应用胰岛素调控心脏瓣膜术中血糖水平的研究
【摘要】 目的 探讨成人非糖尿病患者心脏瓣膜手术中应用胰岛素持续输注调控血糖水平的临床效果。方法 选择60例成人择期行心脏瓣膜手术的非糖尿病患者随机分为胰岛素组和对照组。胰岛素组从麻醉诱导后开始持续输注胰岛素至手术结束时，比较心脏瓣膜手术中从麻醉诱导后、体外循环(CPB)前、CPB主动脉阻断后10 min、二次灌注停搏液后10 min、复温后10 min、主动脉开放后10 min、停CPB后10 min、手术结束时血糖值和血乳酸值，观察变化趋势;同时对术后两组患者血糖和乳酸水平变化进行观察。结果 ① 两组患者一般情况差异均无统计学意义(P>0.05)，胰岛素组与对照组相比，术后住院时间显著缩短(P<0.01);术后房颤发生率降低(36.7% vs 53.3%，P<0.05);术后感染发生率降低(6.7% vs 20%，P<0.05);② 胰岛素组术中维持血糖水平在6.1～8.3 mmol/L,与对照组相比血糖显著降低(P<0.01),CPB中血糖峰值降低(7.85±1.57) vs (9.72±3.09)mmol/L，(P<0.05)。③ 两组随着手术时间延长血乳酸水平均明显升高，并发生高乳酸血症。胰岛素组与对照组相比血乳酸水平降低(P<0.05)。④ 术后两组均未控制血糖，胰岛素组术后ICU 1 h和24 h血糖水平与对照组比较明显降低(P<0.05)，血乳酸水平两组差异无统计学意义(P>0.05)。结论 成人非糖尿病患者心脏瓣膜手术围术期血糖升高对预后不利。应用胰岛素输注方案控制术中血糖，可以维持血糖在6.1～8.3 mmol/L。控制心脏瓣膜手术中血糖对控制术中血乳酸水平和术后血糖有利，有利于降低术后感染率，缩短住院时间，对改善预后有利。
【关键词】 胰岛素;血糖;血乳酸;体外循环;心脏瓣膜手术
Abstract: OBJECTIVE To study the effect of continuous insulin infusion on perioperative blood glucose control in adult nondiabetic patients undergoing cardiac valvular surgery. METHODS Sixty adult nondiabetic patients undergoing selective cardiac valvular surgery were divided randomly into two groups: Insulin Group and Control Group. Insulin was infused constantly in Insulin Group from the point of immediate after anesthesia induction to the point of leaving operation room. The blood glucose and lactate were compared among two groups at following point(anesthesia induction, before cardiopulmonary bypass (CPB), aortic cross-clamping(ACC), second infusing of cold blood cardioplegia, rewarming, clamp off, termination of CPB, leaving operating room, ICU 1 h to 48 h. RESULTS 1.There were no significant differences in patient's general conditions between two groups (P>0.05). The postoperative length of stay in ICU of group insulin was significant shorter than Group Control (P<0.01), the incidence of postoperative atrial fibrillation (AF) are decreased(36.7% vs 53.3%，P<0.05), and the incidence of postoperative infection are also decreased(6.7% vs 20%，P<0.05). 2. Blood glucose of Group Insulin was well controlled within the range of 6.1-8.3 mmol/L during surgery. Comparing with Group Control, blood glucose significantly decreased from the point of rewarming to the point of leaving operating room(P<0.01).The perioperative peak blood glucose also decreased(7.85±1.57 vs 9.72±3.09 mmol/L ，P<0.05). 3. The blood lactate level of the two groups respectively raised during the surgery. Blood lactate ofGroup Insulin significantly decreased comparing with Group Control(P<0.05).4 Continuous insulin infusion was terminated in two groups after the patients were transfer to ICU. The blood glucose of Group Insulin was significant lower than Group Control(P<0.05)at 1h and 24 h.CONCLUSION The present protocol of continuous insulin infusion is feasible to control periopertive blood glucose ranging from 6.1 to 8.3 mmol/L for adult nondiabetic patients undergoing cardiac valvular surgery. It is benefit to intraoperative blood lactate control and postoperative blood glucose maintaining. The incidence of postoperative infection decrease following the protocol application, the length of stay in ICU is shortened as well. It suggests that intraoperative blood glucose control is benefit to a better outcome for the patients undergoing cardiac valvular surgery.
Key words： Insulin; Blood glucose; Blood lactate; Cardiopulmonary bypass; Cardiac valvular surgery
心脏手术围术期血糖水平升高现象很常见[1-4],部分患者可发生高血糖(Hyperglycemia)，发生率约70%[3-4]，其中在体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)中高血糖的发生率为61%[4]。本文作者前期观察了200例非糖尿病患者直视手术围术期血糖变化趋势，显示瓣膜病患者围术期血糖水平随手术时间延长持续升高。其峰值可达 12.8 mmol/L。术中高血糖与术后并发症的发生率和死亡率相关[1]。目前，有关成人非糖尿病患者心脏瓣膜手术中血糖变化干预的相关研究较少，本文对术中采用胰岛素持续输注的方法对血糖水平变化的干预效果进行探讨。
1 资料与方法
1.1 临床资料 选取2007年7月至2007年12月期间安贞60例成人行择期瓣膜置换术或瓣膜修复术的非糖尿病患者，性别(男26例，女34例)，年龄(50±11)岁，体重(64.48±9.44)kg，心功能Ⅱ～Ⅲ级(NYHA)，EF>35%，术前无糖尿病。术前糖尿病诊断标准：术前症状+随机血糖≥11.1 mmol/L(200 mg/dl)或空腹血糖≥7.0 mmol/L(126 mg/dl)。
1.2 术中管理方法
1.2.1 麻醉和CPB管理 两组患者术中采用相同常规麻醉和CPB管理。术前30 min肌肉注射吗啡0.15～0.2 mg/kg，东莨菪碱0.3 mg。入室后监测心电图(ECG)、脉搏氧饱和度(SpO2)和右挠动脉血压监护。麻醉诱导后经右颈内静脉置入3腔中心静脉导管。采用以芬太尼为主的全静脉麻醉：麻醉诱导芬太尼8～10 μg/kg、咪达唑仑0.1 mg/kg、哌库溴胺0.1 mg/kg;麻醉维持：丙泊酚5 mg/(kg·h)，芬太尼8～15 μg/(kg·h)和咪达唑仑3～5 mg/h，哌库溴铵间断静脉注射维持肌松。常规开胸建立CPB，经升主动脉根部插入动脉插管，上、下腔静脉分别插管或经右心房插入二级管静脉引流;主动脉根部插入停跳液灌注管，右上肺静脉插管进行左心引流。CPB采用进口人工心肺机，进口型膜式人工肺，静脉血氧饱和度监测仪，Mintech血液超滤器;应用聚明胶肽1 000 ml，乳酸钠林格注射液500 ml，人血白蛋白20 g，甲泼尼龙10 mg/kg预充。全身肝素化，肝素(12 500 U=100 mg)用量为3 mg/kg，ACT>480 s开始CPB。全身降温，采用中低温CPB管理，鼻咽温降至28℃～30℃左右阻断升主动脉，经升主动脉根部或左右冠状动脉开口处灌注4∶1含血停搏液15～20 ml/kg进行心肌保护;复温、开放升主动脉，自动或除颤复跳，继续辅助循环，血流动力学平稳，鼻咽、直肠温达36.5℃时停CPB;变温毯继续保温，鱼精蛋白中和肝素，止血后关胸，术后回ICU继续。
1.2.1 胰岛素输注 胰岛素组从麻醉诱导后开始从中心静脉持续泵输注，直至手术结束;每隔10～20 min测量血糖水平，调整输注速率，维持血糖水平在6.1～8.3 mmol/L。胰岛素输注方案详见表1。表1 胰岛素输注方案注：胰岛素输注配液：1 U/ml，30 U胰岛素用0.9%氯化钠溶液30 ml稀释，输液泵持续输入。
1.3 数据采集 采集术中麻醉诱导后、CPB前、主动脉阻断后10 min、二次灌注停搏液后10 min、复温后10 min、主动脉开放后10 min、停CPB后10 min、手术结束时、术后ICU 1 h、6 h、12 h、24 h和36 h时间点动脉血气指标中血糖、乳酸值。 记录麻醉和CPB中血压、中心静脉压、鼻咽温和直肠温等指标;记录手术时间、CPB时间、主动脉阻断时间、辅助循环时间、术后机械通气时间、ICU停留时间、术后住院时间、IABP使用率、房颤发生率、并发症(肝肾功能不全或严重肺部感染等)的发生率、死亡率和正性肌力药及血管活性药使用情况。
1.4 统计学方法 所有数据均采用SPSS 11.5统计分析软件进行统计分析。计量资料采用均数±标准差(±SD)表示;均数比较采用t检验，率比较采用χ2检验，两者间相关性应用单因素相关分析;P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 两组患者术前、术中和术后一般情况差异均无统计学意义(P>0.05);胰岛素组与对照组相比，术后住院时间显著缩短(P<0.01)，术后房颤发生率降低(36.7% vs 53.3%，P<0.05);术后感染发生率降低(6.7% vs 20%，P<0.05)。见表2。表2 患者术前术中和术后一般情况比较注：与对照组比较*P<0.05;**P<0.01
2.2 采用胰岛素输注方案控制血糖的患者，术中能够维持血糖水平均值在6.1～8.3 mmol/L;与对照组相比从CPB复温后至手术结束血糖水平均显著降低(P<0.01)，见图1;CPB中血糖峰值降低[(7.85±1.57)mmol/L vs (9.72±3.09) mmol/L，P<0.05)]。胰岛素组使用量为(0.043±0.015)U/(kg·h)。
2.3 两组随着手术时间延长血乳酸水平均明显升高，有高乳酸血症发生。胰岛素组与对照组相比从CPB主动脉阻断后至手术结束血乳酸水平降低(P<0.05)，见图2。
2.4 术后两组均未控制血糖，胰岛素组与对照组相比，在ICU 1 h和24 h血糖水平降低(P<0.05);血乳酸水平两组差异无统计学意义(P>0.05)。
3 讨 论
由于麻醉、CPB和手术操作等因素的影响，心脏手术围术期血糖水平升高现象很常见。当围术期血糖水平>11.1 mmol/L时称为围术期高血糖[1，5]。高血糖可导致术后死亡率升高，并与术后感染、心肌损伤、中风、神经功能障碍及认知功能障碍等相关[2-3，6]。CPB中血糖峰值是术后死亡率的独立危险因素[1]。本研究中，胰岛素组血糖峰值与对照组相比显著降低。胰岛素组术后无死亡病例，而对照组术后死亡率为6.7%。由于本研究样本数较小，虽不能证明死亡率与高血糖直接相关，但研究结果提示术中控制血糖可能有利于降低术后死亡率。
非糖尿病患者ICU早期(48 h内)血糖水平≥11.1 mmol/L是术后感染率增加的危险因素[7]。本研究中，胰岛素组和对照组患者术后感染率分别为6.7%和20%，表明术中采用胰岛素输注方案控制血糖，有利于降低术后感染率。另外，本研究中胰岛素组术后房颤发生率36.7%与对照组53.3%相比明显降低，胰岛素组术后血糖比对照组较快的恢复至正常水平，术后住院时间也明显缩短，提示瓣膜手术中输注胰岛素控制血糖对改善预后有积极意义。
输注胰岛素是术中高血糖的常用方法。根据Furnary 的3 554例大样本临床研究报道，CPB中持续胰岛素输注控制血糖在5.6～8.3 mmol/L，能显著降低术后死亡率(胰岛素组2.5%，对照组5.3%，P<0.0001)，降低术后6 h血乳酸水平和游离脂肪酸水平，增加外周白细胞的数量和功能[8]。另外，胰岛素在心肌保护和改善神经功能预后等方面也有明显的促进作用[9]。本研究中，采用胰岛素输注方案能较好的控制术中血糖在6.1～8.3 mmol/L，未采用胰岛素控制血糖的对照组，随手术时间延长，血糖水平明显升高>8.3 mmol/L，并持续至手术结束后，血糖水平接近11.1 mmol/L。结果表明，术中采用胰岛素输注方案，可有效控制心脏瓣膜手术中血糖水平增加。
本研究术中，两组患者血乳酸水平随着手术时间延长与血糖呈平行逐渐上升趋势。胰岛素输注组血乳酸水平明显低于对照组，说明采用胰岛素输注控制血糖有利于降低术中血乳酸水平。
CPB中血糖水平的升高常伴随血乳酸水平的增加。由于血液稀释、非搏动性灌注、重要脏器间血流重新分布，导致部分脏器和组织处于相对缺血缺氧的低灌注状态，影响代谢机能并使无氧代谢和糖酵解增强，从而导致乳酸生成增加。另外，CPB中应激反应、炎性反应以及温度变化过程等，可导致胰岛素抵抗，使组织对葡萄糖摄取和利用障碍，增加的血糖经无氧代谢生成乳酸，导致乳酸堆积和高乳酸血症。本研究中，两组患者术中均有高乳酸血症的发生，关于如何加强麻醉和CPB管理水平，控制术中发生高乳酸血症，笔者已在其它相关中阐述。
综上所述，成人非糖尿病患者心脏瓣膜手术围术期血糖升高对预后不利。应用胰岛素输注方案控制术中血糖，可以维持血糖在6.1～8.3 mmol/L。控制心脏瓣膜手术中血糖对控制术中血乳酸水平和术后血糖有利，有利于降低术后感染率，缩短住院时间，对改善预后有利。
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