新型改良低預充體外循環(huán)系統(tǒng)的臨床應用

劉 剛，李勇男，刁曉林，高思哲，周 純，閆姝潔，王 茜，滕 媛，王 建，吉冰洋

心肺轉流（cardiopulmonary bypass，CPB）是心臟直視手術的重要輔助技術，促進了心臟外科的發(fā)展［1］。自1953年首例CPB手術問世以來，其相關材料及技術已得到極大改進，包括泵、氧合器、管路以及心肌保護、抗凝技術等。盡管傳統(tǒng)CPB系統(tǒng)很安全，但仍舊存在較明顯的血液稀釋、凝血功能紊亂以及全身炎癥反應等缺陷［2］。當今醫(yī)療技術的發(fā)展使心臟外科進入微創(chuàng)化時代，體外循環(huán)亦然，目前迷你體外循環(huán)（minimal extracorporeal circulation，MECC）在歐洲應用已較廣泛［3］。MECC整合縮短的閉式管路和離心泵，無動脈微栓濾器及硬殼式回流室。MECC具有諸多優(yōu)點，包括整個環(huán)路的表面生物活性涂層；無靜脈儲血室故無氣血直接接觸界面；離心泵對血細胞的破壞更少；預充量少血液稀釋度更?。?］；含大量炎性介質(zhì)的術野出血經(jīng)過處理后再回輸?shù)取?019年10月歐洲成人CPB指南將MECC作為CPB期間血液保護及提高生物相容性為Ⅱa級推薦，B級證據(jù)［5］。但MECC成本高昂且存在較長學習曲線［6］，無靜脈儲血室會導致術野出血較多的開放心腔的心臟手術術中血容量丟失太多而被迫輸血，對于體型相對較小的亞洲人影響更為顯著。

本院體外循環(huán)中心參考部分MECC的設計特點，針對一些方面進行了改進，聯(lián)合應用改良縮短管路、整合動脈微栓濾器的氧合器、負壓輔助靜脈引流裝置（vacuum assisted venous drainage，VAVD）、迷你停搏液裝置，構建新型改良低容量預充MECC系統(tǒng)——FUWAI－SAVE系統(tǒng)。本研究旨在探究FU?WAI－SAVE系統(tǒng)的安全性及實效性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年1月1日至2018年1月31日在中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院行CPB下心臟外科手術的成人患者資料。納入標準：①患者年齡≥18周歲；②各種病因引起需進行CPB下心臟直視手術。排除標準：①行心臟移植或心肺聯(lián)合移植；②行急診手術；③行二次開胸手術；④行雜交手術；⑤行深低溫CPB的大血管手術。根據(jù)接受的CPB方式分為：FUWAI－SAVE組1 070例和常規(guī)組18 617例。將年齡、性別、射血分數(shù)、歐洲心臟手術風險評分（EuroSCORE I）以及實驗室檢查（含丙氨酸轉氨酶、天冬氨酸轉氨酶、乳酸脫氫酶、肌酸激酶、肌酐、尿素氮、白細胞、中性粒細胞、紅細胞、血紅蛋白、血細胞比容、血小板）進行1∶1傾向性評分匹配，共1 070對患者匹配成功。匹配后兩組患者基線資料均無統(tǒng)計學差異，標準化均數(shù)差（standard mean difference，SMD）＜0.1（表1）。

1.2 FUWAI－SAVE系統(tǒng) FUWAI－SAVE系統(tǒng)與常規(guī)CPB系統(tǒng)構成對比見表2，F(xiàn)UWAI－SAVE系統(tǒng)結構示意圖見圖1。

1.3 CPB管理 本院所有常規(guī)心臟外科CPB手術患者麻醉誘導維持及轉中管理均采取相同策略。所有患者術前禁食水，入手術室后，行心電監(jiān)護，開放前臂靜脈通路，面罩吸氧，局麻下行橈動脈穿刺監(jiān)測動脈壓。咪達唑侖、依托咪酯、羅庫溴銨／苯磺酸阿曲庫胺、舒芬太尼靜脈麻醉誘導后行氣管插管。間斷追加舒芬太尼、咪達唑侖，持續(xù)泵注苯磺酸阿曲庫銨、右美托咪定和丙泊酚麻醉維持。轉流過程中維持灌注流量2.0～2.4 L／（m2·min）；平均動脈壓55～75 mm Hg；混合靜脈血氧飽和度（75±10）%；溫度為淺低溫，根據(jù)手術需求維持于30～34℃；心肌停搏液復灌時間控制在30 min。

表1 匹配后兩組患者基線變量比較

表2 兩組CPB系統(tǒng)對比

圖1 FUWAI－SAVE系統(tǒng)示意圖

1.3.1 輸紅細胞指征 ①CPB后患者血紅蛋白＜80 g／L，輸注紅細胞；②CPB期間患者血紅蛋白＜60 g／L，或存在腦缺血風險的患者血紅蛋白＜70 g／L應當輸紅細胞；③對心肺功能受限、活動出血、實驗室或臨床參數(shù)（如混合靜脈血氧飽和度、心電圖或超聲心動圖）等提示存在重要臟器缺血，可考慮輸注紅細胞適當提高患者血紅蛋白水平；④當患者血紅蛋白＞100 g／L時，除非新發(fā)生重要臟器缺血，不需要輸紅細胞。

1.3.2 血小板輸注指征 當患者血小板計數(shù)＜50×109／L且有出血時，輸注血小板。

1.3.3 新鮮冰凍血漿輸注指征 ①凝血酶原時間＞1.5倍正常值或＞17 s、國際標準化比值＞1.6、活化部分凝血酶時間＞2倍正常值，合并出血；②大量輸入庫存全血或濃縮紅細胞后（出血量或輸血量相當于患者自身血容量約70 ml／kg）；③血液回收洗滌紅細胞量達到自身血容量30%時；④無凝血酶原復合物時，用于緊急對抗華法林的抗凝血作用（5～8 ml／kg）；⑤抗凝血酶Ⅲ缺乏引起肝素耐藥者。

1.4 結局指標 主要結局指標為圍CPB期（CPB開始后至出院）紅細胞輸注率。次要結局指標包括圍CPB期新鮮冰凍血漿輸注率、血小板輸注率、血制品輸注量、術后主要并發(fā)癥發(fā)生率（即腦血管意外、肝功能衰竭、腎功能衰竭、心肌梗死、胸腔引流＞1 000 ml及機械通氣時間＞48 h）、胸腔引流量、機械通氣時間、主動脈內(nèi)球囊反搏置入率、體外膜氧合置入率、ICU時間、住院時間、院內(nèi)死亡率、ICU費用及住院費用。

1.5 統(tǒng)計學分析 連續(xù)性變量用中位數(shù)（四分位間距）表示，組間比較采用非參數(shù)檢驗；分類變量用頻數(shù)和百分比表示，組間比較采用X2檢驗或Fisher精確概率法。統(tǒng)計分析軟件采用SAS ?9.4軟件。所有的統(tǒng)計檢驗均采用雙側檢驗，P＜0.05將被認為所檢驗的差別有統(tǒng)計意義。

2 結 果

2.1 兩組患者術中結果比較 兩組患者手術種類見表3。FUWAI－SAVE組患者中位手術時間、CPB時間和主動脈阻斷時間分別為285 min、92 min和61 min。FUWAI－SAVE組超濾量顯著降低。見表3。

2.2 兩組患者圍CPB期血制品使用比較 兩組患者圍CPB期血制品使用比較見表4。FUWAI－SAVE組圍CPB期輸血率和輸血量均明顯下降。

2.3 兩組患者術后結局比較 兩組患者術后結局比較見表5。FUWAI－SAVE組胸腔引流量和機械通氣時間低于常規(guī)組。盡管術后ICU和住院時間無統(tǒng)計學差異，F(xiàn)UWAI－SAVE組患者ICU醫(yī)療費用及住院總費用均明顯低于常規(guī)組患者。兩組患者其他術后結局亦無明顯統(tǒng)計學差異。

3 討 論

根據(jù)全球血液保護指南，目前圍CPB期應用的血液保護方法常包括以下幾種：MECC、迷你停搏液、VAVD、自體血預充等減少稀釋容量的方法，以及生物相容性涂層管道、自體紅細胞回收、平衡超濾、改良超濾等其他方法［5］。隨著心臟外科微創(chuàng)手術的發(fā)展，具備密閉式環(huán)路、低預充量、涂層管路和氧合器以及離心泵轉流等特點的MECC應用逐年增多。2019年10月歐洲成人CPB指南推薦MECC為CPB期間血液保護Ⅱa級推薦，B級證據(jù)。本團隊前期一項納入41篇隨機對照研究的meta分析顯示：MECC可降低心臟外科患者術后心血管并發(fā)癥發(fā)生率，同時降低了輸血率［8］；一系列前瞻性及回顧性研究證明MECC可減輕血液稀釋，減少圍術期輸血［9－10］，另外可減少血栓栓塞事件［11］。本中心早期曾應用MECC初步證明其安全有效［12］。然而由于MECC存在一些固有缺點，目前在國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)仍未廣泛應用［13］。因此，國內(nèi)外各中心根據(jù)指南推薦設計出符合本中心臨床應用需求的CPB系統(tǒng)。

目前國內(nèi)很多中心常將VAVD用于新生兒及低體重患兒，以解決插管過細帶來的引流不暢問題，減少預充量［14］；此外，VAVD用于微創(chuàng)心臟外科手術，可保證充分引流，并減少圍術期血制品使用［15］。盡管應用VAVD可減小預充量，降低輸血率效果明顯，但由于其存在溶血及氣栓侵入風險，美國心臟外科血液保護指南將VAVD合并縮短管路列為Ⅱb（C）推薦［4］。盡管應用微量停搏液可明顯降低停搏液灌注過程中的晶體入量，但單獨應用微量停搏液并未明顯降低輸血率［16－17］。目前多將微量停搏液與其他血液保護策略合用，以達到降低CPB期間輸血率的目的［18－19］。

FUWAI－SAVE系統(tǒng)目前已常規(guī)應用于本中心CPB下心臟外科手術，其中起到關鍵作用的是以下四部分：①整合改良縮短管路；②整合動脈微栓濾器的氧合器，在不增加動脈栓塞風險的同時減少了分離式動脈微栓濾器所占的靜態(tài)預充量；③通過VAVD給回流室施加－20 mm Hg左右負壓而實現(xiàn)不依賴重力落差的主動引流，在安全負壓范圍內(nèi)可以減小回流室和患者之間的高度差，并使管路縮短變細，且能維持有效的靜脈引流量；④迷你停搏液鉀離子濃度高，減少了停搏液中的晶體部分，減少轉流過程中的血液稀釋。因此，該低容量預充CPB系統(tǒng)被命名為FUWAI－SAVE系統(tǒng)。同時，這也體現(xiàn)出該系統(tǒng)節(jié)約臨床用血、節(jié)約醫(yī)療花費并挽救生命的特點。

表3 匹配后兩組患者術中結果比較

表4 匹配后兩組患者圍CPB期血制品使用比較

表5 匹配后兩組患者術后結局比較

過度的血液稀釋會降低重要器官的氧供、損傷各組織器官、引發(fā)功能障礙。為糾正這一狀態(tài)，可以使用超濾技術濾除多余水分或輸注紅細胞，然而對于低體重低血容量患者，只能通過輸注紅細胞來糾正。大量研究顯示輸血可能造成如感染、溶血、過敏反應等嚴重后果［20－21］。與歐美國家相比，我國人口普遍體重較小，血容量相對偏少，在心臟外科直視手術中發(fā)生過度血液稀釋而需要輸血的可能性更高。

本研究顯示FUWAI－SAVE系統(tǒng)可顯著減少成人心臟外科圍CPB期血制品（含紅細胞、新鮮冰凍血漿及血小板T）輸注率及平均輸注量，并減少胸腔引流量、縮短機械通氣時間。因此，應用FUWAISAVE系統(tǒng)可有效減少CPB下心臟直視手術的臨床用血量，有助于降低臨床風險，緩解我國緊張的血液供應。同時本研究顯示FUWAI－SAVE1系統(tǒng)降低醫(yī)療費用，其中FUWAI－SAVE組患者ICU費用較常規(guī)組減少3 943元，因此FUWAI－SAVE系統(tǒng)存在緩解醫(yī)療經(jīng)濟負擔的潛力。目前FUWAI－SAVE系統(tǒng)已表現(xiàn)出顯著的臨床獲益及社會經(jīng)濟效益，但今后該系統(tǒng)仍有進一步改進發(fā)展的空間，隨著材料技術的發(fā)展，將來還可以實現(xiàn)應用泵肺一體的氧合器及同時應用逆行自體血預充等技術方法，進一步減輕血液稀釋，取得更佳的血液保護效果。