國產(chǎn)膜式氧合器在全胸腔鏡微創(chuàng)心臟手術(shù)中的應(yīng)用

肖燈科，黃煥雷，雷迪斯，郭惠明，陳寄梅，周成斌

全胸腔鏡心臟手術(shù)因切口創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、美觀等優(yōu)點已成為心臟外科重要的手術(shù)方式之一。 全胸腔鏡手術(shù)的體外循環(huán)（extracorporeal circulation，ECC）經(jīng)外周血管插管，為減少預(yù)充，?？s短體外循環(huán)管路，相應(yīng)抬高膜式氧合器并需要其密閉式儲血罐（國產(chǎn)大部分為開放式）和負(fù)壓輔助靜脈引流（vacuum-assist venous drainage， VAVD）裝置一起促進外周插管的靜脈引流，同時氣體交換和變溫功能也能滿足手術(shù)的需要。 目前國產(chǎn)膜式氧合器使用進口絲膜編制，無涂層，配備帶減壓閥密閉式儲血罐，可在一定程度上控制手術(shù)費用，能夠滿足常規(guī)心內(nèi)直視手術(shù)的需要［1］。 但在成人全胸腔鏡心臟手術(shù)中的臨床應(yīng)用尚未見報道。 現(xiàn)開展國產(chǎn)膜式氧合器與進口膜式氧合器在全胸腔鏡心臟手術(shù)中應(yīng)用的前瞻性研究，比較不同膜式氧合器的相關(guān)性能及患者術(shù)中、術(shù)后各項指標(biāo)變化，為擴大國產(chǎn)膜式氧合器的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 病例資料與分組 2018 年11 月至2020 年5月開展全胸腔鏡心臟手術(shù)的患者，根據(jù)入組標(biāo)準(zhǔn)和剔除標(biāo)準(zhǔn)入組。 入組標(biāo)準(zhǔn)：患者年齡大于18 歲、能夠施行全胸腔鏡心臟手術(shù)；剔除標(biāo)準(zhǔn)：急診、再次手術(shù)、冠狀動脈旁路移植手術(shù)、房顫射頻手術(shù)、同期介入治療、不愿意參加臨床研究者。 本研究得到廣東省人民醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)（粵醫(yī)科倫理2018315H 號）。 入組60 例患者，其中男性32 例，女性28 例。 手術(shù)類型包括二尖瓣成形術(shù)27 例，二尖瓣置換術(shù)9 例，二尖瓣置換加三尖瓣成形術(shù)5 例，二尖瓣成形加三尖瓣成形術(shù)4 例，左房黏液瘤切除3例，主動脈瓣置換加二尖瓣置換手術(shù)1 例，房間隔缺損6 例，室間隔缺損1 例，三尖瓣成形術(shù)1 例，左房黏液瘤切除加房間隔修補術(shù)1 例，左房黏液瘤切除加三尖瓣成形術(shù)1 例，二尖瓣成形加房間隔缺損1例。 詳見表1。

表1 患者手術(shù)方式（n，n＝60）

患者被隨機分為兩組，每組30 例。 A 組采用國產(chǎn)膜式氧合器7000 型（威高公司，中國），B 組采用進口膜式氧合器Affinity 型（美敦力，美國），兩組膜式氧合器均為帶有減壓閥的可密閉儲血罐。

1.2 ECC 方法 所有患者除了根據(jù)分組使用不同的膜式氧合器之外，均采用Stockert 5 型人工心肺機，心臟停搏液灌注裝置（北京米道斯，中國），微小化成人ECC 管路（西安西京，中國），動脈微栓過濾器（泰爾茂，日本），成人血液濃縮超濾器（東莞科威，中國）。 淺低溫ECC（肛溫32 ～34℃），灌注流量為60 ～80 ml／（kg·min）。 采用Stockert Ⅲ型變溫水箱，降溫時水箱溫度維持30℃，復(fù)溫時設(shè)為38℃。 中度血液稀釋，采用4 ∶1 含血停搏液間隔20～30 min 灌注一次。 ECC 全過程使用VAVD技術(shù)，監(jiān)測儲血罐內(nèi)的負(fù)壓維持在-20 ～-30 mmHg之間［2-3］。 使用空氧混合器，氧濃度50%～70%，氣血比例0.5 ∶1。

1.3 標(biāo)本采集及觀察指標(biāo) 分別在麻醉后ECC 開始前（T1） 、ECC 開始后15 min（T2） 、ECC 結(jié)束時（T3），ECC 術(shù)畢2 h（T4），ECC 術(shù)畢24 h（T5）采集動脈血標(biāo)本，進行血氣分析，檢測C 反應(yīng)蛋白（C reactive protein， CRP）、白介素（interleukin，IL）-6、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、補體C3a、補體C4a。 記錄ECC 總預(yù)充量、用血情況、ECC時間、主動脈阻斷時間、心臟復(fù)跳方式、尿量、尿色、術(shù)后呼吸機支持時間、ICU 清醒時間、ICU 停留時間等，進行術(shù)后0 h、6 h、12 h、24 h 的血管活性藥物評分（vasoactive-intropic score， VIS）。

1.4 數(shù)據(jù)分析 兩組計數(shù)資料采用卡方檢驗，計量資料中符合正態(tài)分布使用t檢驗分析，非正態(tài)分布使用非參數(shù)分析。 不同時間點采血指標(biāo)采用重復(fù)測量方差分析。 以上統(tǒng)計分析使用R 語言軟件包（3.6.2版本），P＜0.05 有顯著統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 患者一般情況及ECC 臨床結(jié)果 兩組患者在平均年齡、體重和身高等沒有顯著性差異。 ECC 基線資料以及ECC 時間、主動脈阻斷時間、后并行時間、超濾量、ECC 期間尿量、殘血量、余血量、自動復(fù)跳情況兩組均無顯著差異，但國產(chǎn)膜式氧合器ECC總預(yù)充量大于進口膜式氧合器（P＜0.05）。 兩組術(shù)后24 h 胸液量、24 h 尿量、術(shù)后清醒時間、術(shù)后機械輔助呼吸時間、ICU 停留時間、VIS、存活出院情況等均無顯著差異。 見表2。 兩組均未見肉眼血尿。

表2 兩組患者體外循環(huán)資料及術(shù)后情況比較（n＝30）

2.2 血氣結(jié)果 A 組與B 組動脈血pH、動脈二氧化碳分壓（PaCO2）和動脈氧分壓（PaO2）、乳酸（lactic acid，Lac）和紅細(xì)胞壓積（haematocrit，HCT）在組間比較均無統(tǒng)計學(xué)差異。 兩組動脈血pH、PaCO2、PaO2、Lac 和HCT 在不同時間（T1、T2、T3、T4、T5）比較均有統(tǒng)計學(xué)差異。 其中兩種膜式氧合器和時間在氧分壓中有交互效應(yīng)，不同膜式氧合器氧分壓隨著時間改變而變化，其他指標(biāo)均無交互效應(yīng)。 見表3。

表3 兩組患者血氣分析結(jié)果對比（n＝30）

2.3 炎性介質(zhì)結(jié)果 兩組炎性因子組間比較在各時間點差異無統(tǒng)計學(xué)意義。 見表4。

表4 兩組患者炎性介質(zhì)結(jié)果對比（n＝30）

2.4 膜式氧合器性能結(jié)果 兩組膜式氧合器的氧合膜材質(zhì)均為聚丙烯（polypropylene，PP）中空纖維，均有安全減壓閥、氣體安全出口、動脈血取樣口、靜脈血取樣口、內(nèi)循環(huán)通路、內(nèi)循環(huán)接口等，均安裝和操作簡便。 兩組氧合器的氧合膜均有足夠表面積，氧輸送量能滿足手術(shù)患者需要，預(yù)充量小，儲血器容量大。 美敦力膜式氧合器的變溫裝置采用不銹鋼，威高膜式氧合器的變溫裝置采用聚對苯二甲酸乙二酯，有效提高了熱交換系數(shù)，安全性高。 見表5。

表5 國產(chǎn)和進口氧合器參數(shù)比較

3 討 論

全胸腔鏡微創(chuàng)心臟手術(shù)與常規(guī)心臟直視手術(shù)的ECC 相比，無論從插管途徑、插管種類到ECC 管理都有其特殊性。 常規(guī)ECC 是靠重力和虹吸作用引流靜脈血液，而全胸腔鏡心臟手術(shù)由于行外周插管受限于外周血管管徑，插管管徑相對細(xì)小，往往導(dǎo)致引流量不夠，不能滿足患者的需要，為此常常采用VAVD 技術(shù)以滿足ECC 靜脈引流量［5］。 VAVD 技術(shù)的核心就是通過特定的負(fù)壓裝置在密閉儲血罐內(nèi)產(chǎn)生一定的負(fù)壓來輔助靜脈引流。 因此，膜肺一定要有密閉性能良好的儲血罐，以達(dá)到滿意的引流［6］。

目前有很多種氧合器在臨床上使用。 對氧合器的評價可以從氣體交換能力，預(yù)充量，生物相容性，使用時限，安全性等指標(biāo)來分析［7］。 氣體交換能力包括氧合效能和二氧化碳清除效能，氧合效能則是膜式氧合器最基本和最重要的性能［8］。 本臨床研究結(jié)果表明，國產(chǎn)和進口膜式氧合器均能維持PaO2和PaCO2在正常水平內(nèi)，滿足ECC 中機體所需。 ECC各時間點的血氣分析結(jié)果中，氧濃度50%～70%， A組與B 組兩組的PaO2間差異無顯著性。 在氣血流量比設(shè)置為0.5 ∶1 的情況下，比較各時間點PaCO2無明顯差異。 因此，國產(chǎn)膜式氧合器在氧合性能和二氧化碳清除能力方面與進口膜式氧合器無差別。預(yù)充量方面國產(chǎn)膜肺比進口膜肺多約100 ml，對于成人ECC 的血液稀釋的影響不大。

ECC 過程中，由于血液和氧合器等人工材料的直接接觸以及缺血再灌注損傷等因素的影響，導(dǎo)致機體補體系統(tǒng)及中性粒細(xì)胞，血小板的激活，從而引起全身炎癥反應(yīng)，發(fā)生心肌缺血再灌注損傷，甚至嚴(yán)重的多器官功能衰竭［9］。 血液中細(xì)胞因子濃度高低可作為全身炎癥反應(yīng)程度的一種標(biāo)志。 研究ECC中血液細(xì)胞因子濃度的變化規(guī)律對降低心臟術(shù)后的并發(fā)癥和死亡率有重要意義，也是評價氧合器優(yōu)劣的重要指標(biāo)［9］。 兩組資料比較，CRP、TNF-α、C3a、C4a、IL-6，在所有測量時間點的釋放情況無顯著性差異。 此外，在本研究中，兩組患者在紅細(xì)胞用量、HCT、術(shù)中尿量、存活出院情況均無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。 研究顯示，進口美敦力膜式氧合器使用的Balance Biosurface 涂層能減少血小板的黏附與激活［9］。盡管國產(chǎn)膜式氧合器缺乏涂層技術(shù)，但是臨床結(jié)果顯示和進口膜式氧合器一樣具有較好的血液相容性。

氧合器質(zhì)量優(yōu)劣直接影響著心臟手術(shù)的成功與否，并與術(shù)后患者恢復(fù)的快慢及各種并發(fā)癥的發(fā)生率有密切關(guān)系［1］。 國外有研究表明，術(shù)后VIS 可作為成人ECC 下心臟外科術(shù)后預(yù)后的預(yù)測指標(biāo)［4，11］。兩組患者術(shù)后0 h、6 h、12 h、24 h 的VIS 無顯著差異。 預(yù)后方面兩組的24 h 胸液量、24 h 尿量、術(shù)后清醒時間、術(shù)后機械輔助呼吸時間、ICU 停留時間比較中也無明顯差別。 這反映了兩組患者術(shù)中的心、腦、腎等重要臟器的功能改變無明顯差異，表明國產(chǎn)膜式氧合器和進口膜式氧合器性能一樣安全可靠。

4 結(jié) 論

通過國產(chǎn)與進口成人膜式氧合器的對比研究，在成人全胸腔鏡心臟手術(shù)中，國產(chǎn)膜式氧合器預(yù)充量稍大，但在VAVD 使用、氧合性能、二氧化碳清除方面及血液相容性等方面兩者無顯著差別。 鑒于國產(chǎn)成人膜式氧合器良好的性價比，成人全胸腔鏡心臟手術(shù)選用國產(chǎn)成人型膜式氧合器是值得推廣的。