12公斤以下嬰幼兒心內直視手術的體外循環(huán)

周蓉程殿威李天成強毅宋兵

12公斤以下嬰幼兒心內直視手術的體外循環(huán)

周蓉①程殿威①李天成①強毅①宋兵①

目的：總結體重12 kg以下的嬰幼兒行心內直視手術的體外循環(huán)管理經驗。方法：選擇2012年1月-2014年12月312例12 kg以下的先天性心臟病患兒，在體外循環(huán)下行心臟直視手術，了解小兒CPB的特殊性，對小兒CPB應根據(jù)其自身的病理生理特點確定其轉流方法。結果：全組體外循環(huán)轉流時間29～154 min，平均（63.9±40.4）min，主動脈阻斷時間12～105 min，平均（38.9±21.8）min。心臟自動復跳288例，自動復跳率為92.3%。體外循環(huán)過程平穩(wěn)，全部順利撤停體外循環(huán)，無體外循環(huán)意外及相關并發(fā)癥。術后死亡4例，死亡率1.28%。結論：建立更適用于嬰幼兒非生理狀態(tài)下的體外循環(huán)過程，根據(jù)患兒的病情采用個性化的灌注方案，加強圍術期的體外循環(huán)管理。合理的預充和血液稀釋，應用高質量的膜式氧合器和體外循環(huán)管路，合適的灌注流量和灌注壓，加強液體出入量平衡及溫度的管理，注意保護心肌及各重要器官，聯(lián)合應用超濾技術，可有效提高手術的成功率，促進患兒術后恢復，減少小兒心臟直視手術的并發(fā)癥及死亡率。

體外循環(huán)； 嬰幼兒； 心內直視手術； 先天性心臟病

First-author’s address：The First Hospital of Lanzhou University，Lanzhou 730000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.22.009

嬰幼兒由于解剖、生理等方面具有與成人不同的特殊性，其體外循環(huán)（Cardiopulmonary bypass，CPB）圍手術期的死亡率比成人高。根據(jù)小兒自身的病理生理等特點，建立更適用于小兒的CPB過程，是提高小兒圍手術期成功率的重要手段和措施。近年來，隨著本院CPB技術的完善，CPB手術的年齡越來越小，體重也相應降低，病情復雜、重癥患兒的比例逐年上升。2012年1月-2014年12月，本院共對312例12 kg以下嬰幼兒施行CPB心內直視手術，占同期CPB手術病例的14.3%，效果滿意，現(xiàn)總結如下。

1　資料與方法

1.1一般資料 2012年1月-2014年12月，本院共收治12 kg以下需行體外循環(huán)下心內直視手術的嬰幼兒312例，男169例，女143例；月齡4～2個月，平均（13.2±4.6）個月；體重4～12 kg，平均（9.2±2.7）kg；室間隔缺損156例，房間隔缺損90例，動脈導管未關閉19例，法洛四聯(lián)癥20例，肺動脈狹窄6例，右室雙出口6例，心內膜墊缺損5例，單心室4例，肺靜脈異位引流3例，大動脈轉位2例，主動脈弓中斷1例。

1.2儀器設備 使用德國STOCKERT-SC型及Maquet公司HL-20型體外循環(huán)機；根據(jù)不同體重使用不同的嬰兒中空纖維膜式氧合器，如＜15 kg選用Terumo RX，＞8 kg可選用東莞科威小號膜式氧合器；選擇科威1/4英寸嬰兒型體外循環(huán)管道、嬰兒型血液微栓過濾器、超濾器及晶體心肌保護液灌注裝置；德國STOCKERT及Maquet水箱。

1.3方法

1.3.1 體外循環(huán)預充液 預充選用全晶體液（乳酸林格氏液或醋酸林格氏液）將全套管道循環(huán)排氣，再加入適量膠體液（琥珀酰明膠或聚明膠肽）排除晶體。然后加入肝素20 mg、5%碳酸氫鈉20～30 mL，同時加入地塞米松10 mg（或甲強龍30 mg/kg）、速尿5～10 mg。根據(jù)患兒血紅蛋白（hemoglobin，Hb）含量加入適量紅細胞，必要時加入血漿100～200 mL、20%人血白蛋白50～100 mL。預充總量400～500 mL，預充液的膠體滲透壓（Colloid Osmotic Pressure，COP） 14～15 mm Hg，晶體與膠體之比為0.5～0.6∶1。

1.3.2 體外循環(huán)方法 患兒入手術室后給予變溫毯38 ℃保溫，室溫維持在22～26 ℃，轉流前預充液加溫至35 ℃。所有病例均在氣管內插管，靜脈復合麻醉下手術，經升主動脈及上下腔靜脈插管建立CPB，全身肝素化后凝血酶原激活時間（activated coagulation time，ACT）＞480 s開始轉機?；純翰捎贸Ｒ?guī)停跳體外循環(huán)，307例為淺或中低溫中高流量灌注，當血液溫度降至32～33 ℃時阻斷升主動脈，維持灌注流量100～150 mL/（kg·min），體重6 kg以下的患兒流量可達到150～200 mL/（kg·min）。復雜畸形手術血液溫度降至25～28 ℃，灌注流量相應降低至80～120 mL/（kg·min）。其他5例采用深低溫低流量灌注，血液溫度降至20～25 ℃，低流量時可達10～50 mL/（kg·min），應用pH穩(wěn)態(tài)方法來管理深低溫時的轉流。所有患兒轉機中維持灌注壓在30～60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），靜脈血氧飽和度在65%～75%，紅細胞比容（hematocrit，HCT）控制在23%～28%，血漿COP在12～14 mm Hg。在CPB期間常規(guī)監(jiān)測平均橈動脈壓、中心靜脈壓、鼻溫、肛溫、尿量，以α-穩(wěn)態(tài)進行血氣管理，定期監(jiān)測血氣、電解質、HCT、ACT，隨時調整維持在正常值范圍。復溫時變溫水箱出水溫度不超過38 ℃。復溫后給予25%硫酸鎂0.25 mL/kg，20%甘露醇2.5 mL/kg。心臟復跳后給予10%氯化鈣0.5～1.0 g。當鼻咽溫達到36 ℃，肛溫35.5 ℃以上，血流動力學穩(wěn)定，緩慢減流量，停機，停機后變溫水毯設定38 ℃全程保溫。全組病例均采用轉流中常規(guī)超濾及轉流后改良超濾，使術后HCT＞30%，必要時結合轉流中平衡超濾，穩(wěn)定后用魚精蛋白中和。

1.3.3 心肌保護 多數(shù)患兒采用4℃的改良Thomas晶體心肌保護液，行升主動脈根部順行灌注，首次劑量為15～20 mL/kg，灌注壓力80～120 mm Hg，每間隔30～40 min復灌10 mL/kg，必要時心臟表面覆蓋冰泥。31例復雜先心病患兒采用HTK液行升主動脈根部順行灌注，單次劑量為40～50 mL/kg，灌注時間5～7 min，灌注壓力50～80 mm Hg，灌注的心肌保護液盡量用普通吸引器吸走。

2　結果

全組患兒均順利完成CPB和心內直視手術，體外循環(huán)轉流時間29～154 min，平均（63.9±40.4）min，主動脈阻斷時間12～105 min，平均（38.9±21.8）min。心臟自動復跳288例，自動復跳率為92.3%，電除顫復跳18例，6例有Ⅲ度房室傳導阻滯，用心臟起搏器起搏，均于術后24 h恢復自主竇性心律。超濾液共300～800 mL，尿量均＞2 mL/（kg·h）。體外循環(huán)過程平穩(wěn)，全部順利撤停體外循環(huán)，未發(fā)生CPB意外和與其相關的并發(fā)癥。308例痊愈出院，術后死亡4例，1例法洛四聯(lián)癥及1例完全型心內膜墊缺損死于術后重度低心排血量，1例室間隔缺損死于感染后多臟器功能衰竭，1例室間隔缺損死于蛛網膜下腔出血，死亡率1.28%。

3　討論

12 kg以下的嬰幼兒生理及解剖與成人差別甚大：如體重輕，體表面積相對較大，心率為成人的兩倍，臟器發(fā)育不成熟，機體代謝旺盛，組織攝氧量高，細胞膜穩(wěn)定性差，毛細血管通透性高，免疫系統(tǒng)及體溫調節(jié)機制不健全等，決定了CPB管理上的特殊性。小兒先天性心臟病手術糾治的病死率高低與患兒年齡、體重、先心病的復雜程度、轉流及阻斷時間相關，年齡小、體重輕、病情復雜、轉流及阻斷時間長者病死率高［1］。為降低病死率，除提高手術技術及改善心肌保護方法外，建立更適用于嬰幼兒的個性化CPB管理必不可少，本組病例的體外循環(huán)管理有以下幾個主要特點。

3.1CPB預充液 由于本組患兒體重輕、血容量少，預充液與患兒血容量比值大，體外循環(huán)的稀釋性預充會使其HCT和膠體滲透壓（COP）明顯下降，對機體內環(huán)境影響大。COP下降會增加細胞膜通透性，大量的毛細血管滲漏導致組織器官水腫、出血等并發(fā)癥，特別是肺水腫。過度的血液稀釋會使血液攜氧能力降低，造成組織供氧不足。因此，嚴格控制預充液量，在轉流過程中采用中度血液稀釋，維持適宜的膠體滲透壓，對小兒非常重要。乳酸林格氏液中的乳酸根主要在肝內轉化為HCO3-，為人體補充緩沖能力，使酸中毒得以部分糾正，但CPB低溫時轉化進程減慢。醋酸林格氏液的醋酸根可在肌肉內代謝，即使酸中毒時也能解離，提供HCO3-比乳酸林格氏液更具優(yōu)勢。膠體液選用明膠類代血漿，因其分子量小、半衰期短，代謝和排出較快，適合小兒CPB時間，體內無蓄積，可控性好［2］。預充液的晶體與膠體比值一般應維持在（0.5～0.6）∶1。對于小體重、血紅蛋白較低者可加入一定量紅細胞懸液，維持HCT在0.23～0.28范圍。紅細胞代償增多的紫紺型病種HCT應控制于0.25～0.30。紫紺型病種根據(jù)術前HCT可術前或術中放血，亦可加入血漿100～200 mL，20%人血白蛋白50～100 mL［3］。近年來，為了節(jié)約用血、減少輸血引起的并發(fā)癥，不主張血漿用于預充液［4-6］。預充可用白蛋白代替，血漿多用于術后凝血因子的補充。白蛋白不但可提高COP，亦具有營養(yǎng)和載體功能，還能維持毛細血管通透性，但半衰期很長，用量不可過多。轉流中的血液稀釋度還應依溫度而定，不同的溫度最好采用不同的稀釋度。淺度低溫（＞28 ℃）時，HCT控制于0.27～0.30；中度低溫（25～28 ℃）時，HCT控制于0.25～0.27；深度低溫（＜25 ℃）時，HCT控制于0.20～0.25為宜，適宜的血液稀釋可緩解因低溫時血液黏滯度增加給機體帶來的不利影響。保持預充液的COP 14～15 mm Hg，能有效地防止術后組織水腫，有利于微循環(huán)灌注，改善組織供血、供氧。常規(guī)在預充液中加入地塞米松，復雜先心病的矯治采用深低溫時，可使用甲強龍取代地塞米松，減少炎癥介質反應，加強血液和各組織器官保護，碳酸氫鈉使預充液pH值、電解質接近生理狀態(tài)。

3.2氧合器和管路的選擇 小兒CPB使用膜式氧合器可以提高氣體交換能力，減少血液破壞和栓塞發(fā)生，并可明顯降低預充量，減少肺表面活性物質的損失，有利于術后肺功能的恢復。筆者選擇優(yōu)質嬰兒型的膜式氧合器、嬰兒型動脈微栓過濾器，以及全1/4英寸內徑的嬰兒型管道，安裝時盡可能縮短管道長度，使總預充量、庫血的應用大為降低。應用膜式氧合器不但減少預充量，對長時間轉流還能起到減輕血液破壞，保證氧合效果，保護肺臟，減少或避免對肺的損傷及術后灌注肺的發(fā)生。近年新上市的優(yōu)質膜式氧合器性能更優(yōu)越、設計更合理、預充量更小，可根據(jù)不同體重選擇使用，如＜5 kg選用Dideco kids D100，5～12 kg選用Terumo FX或RX，＞10 kg選用Meditronic Afinity Pixie。Terumo FX是自帶動脈微栓的新型氧合器，不需要使用動脈微栓過濾器，進一步減少了預充量。阜外心血管醫(yī)院等使用的漸變式體外循環(huán)嬰兒D管道，可使管路最小內徑達到3/16英寸，用于≤10 kg的嬰幼兒，配合Terumo FX使用，靜態(tài)預充量可減少到220 mL［7］，值得學習和推廣。根據(jù)不同體重合理個性化選擇體外循環(huán)氧合器和管道，能夠最大限度地降低預充量，并保證術中充分的靜脈回流和適當?shù)墓嘧⒘髁亢凸嘧?，使少血甚至無血進行嬰幼兒心臟手術成為可能。

3.3合適的灌注流量和灌注壓 嬰幼兒由于體表面積相對較大，心臟占體重的比例較成人大，代謝率高、氧耗高，因此，需要更高的灌注流量，才能滿足機體和重要臟器的血供。嬰幼兒體外循環(huán)灌注的流量應根據(jù)體外循環(huán)中的溫度和病種而定。本組患兒體外循環(huán)期間在不影響手術視野的前提下，予以100～200 mL/（kg·min）高流量灌注，使機體各器官及組織得到充分灌注，避免產生局部酸中毒。一些側支循環(huán)豐富，回心血量多的手術，如法洛四聯(lián)癥、右室雙出口等在降低溫度（鼻咽溫＜28 ℃）時采用80～120 mL/（kg·min）中低流量灌注，可以減少回心血量，保證手術順利進行［3，8］。部分手術如大動脈調轉術、主動脈弓中斷矯治術等需采用深低溫低流量灌注或停循環(huán)，低流量10～50 mL/（kg·min）。轉流中維持有效灌注壓，對心臟及各重要臟器復蘇、術后血流動力學穩(wěn)定具有積極的影響。灌注壓維持在30～60 mmHg為宜，如果灌注壓＞60 mm Hg，可給予血管擴張藥物如酚妥拉明，以提高組織器官灌注效果；如果灌注壓＜30 mm Hg，可給予血管活性藥物如甲氧明，保證重要臟器的血液灌注，促使尿液排出。轉流中水電解質、酸堿平衡和血液動力學的穩(wěn)定對心臟及各臟器的復蘇、術后血流動力學的穩(wěn)定性有積極影響。CPB中根據(jù)靜脈血氧飽和度、BE、乳酸的變化判斷組織灌注是否充分，實時調節(jié)灌注流量、氧流量及氧濃度，使用碳酸氫鈉調整內環(huán)境的酸堿平衡，使用氯化鉀、氯化鈣、硫酸鎂及胰島素等調節(jié)電解質平衡，有利于心臟復蘇及功能恢復。

3.4合理的心肌保護方法 良好的心肌保護技術是術后心功能恢復的關鍵，嬰幼兒的心肌是未成熟心肌，具有需氧量大、攝氧率高、耗氧率高而儲備很低的特點。小兒心臟體積小、心室壁薄，心肌降溫較成人快而均勻，單純低溫心肌保護效果明顯優(yōu)于成熟心肌。本組病例心肌保護多采用阻斷主動脈后經升主動脈根部順行灌注冷晶體高鉀心肌保護液的方法，關鍵在于使心肌的電機械活動停止，使心臟在舒張期停搏的同時能快速降溫，降低了心肌的代謝并保持能量，預計需要阻斷時間長的復雜心臟手術采用HTK液行升主動脈根部順行灌注。HTK液含有3種氨基酸，低鉀、低鈉、無鈣，僅需行單次冠狀動脈灌注，可保證心肌安全停跳2～3 h，減少反復灌注引起未成熟心肌發(fā)生水腫，及反復心肌灌注對手術的干擾［9-10］。灌注HTK液注意應先快速灌注，再緩慢灌注達到所需的時間和量，使心肌保護液均勻分布于整個心肌，達到良好的保護效果。本組病例使用泵灌法，心肌保護液灌注的壓力、溫度、速度均能得到嚴格的控制，因而使心肌得到進一步的保護。全組自動復跳率92.3%，顯示心肌保護效果滿意，且復跳后平穩(wěn)，很少出現(xiàn)需要電擊除顫的室顫。轉流期間特別注意調節(jié)好左心吸引及灌注壓，防止患兒心臟過度膨脹而影響心肌收縮力。心臟開放時溫度不能太高，一般在34 ℃左右，開放后先讓心臟空跳，有利于心功能的恢復。手術盡可能采用右房切口，若需右室切口，則切口不宜過長，以減少心肌創(chuàng)傷。心肌保護的措施還有：平穩(wěn)的麻醉、糖原的儲備、避免體外循環(huán)前后的低血壓、防止冠脈氣體栓塞、精細的心內操作等。有些心臟中心采用冷血心肌保護液灌注技術，晶體液與氧合血之比為4∶1，亦收到良好效果［11-12］。

3.5腦保護 CPB過程中的低血壓、缺氧、長時間的酸中毒、電解質失衡、深低溫停循環(huán)等均可造成中樞神經系統(tǒng)損害，其并發(fā)癥高達30%［13］。CPB中應維持灌注壓在30～60 mm Hg為宜，預防腦缺血和腦出血。嬰幼兒腦血流對灌注壓的依賴性較弱，但當灌注壓低至25 mm Hg時，一定要保證靜脈引流通暢，使腦灌注壓＞25 mm Hg。動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）的變化直接影響腦血流，PaCO2過低可使腦血管痙攣導致腦缺血。應根據(jù)PaCO2的變化調節(jié)氧流量，維持PaCO2在正常范圍。低溫是預防腦缺血性損傷的最有效的方法之一，淺低溫即可阻斷興奮性毒性級聯(lián)瀑布反應，從而對腦保護產生深遠影響［2］。應根據(jù)病種及手術情況采用合適的轉流方法，一般采用淺、中低溫CPB，復雜心臟病可采用深低溫低流量灌注，必要時停循環(huán)。深低溫低流量灌注以流量不低于10 mL/（kg·min）為宜，保證大腦有一定的血流灌注。應用pH穩(wěn)態(tài)方法來管理深低溫時的轉流，必要時用空氧混合器供CO2或手術野吹CO2的方法，維持溫度校正后的PaCO2在正常范圍，以增加腦血流量，進一步保護腦功能。

3.6肺保護 嬰幼兒肺組織細嫩，儲備能力較低，氣道口徑小且分泌物多，彈性組織缺乏，肺表面活性物質含量少，加上CPB中肺的缺血再灌注損傷、微血栓形成、矯治術后肺血流的變化等，易使患兒術后出現(xiàn)肺損傷。筆者常規(guī)應用動脈微栓過濾器，盡可能使用優(yōu)質膜肺，以提高組織氧供，降低微栓所致的肺損傷，減少CPB后的炎癥反應；主動脈阻斷后靜態(tài)膨肺，以預防肺不張；做好左心減壓，回血多的病例用兩套心內吸引，以減少肺淤血；加白蛋白預充，常規(guī)超濾和改良超濾，灌注晶體心肌保護液尤其是HTK液時盡量用普通吸引器吸走，維持滿意的COP，以預防肺間質和肺泡水腫，甚至肺出血；避免各種原因造成的肺機械性損傷。

3.7聯(lián)合應用超濾技術 本組全部病例均使用常規(guī)超濾和改良超濾，可以在短時間內排出體內多余的水分，提高HCT和COP，減輕組織水腫，有助于嬰幼兒心肺保護及體液電解質平衡的維持，對降低肺動脈高壓、改善內環(huán)境效果滿意。Karneyarna等［14］研究認為改良超濾可降低肺動脈高壓，改善左室功能，減輕術后患兒心肌水腫，改善心肌順應性，使心排血指數(shù)增加。大量臨床數(shù)據(jù)證實，改良超濾技術對提高新生兒和嬰幼兒的HCT水平，改善血流動力學和保護術后早期的肺功能起到了積極的治療意義［15-18］。因此對于嬰幼兒體外循環(huán)來說，改良超濾必不可少。亦有研究認為常規(guī)超濾+改良超濾比單純常規(guī)超濾患兒術后可獲得更穩(wěn)定的血流動力學狀態(tài)、輸血更少，其氣管插管時間、ICU時間和住院時間均明顯縮短［19］。對于轉流時間較長的病例術中聯(lián)合應用平衡超濾技術，可以濾出大量的炎性介質，減輕CPB后的炎性反應，改善術后心、肺、腎等各系統(tǒng)的功能［20］。

3.8溫度管理 嬰幼兒由于體溫調節(jié)中樞發(fā)育不完善，皮下脂肪少，對環(huán)境溫度的變化耐受性差。因此，保溫顯得尤其重要。患兒入手術室后即給予變溫毯38 ℃保溫，室溫維持在22～26 ℃。轉流前預充液加溫至35 ℃，避免轉機后機體突然受冷刺激而誘發(fā)心室顫動。術中常規(guī)監(jiān)測鼻咽溫和肛溫，降溫和復溫都應緩慢進行，水溫和血溫的溫差不大于8 ℃，鼻咽溫和肛溫的溫差不大于5 ℃。紫紺患兒根據(jù)術中左心回血量的多少選擇目標溫度，為外科操作創(chuàng)造良好的手術野，并盡可能減少血液破壞。復溫時變溫水箱出水溫度不超過38 ℃，防止因腦組織溫度過高造成神經精神并發(fā)癥。停機時應保證鼻咽溫達到36 ℃，肛溫達到35.5 ℃。停機后變溫水毯設定38 ℃全程保溫，避免停機后因改良超濾等引起的體溫下降。

本組病例采取合理的預充和血液稀釋、優(yōu)質氧合器和CPB管路、較高的灌注流量、良好的心肌保護和重要臟器保護、超濾技術的應用、精細的溫度管理等有效措施，保證了體外循環(huán)的順利進行，減少了術中及術后的并發(fā)癥，取得了滿意的效果。根據(jù)嬰幼兒的自身生理病理特點，建立更適用于嬰幼兒非生理狀態(tài)下的體外循環(huán)過程。根據(jù)患兒的病情采用個性化的灌注方案，加強圍術期的體外循環(huán)管理，可有效提高手術的成功率，促進患兒術后恢復，減少小兒心臟直視手術的并發(fā)癥及死亡率。

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The Cardiopulmonary Bypass during the Open Heart Surgery in Infants with Body Weight Less than 2kg

ZHOU Rong，CHENG Dian-wei，LI Tian-cheng，et al.//Medical Innovation of China，2016，13（22）：036-040

Objective：To summarize cardiopulmonary bypass（CPB） management experience for infants weighing less than 12 kg undergoing open heart operation.Method：There were 312 infants below 12 kg who received the open heart operations in our department with CPB for congenital heart disease from January 2012 to December 2014.The particularity of children’s CPB was understood， and the method was determined according to its own pathological and physiological characteristics.Result：CPB time was 29-154 min，average（63.9±40.4）min，aortic cross-clamping time was 12-105 min，average（38.9±21.8）min.The heart beat recovered spontaneously of 288 cases（95.8%） and no patient had difficulty in weaning off the cardiopulmonary bypass. Cardiopulmonary bypass can be performed successfully under proper procedures， without accident and complication relevant to CPB. Among 312 cases，4 infants died with a mortality of 1.28%.Conclusion：It is very important to establish a more compatible CPB model for the non-physiological status during operation in infants. Several strategies should be used to increase the successful rate of the cardiac surgery， including appropriate priming solutions and hemodilution，selective membrane oxygenator and CPB pipeline， reasonable perfusion flow and pressure， careful fluid balance and temperature management， superior myocardium and other viscera protection，and modified ultrafiltration application. These can improve postoperative recovery and reduce the occurrence of postoperative complications and the death rate.

Cardiopulmonary bypass； Infants； Open hearty operation； Congenital heart disease

①蘭州大學第一醫(yī)院 甘肅 蘭州 730000

李天成

（2016-03-23） （本文編輯：周亞杰）