体外循环搏动灌注对成人双瓣置换术患者脑氧代谢及肾功能的影响△

彭成江，张 力，吉冰洋，周成斌，章晓华

（1.中山大学附属第三医院心胸外科，广州 510000；2.广东省心血管病研究所心外科广东省华南结构性心脏病重点实验室广东省人民医院，广州 510000；3.中国医学科学院、中国协和医科大学北京阜外心血管病医院体外循环科，北京 100037）

虽然经过近半个世纪的研究，目前对于心脏手术当中体外循环（cardio-pulmonary bypass，CPB）是否使用搏动灌注（pulsatile perfusion，PP）仍然是讨论热点，部分研究指出，在降低术后病死率及并发症方面，PP因其模拟人体的自然搏动血流，符合正常生理功能的优点，故比非搏动灌注（nonpulsatile perfusion，NPP）更具有优势，然而部分研究则发现人体可以良好耐受长时间NPP而不影响微循环组织灌注，从而未能得出两者之间的差异［1-3］。心脏瓣膜病是心脏外科中常见的疾病之一，其主要治疗方法为CPB下心脏瓣膜置换术，其中成人双瓣置换术（二尖瓣与主动脉瓣）的手术难度较单瓣置换术大，术后并发症发生率较单瓣置换术高且严重［4］，随着CPB技术的发展，PP因其优势，亦越来越受到重视与应用，为对PP和NPP效果进行比较，现选取了一组CPB下成人双瓣置换术，对相关数据进行分析，评价PP对患者脑氧代谢及肾功能的影响。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选择2018年1月至7月拟行CPB下成人双瓣膜置换手术患者80例，其中男42例，女38例，年龄27～69岁，采用随机、双盲方法分为PP组和NPP组，每组40例。

1.2 麻醉与灌注方法

采用气管插管和静脉-吸入复合全身麻醉。麻醉诱导：咪达唑仑3～5 mg/kg、丙泊酚0.5～1.0 mg/kg、维库溴铵0.15 mg/kg、芬太尼10 μg/kg。充分给氧后行气管插管。术中以丙泊酚3～6 mg（/kg ·h）维持麻醉，自主循环期间辅以吸入1%～2%的七氟烷，间断追加维库溴铵和芬太尼。诱导后右颈内静脉穿刺置入三腔管，以备泵药及采血。CPB期间两组患者均未使用利尿药。

CPB设备采用STOCKERT－5型人工心肺机，迈克维MAQUET膜式氧合器，西京CPB管道、美敦力主动脉插管及爱德华静脉插管、动脉微栓过滤器（Terumo），超滤器（Dideco）。手术期间两组灌注流量为2.3～2.8 L（/min·m2），鼻咽温为31℃左右，4∶1含血停搏液进行心肌保护。PP组在主动脉阻断期间采用STOCKER－5型机的搏动模式进行搏动灌注，参数设置：基础流量30%、搏动周期开始点为30%、结束点为70%，频率固定在75次/min，术中桡动脉压力波形出现双峰波或明显的单峰搏动波形，脉压差大于20 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。NPP组全程采用平流灌注。

两组患者均采用α稳态方法管理血气，CPB停机后应用变温毯或输液加温仪和循环水加热垫维持患者的体温。

1.3 颈内静脉血标本采集方法

颈内静脉血标本的采集选取颈内深静脉穿刺部位，且针头朝头端置入深静脉导管至颈静脉部位采集。

1.4 观察指标

分别在术前及术后24 h内抽取外周静脉血，检测血清肌酐（creatinine，Cr）、血清尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）；分别在麻醉诱导后（T1）、CPB中主动脉阻断后15 min（T2）、主动脉开放前（T3）、停机后30 min（T4）抽取颈内静脉血及桡动脉血行血气分析，得到颈内静脉血氧饱和度（blood oxy⁃gen saturation of internal jugular vein，SjvO2），桡动脉血氧分压（partial oxygen pressure of radial artery，PaO2）、血红蛋白（hemoglobin，Hb）、乳酸值（lactic acid，Lac）；持续监测术中尿量。按以下公式计算动脉血氧浓度（arteriovenous oxygen content，CaO2）、颈内静脉血氧浓度（cerebral venous oxygen content，CjvO2）、动脉-颈内静脉血氧浓度差（difference of cerebral arteriovenous oxygen content，AjvDO2）、脑氧摄取率（cerebral extraction of oxygen，CERO2）。

1.5 统计学分析

2 结果

2.1 两组患者基本资料

两组患者年龄、体质量、术前肝功能（谷丙氨酸氨基转移酶）、术前肾功能（Cr）、术前心功能（射血分数）、CPB时间、主动脉阻断时间、机械通气时间、术后重症监护病房（ICU）时间比较，差异无统计学意义（P>0.05），见表1。所有患者术前颈动脉血管彩色超声均未见明显钙化斑块，无严重围术期并发症，痊愈出院。

表1 两组患者一般资料比较 ［n=40，］

表1 两组患者一般资料比较 ［n=40，］

2.2 两组患者术中检测指标比较

两组患者分别于麻醉诱导后（T1）、CPB中主动脉阻断后15 min（T2）、主动脉开放前（T3）、停机后30 min（T4）抽取血气分析。两组患者不同时间点SjvO2、PaO2及Hb和Lac浓度比较，详见表2。PP组患者SjvO2在T3时明显高于NPP组，差异有统计学意义（P=0.001）。

表2 两组患者术中检测指标比较 ［n=40，］

表2 两组患者术中检测指标比较 ［n=40，］

2.3 两组患者术中尿量及手术前后肌酐、尿素氮浓度比较

两组患者手术前后BUN浓度、术中尿量的比较，差异无统计学意义（P>0.05）；术后24 h PP组患者Cr浓度显著低于NPP组，差异有统计学意义（P<0.05），详见表3。

表3 两组患者术中尿量及手术前后Cr及BUN浓度比较 ［n=40，］

表3 两组患者术中尿量及手术前后Cr及BUN浓度比较 ［n=40，］

2.4 两组患者AjvDO2和CERO2比较

两组患者术前（T1）、阻断15 min（T2）、主动脉开放前（T3）、停机后（T4）时AjvDO2和CERO2比较：PP组患者T3时AjvDO2明显低于NPP组，差异有统计学意义（P=0.011）；PP组患者CERO2明显低于NPP组，差异有统计学意义（P=0.030），见表4。

表4 两组患者AjvDO2和CERO2比较 ［n=40，］

表4 两组患者AjvDO2和CERO2比较 ［n=40，］

3 讨论

随着心外科手术的快速发展，CPB的应用亦越来越广泛，目前手术中多采用NPP方式，而该方式对肺、肾等器官及微循环影响很大，故PP越来越受到重视与应用，因其具有近似人体生理状态的血流状态，能增加组织液的流动和形成，增加淋巴的流动，加快组织代谢率和废物排泄，更有效地传递组织能量等优点。

目前国内大多数医院采取NPP行CPB，效果好，基本能满足心内手术的需要，但NPP不符合生理要求，长时间会导致重要器官，尤其是肾脏的损害。PP更符合生理要求，可降低儿茶酚胺释放、减弱肾素-血管紧张素-醛固酮系统活性，术前有肾脏功能不全的患者采用PP有较好的肾保护效果［5-6］。

Nam等［7］研究发现，在CPB期间，主动脉内球囊泵和离心泵组合产生的搏动血流被证明具有有效的能量等效压（EEP）和盈余血流动力能量（SHE）；Serraino等［8］的meta分析结果表明，搏动灌注对肾功能的保护有积极的影响，其肌酐值更佳，同时术后急性肾损伤的发病率更低。

成人双瓣置换术中，因CPB期间体温变化，患者容易因体温变化后出现全身低血流灌注，从而引起脑部缺血缺氧，而这种脑氧供需失衡亦容易导致术后脑损伤，因此术中脑保护亦是十分重要［9］。临床上，常用SjvO2、AjvO2和脑氧代谢率（cerebral oxygen metabolism rate，CMRO2）作为检测脑氧代谢的主要指标，SjvO2升高提示脑氧摄取降低或脑血供增加，AjvO2和CMRO2是反应脑耗氧量和脑血流对应关系的指标，AjvO2和CMRO2的降低，提示脑氧摄取降低，脑血流相对耗氧量得到剩余［10］。从本研究结果可以得出，在T3（主动脉开放前）时，PP组的SjvO2较NPP组高，而AjvO2及CERO2则较NPP组低，差异有统计学意义（P<0.05），表明PP因具有模拟人体生理性的PP的优点，能有效控制脑内血流的重新分布，降低脑血管阻力，从而维持脑血量的生理性分布，保持脑氧供的动态平衡，减少脑组织pH和二氧化碳张力的改变［11］，从而有效减轻缺血引起的脑损伤［12］。

在CPB心脏手术中，急性肾损伤经常发生，其发生率取决于手术方式，心脏瓣膜病的发生率在2.8%［13］。PP对肾脏具有一定的保护作用，而这种保护作用随着转机时间的延长而更加明显［14］。本研究结果显示，PP组患者术后Cr浓度较NPP组低，差异有统计学意义（P<0.05），说明在术中使用PP能在一定程度上缓解肾脏小血管的收缩，降低肾组织缺血缺氧情况，PP近似生理搏动的灌注对术后肾脏灌注的恢复具有积极的意义。

综上所述，在CPB下成人双瓣置换术中，使用PP更有利于改善患者的脑氧代谢，且对肾功能有一定保护作用，在临床上值得推广应用。