儿童心脏移植的体外循环管理

李 平，赵 阳，董念国，高思海

儿童心脏移植的体外循环管理

李 平，赵 阳，董念国，高思海

［摘要］：目的 总结20例儿童心脏移植的体外循环管理经验。方法 2008年9月至2015年3月武汉协和医院共行20例儿童心脏移植，其中男11例，女9例，扩张性心肌病为移植主要病因，儿童平均年龄（10．76±5．97）岁，最小年龄3个月；平均体重（33．23±18．51）kg，最小体重5．2 kg；供心保护采用康斯特保护液（HTK液），经主动脉根部灌注冷HTK心脏停搏液，快速取下心脏，置于4℃HTK液中低温保存。供体／受体体重比（1．62±0．62）。采用浅低温、轻中度血液稀释、中高流量体外循环灌注方法。术中连续监测血气和电解质，常规使用超滤技术和白蛋白，转中维持MAP 55～65 mm Hg，SvO2＞70%，Hct 0．24～0．27，停机改良超滤，维持Hct 0．32～0．40。结果 除2例患儿心脏移植术后出现低心排而行体外膜肺氧合（ECMO）辅助支持外，余18例患儿术中平稳，自动复跳，均顺利脱离体外循环。所有患儿均痊愈出院，取得满意手术疗效。供心冷缺血时间平均（228．69±144．97）min，体外循环时间平均（119．56±42．32）min，辅助时间平均（72．25±35．78）min。结论 良好的心肌保护，维持有效胶体渗透压及超滤排出体内多余水分是儿童心脏移植体外循环管理的关键，对于脱机困难者或术后低心排者，及时使用ECMO，能而有效提高心脏移植围术期抢救成功率。

［关键词］：儿童；心脏移植；体外循环

作者单位：430022武汉，华中科技大学同济医学院附属协和医院心血管外科（李 平、赵 阳、董念国）；430030武汉，华中科技大学同济医学院附属同济医院心胸外科（高思海）

Experiences of cardiopulmonary bypass for children heart transplantation

Li Ping，Zhao Yang，Dong Nian－guo，Gao Si－hai
Department of Cardiac Surgery，Union Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan，430022，China；Department Thoracic and Cardiac Surgery，Tongji Hospital，Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430030，China

Corresponding author：Gao Si－hai，Email：gshai＠tjh．tjmu．edu．cn

［Abstract］：Objective To summarize the experiences of cardiopulmonary bypass（CPB）in 20cases of pediatric heart trans⁃plantation．Methods Twentycases of pediatric heart transplantation were performed in wuhan Union hospital from September 2008 to March 2015，including 11 male and 9 female．The main cause of transplantation was dilated cardiomyopathy．The average age was 10．76 ±5．97 years old with the minimum age of 3 months．The average weight was 33．23±18．51 kg，the minimum body weight being 5．2 kg．Cardioplegia of Histidin－Tryptophan－Ketoglutarat（HTK）was delivered for the protection of the donor hearts．The removed hearts were infused with and stored in 4℃HTK solution．Donor／recipient body weight ratio was 1．62±0．62．Mild hypothermia，moderate hemodilu⁃tion and high flow rate perfusion were used during CPB．Blood gas and electrolyte were monitored continuously，and the application of ul⁃trafiltration and albumin before termination of bypass were essential tomaintain a MAP of 55 to 65 mm Hg，SvO2＞70%，Hct 0．24－0．27 during the CPB，and Hct 0．32－0．40 after modified ultrafiltration．Results Except 2 cases of heart transplantation were supported by ECMO due to postoperative low cardiac output，18 cases achieved rebeatingautomatically，and successfully weaned from cardiopulmo⁃nary bypass．All patients obtainedsatisfactory curative effect．The CPB time was 119．56±42．32min，and cold ischemia time was 228．69 ±144．97 min，andparallel bypass time was 72．25±35．78 min．Conclusion Effective myocardial protection to the donor heart，effective colloid osmotic pressure maintainance and application of ultrafiltration and albumin are essential to guarantee the success of CPB man⁃agement．The use of ECMO as a timely manner for patients who cannot wean from CPB during operation or with postoperative low cardi⁃ac output can effectively improve the success rate of pediatric orthotopic heart transplantation．

［Key words］： Child；Heart transplantation；Cardiopulmonary bypass

随着外科手术技术的进步及围术期监护水平的提高，儿童心脏移植已成为治疗儿童终末期心脏病以及复杂先天性心脏病等的重要手段［1］。自1967年世界上第1例儿童心脏移植手术实施以来，迄今全球已经完成12 000例儿童移植手术，并取得令人满意的效果。但是，儿童心脏移植在我国还处于起步阶段。自2008年迄今，武汉协和医院心脏外科共行20例儿童心脏移植，均痊愈出院，现将儿童心脏移植体外循环管理的初步经验做一汇报。

1 资料与方法

1．1 临床资料 2008年9月至2015年3月武汉协和医院共行20例儿童心脏移植，男11例，女9例，扩张心肌病为主要原因，其中扩张型心肌病10例，先天性心脏病6例，限制性心肌病2例、心脏肿瘤2例。所有患儿均经儿科保守治疗效果不佳，术前反复发生心源性休克，10例术前需升压药、速尿泵持续。受体平均年龄为（10．76±5．97）岁，最小年龄3个月；供体年龄平均为（22．91±13．76）岁，最小供体3岁，供体／受体体重比1．75～2．5。受体平均体重为（33．23±18．51）kg，最小体重5．2 kg。供体体重平均为（54．38±21．57）kg，供／受体体重比0．67～3．26 （1．62±0．62）。详细临床资料见表1。

1．2 体外循环方法 所有患者均采用德国Stock S5型体外循环机、TerumoRx5膜式氧合器，Terumo超滤器提前置在管路上。采用中度低温、轻中度血液稀释、平流模式中高流量灌注体外循环。术中连续监测血气和电解质，常规使用超滤技术和白蛋白，转中维持平均动脉压（MAP）40～55 mm Hg，静脉氧饱和度（SvO2）＞70%，红细胞比容（haematocrit，Hct）0．24～0．27，保持内环境稳定与平衡。体外循环尽可能缩短管道，减少预充量。预充液以胶体为主，醋酸林格液（勃脉力A）预充排气后尽量排出后加入血浆，白蛋白，根据患儿术前Hct加入适量红细胞。同时加入甲泼尼龙10 mg／kg，20%甘露醇2．5 ml／kg，碳酸氢钠3 ml／kg，速尿1～2 mg／kg。超滤器的进口端接动脉旁路，出口端接静脉旁路。主动脉阻断后即开始超滤直至转流结束，流量8～10 ml／（kg· min），超滤过程中加入与滤液等量的勃脉力A。体外循环结束后，待循环基本稳定，容量基本充足时，两组患儿开始改良超滤，初始的超滤流量略低，为5～10 ml／（kg·min）。随时注意患儿的循环情况，必要时以主泵适当补充容量，待超滤3～5 min患儿血压上升并相对稳定后再提高超滤流量至10～15 ml／（kg·min），在10～15 min内完成超滤。终末期心脏病患儿由于术前心功能差、肺动脉高压等因素常导致复跳后心律失常，血压不能维持，并发代谢性酸中毒，高血糖，高乳酸等，停机困难者，采取延长后并行辅助时间，给予碳酸氢钠，胰岛素等药物，积极纠正电解质酸碱平衡，使用心脏临时起搏器等措施，缓慢减流量等方法脱机。1例小供心患儿（4岁供心移植给8岁受体），供心冷缺血时间＞452 min，未成熟心肌对冷缺血敏感，导致心肌顿抑，移植后因负荷较大而发生低心排，无法脱机，及时静脉－动脉行体外膜肺氧合（V－A extracorporeal membrane oxygena⁃tion，V－A ECMO）模式辅助。1例大供心患儿（3岁供心移植给10个月受体），供心冷缺血时间379 min，供／受体重比为1．73，移植后发生心肌顿抑，严重心律失常，无法脱离体外循环，及时V－A ECMO模式辅助。

1．3 供心保护 供体在确认为脑死亡后，消毒铺巾，胸骨正中切口，劈开胸骨，剪开心包，自主动脉根部注入肝素12 500 U后阻断升主动脉，主动脉根部滚压泵灌注4℃改良St．Thomas液20～30 ml／kg，同时迅速剪开左右心耳，心脏减容减压，依次切断肺静脉、上下腔静脉、主肺动脉、主动脉，灌注压维持于50～70 mm Hg水平，心表面置冰屑使心脏快速降温。供心取下后置入3层无菌塑料袋内经主动脉根部灌注8℃HTK液30～50 ml／kg（8～12 min灌注完）。将供心置于HTK液中低温浸泡保存转运。在手术室修剪供心时，再次经主动脉灌注HTK液500～1 000 ml。主动脉开放心脏恢复供血后多数供心可以自动复跳。如出现无心电活动可给予异丙肾，给予除颤后心脏复跳，对于术后低心排无法脱机者及时使用ECMO辅助治疗。

2 结 果

除2例患儿心脏移植术后出现低心排而行EC⁃MO辅助支持外，余18例患儿术中平稳，自动复跳，均顺利脱离体外循环。供心冷缺血时间106～522 （228．69±144．97）min，小于3 h 10例，3～6 h 1例，大于6 h 9例。体外循环时间平均（119．56±42．32）min，辅助时间平均（72．25±35．78）min。机械通气时间平均（23．92±7．59）h。术后3周左室射血分数平均（68．62±5．87）%。术后住院天数平均（35．82± 12．41）d。2例边缘供心冷缺血时间均＞6 h（分别为379 min和452 min）供受体体重相差＞25%，心脏移植术后出现低心排而行ECMO辅助支持，ECMO使用率10．0%（2／20），辅助3～5 d后顺利脱机。所有20例患儿均痊愈出院，术后无严重急性排异反应和感染。出院时患者心功能Ⅰ～Ⅱ级，生活能自理。围术期存活率100%，术后1年存活率88．9%，术后3年存活率83．33%，术后5年存活率66．67%。

3 讨 论

3．1 儿童心脏移植特殊性边缘供心使用多 目前国内儿童心脏移植尚处于起步阶段，儿童心脏移植主要存在以下困难：供体来源困难；供受体体重差别较大；手术难度较成人心脏移植大；体外循环转流要求精细化管理；围手术期处理困难等［2］。特别是随着边缘供心的日益增多，对儿童心脏移植形成较大挑战；边缘供心一般指冷缺血时间大于6 h的供心，本组20例儿童心脏移植中共有9例边缘供心，占45%，其中最长的冷缺血时间达522 min，此外，供受体体重相差大于20%等因素也可直接影响手术中心脏功能［3］。判断儿童较小的心包腔能否容纳成人心脏，应该术前比较供受体胸部X线胸片，比较心包腔大小，供受体心包最大横径相差最好不要超过30%，否则存在关胸时胸骨闭合困难及压迫两侧肺组织，影响肺发育之风险；对于实在关胸困难的，可采用双侧纵隔胸膜切开，扩大其心包腔，使供体较大的心脏可置入儿童较小的心包腔内，事实证明该方法安全可靠。此外，对于成人心脏移植植入儿童体内的大供心，由于其心排除量明显高于儿童所需要的灌注量即高心排出量综合征，本组的方法是体外循环术中及术后一段时间通过硝酸甘油、硝普钠、前列环素E1等联合或交替使用，延长使用扩血管的时间，同时加强利尿，从而有效控制高心排给患儿带来的不良影响。受体年龄＞10岁，左室＞5．7 cm原则上可使用成人供心。一般认为供受体体重比0．8～1．5为安全范围，本组病例供受体重比0．67～3．26（1．62±0．62），效果良好。对于冷血缺时间大于4 h者，可适当延长体外循环辅助时间，体外循环期间注意保持血容量的稳定，动脉压平稳，避免大心脏综合征。大供心容易继发高血压、反应性肺血管痉挛等，需要一周左右时间机体会逐渐适应；小供心则容易停机困难，必要时可用ECMO辅助，术后应保持稍快心率，以保证足够的每分钟心排量。

3．2 良好的心肌保护非常重要 良好的心肌保护是心脏移植成功的关键因素之一，要尽量缩短供心热缺血和冷缺血的时间。供心的心肌保护在不同的阶段应分别对待［4］。在热缺血期强调要尽快建立人工呼吸，保持循环的继续和供心的血供以缩短缺血缺氧性损害。在冷缺血期要求做到供体心脏停搏迅速、降温快、灌注压低，尽可能避免冠状动脉内皮细胞的损伤，使供体心脏迅速由热缺血期进入冷缺血期［5］。冷缺血期继续灌注4℃HTK液，为供体心脏提供能量底物和缓冲系统。HTK液是仿细胞内液型保护液，其低钾、低钠、微钙的特点，有利于保持稳定的渗透压，避免心肌细胞水肿和能量失衡；其组氨酸成份有较强的缓冲能力，可明显减轻心肌细胞及冠状动脉内皮细胞损伤［6］。灌注HTK液中保证一定的压力及流量，良好的灌注不仅可以使心脏迅速停搏、降温，在移植前修剪供心并再次对大于2小时的供心灌注HTK液还可以冲洗供心中的血液及残存的具有重要抗原作用的白细胞，减少排异反应。另外，整个手术过程中精心统筹安排，良好的手术步骤衔接，避免不必要的延长时间也是心肌保护的一个重要方面。酸碱值的异常和钾离子浓度的过高或过低均能影响心脏复苏，因此，在转流中应不断反复检测血气，了解酸碱平衡、电解质情况，及时纠正酸碱、电解质紊乱，确保各项指标在正常范围内，为供心的顺利复跳及心功能稳定创造有利条件。由于供心的总缺血时间较长，组织内所欠的氧债较多，所以，在心脏复苏以后主张适当延长后并行时间，使心肌有足够的时间偿还氧债以减轻心肌缺血后的损伤。一般要求后并行时间不少于升主动脉阻断时间的1／3。转流中还应保持血液动力学的稳定，防止血压波动幅度过大，尤其在供心移植完成后的后并行阶段，更要注意防止由于因心脏的忽胀忽瘪而影响新移植的心脏功能。

3．3 预防急性排斥反应 通过预充液内加入足量的肾上腺皮质激素，如甲泼尼龙等，可有效地预防心脏的急性排斥反应。特别在升主动脉开放前追加一次甲泼尼龙行冲击疗法经临床验证效果良好。

3．4 体外循环预充液和超滤的精细化管理 儿童预充液的配置较成人要求高，尤其应该关注预充总量的控制，按照不同体重和灌注流量的要求设计和选择合适的耗材，尽量减少预充量及维持合适的胶体渗透压［7］。优先使用优质高效，预充量小的进口膜式氧合器及管道，减轻血液稀释及非生理性材料对机体的影响。预充液以血浆、白蛋白、红细胞等胶体为主，提高胶体渗透压和Hct，防止组织水肿和缺氧。预充先用晶体（勃脉力A）循环排气，再用库血和胶体排除晶体的方法。转流中由于血与异物界面接触被激活，血管通透性增加，微循环障碍，容易出现组织缺血缺氧，应适当提高灌注流量，保持一定的灌注压力，使平均动脉压维持在50 mm Hg以上可有效地增加组织的供氧。除了预充血浆、白蛋白和应用速尿外，各种超滤技术的运用，可以在短时间内排出体内多余的水分和大量炎性介质，减轻体外循环后的炎性反应和免疫活性，提高Hct和胶体渗透压，减轻组织水肿，有助于儿童心肺保护及体液电解质平衡的维持。改良超滤还可降低肺动脉高压，改善心肌顺应性，改善左室功能，使心排指数增加。因此，对于儿童心脏移植体外循环来说，改良超滤是常规项目。超滤和改良超滤相结合的联合超滤过程中，注意以下事项［8］：①在体外循环之前先安装预充超滤器，并充分排气；②主动脉阻断后即可开始零平衡超滤，要加入与滤液量相等的晶体液，确保氧合器液面不受超滤的影响，以免发生排空现象；③患儿在停机后改良超滤期间仍必须保持抗凝，持续保温，超滤流量不宜过大10～15 ml／（kg·min），保持血压平稳。

3．5 出现术后低心排及时ECMO辅助效果好 对于缺血缺氧时间长，未成熟心肌收缩力一时难以恢复者或每搏量减少，心脏移植后窦房结功能不全，心率慢，加上体外循环对肺血管内皮细胞的影响，术后相对较高左室舒张末压力，肺动脉压力升高，停机困难者，要及时使用ECMO过渡。对于供受体体重相差超过20%者，除非满足以下条件：受体无严重肺动脉高压或肺血管阻力增高，且供心缺血时间少于4 h。否则就要考虑术后ECMO辅助［9－11］。ECMO作为重要的围术期辅助支持方法，需要提高到日常规范流程上来，并且要把握时机，果断及早应用效果才好。在ECMO建立、运转、撤离等每个环节均要精细个性化管理，精准监测，及时处理，防治脑、肾、肝等脏器致命并发症的发生。ECMO对右心功能衰竭为主的心肺功能衰竭可能更为有效，若合并左心衰竭，可与主动脉内球囊返搏联用。

参考文献：

［1］Stendahl G，Bobay K，Berger S，et al．Organizational structure and processes in pediatric heart transplantation：a survey of prac⁃tices［J］．Pediatr Transplant，2012，16（3）：257－264．

［2］Khush KK，Menza R，Nguyen J，et al．Donor predictors of al⁃lograft use and recipient outcomes after heart transplantation［J］．Circ Heart Fail，2013，6（2）：300－309．

［3］Killinger JS，Hsu DT，Schleien CL，et al．Children undergoing heart transplant are at increased risk for postoperative vasodilatory shock［J］．Pediatr Crit Care Med，2009，10（3）：335－340．

［4］Wang S，Lv S，Guan Y，et al．Cardiopulmonary bypass tech⁃niques and clinical outcomes in Beijing Fuwai Hospital：a brief clinical review［J］．ASAIO J，2011，57（5）：414－420．

［5］Rylski B，Berchtold－Herz M，Olschewski M，et al．Reducing the ischemic time of donor hearts will decrease morbidity and costs of cardiac transplantations［J］．Interact CardioVasc Thorac Surg，2010，10（6）：945－947．

［6］Sung SY，Lin CY，Song JY，et al．Myocardial protection in do⁃nor heart preservation：a comparison between Bretschneider＇s his⁃tidine－tryptophan－ketoglutarate solution and cold blood cardiople⁃gia［J］．Transplant Proc，2014，46（4）：1077－1081．

［7］Starck CT，Bettex D，Felix C，et al．Initial results of an opti⁃mized perfusion system［J］．Perfusion，2013，28（4）：292－297．

［8］Ziyaeifard M，Alizadehasl A，Massoumi G．Modified ultrafiltration during cardiopulmonary bypass and postoperative course of pediat⁃ric cardiac surgery［J］．Res Cardiovasc Med，2014，3（2）：e17830．

［9］Delmo Walter EM，Huebler M，Schubert S，et al．Influence of size disparity of transplanted hearts on cardiac growth in infants and children［J］．J Thorac Cardiovasc Surg，2012，143（1）：168 －177．

［10］Amarelli C，De Santo LS，Marra C，et al．Early graft failure after heart transplant：risk factors and implications for improved donorrecipient matching［J］．Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery，2012，15（1）：57－62．

［11］Patel ND，Weiss ES，Nwakanma LU，et al．Impact of donor－torecipient weight ratio on survival after heart transplantation：anal⁃ysis of the United Network for Organ Sharing Database［J］．Cir⁃culation，2008，118（14 Suppl）：S83－88．

修订日期：（2015⁃08⁃10）

收稿日期：（2015⁃06⁃29）

通讯作者：高思海，Email，gshai＠tjh．tjmu．edu．cn