负平衡超滤在心脏瓣膜置换术体外循环中的应用

【摘要】  目的 探讨在风湿性心脏病瓣膜置换术体外循环（extracorporeal circulation，ECC）中使用负平衡超滤对患者术后早期恢复的作用。方法 110例行ECC瓣膜置换术的患者分为三组：无超滤组（C组，10例）、常规超滤（conventional ultrafiltration，CUF）组（CUF组，50例）和负平衡超滤（subzero-balanced ultrafiltration，SUF）组（SUF组，50例）。分别于ECC开始前、术后1 h、6 h、12 h和24 h 五个时间点检测各组氧合指数（OI）、肺泡－动脉血氧分压差（P(A-a)O2），并记录各组患者ECC前后红细胞压积（Hct）、术后呼吸机辅助时间、ICU停留时间、术中及术后24 h内输血量和术后24 h内心包纵隔引流量。结果 ECC前各组Hct无显著性差异（P>0.05），ECC后SUF组和CUF组高于C组（P<0.05）；SUF组和CUF组术后1 h、6 h、12 h及24 h OI高于C组（P<0.05）；SUF组术后1 h、6 h、12 h及24 h P(A-a)O2低于C组和CUF组（P<0.05）；SUF组术后呼吸机辅助时间、术中及术后24 h内输血量少于C组和CUF组（P<0.05）；ICU停留时间、术后24 h内心包纵隔引流量各组间无显著性差异（P>0.05）。结论 风湿性心脏病瓣膜置换术体外循环中使用负平衡超滤能较好地改善患者术后肺功能，减少输血量，促进患者术后的早期恢复。

【关键词】  超滤 体外循环 风湿性心脏病

    Abstract: OBJECTIVE   To discuss the effect of using subzero-balanced ultrafiltration (SUF) on the early recovery for patients underwent cardiac valve replacement with extracorporeal circulation (ECC).  METHODS  110 patients underwent cardiac valve replacement with ECC were divided into three group: no-ultrafiltration group (C group, n=10), conventional ultrafiltration (CUF) group (CUF group, n=50) and SUF group (n=50). Patients' oxygen index (OI) and alveolar arterial PO2 difference (P(A-a)O2) were detected before and after ECC, and at the time of 1 h, 6 h, 12 h and 24 h postoperatively. Also the hematocrit (Hct) before and after ECC, the postoperative mechanical ventilation time, the intensive care unit (ICU) residence time and the volume of blood transfusion were recorded.  RESULTS  The Hct before ECC of three groups was similar (P>0.05), while it was higher in SUF group and CUF group than that in C group (P<0.05) after ECC. At 1 h, 6 h, 12 h and 24 h after operations the OI in SUF group and CUF group was higher than that in C group (P<0.05). Comparing to in the CUF group and C group, the P(A-a)O2 at 1 h, 6 h, 12 h and 24 h postoperatively in SUF group was lower (P<0.05), the postoperative mechanical ventilation time was shorter(P<0.05) and the volume of blood transfusion was less（P<0.05）. CONCLUSION  For patients underwent cardiac valve replacement with ECC, subzero-balanced ultrafiltration can effectively improve patients' postoperative lung function, decrease the volume of blood transfusion and promote patients' postoperative early recovery.

    Key words：  Ultrafiltration; Extracorporeal circulation; Rheumatic heart disease

    随着体外循环（extracorporeal circulation，ECC）技术的进步，超滤在ECC中的使用越来越广泛，技术也不断得到改进。我院在ECC中长期使用超滤的基础上，结合临床实际，提出了负平衡超滤（subzero-balanced ultrafiltration，SUF）的概念。本文旨在探讨在风湿性心脏病瓣膜置换术ECC中使用负平衡超滤对患者术后早期恢复的作用。

    1  资料与方法

    1.1  临床资料及分组  选择2007年12月至2008年6月110例在ECC下行瓣膜置换术中的患者，其中男68例，女42例，年龄34～75岁，体重40～90 kg，心功能Ⅱ-Ⅳ级，肝、肺、肾功能正常或基本正常。将所有患者分为三组：无超滤组（C组，10例）、常规超滤（conventional ultrafiltration，CUF）组（CUF组，50例）和SUF组（50例）。各组具体资料见表1。

    1.2  ECC方法  各组均采用静吸复合麻醉。使用stockert Ⅲ型体外循环机，Polystan SAFE MAXI膜肺。预充液为乳酸林格氏液600～1000 ml， 6％羟乙基淀粉130/0.4注射液（万汶）500～1000 ml，10%人血白蛋白10～20 g。4∶1含血停跳液心肌保护。ECC中鼻咽温控制在25℃～28℃，采用负压引流装置和α-稳态血气管理。

    1.3  超滤方法  C组ECC过程中不进行超滤，其余两组均使用Terumo血液超滤器（Terumo HC11）。连接方式为自微栓过滤器出口端接超滤器入口，超滤器出口接膜肺贮血罐。CUF组于复温后开始超滤；SUF组于ECC开始10 min后开始超滤，一直持续至停机前，视氧合器贮血罐中液面情况可适量补充液体或间断停止超滤。

    1.4  检测指标  分别检测各组ECC前、后Hct，根据血气分析结果及FiO2 ECC前、术后1 h、6 h、12 h及24 h氧合指数（OI）。根据P(A-a)O2=PAO2-PaO2，PAO2=(PB-PH2O)×FiO2-PaCO2/R计算肺泡气-动脉血氧分压差（式中PAO2为肺泡气氧分压，PB为大气压760 mmHg，PH2O为水泡气压47 mmHg，FiO2为吸入氧浓度，R为呼吸商0.8）。术后呼吸机辅助时间、ICU停留时间、术中及术后24 h内输血量、术后24 h内心包纵隔引流量。

    1.5  统计学分析  采用SPSS 11.0软件系统，计量资料以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用方差分析，计数资料采用X2 检验，P<0.05为差异有显著性。

    2  结  果

    全部病例无死亡，均痊愈出院。各组病例在体重、性别、年龄、心功能、病种分布、手术方式、ECC时间及主动脉阻断时间均无明显差别（P>0.05），见表1。CUF组超滤量为300～2400（1236.73±632.78）ml；SUF组超滤量为2500～9600（3532.65±1668.88）ml，负平衡达550～4500（1452.44±895.75）ml。ECC前各组Hct无显著性差别（P>0.05），ECC后Hct SUF组（0.35±0.04）和CUF组（0.34±0.06）高于C组（0.30±0.07）（P<0.05）；SUF组和CUF组术后1 h、6 h、12 h及24 h OI高于C组（P<0.05）；SUF组术后1 h、6 h、12 h及24 h P(A-a)O2低于C组和CUF组（P<0.05）；SUF组术后呼吸机辅助时间、术中及术后24 h内输血量少于C组和CUF组（P<0.05）；ICU停留时间、术后24 h内心包纵隔引流量各组间无显著性差异（P>0.05）。见表2、3。

    3  讨  论

    20世纪80年代开始，心脏手术中的血液超滤被大规模应用于临床，并取得了较好的效果［1-2］。传统理论中将超滤分为三种：常规超滤（CUF）、零平衡超滤（zero-balanced ultrafiltration，ZUF）和改良超滤（modified ultrafiltration，MUF）。成人心脏手术体外循环中一般使用CUF和ZUF。CUF的目的是提高Hct值，一般在开始复温后进行；ZUF的目的是降低血浆炎性因子浓度，可在ECC开始后早期进行。研究发现ZUF可滤出部分炎性介质，有效降低血浆炎性因子的浓度，减轻ECC后的炎性反应［3-4］。

    已有研究提出在婴幼儿心脏手术ECC中联合使用ZUF和MUF的复合超滤，以达到既降低血浆炎性因子浓度、又在ECC结束时尽快浓缩血液的目表1  各组患者临床资料对比表2  各组患者OI及P(A-a)O2对比（注：与C组相比*P＜0.05；与CUF组相比#P＜0.05 表3  各组患者术后早期恢复情况对比（注：与C组相比*P＜0.05；与CUF组相比#P＜0.05的［5］。在实际的临床应用中我们发现在成人心脏手术ECC中单独使用一种超滤技术也往往不能满足需要。因此，在长期的实践工作基础上，我们提出了负平衡超滤（SUF）的概念， SUF并非是CUF和ZUF的简单叠加，而是要在ECC中保证充足的灌注流量和适当的灌注压力的前提下，尽量使用大容量液体，在ECC结束时使液体入量和滤出液量之间达到一种较为稳定的负平衡状态，其目的就是在ECC中既降低血浆炎性因子浓度，又使血液浓缩。

    本研究中SUF组超滤量大于CUF组超滤量，负平衡达550～4500（1452.44±895.75） ml，ECC后SUF组和CUF组Hct高于C组，说明负平衡超滤与常规超滤一样能够达到浓缩血液、提高患者Hct的作用；同时，SUF组术后1 h、6 h、12 h及24 h OI高于C组、P(A-a)O2明显低于C组和CUF组，说明负平衡超滤后患者的肺功能明显好于常规超滤或不超滤，这可能是由于ECC本身所导致的人体内环境的改变以及ECC所致缺血再灌注损伤、全身炎性反应是造成ECC术后患者肺功能下降的主要原因［6-7］，而负平衡超滤与零平衡超滤一样，能够滤出部分炎性介质，有效降低血浆炎性因子的浓度，减轻ECC后的炎性反应，改善患者肺功能；另外，SUF组术后呼吸机辅助时间、术中及术后24 h内输血量少于C组和CUF组，说明负平衡超滤后患者的早期恢复情况明显好于常规超滤或不超滤的患者，这可能也是由于负平衡超滤既降低血浆炎性因子浓度、又使血液浓缩的原因。

    本组患者负平衡超滤的滤出液量较大，最高达9600 ml，ECC中最高负平衡量达4500 ml。之所以能够超滤出如此多的液体，一是由于部分患者术前心功能很差（心功能Ⅲ-Ⅳ级），循环中有大量液体蓄积；二是由于我们在ECC过程中使用了负压辅助引流装置。这样才能获得充分的静脉引流，达到在保证满意的液平面、充足的灌注流量和适当的灌注压力的前提下，尽量多的滤出液体、提高负平衡量的目的。由于在ECC中使用负平衡超滤时液体出入量很大，因此要注意如下问题：

    ① 负平衡超滤与零平衡超滤一样都会使得某些药物及电解质、葡萄糖丢失，在ECC过程中应及时监测并补充，以免造成电解质平衡紊乱或低血糖；

    ② 在超滤过程中应准确、定时监测激活全血凝固时间（ACT）值，适时、适量补充肝素，确保ECC中安全的抗凝范围；

    ③ 开始超滤后，分流入超滤器的血量应在总流量中，以保证充足的灌注流量和适当的灌注压力。

    综上所述，负平衡超滤作为一种排除体内多余水分及降低炎性因子浓度的手段，不仅能有效提高Hct、改善血流动力学和呼吸功能，还能明显减少围术期库血的使用量，减少输血所致的不良反应，促进患者术后的早期恢复，值得在临床上推广使用。而有关负平衡超滤的临床使用及作用机制也仍需进一步研究。

【】
  ［1］ Maluf MA. Modified ultrafiltration in surgical correction of congenital heart disease with cardiopulmonary bypass ［J］. Perfusion, 2003, 18(S1): 61-68.

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［3］ de Baar M, Diephuis DJ, Moons KG, et al. The effect of zero-balanced ultrafiltration during cardiopulmonary bypass on S100b release and cognitive function ［J］.. Perfusion, 2003, 18(1): 9-14.

［4］ Tallman RD, Dumond M, Brown D. Inflammatory mediator removal by zero-balance ultrafiltration during cardiopulmonary bypass ［J］.. Perfusion, 2002, 17(2): 111-115.

［5］ 杨小云, 刘宝玉, 周凯, 等. 复合超滤对小儿先天性心脏病术后肺功能的影响 ［J］.. 体外循环杂志, 2007, 5(4): 193-196.

［6］ Chai PJ, Williamson JA, Lodge AJ, et al. Effects of ischemia on pulmonary dysfunction after cardiopulmonary bypass ［J］.. Ann Thorac Surg, 1999, 67(3): 731-735.

［7］ 楼松, 刘迎龙, 刘晋萍. 零平衡超滤对降钙素原及呼吸功能的影响 ［J］.. 中国体外循环杂志, 2008, 6(1): 1-4.