动脉插管、右心房插管和左心引流管。去除体外循环中的储血罐，恢复密闭式转流方式，进行 ECMO支持。ECMO辅助转流160 h，患儿多器官功能衰竭死亡。本组总体死亡率为21．4%。

3 讨 论

本研究利用密闭式ECC套包中的离心泵、涂层管道和膜肺建立开放式的ECC系统，改装技术可行。ECC结束后如需转ECMO支持，则使用同一套装置，稍加改动即可行ECMO辅助。由于本组患儿病情极其复杂，手术死亡风险高（实际死亡率为21．4%），术后需要ECMO支持的几率大（实际ECMO支持率为14．3%），手术组考虑患儿病情及家属经济条件，采用改装密闭式ECC套包的方法，便于ECC向ECMO转换。从ECC微创化发展的角度看，离心泵、涂层管道和膜肺是减少ECC对机体影响的重要改进措施之一。由于国内没有专门的供应，因此，本研究利用密闭式ECC套包所包含的组件，进行临床尝试。尽管该套包不是专门针对小儿ECC设计，管道预充较大，但经过改装，能配合心外科手术，在本组复杂先天性心脏病矫治中发挥重要作用。

既往研究显示离心泵明显减少对红细胞、血小板的破坏和激活，在成人心脏中使用离心泵可减少术后胸液量和输血量，降低神经系统并发症［1］，在新生儿EC⁃MO中使用离心泵较滚压泵明显减少游离血红蛋白的含量［2］。离心泵的特点是非阻闭性泵，不会出现泵管压力过高导致脱管现象；相对滚轴泵，离心泵对血液破坏程度较轻；离心泵泵头血液入口处为负压，进入泵头内的气体不容易进入体内。由于这些特点，在复杂手术长时间转流中，使用离心泵有可能进一步提高ECC的安全性。虽然对离心泵控制小流量的精确度有些质疑，但是在本组临床操作中还是比较便利的。

本组患儿使用密闭式儿童ECC套包中的Min⁃imax涂层膜肺和涂层管路，主要成分是肝素，提供一种不脱落的生物表面活性表面。全身炎症反应是ECC的常见并发症之一，血液成分与ECC装置表面的直接接触是启动炎症反应的重要因素。肝素涂层技术能通过抑制补体激活，抑制白细胞活化，增强血小板功能，减少血小板黏附和抑制炎性因子释放等几个方面改善ECC管路与血液的生物相容性，减少血液与异物表面接触引起的炎症反应［3－4］。在美国及欧洲发达国家，肝素涂层的ECC装置已用于常规心脏手术。在我国，随着涂层技术的发展及成本的降低，临床中常规使用肝素涂层膜肺与管道也是未来发展方向之一。

改装密闭式ECC套包只需在套包的静脉管路中加装一个具有滤过功能的储血罐。如需要ECMO支持，则去除储血罐，使用套包中的6 mm×6 mm接头连接离心泵头和静脉管路，重新改回密闭循环状态。当前对ECMO的应用时机、指证、预后判断等一直存在争论［5－6］。有学者认为，准确判断某些重症病例，预防性应用ECMO技术是可取的［7－8］。在复杂、危重先天性心脏病ECC过程中使用与ECMO技术相同的耗材，既可以ECC转流，又可以迅速转换为ECMO支持，为抢救患儿争分夺秒，提高患儿存活机会。本组有2例患儿由于脱机困难直接转为ECMO支持，其中1例经过ECMO支持而存活。

在改装密闭式ECC套包过程中，由于储血罐的滤过孔径为80 μm，没有安装动脉微栓过滤器，担心转流过程中存在微气栓的风险。临床结果显示，没有1例患儿因神经系统并发症死亡，存活患儿术后平均清醒时间为（2．3±1．3）h，随访未见明显神经系统并发症，说明改装后设备比较安全。另外，密闭式ECC套包费用较高，在临床实践中还需要根据病情及患儿家庭的经济承受能力而综合考虑。

通过改装密闭式ECC套包，将离心泵、肝素涂层管道和膜肺用于复杂先天性心脏病畸形矫治手术，并且转换成ECMO支持非常简便，表明该方法在临床使用中具有一定的可行性，另一方面也说明离心泵、肝素涂层管道和膜肺值得在临床上推广应用。

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Application of modified closed extracorporeal circulation circuits in the complex congenital heart disease

Meng Qing－qing，Xu Jian－jun，Zhou Cheng－bin，Zhang Xiao－hua，Chen Ping，Zhuang Jian
Guangdong Provincial Cardiovascular Institute，Guangdong General Hospital，Guangdong Academy of Medical Sciences，Guangzhou 510080，China

Objective To summarize the application of modified closed extracorporeal circulation circuits in the complex con⁃genital heart disease．Methods From March 2009 to August 2014，modification of closed extracorporeal circulation（ECC）circuits was performed in 14 cases of cardiac procedures for the complex congenital heart disease．The main lesions included hypoplastic left heart syndrome（4 cases），anomalous origin of the left coronary artery from the pulmonary artery（3 cases），coarctation with aorticarch hypoplasia（3 cases），transposition of the great arteries with intact ventricular septum（3 cases）and tetralogy of Fallot with postopera⁃tive hypoxia（1 case）．The closed ECC circuit was made of heparin coating materials．A blood reservoir was installed in the venous line of the circuits after modification．The centrifugal pump in the circuits drove the blood from the blood reservoir to the oxygenator and then to the whole body．If extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）support needed，the centrifugal pump was directly connected to the venous line without blood reservoir．Results The average ECC time was（164．4±71．9）min and the average aortic clamping time was（71．4±21．9）min．Six patients underwent deep hypothermia circulatory arrest．Twelve cases weaned off the ECC and 2 cases were transported into ECMO support．The total mortality rate was 21．4%．Conclusion The centrifugal pump，heparin coated circuits and oxygenator in the closed ECC circuits could be used in cardiac procedures for the complex congenital heart disease．The modification technology for the circuits is feasible and simplified for ECMO support postoperatively．

Centrifugal pump；Heparin coating；Congenital heart disease；Extracorporeal circulation

“十二五”国家科技支撑计划（2011BAI11B22）

510080广州，广东省心血管病研究所，广东省人民医院，广东省医学科学院，心外科体外循环

周成斌，zcbwwww＠163．com

2014⁃09⁃22）

2014⁃09⁃30）

10．13498／j．cnki．chin．j．ecc．2014．04．11