嬰兒心臟術(shù)后低氧血癥的發(fā)生率和危險(xiǎn)因素對(duì)預(yù)后的影響

黃曉琴，劉 琦，杜 楊，林麗霞，鐘 杏，賀子劍，羅丹東，張崇健

低氧血癥是心臟手術(shù)后最常見的并發(fā)癥之一，術(shù)后出現(xiàn)低氧血癥的患者為30.6%，術(shù)后24 h 內(nèi)低氧血癥的發(fā)生率為4.2%[1-2]。在先天性心臟病手術(shù)中，低氧血癥的發(fā)病率較高，多發(fā)生在術(shù)后早期，對(duì)術(shù)后死亡率有重要影響，其死亡率為3.1%[3-4]?；颊咭坏┏霈F(xiàn)低氧血癥，將會(huì)影響患者呼吸、循環(huán)功能的恢復(fù)、延長(zhǎng)拔除氣管插管時(shí)間和ICU 住院時(shí)間，影響患者預(yù)后[5-6]。與成人相比，嬰兒先天性心臟病在疾病類別、基礎(chǔ)血流動(dòng)力學(xué)、術(shù)中溫度限制、術(shù)后病理生理變化等方面存在較大的差異[4,7]。然而，關(guān)于嬰兒心臟術(shù)后低氧血癥的危險(xiǎn)因素及其對(duì)預(yù)后影響的研究很少。本研究回顧性分析廣東省人民醫(yī)院接受心臟手術(shù)嬰兒的臨床資料，探討術(shù)后低氧血癥的發(fā)生與機(jī)械通氣時(shí)間、住院時(shí)間的關(guān)系，為臨床提早干預(yù)提供參考。

1 資料與方法

1.1研究人群 連續(xù)性收集2019 年1 月1 日至2019 年4 月30 日在體外循環(huán)下行先天性心臟病外科手術(shù)嬰兒患者（≤12 月）的臨床資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前體外膜氧合、急診手術(shù)、姑息手術(shù)、缺失氧合數(shù)據(jù)、術(shù)前機(jī)械通氣、非體外循環(huán)下手術(shù)。本研究共納入209 例嬰兒。研究人群流程圖見圖1。

圖1 研究人群流程圖

1.2研究方法 所有嬰兒術(shù)后即刻入監(jiān)護(hù)室，呼吸機(jī)參數(shù)吸氧濃度為80%（空氣-氧氣混合）；壓力控制通氣模式：潮氣量為10 ml/ kg 或壓力控制通氣模式：壓力極限為12 ～15 cmH2O，通氣頻率為25 ～38 次/min，將動(dòng)脈二氧化碳分壓（PaCO2）水平維持在35 ～45 mmHg，吸氣時(shí)間：呼氣時(shí)間比為1 ∶1.5～2；收集術(shù)后24 h 內(nèi)所有動(dòng)脈血?dú)赓Y料，統(tǒng)一使用寶石GEM3000 血?dú)夥治鰞x進(jìn)行動(dòng)脈血?dú)鉁y(cè)定，根據(jù)術(shù)后15 min 內(nèi)第一張血?dú)饨Y(jié)果調(diào)整呼吸機(jī)。根據(jù)動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）和吸入氧濃度分?jǐn)?shù)（FiO2）計(jì)算出所有動(dòng)脈血?dú)獾难鹾现笖?shù)（PaO2/FiO2），參照歐洲麻醉學(xué)學(xué)會(huì)及歐洲重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)對(duì)兒科低氧血癥的定義，將嬰兒分為低氧組（≤300 mmHg）和非低氧組（ ＞ 300 mmHg）[8-9]。本研究主要的臨床結(jié)局是呼吸機(jī)輔助時(shí)間，次要結(jié)局是術(shù)后住院時(shí)間。

1.3體外循環(huán)管理策略 體外循環(huán)采用德國(guó)Stocket V 型人工心肺機(jī)，日本泰爾茂Fx05 膜式氧合器，西京體外循環(huán)管道，威高血液濃縮器。體外循環(huán)血流量為100 ～150 ml/（kg·min），淺低溫，術(shù)中平均血壓維持在40 ～70 mmHg，紅細(xì)胞壓積維持在0.22～0.30，活化凝血時(shí)間（activated clotting time, ACT）時(shí)間維持在480 s 以上，體外循環(huán)停止時(shí)用魚精蛋白拮抗。

1.4數(shù)據(jù)收集 圍手術(shù)期基線資料原始數(shù)據(jù)均來自醫(yī)院住院病歷電子系統(tǒng)及紙質(zhì)版臨床資料，基線資料包括：人口學(xué)資料（性別、年齡、胎齡、體重）；術(shù)前檢驗(yàn)及其他資料（白蛋白、血小板、肌酐、血紅蛋白、血糖、紫紺型先天性心臟病、使用抗生素）；手術(shù)資料：（術(shù)中輸血、體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間）；采用先天性心臟病手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整-1（risk adjustment for congenital heart surgery-1,RACHS-1）評(píng)分對(duì)手術(shù)的復(fù)雜程度進(jìn)行分級(jí)[10]。

1.5統(tǒng)計(jì)分析 數(shù)據(jù)采用R 軟件（R 4.1.0）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料數(shù)據(jù)分布呈正態(tài)分布時(shí)，采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t 檢驗(yàn)；不服從正態(tài)分布時(shí)，計(jì)量資料以中位數(shù)四分位數(shù)（Q1，Q3）表示，兩組間比較采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)（百分比）表示，組間比較采用卡方檢驗(yàn)。建立Logistic 回歸模型，采用向后逐步回歸法分析術(shù)后低氧血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。建立單因素和多因素的線性回歸模型，將氧合指數(shù)分別以連續(xù)性變量和二分類變量的形式帶入回歸模型中，驗(yàn)證氧合指數(shù)與術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間和術(shù)后住院時(shí)間的相關(guān)性。單因素模型，只納入術(shù)后氧合指數(shù)這一個(gè)變量，未調(diào)整其他變量；多因素調(diào)整模型在納入氧合指數(shù)的基礎(chǔ)上，調(diào)整了性別、年齡、孕周、術(shù)前白蛋白、體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、RACHS-1 評(píng)分、術(shù)中輸血、術(shù)前使用抗生素等變量。應(yīng)用線性回歸模型結(jié)合限制性立方樣條模型（restricted cubic splines, RCS）分析氧合指數(shù)與機(jī)械通氣時(shí)間、術(shù)后住院天數(shù)的曲線關(guān)系。P＜ 0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.6倫理審查 本研究通過廣東省人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（KY-Z-2022-311-04）。

2 結(jié)果

2.1一般資料 研究人群的臨床特征見表1。本研究中低氧組31 名嬰兒，非低氧組178 名嬰兒，術(shù)后24 h 內(nèi)低氧血癥的發(fā)生率為14.8%（31/209），男性嬰兒占總數(shù)58.9%，低氧組男性嬰兒占71%；兩組嬰兒比較，年齡、胎齡、術(shù)前白蛋白水平及術(shù)中輸血，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；其他變量在兩組之間沒有明顯差異。

表1 體外循環(huán)下行先天性心臟病矯治術(shù)嬰兒的基線資料

2.2臨床結(jié)局 低氧組嬰兒機(jī)械通氣時(shí)間（P＜ 0.001）、重癥監(jiān)護(hù)時(shí)間（P= 0.003）、住院時(shí)間（P= 0.003）。見表2。

表2 體外循環(huán)下行先天性心臟病矯治術(shù)嬰兒的臨床結(jié)局

2.3線性回歸模型結(jié)合RCS 分析 氧合指數(shù)與機(jī)械通氣時(shí)間呈現(xiàn)直線關(guān)系（非線性檢驗(yàn)P= 0.059），氧合指數(shù)越高，機(jī)械通氣時(shí)間越短（P≤0.001），見圖2。氧合指數(shù)與術(shù)后住院時(shí)間呈現(xiàn)直線關(guān)系（非線性檢驗(yàn)P= 0.736），氧合指數(shù)越高，術(shù)后住院時(shí)間越短（P≤0.001），見圖3。氧合指數(shù)每增加50，住院時(shí)間減少0.37 d（β = -0.37）；氧合指數(shù)每增加50，機(jī)械通氣時(shí)間減少5.89 h（β = -5.89）；與非低氧組相比，低氧組嬰兒術(shù)后住院時(shí)間延長(zhǎng)1.58 d（β = 1.58），機(jī)械通氣時(shí)間增加32.44 h（β = 32.44），見表3。

表3 氧合指數(shù)與結(jié)局的線性回歸分析

圖2 氧合指數(shù)與機(jī)械通氣時(shí)間的曲線關(guān)系

圖3 氧合指數(shù)與術(shù)后住院天數(shù)曲線關(guān)系

2.4低氧血癥危險(xiǎn)因素的 Logistic 回歸分析 單因素分析年齡、術(shù)前白蛋白水平和術(shù)中輸血與術(shù)后低氧血癥有關(guān)（P＜ 0.05）。多因素分析提示術(shù)前白蛋白水平降低、術(shù)中輸血是術(shù)后發(fā)生低氧血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素（OR 值 = 0.90，95%置信區(qū)間：0.80 ～1.00，P= 0.047；OR = 1.49，95% CI：1.05 ～2.11，P= 0.024），見表4。

表4 先天性心臟病矯治術(shù)嬰兒低氧血癥的危險(xiǎn)因素分析

3 討論

本研究主要發(fā)現(xiàn)概括如下：首先，嬰兒體外循環(huán)下心臟術(shù)后低氧血癥發(fā)生率偏高。其次，術(shù)前白蛋白水平降低和術(shù)中輸血被確定為術(shù)后發(fā)生低氧血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。第三，低氧血癥與預(yù)后結(jié)果相關(guān)，心臟術(shù)后發(fā)生低氧血癥的嬰兒，機(jī)械通氣時(shí)間和住院時(shí)間明顯延長(zhǎng)。

體外循環(huán)下心臟術(shù)后肺功能障礙的病理生理學(xué)是多因素且復(fù)雜的[11]。低氧血癥是肺功能障礙的可量化表現(xiàn)，可以很容易地檢測(cè)和計(jì)算得到。Weiss 等的研究發(fā)現(xiàn)，來自以色列耶路撒冷哈達(dá)薩希伯來大學(xué)醫(yī)院的460 名（ ＞ 15 歲）體外循環(huán)下行心臟手術(shù)的患者，術(shù)后12 h 內(nèi)氧合指數(shù)可出現(xiàn)短暫下降[12]。上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院的154 名（≤12 歲）心臟術(shù)后患兒的研究中發(fā)現(xiàn)低氧血癥83.8%發(fā)生在術(shù)后2 h 內(nèi)，7.1%發(fā)生在術(shù)后2～6 h 內(nèi)，9.1%發(fā)生在6 h 后[4]。在Wang D的成人研究中，心臟手術(shù)后24 h 內(nèi)低氧血癥的發(fā)生率為4.2%（222/5 323）[3]。以上研究均提示不同人群心臟術(shù)后早期低氧血癥發(fā)生率較高，監(jiān)測(cè)術(shù)后24 h 內(nèi)的氧合指數(shù)顯得尤為重要，本研究人群為嬰兒，該人群術(shù)后低氧血癥發(fā)生率及其預(yù)后對(duì)同類研究具有補(bǔ)充參考意義。本研究以術(shù)后24 h 內(nèi)氧合指數(shù)最大值≤300 mmHg 作為低氧血癥的診斷切點(diǎn)，分析顯示嬰兒體外循環(huán)下心臟術(shù)后早期低氧血癥的總體發(fā)生率高達(dá)14.8%。這可能與嬰兒心臟手術(shù)操作過程復(fù)雜且精細(xì)、手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、機(jī)械通氣的使用、體外循環(huán)下肺力學(xué)的改變以及氣體交換的異常、體外循環(huán)術(shù)后肺循環(huán)血流量增多、手術(shù)切口破壞胸廓完整性等原因使呼吸功能下降等有關(guān)，這些因素都可能導(dǎo)致肺部順應(yīng)性差、氧合指數(shù)下降，從而進(jìn)一步導(dǎo)致低氧血癥[4,13]。

Weiss YG 和Ranucci M 等的研究發(fā)現(xiàn)，成人體外循環(huán)下心臟手術(shù)的術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后相關(guān)因素已被確定為低氧血癥的重要危險(xiǎn)因素。Stayer等研究發(fā)現(xiàn)，在德克薩斯州兒童醫(yī)院心臟外科的112 名（ ＜ 1 歲）術(shù)后嬰兒中，年齡是影響動(dòng)態(tài)呼吸順應(yīng)性和總呼吸阻力的唯一重要因素，并且是呼吸力學(xué)變化的更強(qiáng)預(yù)測(cè)因素[14]。Alam 等的研究發(fā)現(xiàn)，在印度兒科心臟ICU 的574 例接受心臟手術(shù)的嬰兒中，較小年齡患兒的機(jī)械通氣時(shí)間更長(zhǎng)[15]。本研究中的主要病例是嬰兒，研究發(fā)現(xiàn)術(shù)前白蛋白水平降低與心臟術(shù)后低氧血癥顯著相關(guān)。低蛋白血癥已被證明是體外循環(huán)下心臟手術(shù)相關(guān)發(fā)病率和死亡率的強(qiáng)有力獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素，預(yù)示著不良預(yù)后[13,16-17]。低蛋白血癥促使低氧血癥的原因可能有：①白蛋白降低可引起組織器官水腫、延緩機(jī)體愈合、降低血漿抗氧化和抗感染能力，增加病死率[18]。②機(jī)體參與氧氣轉(zhuǎn)運(yùn)的血紅蛋白也是蛋白的一種，低蛋白血癥影響血紅蛋白含量，機(jī)體會(huì)因?yàn)檗D(zhuǎn)運(yùn)氧氣功能障礙而出現(xiàn)低氧血癥[19]。③低蛋白血癥可引起肺水腫，從而影響氧交換，導(dǎo)致低氧血癥[12]。④白蛋白泄漏到肺泡間隙會(huì)干擾肺功能并使表面活性劑失活[20]。及時(shí)補(bǔ)充外源性白蛋白，可提高24 h 內(nèi)的氧合指數(shù)，可能對(duì)減少術(shù)后低氧血癥有積極的作用[21]。本研究顯示，術(shù)前白蛋白水平降低與心臟術(shù)后低氧血癥顯著相關(guān)，且是心臟術(shù)后發(fā)生低氧血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。本研究結(jié)果表明：對(duì)于這類患兒，需做好術(shù)前評(píng)估，實(shí)施嚴(yán)格的圍手術(shù)期管理，以減少術(shù)后低氧血癥的發(fā)生。

Julie L 等的研究發(fā)現(xiàn)術(shù)中輸血是體外循環(huán)心臟手術(shù)中加重肺部并發(fā)癥導(dǎo)致低氧風(fēng)險(xiǎn)的常見因素[13]。Koch 等人評(píng)估了超過16 000 名接受心臟手術(shù)的患者，他們發(fā)現(xiàn)接受紅細(xì)胞的患者有更高的并發(fā)癥[22]。輸血導(dǎo)致低氧血癥的可能原因有：①輸血會(huì)伴隨著體內(nèi)鐵負(fù)荷加重，催化氧自由基產(chǎn)生，引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)。②輸血還存在免疫調(diào)節(jié)作用，體外循環(huán)中血液與人工材料的接觸使血液中的組分被激活并相互作用分泌大量炎性介質(zhì)，使機(jī)體處于促炎狀態(tài)。③體外循環(huán)建立后肺動(dòng)脈的血流被阻斷，肺組織只能靠支氣管動(dòng)脈和側(cè)支循環(huán)來灌注，故此時(shí)的肺組織處于不同程度的缺血狀態(tài)，輸血后可能導(dǎo)致肺灌注損傷、白細(xì)胞激活，炎性介質(zhì)產(chǎn)生[23]。④輸血的患兒肺毛細(xì)血管通透性的增加明顯大于未輸血的患者，填充的紅細(xì)胞輸注量與肺滲漏指數(shù)的增加有關(guān)，導(dǎo)致低氧血癥[24]。本研究顯示，術(shù)中輸血是心臟術(shù)后發(fā)生低氧血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，這與陰睿媛等研究結(jié)果一致[25]。因此臨床應(yīng)進(jìn)行術(shù)中安全評(píng)估，根據(jù)患兒具體狀況，采用適當(dāng)?shù)臒o血或節(jié)約用血策略。

嬰兒術(shù)后低氧血癥可能是由原發(fā)性肺功能障礙、繼發(fā)性心功能障礙或兩者兼而有之引起的，呼吸中樞不成熟、體外循環(huán)下促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素水平與術(shù)后24 h PaO2/FiO2值呈負(fù)相關(guān)、手術(shù)和麻醉程序的刺激會(huì)降低肺表面活性物質(zhì)。氣體交換異常和呼吸阻力增加是術(shù)后低氧血癥的常見原因，包括肺泡-動(dòng)脈氧分壓變化增加、肺血管阻力升高、肺內(nèi)分流增加、順應(yīng)性降低，特別是在新生兒和較小的嬰兒中[4]，一旦低氧血癥無法改善，不僅導(dǎo)致機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)，增加術(shù)后感染機(jī)會(huì)，還會(huì)延長(zhǎng)住院時(shí)間，增加家庭經(jīng)濟(jì)及心理負(fù)擔(dān)[5]。Itagaki 等的研究發(fā)現(xiàn)，患有先天性心臟病的嬰兒適應(yīng)和恢復(fù)能力差，即使手術(shù)成功，低氧血癥依然會(huì)持續(xù)存在一段時(shí)間，從而導(dǎo)致機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)[26]。本研究與 Liu Nan 等研究結(jié)果相似[27]。

嬰兒在體外循環(huán)下行心臟手術(shù)，術(shù)后低氧血癥的發(fā)生率較高。術(shù)前白蛋白水平降低和術(shù)中輸血是術(shù)后24 h 內(nèi)發(fā)生低氧血癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，并與術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間和住院時(shí)間延長(zhǎng)有關(guān)。體外循環(huán)醫(yī)師應(yīng)該更多的關(guān)注術(shù)前白蛋白水平，必要時(shí)轉(zhuǎn)機(jī)期間補(bǔ)充白蛋白，并加強(qiáng)術(shù)后早期（24 h內(nèi)）氧合指數(shù)監(jiān)測(cè)，優(yōu)化圍手術(shù)期輸血管理，以降低術(shù)后低氧血癥的發(fā)生率、減少術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間及住院時(shí)間。

本研究存在以下局限性：首先，該研究入選研究對(duì)象只納入了解剖異?？梢酝耆m正的患者，這一人群并不完全覆蓋所有心臟病的嬰兒。其次，本研究收集的是低氧血癥術(shù)后的24 h 內(nèi)，這可能低估了低氧血癥的總體發(fā)生率。第三，本研究只分析了低氧血癥與住院期間預(yù)后之間的關(guān)系，沒有收集出院后的長(zhǎng)期預(yù)后。后續(xù)研究可擴(kuò)大研究人群范圍，對(duì)心臟術(shù)后住院期間低氧血癥發(fā)生情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并關(guān)注近期及遠(yuǎn)期預(yù)后。