體重≤5 kg 嬰兒簡單先天性心臟病外科術(shù)中微小化體外循環(huán)管路應用改良超濾和常規(guī)超濾的比較

曹凡，周娜，劉文華，袁惠莉，陳欣欣，黃國棟

體外循環(huán)（cardiopulmonary bypass，CPB）是一種非生理性的灌注，會帶來急性血液稀釋，誘發(fā)全身炎癥反應，對患者預后產(chǎn)生諸多不良影響，在嬰兒中尤為突出。在CPB 中使用超濾技術(shù)可以濾出炎性因子，減輕炎癥反應，減少患兒機體水份含量，提高血液濃度，一定程度上可以減少CPB 并發(fā)癥[1-2]。改良超濾（modified ultrafiltration，MUF）可以在CPB結(jié)束后進一步濾除體內(nèi)多余的水分和炎性因子，現(xiàn)已成為絕大多數(shù)患兒CPB 手術(shù)的常規(guī)操作。在過去20 年里，大量臨床研究顯示出MUF 的優(yōu)越性。但是近年來，隨著CPB 管路的精簡，較長的MUF 管路反而成為增加預充量的負擔。我中心自2018 年開始嘗試在嬰兒簡單CPB 手術(shù)中使用微小化管路合并常規(guī)超濾（conventional ultrafiltration，CUF）以減少預充量。這種改變促使重新評價在嬰兒中使用MUF 的必要性。本研究為回顧性研究，旨在比較利用微小化CPB 管路行簡單心臟手術(shù)時是否使用MUF 對嬰兒的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2018 年1 月至2020 年6 月在我院行CPB下簡單心臟直視手術(shù)的先天性心臟?。ㄏ刃牟。雰?08 例。其中，男112 例，女96 例，手術(shù)年齡18 天～11 個月。納入指標：體重≤5 kg、先心病手術(shù)難度分級評分（RACHS）≤2 分。排除標準：術(shù)前合并心血管系統(tǒng)以外的復雜畸形、急診手術(shù)、因畸形矯治不滿意或出血而行二次手術(shù)、術(shù)后體外膜肺氧合（ECMO）輔助、CPB 中使用＞1 U 庫存紅細胞（packed red blood cell，PRBC）。208 例嬰兒中，CPB中使用MUF 者納入MUF 組（n=128），僅使用CUF者納入CUF 組（n=80）。

1.2 CPB 及超濾方法

兩組嬰兒CPB 環(huán)路所用耗材一致：膜肺為Sorin D100 型；管路使用天津塑料研究所廣州市婦女兒童醫(yī)療中心嬰兒型，動靜脈管路直徑為3/16 "、泵管直徑為1/4"；超濾器使用威高WG200 型。CPB 環(huán)路以醋酸鈉林格液、0.5～1 U PRBC、肝素10～20 mg、硫酸鎂60 mg/kg、呋塞米1 mg/kg、5%碳酸氫鈉10～20 ml、20%人血白蛋白20 ml 預充。轉(zhuǎn)中目標紅細胞壓積（hematocrit，Hct）維持在23%～28%，流速維持在120～200 ml/（kg·min），血 壓 維 持 在30 mmHg（1mmHg=0.133 kPa）以上。術(shù)中持續(xù)動脈氧分壓、Hct 以及混合血氧飽和度監(jiān)測，常規(guī)使用負壓輔助靜脈引流（vaccum assisted venous drainage，VAVD）。心肌停搏液使用HTK 液（CUSTODIOL，德國克勒化學制藥），僅灌注單次，持續(xù)5 min，量約為50 ml/kg。所有患兒CPB 中均使用且僅使用1 U PRBC。

MUF 組自膜肺動脈端魯爾接口引出MUF 管路，經(jīng)1/4"泵管連接至超濾器。超濾器另一端連接至靜脈管路近儲血罐端（圖1A）。CUF 組超濾器一端連接膜肺動脈端魯爾接口，另一端連接至儲血罐的魯爾接口（圖1B），該管路不含泵管，長度更短（圖1C）。MUF 組未含儲血罐容量的靜態(tài)預充量為182 ml，CUF 則為150 ml，兩組預充差異僅產(chǎn)生自超濾管路。MUF 組停止CPB 后行MUF 的同時，將儲血罐中的殘余血液輸入MUF 環(huán)路。CUF 組停止CPB 前將超濾管路動脈端斷開，使其血液容量返回儲血罐中。將兩組嬰兒主動脈插管拔除后殘存于CPB 環(huán)路中的血液，也就是殘余機回收并由麻醉醫(yī)師自嬰兒中心靜脈管輸回體內(nèi)。

1.3 觀察指標

收集兩組嬰兒圍術(shù)期的一般臨床資料、主動脈插管拔除至嬰兒出手術(shù)室時間（出室時長）、撤除CPB 后麻醉和在心臟重癥監(jiān)護室（CCU）的輸血量及次數(shù)、術(shù)后機械通氣時間、CCU 停留時間、術(shù)后住院時間、CPB 和住院費用等。記錄動脈穿刺后即刻（T1）、升主動脈阻斷后10 min（T2）、MUF 組停止MUF 或CUF 組停止CPB 后（T3）、入CCU 時（T4）、入CCU 3 h（T5）、入CCU 12 h（T6）、入CCU 24 h（T7）、入CCU 3 d（T8）的Hct 和乳酸濃度以及T4～T8 的氧合指數(shù)（為動脈血氧分壓與吸入氧氣濃度的比值）。

1.4 統(tǒng)計學方法

所有數(shù)據(jù)采用SPSSS 24.0 軟件進行統(tǒng)計分析。符合正態(tài)分布的計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差來表示，組間采用獨立樣本t檢驗比較。不符合正態(tài)分布的計量數(shù)據(jù)用中位數(shù)（四分位數(shù)）表示。計數(shù)資料以頻數(shù)表示，采用卡方檢驗進行比較。以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。

圖1 兩組嬰兒超濾管路連接示意圖及其尺寸

2 結(jié)果

2.1 兩組嬰兒一般資料、術(shù)中資料的比較（表1）

兩組嬰兒一般資料、主要診斷、CPB 相關(guān)時間、超濾液量、CPB 費用和住院費用等差異均無統(tǒng)計學意義，CUF 組的殘余機血量和殘余機血量/體重均顯著高于MUF 組，差異有統(tǒng)計學意義（P均=0.000）。

表1 兩組嬰兒一般資料和術(shù)中資料的比較（±s）

表1 兩組嬰兒一般資料和術(shù)中資料的比較（±s）

注：MUF：改良超濾；CUF：常規(guī)超濾；RACHS:先天性心臟病手術(shù)難度分級評分；ACC:主動脈阻斷；CPB:體外循環(huán)

2.2 各時間點Hct 比較（表2）

兩組Hct T1 時差異無統(tǒng)計學意義，CUF 組T2時顯著高于MUF 組（P=0.000），MUF 組于T3 時顯著高于CUF 組（P=0.003），差異均有統(tǒng)計學意義。其余時間點兩組差異均無統(tǒng)計學意義。

2.3 兩組嬰兒輸血資料的比較（表3）

兩組嬰兒術(shù)中麻醉醫(yī)師均未給予輸注庫存血，所有異體血制品輸注均發(fā)生于CCU。兩組輸血總?cè)藬?shù)、次數(shù)、各種血制品的使用人數(shù)以及使用量差異均無統(tǒng)計學意義。MUF 組異體血人均輸注次數(shù)高于CUF 組，但差異無統(tǒng)計學意義（P=0.054）。

2.4 各時間點血清乳酸濃度比較（表4）

兩組血清乳酸濃度T1 時差異無統(tǒng)計學意義，CUF 組T4（P=0.032）、T5（P=0.006）均顯著低于MUF 組，其余時間點兩組差異均無統(tǒng)計學意義。

表2 兩組嬰兒各時間點紅細胞壓積比較（±s，%）

表2 兩組嬰兒各時間點紅細胞壓積比較（±s，%）

注：T1：動脈穿刺后即刻；T2：升主動脈阻斷后10 min；T3：MUF 組停止MUF 或CUF 組停止CPB 后；T4：入CCU 時；T5：入CCU 3 h；T6：入CCU 12 h；T7：入CCU 24 h；T8：入CCU 3 d。MUF：改良超濾；CUF：常規(guī)超濾；CPB：體外循環(huán)；CCU：心臟重癥監(jiān)護室

表3 兩組嬰兒于心臟重癥監(jiān)護室輸注異體血的情況比較（±s）

表3 兩組嬰兒于心臟重癥監(jiān)護室輸注異體血的情況比較（±s）

表4 兩組嬰兒各時間點血清乳酸濃度比較（mmol/L,±s）

表4 兩組嬰兒各時間點血清乳酸濃度比較（mmol/L,±s）

注：T1：動脈穿刺后即刻；T2：升主動脈阻斷后10 min；T3：MUF 組停止MUF 或CUF 組停止CPB 后；T4：入CCU 時；T5：入CCU 3 h；T6：入CCU 12 h；T7：入CCU 24 h；T8：入CCU 3 d。MUF：改良超濾；CUF：常規(guī)超濾；CPB：體外循環(huán)；CCU：心臟重癥監(jiān)護室

2.5 各時間點氧合指數(shù)比較（表5）

兩組各時間點氧合指數(shù)值差異均無統(tǒng)計學意義。

2.6 兩組其他臨床資料比較（表6）

出室時長、術(shù)后機械通氣時間、術(shù)后CCU 停留時間、術(shù)后住院時間差異均無統(tǒng)計學意義（P均＞0.05）。

表5 兩組嬰兒各時間點氧合指數(shù)比較（±s）

表5 兩組嬰兒各時間點氧合指數(shù)比較（±s）

注：T4：入CCU 時；T5：入CCU 3 h；T6：入CCU 12 h；T7：入CCU 24 h；T8：入CCU 3 d。MUF：改良超濾；CUF：常規(guī)超濾

表6 兩組嬰兒其他臨床資料比較（±s）

表6 兩組嬰兒其他臨床資料比較（±s）

注：MUF：改良超濾；CUF：常規(guī)超濾；CCU：心臟重癥監(jiān)護室；出室時長：主動脈插管拔除至嬰兒出手術(shù)室時間

3 討論

1991 年Naik 等[3]首次報道了MUF 的應用，其理論基礎(chǔ)是去除比CUF 更多容量的液體。自此，針對MUF 的研究層出不窮。MUF 的益處主要包括：改善血流動力學和呼吸功能[4-5]；減少胸引量[6]；減少血液制品的輸注[7-8]；提高Hct、血漿蛋白濃度和血小板（Plt）濃度等。但是關(guān)于MUF 的許多研究處于早期，患兒CPB 技術(shù)尚不成熟，CPB 環(huán)路預充量大，患兒血液稀釋嚴重，所以MUF 的優(yōu)勢明顯。但是隨著CPB 技術(shù)發(fā)展和管路的進一步微小化，MUF的益處逐漸淡化，相反，其弊端日益顯現(xiàn)。MUF 增加了預充量和異物的接觸面積，可能會加劇血液稀釋和炎性反應，還會增加操作的復雜性，引起血流動力學不穩(wěn)定、腦竊血[9]、動脈插管引起的動脈阻塞、中心溫度降低、非內(nèi)皮表面的暴露時間延長、手術(shù)時間延長、費用增加等問題。與MUF 相關(guān)的不良事件發(fā)生率雖較低，但是后果嚴重，譬如：長時間MUF 導致的低體溫可以引起惡性心律失常；動脈插管堵塞導致MUF 泵前負壓，氣泡自膜肺進入MUF管路系統(tǒng)導致患者空氣栓塞等[10]。所以我中心嘗試在管路微小化的基礎(chǔ)上撤除MUF，以減少意外發(fā)生。

本研究兩組嬰兒術(shù)前Hct 差異無統(tǒng)計學意義，CPB 期間僅接受1 U PRBC 輸注。升主動脈阻斷后10 min CUF 組Hct 顯著高于MUF 組。產(chǎn)生這一結(jié)果主要歸因于兩組的預充容量差異。CUF 組的超濾管路總長40 cm，僅占預充量5 ml。而MUF 管路總長166 cm，其中還包含增粗的泵管、接頭等，預充容量為37 ml，較CUF 組多32 ml。在使用等量PRBC預充時，CUF 組因為預充量少，反而能濾出更多的液體，提高血液濃度的能力更強。而MUF 組停止MUF 后較CUF 組撤除CPB 后的Hct 顯著增高。因為兩組在接受相同輸血量的情況下，MUF 組可以在停CPB 后將儲血罐、泵管以及膜肺中的殘余紅細胞輸入MUF 管路進行超濾，減少了后期的輸血量。這也同樣對CUF 組的殘余機血量和殘余機血量/體重均顯著高于MUF 組的原因作出了解釋。嬰兒自T3開始輸注殘余機血，出手術(shù)室前輸注完畢。在T3時刻MUF 組嬰兒雖然Hct 較高，但是殘余機血容量較少。反之，在同一時間節(jié)點CUF 組Hct 略低的嬰兒卻獲得了較多容量的殘余機血。CUF 組在輸注了較多的殘余機血后，Hct 升高幅度較MUF 組更大。這使得兩組嬰兒的Hct 于T4 節(jié)點開始處于相同水平。

CPB 后高Hct 水平有助于減少輸血的需求，從而降低嬰兒的輸血風險。多項研究結(jié)果均顯示使用MUF 的患兒輸血量顯著低于CUF 組[7,11]。Milovanovic 等[12]的研究顯示接受MUF 的嬰兒PRBC輸注量明顯多于僅CUF 的嬰兒，但是前者新鮮冰凍血漿需求量更大。但其中原因，并未能給出合理解釋。McRobb 等[13]也報道了使用MUF 的新生兒冷沉淀的輸注率更高，但是兩組間胸管引流量和纖維蛋白原水平并無差異，但是MUF 組在CPB 過程中和整個手術(shù)中的再次輸血率顯著提高。本研究結(jié)果中兩組嬰兒術(shù)后總輸血率、各種成分輸血率、輸血量以及總的輸血次數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義。嬰兒CPB手術(shù)時間長，經(jīng)歷了復雜的CPB 過程，術(shù)后出血和凝血病理過程復雜，涉及因素眾多，尚不能輕易得出結(jié)論。但就本研究結(jié)果，尚未發(fā)現(xiàn)CUF 組在輸血方面有較差的表現(xiàn)。

乳酸升高是組織灌注和氧輸送不足的早期敏感生化指標。危重癥者組織灌注降低，會導致組織缺血缺氧，無氧代謝增加，使血清乳酸水平升高。因此，血清乳酸水平是反映危重癥者組織氧供需平衡的重要指標。本研究顯示CUF 組嬰兒術(shù)后在心臟重癥監(jiān)護室早期血清乳酸水平顯著低于MUF 組。可能因為MUF 的操作是一種從主動脈竊血的過程，期間體循環(huán)血流量減少，而CUF 組嬰兒停止CPB 后血液循環(huán)維持更加平穩(wěn)。還有一種可能是MUF 會降低嬰兒體溫，低溫會導致嬰兒末梢循環(huán)變差，無氧代謝增加，從而導致乳酸升高。但是兩組差異持續(xù)時間較短，術(shù)后24 h 后這一現(xiàn)象消失。本研究未能比較兩組撤除CPB 時的循環(huán)狀態(tài)和體溫是否存在差異。

MUF 通過減少肺間質(zhì)多余的水分以及炎癥介質(zhì)以減輕兒童CPB 心臟手術(shù)后常見肺功能障礙的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)MUF 可以顯著改善肺功能參數(shù)包括肺順應性和呼吸參數(shù)，有助于CPB 術(shù)后呼吸功能的恢復。本研究MUF 組與CUF 組的術(shù)后氧合指數(shù)和機械通氣時間差異無統(tǒng)計學意義，并未能顯示MUF 在改善呼吸功能方面的優(yōu)勢，與部分報道的研究結(jié)果一致[4,13]。Mahmoud 等[5]指出MUF 對肺功能的優(yōu)勢可能只持續(xù)于較短時間，而不是術(shù)后長期。Kotani等[4]在一項新生兒MUF 的研究中發(fā)現(xiàn)，MUF 雖然不一定會縮短機械通氣時間，但是可以降低機械通氣的參數(shù)，防止機械通氣相關(guān)肺損傷的發(fā)生。氧合指數(shù)和機械通氣時間并不能完全代表肺功能，所以CUF 對肺功能的影響還有待進一步研究。

Thompson 等[8]比較CUF 和MUF 效果的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)在所有預后指標兩者均無差別。多項研究術(shù)后結(jié)果參數(shù)譬如胸腔引流量、機械通氣時間和CCU 住院時間等也均未受到MUF 的顯著影響。這些發(fā)現(xiàn)與本研究一致，表明MUF 對整體臨床結(jié)果的影響并不顯著。本研究中MUF 管路常規(guī)包含在CPB 管路包中，CUF 管路常規(guī)包含在超濾器中，兩組管路均不產(chǎn)生額外費用。故兩組嬰兒CPB 費用差異無統(tǒng)計學意義。兩組住院費用差異亦無統(tǒng)計學意義，可見 CUF 并未給嬰兒加重經(jīng)濟負擔。

本研究為回顧性研究，未能比較拔除主動脈插管后兩組嬰兒體溫和循環(huán)狀態(tài)，以至于未能對血清乳酸濃度差異做出有力解釋。本研究樣本量相對較少，未能將新生兒進行獨立分組研究。后期需要更為嚴謹?shù)那罢靶匝芯吭O(shè)計來驗證。

總之，在微小化管路的基礎(chǔ)上對行簡單心臟手術(shù)的嬰兒實施MUF，并未在輸血需求和術(shù)后肺功能、血清乳酸水平、一般參數(shù)以及住院費用方面體現(xiàn)出優(yōu)勢，反而增加了預充量，加重了CPB 中的血液稀釋。與MUF 相比，CUF 并未帶來不良影響，還能簡化管路和操作，可安全用于嬰兒CPB 手術(shù)。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突