七氟烷对体外循环下双瓣膜置换术患者心肌的保护作用

丁孟瑶，武 勇

心脏瓣膜置换术患者受到体外循环、创伤、麻醉等影响,心肌严重缺血,心肌代谢失常,心肌细胞受损,心肌结构和功能往往发生严重的再灌注损伤,最终出现恶性心律失常,心功能出现抑制［1］。心脏手术心肌保护好坏直接关系到手术的成败［2］。因此,探索有效的心肌保护措施,改善患者术后心肌缺血状况极为必要。有研究表明吸入麻醉药能够有效避免心肌遭遇不可复性缺血-再灌注损伤,减轻手术对患者心肌细胞的损坏程度,改善患者的心肌功能,促进心肌恢复［3］。七氟烷存在剂量依赖性心脏功能抑制作用,进而减少心肌氧耗,有利于维持缺血心肌氧供平衡,起到保护心肌的作用［4］。本研究以本院2015年4月到2017年4月收治的在体外循环下行双瓣膜置换术的患者为研究对象,探究体外循环下双瓣膜置换术中使用七氟烷对心肌保护的作用。

1 材料与方法

1.1 研究对象 2015年4月到2017年4月共有23例患者在体外循环下行双瓣膜置换术。所有患者均签署知情同意书,年龄大于等于50岁患者在术前均进行冠状动脉造影排除冠状动脉狭窄,之前均没有心脏病手术史,不合并有严重的其他脏器疾病或慢性疾病,未发生不稳定心绞痛、心力衰竭等状况。采用随机数法将所有患者分为观察组和对照组。观察组有12例患者,男7例,女5例；年龄分布在35～73(48.31±1.5)岁；ASA分级为Ⅱ级到Ⅲ级。对照组11例患者男6例,女5例；年龄分布在34～73(48.34±1.4)岁；ASA分级为Ⅱ级到Ⅲ级。所有患者在性别、年龄、ASA分级状况等一般资料方面不具有统计学意义(P＞0.05),见表1。

表1 两组患者的一般资料和术前用药情况

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法 手术前所有患者进行心电图、心率、血常规等检查,并对所有患者进行扩血管、强心、利尿等治疗改善心脏功能状况。确定无异常状况后送患者进入手术室,对患者进行面罩吸纯氧,保持6 L/min；连接心电图监测患者的各项生命指标的变化情况。手术过程中实时监测患者的平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)、心指数(cardiac index,CI)、心率(heart rate,HR)、每搏指数(stroke volume index,SVI)、中心静脉压(central venous pressure,CVP)等指标。准备就绪后开放患者的静脉通路,给予2 mg咪达唑仑和2%利多卡因进行局部麻醉,在左侧桡动脉处进行穿刺和置管,监测患者的动脉血压变化情况。

两组患者的麻醉诱导方式相同,均采用静脉注射1 μg/kg的舒芬太尼、0.2 mg/kg的依托咪酯和0.3 mg/kg的顺式阿曲库铵的方式进行麻醉诱导。在脑电双频指数(electroencephalogram,BIS)达到45后经口明视气管内插管连接麻醉机对患者进行持续机械通气,氧浓度调节至80%,新鲜气体流量保持在2 L/min,将呼气末二氧化碳(PETCO2)浓度维持在35 mm Hg,气道压维持在12 mm Hg。患者进入麻醉状态后进对患者实施右颈内静脉穿刺置管术,对患者的CVP进行检测。

麻醉诱导后对患者进行麻醉维持,观察组采用七氟烷；对照组采用丙泊酚。观察组患者在麻醉诱导完成后让患者吸入七氟烷,体外循环期间通过氧合器吹入七氟烷,根据BIS值调节七氟烷的吸入浓度在1%～3%,体外循环期间低温时吸入的七氟烷浓度一般在1%左右,复温后吸入浓度增加,整个术期持续泵注0.15 mg/(kg·h)顺式阿曲库铵和1 μg/(kg·h)舒芬太尼。整个手术过程使用BIS对患者的麻醉深度进行监测,将其维持在45左右。对照组在诱导后和体外循环期间一直采用连续微量泵注射丙泊酚的方式进行麻醉维持,泵注剂量根据BIS值调节,整个术期持续泵注0.15 mg/(kg·h)顺式阿曲库铵和1 μg/(kg·h)舒芬太尼。对照组麻醉深度监测方法、体外循环方式、手术方法与观察组相同。

两组患者的麻醉师、手术操作都由同一组医师完成。

1.2.2 手术及体外循环方法 在患者的胸骨正中位置进行常规切口使心脏暴露,切开心包将其悬挂于皮肤上。然后给患者注射肝素钠注射液300 IU/kg,保证激活凝血时间(activated coagulation time,ACT)超过480 s后采用上、下腔静脉和升主动脉插管建立体外循环,选择乳酸林格液作为体外循环预充液,选用含血高钾(25 mmol/L)心脏停搏液进行心肌保护。常规双瓣置换手术期间将患者的体温降至 28～30℃。

1.3 观察指标 统计并记录所有患者手术前(S0)、体外循环前(S1)、体外循环后(S2),进入ICU时(A0)、进入ICU 6 h(A6)、12 h(A12)的各项血流动力学指标:MAP、CI、HR、SVI、CVP；统计手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间、心脏自动复跳率、ICU带管时间和出现严重并发症或死亡情况,收集患者 S0、A0、A6、A12、进入 ICU 24 h(A24)、48 h(A48)六个时段的静脉血,采用免疫分析法测定血清心肌肌钙蛋白I(cardiac troponin I,cTnI)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase isoenzyme,CKMB)和C反应蛋白(C reactive protein,CRP)的浓度水平。

1.4 统计学方法 对于两组患者的治疗结果的相关数据使用SPSS 21.0统计学软件处理,计数单位和计量单位分别使用%和±标准差(±s)表示,对两组的数据比较结果采用X2、t检验,P＜0.05具有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者一般资料及术前用药 两组患者的一般资料和术前用药无显著差异(P＞0.05),具有可比性(表1)。手术均正常进行,术后恢复良好。

2.2 两组患者各项血流动力学指标 两组患者的MAP、HR、CVP在各时段变化都比较平稳,无显著差异(P＞0.05),不具有统计学意义；S0、S1两组患者的CI、SVI也比较稳定,没有明显差异,S2对照组患者的CI、SVI迅速下降且在A0时仍然很低；而观察组患者的CI、SVI始终比较稳定,在S2和A0两个时间段的CI、SVI明显高于对照组(P＜0.05),具有统计学意义。见表2。

2.3 两组患者术中一般情况和术后并发症比较两组患者手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间和ICU带管时间无显著差异(P＞0.05),不具有统计学意义；两组均未出现严重并发症和死亡；观察组在开放升主动脉后有11例患者心脏自动恢复跳动,心脏自动复跳率为91.67%,对照组仅有6例患者心脏自动恢复跳动,心脏自动复跳率为54.55%。观察组明显高于对照组(P＜0.05)具有统计学意义。见表3。

2.4 两组患者不同时间段生化指标水平比较 两组患者S0的cTnI、CKMB和CRP浓度水平均很低,cTnI浓度低于有效检测值无法检出,且两组间差异不明显(P＞0.05),具有可比性。

两组患者在A0后cTnI浓度水平逐渐提高,在A24后达到最高水平,A48后有所下降,其中观察组患者的手术后的cTnI浓度水平整体上升幅度较小,而对照组患者手术后的cTnI浓度水平整体上升幅度较大。两组患者进入ICU室后的各时间段的cTnI浓度水平差异显著(P＜0.05),具有统计学意义。

表2 两组患者各项血流动力学指标对比(±s)

表2 两组患者各项血流动力学指标对比(±s)

指标 组别 S0 S1 S2 A0 A6 A12 MAP(mm Hg) 对照组(n＝11) 76±4 75±3 76±4 79±6 80±5 81±5观察组(n＝12) 77±6 77±6 79±6 80±6 82±5 82±5 P值 0.646 0.331 0.177 0.693 0.349 0.637 HR(次/min) 对照组(n＝11) 87±12 87±11 88±12 89±12 93±13 92±11观察组(n＝12) 86±14 86±12 87±10 88±8 91±8 90±9 P值 0.857 0.838 0.830 0.815 0.658 0.637 CVP(mm Hg) 对照组(n＝11) 9±3 10±2 10±2 11±3 11±2 11±2观察组(n＝12) 9±3 9±3 11±2 12±2 11±2 12±2 P值 1.000 0.362 0.244 0.354 1.000 0.244 CI［L/(m2·min)］) 对照组(n＝11) 2.7±0.4 2.8±0.4 2.4±0.1 2.5±0.1 2.8±0.3 3.0±0.2观察组(n＝12) 2.7±0.3 2.7±0.4 2.9±0.1 2.9±0.1 3.1±0.4 3.2±0.4 P值 1.000 0.556 0.001 0.001 0.056 0.150 SVI［ml/(beat·m2)］对照组(n＝11) 29±4 29±4 24±1 25±1 30±4 31±3观察组(n＝12) 28±3 28±4 29±1 30±1 31±3 32±3 P值 0.503 0.556 0.001 0.001 0.502 0.434

表3 两组患者术中一般情况和术后并发症

两组患者在进入ICU室后CKMB浓度水平迅速提高,但是随着时间的延长逐渐呈下降趋势,其中观察组患者在进入ICU室后各时间段的CKMB浓度水平相对较低,而对照组患者进入ICU后各时间段的CKMB浓度水平相对较高。两组间各时点差异显著(P＜0.05),具有统计学意义。

两组患者在进入ICU室后CRP浓度水平逐渐升高,在A24后达到最高水平,在A48后有所下降。观察组患者各时段的CRP浓度水平明显低于对照组,差异显著(P＜0.05),具有统计学意义。具体情况见表4。

3 讨 论

瓣膜置换术需要在体外循环下进行,在手术期间以人工心肺代替患者心肺,保证患者的正常的气流交换和血液循环。体外循环应用于瓣膜置换术由来已久,其技术不断改进,对人体的损伤也不断减轻［5-8］。但是受阻断主动脉、使用麻醉剂、温度发生变化、手术创伤、人工瓣膜植入后心肌重构等因素的影响,患者心肌受损仍较为严重。

临床研究发现吸入麻醉药可以对心肌起到良好的保护作用［9］,近年来,关于这方面的研究逐渐增多,大量研究数据表明,吸入麻醉药能够有效减少手术操作对心肌的损伤［10］。七氟烷是一种常用的吸入式麻醉药,1968年由Regan合成,随后广泛应用于医学当中［11］。七氟烷具有抑制心脏功能、减少心肌氧耗的作用,从而起到保护心肌的作用［12-15］。七氟烷是一种对人体气管刺激较小的一种麻醉药,人体吸入七氟烷后,麻醉药物通过钾离子通道使线粒体基质发生膨胀,而线粒体是细胞有氧呼吸的重要场所,线粒体膨胀能够有效保护心肌细胞,减少手术过程中由于心肌缺血引发的心肌细胞的死亡,进而起到保护心肌作用［16］。

血清肌钙蛋白复合体由三个亚基共同组成,即血清 cTnC、cTnI、cTnT［17］。 cTnC 作为钙离子结合部分,能够有效调节因钙离子依赖性造成的肌肉收缩；cTnT能在一定程度上反映人体的心肌受损水平,但是敏感性差；血清cTnI是肌动蛋白抑制亚基,能够对心肌损伤做出灵敏反应,在胞浆内有少量游离的cTnI,一旦心肌发生损伤,胞浆内游离的血清cTnI就会迅速释放到血液循环当中,人体内的血清cTnI浓度迅速上升,在24 h内达到最高值,通常2～4 d后逐渐恢复正常［18］。因此血清cTnI浓度水平是评估人体心肌受损程度的重要指标,血清cTnI浓度水平越高人体心肌受损越严重。

CKMB作为一种二聚体,是由两个亚基单位:B单体和M单体结合形成的一种混合型同工酶,主要分布在心肌和骨骼肌当中的线粒体及细胞浆当中。CKMB的生物活性与肌酸激酶分子一致,但在结构方面具备一定差异。正常人血清中肌酸激酶混合型同工酶含量少于总活性的5%。但是一旦心肌受损导致心肌细胞凋亡或坏死,心肌线粒体和细胞浆中的肌酸激酶就会被释放到心肌细胞之外,血浆中的肌酸激酶混合型同工酶会在2 h左右迅速升高,通常2～4 d后会恢复正常。正因为CKMB对心肌损伤,尤其是心肌缺血具有较高的灵敏性,所以成为心肌受损检测的一项重要指标［19］。

表4 两组患者不同时间段的cTnI、CKMB和CRP浓度水平比较(±s)

表4 两组患者不同时间段的cTnI、CKMB和CRP浓度水平比较(±s)

指标 组别 S0 A0 A6 A12 A24 A48 cTnI(ng/ml) 对照组(n＝11) 0 2.05±0.13 2.49±0.24 2.90±0.28 3.66±0.15 2.46±0.28观察组(n＝12) 0 1.43±0.15 1.57±0.27 1.75±0.13 1.99±0.20 1.43±0.25 P值 / 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 CKMB(μ/L) 对照组(n＝11) 3±2 74±2 66±5 58±5 46±5 22±2观察组(n＝12) 3±2 55±3 47±6 42±4 32±3 16±1 P值 / 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 CRP(mg/L) 对照组(n＝11) 0.2±0.1 1.30±0.21 6.69±0.49 13.10±1.13 19.27±2.52 12.54±1.08观察组(n＝12) 0.2±0.1 0.62±0.14 2.54±0.27 8.21±1.04 10.13±2.01 8.24±1.42 P值 / 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001

不可否认,体外循环下双瓣膜置换术过程中的手术操作、手术环境、药物刺激、患者的病情状况都会对患者的心肌造成损害。本研究观察组和对照组两组患者的基本资料方面差异不具有统计学意义,而且麻醉及手术都由同一组医师进行,保证了手术条件、手术环境、手术操作的一致性,两组患者的唯一差异只是麻醉维持方式不同,观察组采用七氟烷进行麻醉维持,对照组采用丙泊酚进行麻醉维持,因此本研究中七氟烷和丙泊酚是唯一导致两组患者心肌受损水平不同的因素。

本研究中两组患者手术前cTnI、CKMB和CRP水平均较低,但是由于手术过程中心肌缺血对心肌损害严重,在手术后患者的心肌受损各项指标表现逐渐明显,进入ICU后患者的cTnI、CKMB和 CRP水平迅速升高。cTnI水平不断升高,48 h后有所下降,在这一过程中观察组患者的cTnI水平虽然较手术前明显升高,但是上升水平明显低于对照组。两组患者的CKMB水平在进入ICU室后都迅速提高,其后都呈现下降趋势,但是观察组患者在进入ICU后各时间段的CKMB水平都低于对照组。CRP在进入ICU后其水平也都明显提高,但是观察组患者其上升水平明显较对照组患者缓慢的多。这些数据表明七氟烷麻醉能够对患者的心肌起到有效的保护作用。

综上所述,对体外循环下行双瓣置换术的患者采用吸入七氟烷进行麻醉维持能够更好的稳定患者的CI和SVI,起到良好的心肌保护作用,降低血清cTnI、CKMB和CRP的释放量。

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