体外循环及非体外循环对冠状动脉搭桥术患者围手术期炎症反应及疼痛的影响

樊纪丹，朱鹏程，谢于峰，颜大亮，王凯航，沈 锋

1泰州市人民医院心脏大血管外科，江苏 泰州 225300

2上海交通大学医学院附属第一人民医院心脏大血管外科，上海 200080

冠心病是指因冠状动脉管腔狭窄或阻塞，导致心肌出现缺血缺氧或坏死的心脏疾病[1]。近年来，冠心病已成为威胁人类健康的常见心血管疾病。研究显示，2010年，冠心病病死率居全球第一位，超过700万例患者死于冠心病。近几年，虽然冠心病病死率显著降低，但仍是发达国家致死致残的主要疾病之一[2-3]。目前，药物治疗、经皮冠状动脉介入（percutaneous coronary intervention，PCI）以及冠状动脉搭桥术（coronary artery bypass grafting，CABG）是治疗冠心病的3种手段[4]。目前，CABG已发展成为较为完整、彻底的冠状动脉血运重建方式，其对于药物治疗效果较差或PCI治疗困难的多支病变、分支病变效果较好，国内外已有较多的研究证实，CABG有助于提高冠心病患者远期生存率[5-6]。传统CABG多借助体外循环实现外科再血管化，其优点为术区视野暴露良好，吻合口通畅率较高。但近年来，越来越多的研究指出，体外循环方式难以满足冠心病患者易损伤心肌的保护需求，部分患者会因术中体外循环时间较长而发生大量红细胞破坏、微血栓形成、肺炎性渗出增多等，严重者甚至会发生低心排出量综合征等凶险并发症[7-8]。近年来，“温血外科”作为心肌保护新概念被提出，非体外循环下冠状动脉搭桥术（offpump coronary artery bypass surgery，OPCAB）再次进入人们视野，OPCAB无需体外循环转机，可在心脏跳动情况下开展冠状动脉旁路移植术。研究表明，OPCAB可维持患者围手术期血流动力学稳定，减少对患者血液系统、肺脏、肾脏等的影响[9]。但也有研究指出，OPCAB会增加搭桥术的难度，同时可能导致血管化不全，影响患者远期疗效[10]。目前，临床上关于冠心病患者开展冠脉搭桥术方式的选择仍存在较大的争议。鉴于此，本研究旨在探讨体外循环与非体外循环对冠状动脉搭桥术患者围手术期炎症反应及疼痛的影响，以期为冠心病的心脏外科治疗提供参考，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2018年12月至2021年12月于泰州市人民医院与上海交通大学医学院附属第一人民医院行冠状动脉搭桥手术治疗患者的临床资料。纳入标准：（1）经冠状动脉造影术检测确诊存在冠状动脉病变，需开展冠状动脉搭桥术治疗；（2）内科保守治疗无法缓解或心绞痛频繁发作；（3）临床资料齐全。排除标准：（1）入院检查存在肺脏、肝脏、肾脏、血液系统功能不全；（2）伴结缔组织疾病、免疫系统疾病；（3）术前并发重症感染；（4）围手术期接受激素治疗；（5）药物或酒精依赖；（6）既往有心胸手术史；（7）合并心脏瓣膜性疾病、室间隔缺损、室壁瘤、心脏畸形；（8）心功能较差无法耐受手术；（9）近1个月内出现急性心肌梗死。根据纳入与排除标准，最终共纳入150例患者，按照其接受术式的不同分为非体外组（n＝78，接受OPCAB治疗）与体外组（n＝72，接受CABG治疗）。两组患者性别、年龄、高血压等临床特征比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）（表1），具有可比性。

表1 两组患者的临床特征

1.2 治疗方法

1.2.1 术前准备

患者入院后完善术前准备，予以营养心肌、扩充冠状动脉、控制心率、降低心肌氧耗等治疗，术前5~7 d停用阿司匹林等抗血小板药物，其他药物（如抗高血压药物、降血糖药物）应用至手术当天，术前积极开展降糖降压治疗，对患者及家属适当进行健康宣教。术前与患者家属开展常规谈话，告知患者家属手术风险后签署知情同意书，术前8 h禁食禁饮，进入手术室后持续监测患者生命体征，开放静脉通路，实施麻醉。

1.2.2 手术治疗

体外组患者呈仰卧位，全身麻醉起效后于患者胸骨正中做切口，锯开胸骨后暴露心包，切开心包后两侧悬吊，探查冠状动脉病变支可触及的斑块，根据患者搭桥支数游离下肢大隐静脉备用。置入升主动脉插管，经右心房置入腔房管，转机、降温、阻断升主动脉，于主动脉根部灌注冷晶体停搏液，待心脏停搏后经冷灌管左心吸引，显露靶血管后将前期游离的乳内动脉、大隐静脉与靶血管行端侧吻合，确保不漏血后开放循环，升主动脉根部排气，待心脏复跳后主动脉使用侧壁钳，将大隐静脉近心端与主动脉行端侧吻合，开放主动脉侧壁钳，静脉桥排气，确保无漏血后放置心包、纵隔闭式引流管，钢丝固定胸骨后常规关胸。

非体外循环组患者呈仰卧位，全身麻醉后取胸骨正中切口，锯开胸骨后暴露心包，切开心包后两侧悬吊，探查冠脉病变支可触及的斑块，根据患者搭桥支数游离下肢大隐静脉备用。将左乳内动脉与病变冠脉远端行端侧吻合，将大隐静脉与冠脉靶血管行端侧吻合，使用升主动脉侧壁钳，与大隐静脉吻合不漏血后取出侧壁钳，静脉桥排气，检查吻合口无漏血后，放置心包、纵隔闭式引流管，钢丝固定胸骨后常规关胸。

1.3 观察指标及判定标准

比较两组患者的手术指标，包括血管桥数、气管插管时间、手术时间、住院时间、住院费用。术前、术后3 d、术后7 d采集两组患者空腹静脉血，以3000 r/min离心，离心半径10 cm，离心5 min后使用酶联免疫吸附法分析两组患者的炎症因子水平，包括肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）。两组患者术前、术后12 h、术后24 h时疼痛程度使用视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS）评分进行评估[11]，0~10 cm直线代表受试者疼痛程度，0代表无痛，10分代表剧痛，患者根据自身情况选择某一刻度代表自身疼痛度。术前、术后7 d、术后3个月评估两组患者心功能指标，包括左心室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic dimension，LVEDD）和左心射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）。统计两组患者术后近期不良反应发生情况，包括心律失常、肾功能不全、神经系统症状、肺不张。

1.4 统计学方法

应用SPSS 24.0软件对数据进行统计分析，符合正态分布且方差齐性的计量资料以（）表示，组间比较采用两独立样本t检验；计数资料以n（%）表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 手术指标的比较

两组患者均成功完成手术，术中无死亡病例出现。两组患者血管桥数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。非体外组患者气管插管时间、手术时间、住院时间、住院费用均明显低于体外组患者，差异均有统计学意义（P＜0.01）。（表2）

表2 两组患者手术指标的比较（）

表2 两组患者手术指标的比较（）

指标 非体外组（n＝78）体外组（n＝72） t值 P值血管桥数量（支） 3.59±1.22 3.87±1.431.2930.198气管插管时间（h） 17.29±3.44 21.19±4.016.407＜0.01手术时间（min） 231.19±20.33254.59±19.297.105＜0.01住院时间（d） 15.49±2.33 17.98±3.013.3680.001住院费用（万元） 8.29±1.23 9.11±1.873.1960.002

2.2 围手术期炎症因子指标的比较

术前，两组患者血清TNF-α、IL-2水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。术后3、7 d，两组患者血清TNF-α、IL-2水平均明显高于本组术前，但非体外组患者上述指标均明显低于体外组患者，差异均有统计学意义（P＜0.01）。（表3）

表3 手术前后两组患者围手术期炎症因子指标的比较（）

表3 手术前后两组患者围手术期炎症因子指标的比较（）

注：与本组术前比较，*P＜0.01

指标 时间 非体外组（n＝78）体外组（n＝72） t值 P值术前 36.29±3.20 35.98±3.49 0.5680.571术后3 d46.29±4.30*56.11±4.55*13.589＜0.01术后7 d39.69±3.29*43.11±4.10* 5.655＜0.01 IL-2（ng/L）TNF-α（ng/L）术前 24.98±3.20 25.01±3.11 0.0580.954术后3 d38.87±2.30*45.77±3.10*15.56 ＜0.01术后7 d29.13±3.10*34.87±2.19*12.999＜0.01

2.3 围手术期VAS评分的比较

术前，两组患者VAS评分比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。术后12、24 h，两组患者VAS评分均明显高于本组术前，但非体外组患者VAS评分均明显低于对照组患者，差异均有统计学意义（P＜0.01）。（表4）

表4 手术前后两组患者围手术期VAS评分的比较（）

表4 手术前后两组患者围手术期VAS评分的比较（）

注：与本组术前比较，*P＜0.01

时间 非体外组（n＝78）体外组（n＝72） t值 P值术前 1.26±0.11 1.29±0.11 1.669 0.097术后12 h 5.12±0.35* 6.57±0.41* 23.35 ＜0.01术后24 h 4.11±0.36* 5.19±0.37* 18.113 ＜0.01

2.4 心功能指标的比较

术前、术后7 d，两组患者LVEDD、LVEF比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。术后7 d、术后3个月，两组患者LVEDD均明显低于本组术前，LVEF均明显高于本组术前，差异均有统计学意义（P＜0.01）。术后3个月，非体外组患者的LVEDD明显低于体外组患者，LVEF明显高于体外组患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。（表5）

表5 手术前后两组患者心功能指标的比较（）

表5 手术前后两组患者心功能指标的比较（）

注：与本组术前比较，*P＜0.05

指标 时间 非体外组（n＝78）体外组（n＝72） t值 P值术前 63.25±3.65 62.98±4.21 0.4210.674术后7 d 57.89±5.12*58.01±4.98*0.145 0.885术后3个月 53.26±4.54*56.89±5.12*4.602＜0.01 LVEF（%）LVEDD（mm）术前 31.05±4.12 30.98±5.17 0.0920.927术后7 d 45.98±2.69*45.18±3.68*1.528 0.129术后3个月 50.18±6.14*46.59±5.41a3.787＜0.01

2.5 术后近期不良反应发生情况的比较

非体外组患者术后近期不良反应总发生率为5.13%（4/78），低于体外组患者的15.28%（11/72），差异有统计学意义（P＜0.05）。（表6）

表6 两组患者术后近期不良反应发生情况[n（%）]

3 讨论

近年来，随着人们生活节奏的加快以及饮食习惯的改变，冠心病的发病率和病死率均呈现逐年升高的趋势[12]。目前，冠心病的治疗仍主要依赖药物治疗、PCI治疗以及外科手术干预，其他治疗手段（如分子生物学、基因学等）仍处于研究阶段[13]。CABG已有近60年的临床应用史，其在冠心病治疗中取得了满意的治疗效果，且手术安全性较好[14]。但随着研究的不断深入以及微创外科理念的不断发展，越来越多的研究指出，CABG术也存在不可避免的局限性，如对多支病变治疗效果欠佳，无法避免患者术中和术后的全身炎症反应，存在诱发全身多脏器弥漫型炎症反应、心肌缺血水肿、肺间质水肿风险等[15-16]，因而OPCAB成为冠心病外科治疗领域的新趋势。

本研究结果显示，非体外组患者气管插管时间、手术时间、住院时间、住院费用面均明显低于体外组患者，提示OPCAB治疗可能使患者术后转归更为迅速。蔡馨等[17]通过对100例患者开展对照分析发现，OPCAB患者手术时间、重症监护室入住时间、出院时间、血管活性药物使用时间均低于CABG患者，表明OPCAB有助于缩短患者的治疗时间，降低患者住院费用，与本研究结果基本一致。分析原因，OPCAB能够为医师提供相对更清晰的视野，有利于实施更为精细的冠状动脉吻合[18]，且随着医疗器械的不断发展以及冠状动脉显露技术的逐渐成熟，在手术视野、吻合精度方面OPCAB不断出现较大程度的提升，而CABG相较于OPCAB存在的创伤较大、血液循环重建复杂等缺陷，难以通过技术手段加以弥补[19]，因而，在手术创伤与术后恢复方面，OPCAB较CABG存在更明显的优势。

本研究结果显示，术后3、7 d，非体外组患者血清TNF-α、IL-2水平均明显低于体外组患者，提示非体外组患者围手术期炎症反应较体外组患者更轻，与马丹等[20]的研究结果一致，该学者研究发现，冠状动脉旁路移植术后第1、3天，OPCAB患者血清IL-6、IL-8、TNF-α水平明显低于CABG患者。Mirhafez等[21]的研究也指出，体外循环组患者术后血清IL-4、IL-6、IL-10、血管内皮生长因子水平均明显高于非体外循环组患者。分析原因，一是CABG对患者造成的创伤较大，二是CABG术中患者血流动力学较不稳定，上述两点均可能导致患者机体炎症因子大量释放[22]。此外，CABG患者心脏需经历低温缺血、外周组织器官低灌注、缺血再灌注等过程，这些也会引发机体的系统性炎症反应，进而增加炎症介质和细胞因子的释放，而异常升高的炎症因子会对患者术后康复产生不良影响。

本研究结果显示，非体外组患者术后LVEDD低于体外组患者，LVEF高于体外组患者，提示OPCAB可能对患者的心功能影响较CABG小，与蔡馨等[17]的研究结果相类似，该研究发现，术后1 d，OPCAB患者的时心脏指数（cardiac index，CI）、左心室做功指数（left ventricular stroke work index，LVSWI）以及右心室做功指数（right ventricular stroke work index，RVSWI）均优于CABG患者，提示OPCAB对患者心功能影响更小。分析原因，行CABG术治疗的患者因术中需要心脏停搏，加之低温液体灌注以及再灌注影响，患者心肌损伤程度会明显大于行OPCAB术患者，而炎症因子水平的比较也侧面印证了该观点。相较于CABG术，OPCAB术避免了心脏停搏带来的心肌缺血以及复跳带来的再灌注损伤，因而其心功能受手术影响相对更小[23]。本研究结果显示，非体外组患者术后近期不良反应总发生率低于体外组患者，分析原因，与非体外组患者术中组织和器官受损更轻有关。由于本研究局限于两个中心，病例数较少，研究结果可能存在偏差。我们目前积极倡导多中心研究，争取更大样本量，期望取得更加精确的结果。

综上所述，相较于CABG，OPCAB能够显著加快患者术后转归，改善患者围手术期炎症状态、疼痛症状及心功能，降低患者术后近期不良反应发生率，值得临床推广应用。