体外循环冠状动脉旁路移植术中采用微量晶体停搏灌注法与不停跳法的心肌保护效果比较

陈祥舟，刘 梅，肖颖彬，陈劲进，陈柏成

·临床研究·

体外循环冠状动脉旁路移植术中采用微量晶体停搏灌注法与不停跳法的心肌保护效果比较

陈祥舟，刘 梅，肖颖彬，陈劲进，陈柏成

目的 探讨在冠状动脉旁路移植术（CABG）体外循环（CPB）中采用自行设计的微量晶体心肌灌注法与不停跳法心肌保护的临床效果。方法 选择择期在CPB下行单纯CABG患者40例，根据心肌保护方式不同随机分为微量晶体灌注组（E组）和常规CPB不停跳组（C组），每组各20例。于麻醉诱导后（T0）、CPB 30min（T1）、CPB停机（T2）、术后6 h（T3）、术后12 h（T4）、术后24 h（T5）、术后48 h（T6）分别比较两组患者动脉血气K＋、红细胞比容（Hct）、乳酸（Lac）及磷酸肌酸激酶同工酶（CKMB）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）浓度，记录术前一般情况、搭桥支数、CPB时间、手术时间、呼吸机使用时间、ICU停留时间。结果 两组患者均顺利出院，无死亡病例。E组CPB时间及手术时间明显长于C组（P＜0．05），T1～T2 E组K＋浓度显著高于C组（P＜0．01）；T1～T6各时间点两组患者CKMB、cTnI浓度均明显高于术前水平（P＜0．01或P＜0．05），E组CKMB、cTnI浓度均比C组高，但组间比较没有统计学差异（P＞0．05）；各时间点两组间Hct、Lac浓度及术前一般情况、搭桥支数、呼吸机使用时间、ICU停留时间比较均无统计学意义（P＞0．05）。结论 在冠心病CPB中采用微量晶体灌注法能获得与常规CPB不停跳相似的心肌保护效果，在临床中可以安全使用。

冠状动脉旁路移植术；体外循环；心肌保护；停搏液

随着我国经济社会的发展及人口老龄化的加剧，冠心病的发病率呈不断上升趋势，全国患病总人数已经超过2．3亿。尽管心脏内科对冠心病的介入治疗日益完善，药物洗脱支架扩大了介入治疗的范围，但是作为多支病变或左主干病变标准治疗方法的冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass graft，CABG）目前仍被认为是冠心病临床最为可靠的治疗手段［1－2］。由于非体外循环下不停跳冠状动脉搭桥（off－pump coronary artery bypass graft，OPCABG）尚存在易引起患者血流动力学不稳定，吻合口远期质量难保证和桥血管远期通畅率略差等情况的争议［3］，体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）下CABG仍然是很多外科医生的首选，因此CPB中的心肌保护显得尤为重要［4］。本研究对 CPB下CABG的患者使用自行设计的微量晶体停搏液灌注方法进行心肌保护，并观察其临床效果。

1 资料与方法

1．1 临床资料 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。选择2014年7月至2014年11月择期在本院心血管外科研究所CPB下行单纯CABG的患者40例。男33例，女7例，年龄41～77岁，体重50～73 kg，根据术中心肌保护方式的不同随机分为微量晶体液灌注组（E组）和不停跳组（C组），每组20例。排除标准包括：合并其他心内畸形，再次手术，术前2周内出现过急性心梗，术前有输血史，术前合并肝肾功能不全，术前1月发生严重感染等。

1．2 麻醉及CPB方法 麻醉师、手术医生、灌注师均为同一治疗小组。所有患者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。麻醉之后，正中开胸，均选取左侧内乳动脉和大隐静脉作为桥血管移植物，术中常规使用左侧内乳动脉与前降支吻合，大隐静脉与其他靶血管吻合。离断左侧内乳动脉之前全身肝素化（3 mg／kg），待 ACT＞480 s之后开始CPB。采用常规浅低温CPB，鼻咽温度控制在31～32℃，灌注流量维持在1．8～2．6 L／（min·m2），平均动脉压50～80 mm Hg，维持转中混合静脉血氧饱和度（SvO2）＞65%。使用德国Stockert－Ⅲ型人工心肺机，美国Medtronic affinity－541型膜式氧合器，天津塑料研究所订制新桥医院A型成人CPB管道，意大利Sorin BLS 805超滤器，意大利Data Master全程动态监测SvO2，升主动脉及下腔静脉右心房二级插管常规建立CPB。CPB预充为勃脉力－A，复方林格氏液，琥珀酰明胶，5%NaHCO31～1．5 ml／kg，20%甘露醇2．5 ml／kg，10%KCl 5 ml，25%MgSO40．25 ml／kg，甲泼尼龙20 mg／kg，拟定转中红细胞 比容（Hct）023～0．28，晶胶比0．35～0．40。

1．3 心肌保护方法 E组在阻断升主动脉后采用微量晶体液灌注法（图1所示）［5］，进行高钾含血停搏液主动脉根部顺行灌注，灌注液经过冰桶降温保持在10～20℃之间，50 ml微量泵空针内为10%KCl 35 ml和25%MgSO45 ml的混合液。以转前患者血K＋3．5 mmol／L，滚压泵灌注停搏液流量100 ml／min为常量进行计算，调节对应的微量泵输入速度为1．3 ml／min即80 ml／h，此时微量泵输出的K＋浓度为17 mmol／L，与氧合血混合之后使进入冠状动脉的停搏液K＋浓度为20．5 mmol／L。首次灌注压力控制在250 mm Hg以内［6］，灌注剂量15～20 ml／kg，灌注流量300 m l／min，微量泵速度设置为240 m l／h。待每一根桥血管吻合完成之后，分别与多头灌注管相连，采用半钾含血停搏液根部顺行灌注与桥灌相结合的办法进行心肌保护，桥灌压力控制在50 mm Hg／支以内［6］，根据压力调节灌注流量，再调节相应的微量注射泵流量（以灌注流量100 ml／min为常量计算，微量泵设置速度40ml／h，K＋浓度8mmol／L）。C组则采用CPB辅助下心脏不停跳CABG，使用各类辅助器械完成桥血管吻合。

图1 微量泵晶体灌注装置示意图

1．4 监测项目 两组患者分别于麻醉诱导后（T0）、CPB 30 min（T1）、CPB停机（T2）、术后6 h（T3）、术后12 h（T4）、术后24 h（T5）、术后48 h（T6）经有创动脉血压监测处采血 3 ml，先行动脉血气检测（GEM Premier 3000血气分析仪，美国），收集各时间点的K＋、Hct、乳酸（Lac）浓度，之后再用化学发光酶免疫分析法检测血浆磷酸肌酸激酶同工酶（CKMB）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）浓度（Beckman Coulter Access化学发光仪，美国）。同时记录术前一般情况、搭桥支数、CPB时间、手术时间、呼吸机使用时间及ICU停留时间。

1．5 统计学方法 应用SPSS 13．0统计分析软件进行统计分析。计量资料采用均数±标准差（±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对样本t检验，计数资料采用X2检验。P＜0．05为有显著性差异。

2 结 果

2．1 一般情况 所有患者均顺利出院，无死亡病例。两组患者术前一般情况、搭桥支数、呼吸机使用时间及ICU停留时间等指标比较均无统计学差异（P＞0．05），但是E组CPB时间及手术时间明显长于C组（P＜0．05）。见表1。

表1 两组患者一般情况比较（n＝20，±s）

表1 两组患者一般情况比较（n＝20，±s）

注：*与C组比较，P＜0．05。

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2．2 两组患者各时间点动脉血气K＋、Hct、Lac浓度的比较 组内比较：转流之后，两组患者K＋浓度均升高，在T2达到峰值，而后逐渐下降至T0水平；Hct则明显下降，于T1降至最低值，而后逐渐上升，但仍低于T0水平；Lac浓度均逐渐上升，于T5达到峰值，而后下降。组间比较：两组患者各时间点动脉血气的Hct，Lac比较均无统计学差异（P＞0．05），但T1～T2 E组K＋离子浓度显著高于C组（P＜0．01）。见表2。

2．3 两组患者各时间点血清CKMB、cTnI浓度的比较 组内比较：CPB停机后两组患者CKMB、cTnI浓度均迅速升高，CKMB浓度于T3达到峰值，而后下降；cTnI浓度于T5达到峰值，而后下降。与T0相比，两组患者转流后的CKMB、cTnI浓度均显著升高（P＜0．05或P＜0．01）。组间比较：各时间点E组CKMB、cTnI浓度比C组高，但两组间比较均无统计学差异（P＞0．05）。见表3。

3 讨 论

自从20世纪90年代中末期OPCABG技术进入我国以后，由于其不需要CPB，减少围术期炎症反应、减少出血和血液制品的使用等优点，吸引了很多外科医生的关注，不少中心都积极开展了该项手术，且比例逐年上升，但随着一系列CPB下CABG患者远期生存率高，再次冠脉成形率低的随访和调查研究公布，显示CPB下CABG远期结果要优于OPCABG［7－8］，CPB下CABG又渐渐受到了外科医生的重视。冠心病患者，因为其冠状动脉狭窄阻塞、心肌长期慢性缺血缺氧，心肌细胞功能、代谢及对缺血缺氧的耐受能力相对较差的特点［9］，使得CABG中如何控制再灌注条件和更新再灌注成分，以减轻心肌缺血和再灌注损伤又一次成为人们研究的热点。

早在1993年，Menasche等［10］首先提出了低稀释全血心脏停搏液即“minicardioplegia”的概念，并成功用于心脏手术CPB中的心肌保护，他们认为minicardioplegia能有效减少不必要的晶体停搏液对患者的血液稀释，减轻心肌水肿。从2012年开始，笔者所在单位将自行设计的微量晶体液灌注方法用于先天性心脏病手术中，包括婴幼儿低体重者CPB中的心肌保护，并取得满意效果，该灌注方法能为心肌提供更多的红细胞，改善心肌氧供，提高心肌保护液的胶体渗透压，减少围术期用血量，同时还能精确调节灌注液K＋浓度［5，11］。因此，本研究探讨将微量晶体灌注方法用于CPB下CABG手术，以观察其临床效果，并与CPB辅助下不停跳CABG术的心肌保护进行比较，探寻冠心病CPB中心肌保护更加安全有效的方法。

表2 两组患者各时间点动脉血气K＋，Hct，Lac的比较（n＝20，±s）

表2 两组患者各时间点动脉血气K＋，Hct，Lac的比较（n＝20，±s）

注：与T0比较，△P＜0．01，＃P＜0．05；与C组比较，*P＜0．01。

K＋（mmol／L）Hct（mmol／L）Lac（mmol／L）时间点E组 C组E组 C组E组 C组T0 3．94±0．26 3．88±0．21 0．40±0．05 0．40±0．03 0．77±0．26 0．80±0．23 T1 5．21±0．34*△ 4．42±0．18＃ 0．23±0．03△ 0．22±0．03△ 1．22±0．35 1．23±0．38 T2 5．73±0．36*△ 4．89±0．23△ 0．27±0．02△ 0．27±0．03△ 1．76±0．43＃ 1．69±0．34＃T3 4．23±0．27 4．11±0．25 0．32±0．03＃ 0．31±0．04＃ 2．85±0．26△ 2．96±0．17△T4 4．04±0．31 3．97±0．38 0．33±0．02＃ 0．32±0．03＃ 3．52±0．17△ 3．48±0．22△T5 3．87±0．24 3．81±0．19 0．33±0．03＃ 0．33±0．05＃ 4．89±0．48△ 4．93±0．37△T6 3．82±0．31 3．79±0．28 0．33±0．04＃ 0．34±0．03＃ 1．97±0．26＃ 2．02±0．23＃

表3 两组患者各时间点CKMB，cTnI的比较（n＝20，±s）

表3 两组患者各时间点CKMB，cTnI的比较（n＝20，±s）

注：与T0比较，△P＜0．01，*P＜0．05。

CKMB（ng／ml）cTnI（ng／ml）时间点E组 C组E组 C组T0 1．84±0．28 1．80±0．43 0．05±0．01 0．05±0．02 T1 7．26±1．34 6．87±1．42 0．12±0．02 0．10±0．03 T2 27．63±4．19△ 23．97±5．21△ 0．53±0．12* 0．47±0．14* T3 33．76±4．08△ 30．58±5．37△ 0．95±0．13△ 0．89±0．12△T4 25．29±3．68△ 20．86±4．02△ 1．29±0．22△ 1．21±0．18△T5 16．78±10．83△ 13．39±12．63△ 1．66±0．13△ 1．58±0．12△T6 5．06±0．94 4．68±1．43 1．01±0．18△ 0．93±0．26△

由于西南地区患者身高较矮，体型较小的客观条件，本科一般通过患者的性别、冠脉病变的位置、靶血管条件及左心室大小等情况来决定CABG的术式，通常女性患者身高在150 cm以下，合并回旋支重度狭窄，靶血管内径小于1．0mm，左室前后径大于50 mm等单一或合并多种情况时均采用 CPB下CABG停跳完成手术［12］，这样有利于保证患者血流动力学稳定，同时更好显露靶血管及术者进行相应操作。

使用微量晶体液灌注法的结果表明两组患者各时间点的Hct，Lac浓度比较并无统计学差异，说明微量晶体液灌注方法除了高浓度停搏液的输注之外并没有额外的液体注入，对患者的血液稀释作用影响小；同时也因为有高K＋停搏液的灌注，E组在CPB过程中血K＋的浓度明显高于C组，但由于利尿剂及超滤器的使用，术后T3～T6各时间点两组间血K＋的比较也无统计学差异，说明在使用微量晶体液灌注过程中只要调节好微量泵中停搏液的输注速度在取得满意的心肌保护效果同时并不会对患者造成其他不利影响。值得注意的是，笔者认为使用微量晶体液灌注的过程中，保持灌注液温度处于较低的水平（10～20℃），更有利于心肌保护，低温能有效降低心肌的氧耗，通过抑制心肌代谢减轻心肌细胞钙反常现象，提高心肌对缺血缺氧的耐受力，这与Rosu［13］等所报道的情况一致。

cTnI作为一种唯一存在于心肌中的收缩蛋白，正常情况下不会进入血液循环，当出现心肌损伤后，才可能透过细胞膜进入血液循环，因此，cTnI对于检测心肌损伤具有很高的特异性。目前，cTnI被认为是诊断心肌损伤的金标准，是临床上最常用的评估心肌损伤的指标［14］。CKMB能反映心肌细胞膜的完整性，CKMB值的升高常与心肌细胞的死亡和损伤相关联［15］。cTnI和CKMB两者相结合对于预测心脏手术患者的预后，检测心肌的不可逆性损害更具有一定的说服力［16－17］。故本研究也采用 cTnI和CKMB来评估心肌保护作用。本研究中，所有患者围术期均未在心电图上证实有急性心梗发生，因此可以排除由于心梗造成的cTnI、CKMB升高。两组患者术前的cTnI、CKMB均正常，随着手术的进行各时间点cTnI、CKMB均升高，说明两种手术方式都会造成心肌损伤；E组cTnI、CKMB升高与阻断主动脉灌注停搏液，开放主动脉再灌注及CPB全身炎症反应等多种因素有关；C组虽然不停跳，但固定器对心脏的牵拉、压迫、吸引，翻动心脏造成血流动力学改变导致冠脉供血进一步减少，及CPB全身炎症反应等因素都可能造成心肌损伤而引起cTnI、CKMB升高。此外，研究结果还显示，E组比C组CPB时间及手术时间明显延长，说明由于有阻断升主动脉灌注停搏液，靶血管吻合完成后进行桥灌，开放主动脉后心脏复苏及后并行这几个过程会明显延长患者的CPB和手术时间。Takeda［18］等的研究指出，CPB下CABG手术的主动脉阻断时间与cTnI峰值呈正相关，本实验数据也显示E组T1～T6各时间点cTnI、CKMB值比C组高，与Takeda等的报道相似，证实E组由于手术时间长对心脏的损伤较C组略重；但两组间比较却无统计学差异，说明在冠心病CPB中采用微量晶体液灌注方法除了延长CPB及手术时间外可以取得与CPB辅助下不停跳CABG相类似的心肌保护效果，此外在临床使过程中笔者还体会到微量晶体液灌注方法安装过程简单，简化了灌注装置，操作简便，易于掌握；仅增加微量泵空针，经济节约。

本研究也存在不足之处，一是研究病例数太少；二是未对两组患者血管移植物的远期通畅率及再血管化程度进行研究和对比；另外，对于阻断时间长，灌注次数多的患者血钾改变情况尚缺乏相应的观察。以上内容将是笔者进一步改进和研究的方向。

综上所述，在CABG的CPB中使用微量晶体液灌注，灌注过程安全可靠，能够达到确切的心肌保护效果，有利于为患者提供有效的心肌保护，可以安全使用。

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Com parison of them yocardial protective effect ofm inimal cardioplegia vs heart－beating in patients undergoing coronary artery bypass grafting w ith cardiopulmonary bypass

Chen Xiang－zhou，Liu Mei，Xiao Ying－bin，Chen Jin－jin，Chen Bai－cheng
Department ofCardiopulmonary Bypass ofCardiovascular Surgery Institute ofPLA，XinQiao Hospital，Third Military Medical University，Chongqing 400037，China

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

ObjectiveTo investigate the difference in the myocardial protective effect between the minimal cardioplegia and heart－beating in patients undergoing coronary artery bypass graft（CABG）with cardiopulmonary bypass（CPB）．MethodsAccording to the differentways ofmyocardial protection，40 patients in coronary artery disease undergoing CABG with CPB were included and randomized equally into two groups：experiment（E）group and control（C）group．E group we choseminimal cardioplegia with hyperpotassemia（potassium 20mmol／L）as the antegrade cardioplegia after aortic cross clamping，C group we chose conventional CPB with beating heart．The concentrations of potassium，hematocrit（Hct），lactate（Lac）from the arterialblood gas and plasma levels of cardiac Troponin I（cTnI），creatine kinase MB（CKMB）were compared among two groups at following time point：preoperation（T0），30 min after CPB（T1），end of CPB（T2），6 h（T3），12 h（T4），24 h（T5）and 48 h（T6）after surgery．Preoperative general situation and counts of graft，time of CPB，operation，mechanical ventilation and ICU stay were also collected．ResultsThere was no hospital death in either group．The time of CPB and operation in E group were obviously longer than C group（P＜0．05）；the concentrations of potassium in E group were significant higher than C group in T1 and T2（P＜0．01）；plasma levels of CKMB and cTnIwere significant higher than preoperation form T1 to T6 in two groups（P＜0．01or P＜0．05）；plasma levels of CKMB and cTnI in E group were higher than C group，but therewere notstatistical difference between two groups form T1 to T6（P＞0．05）；therewas no significant difference in the concentration of Hct，Lac and preoperative general situation and counts of graft，time ofmechanical ventilation and ICU staybetween two groups（P＞0．05）．ConclusionTheminicardioplegia can provide comparativemyocardial protective effect as conventional CPB with beating heart，and minicardioplegia can be used in patients undergoing CABG with CPB safely．

Coronary artery bypass graft；Cardiopulmonary bypass；Myocardial protection；Cardioplegia solution

2015-03-30）

2015-04-02）

10．13498／j．cnki．chin．j．ecc．2015．02．07

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体外循环组

刘梅，E－mail：liumei182002＠yahoo．com．cn