自体冷血心脏停搏液婴儿体外循环心脏直视手术1050例

自体冷血心脏停搏液婴儿体外循环心脏直视手术1050例 [摘要] 目的:探讨自体冷血心脏停搏液对婴幼儿体外循环心脏直视手术未成熟心肌细 胞的保护作用。方法:选取年龄?10个月行体外循环室间隔缺损修补术的患儿1 380例,随机 分成自体冷血停搏液组(A组,n=1 050)、冷血停搏液组(B组,n=280)和晶体停搏液(HTK)组(C 组,n=50)。于术前、术后1、12、24、48 h分别测量左心室Tei指数、心脏指数(CI)及左心 室射血分数(LVEF),监测CI术中记录复跳时间及复跳率,正性肌力药物依赖情况。结果:A组 自动复跳率及时间、正性肌力药物依赖均明显减少(P<0.05)。A组CI及LVEF较B、C组升高 更明显(P<0.05),A组左心室Tei指数较B、C组降低更明显(P<0.05)。结论:自体冷血停搏液 利于婴儿体外循环直视手术心脏功能恢复,对未成熟心肌有良好的保护作用,值得临床推广。 [关键词] 婴儿;先天性心脏病;自体冷血停搏液;心肌保护 [中图分类号] R541.1 [文献标识码]A [文章编号]1674-4721(2010)07(a)-011-03 The 1 050 cases of opening cardiac operation under cardiopulmulnary bypass(CPB) in infant with cold self-blood cardioplegia MENG Baoying, WANG Tao*, SHEN Dingrong ,ZHANG Qing, WANG Yuanxiang, PAN Xiaolan, MA Chao, PENG Le (Cardiovascular Center, Shenzhen Children's Hospital,Guangdong Province, Shenzhen 518026, China) [Abstract]Objective: To observe the protective effect of cold self-blood cardioplegia on immature myocardium in infant underwent opening cardiac operation by CPB. Methods: 1 380 infantile patients underwent repairing of VSD by CPB were randomized into three groups. The 1 050 cases in group A were given cold self-blood cardioplegia. The 280 cases in group B were given cold blood cardioplegia. The 50 cases in group B were given HTK solution. Tei-index of left ventricular ,cardiac index and LVEF examined after 1, 12, 24, 48 h of cardiac operation. The clinic parameters including the auto-beating rate and time and the requirement of inotropics were documented during operation. Results: The auto-beating time and the requirement of inotropics in group A was significantly less than those groups (P<0.05). The CI and LVEF in group A were higher than those groups after operation (P<0.05). The Tei of left ventricular in group A were less than those groups(P<0.05). Conclusion: The cold self-blood cardioplegia is useful to the recovery of cardiac function underwent opening cardiac operation by CPB in infant.The cold self-blood cardioplegia is value for immature myocardial protection during cardiac operation by CPB. [Key words] Infant; Congenictal heart disease;Self-blood cardioplegia;Myocardial protection 先天性心脏病(congenital heart disease, CHD)是引起婴幼儿死亡的主要疾病之一,发 病率为8%,10%,其中室间隔缺损(venticular septal defect,VSD)最常见,约占出生婴儿的 1.5‰,占先天性心脏病的12%,20%。目前国内外学者认为早期手术是根治先天性心脏病,降 低死亡率的唯一有效措施。但是由于婴儿心肌细胞尚未发育成熟,在心内直视手术过程中更易 造成心肌细胞损伤,心内直视手术中如何保护心肌一直是国内外学者研究的热点。本中心近5 年来不断探索自体冷血停搏液对未成熟心肌的保护作用,自2005年采用自体冷血心脏停搏液实施体外循环心脏直视手术1 050例,术后低心排血量综合征发生率为0.3%,取得了良好的临床效果,现如下: 1资料与方法 1.1 一般资料 选取2005年3月,2010年5月本院收治的行体外循环VSD修补术的患儿1 380例,其中,男717例,女663例;年龄1.2,10.0个月,平均(4.1?0.8)个月;体重3.0,8.4 kg,平均(4.5?0.3) kg。随机分为自体冷血停搏液组(A组,男540例,女510例,n=1 050),冷血停搏液组(B组,男150例,女130例,n=280)和晶体停搏液(HTK)组(C组,男27例,女23例,n=50)。术前将所有患儿进行心功能分级[1],3组患儿术前心功能分级无显著性差异。术前无肝肾功能异常、肺炎等并发症,末梢血象正常。经医院伦理委员会讨论通过,并经监护人知情同意。主动脉阻断后,实验组用自体冷血停搏液,对照组分别用冷血停搏液、HTK液根部灌注。手术由同一组医生、麻醉师、体外循环师合作完成。 1.2心脏停搏液制备 A组:体外循环(CPB)开始前,经主动脉根部按血液:晶体4?1比例快速抽取血液,K+浓度20 mmol/L,抽血时间30~50 s,保持动脉收缩压?30 mmHg,停搏液制备完毕后,经主动脉插管补充血容量以维持循环稳定。B组:CPB开始后,经氧合器按血液?晶体4?1比例配制停搏液;C组:采用HTK液。停搏液配制后浸入冰屑液中制成4?冷停搏液备用。 1.3 CPB及心脏停搏液灌注方法 采用JOSTRA人工心肺机,POLYSTAN膜式氧合器,全血预充,CPB采用浅、中低温(25,32?),血细胞比容(HCT)0.25,0.30。并行循环降温,阻断升主动脉,不同组别分别经主动脉根部灌注4?自体冷血停搏液、含血冷停搏液、HTK液,首次剂量均为30 ml/kg,灌注压力30 mmHg,每间隔30 min重复1次,第2次灌注K+浓度10 mmol/L。体外循环结束时进行改良超滤。术后应用压力支持SIMV+PSV模式通气。体外循环时间22,105 min,平均(48.32?11.42) min,主 动脉阻断20,75 min,平均(38.41?10.55) min。 1.4研究方法 1.4.1术中及术后监测记录主动脉开放后至心脏复跳转为窦性节律时间(复跳时间)及复跳率。术后1、12、24、48 h,安静睡眠状态下,采用尼克-3000无创血流动力检测系统动态监测心脏指数(CI)和正性肌力药物依赖情况等。 1.4.2 Tei指数及左心室射血分数(LVEF)测定 术后1、12、24、48 h,安静睡眠状态下,采用SIEMENS Acuson Sequoia 512型,探头频率6.0 MHz,按照美国超声学会指南,作常规M超及二维心脏超声检查,心尖四腔观切面,Simpson法测定左心室射血分数(LVEF)[2],在心尖四腔观切面,取样容积置于距二尖瓣瓣尖水平,脉冲多普勒采集二尖瓣血流频谱,测定A峰终点到下一心动周期E峰起点的时间间隔(a),在心尖五腔观切面,将取样容积置于主动脉瓣环水平,脉冲多普勒采集主动脉瓣血流频谱,测定收缩期主动脉瓣血流频谱起点至终点的时间间隔(b),a减b即为左室等容收缩时间(ICT)与左室等容舒张时间(IRT)之和,故左心室Tei指数=(a-b)/b,即Tei指数=(ILT+IRI)/射血时间(ET)[3]。每一个指标连续记录3个心动周期,取其平均值。随机抽取研究对象20例,由两位心脏超声专职医生分别进行2次测量,评价Tei及LVEF测量的可重复性。 1.5 统计学分析 结果数据以均数?标准差(x?s)表示,数据组内采用配对t检验,组间采用独立样本t检验进行比较。使用SPSS 13.0统计学软件进行统计学处理。P<0.05为差异有统计学意义。 2结果 2.1各组复跳时间及复跳率、正性肌力药物使用率比较 A组主动脉开放后至心脏复跳转为窦性节律时间(复跳时间)较B、C组明显缩短,而B组复跳时间较C组缩短,差异均具有统计学意义(P<0.05),A组正性肌力药物依赖性明显低于B、C组,差异具有统计学意义(P<0.05),B组正性肌力药物依赖性与C组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。 2.2各组不同时点CI、左心室Tei指数及LVEF比较 术后1、12、24、48 h各组CI及LVEF逐步升高,左心室Tei指数逐渐减低,A组CI及LVEF较B、C组升高更明显(P<0.05),A组左心室Tei指数较B、C组降低更明显(P<0.05),差异具有统计学意义。B、C组术后各时点CI、左心室Tei指数及LVEF差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。 2.3重复性检验 两位心脏超声医生在双盲情况下分别测量10对左心室Tei指数及LVEF数值,计算两者平均误差率为(3.78?1.93)%,同一操作者在不同时间分别测量10对左心室Tei指数及LVEF数值,平均误差率为(3.41?1.45)%,差异无统计学意义。 2.4术后随访 A、B、C组术后均存活,术后随访3个月~5年,心功能差异均无统计学意义。 3 讨论 体外循环及心脏外科手术技术不断完善及提高,危重、低体重、低年龄先天性心脏病患儿得到广泛救治,但是由于婴幼儿心肌细胞尚未发育成熟,在心内直视手术过程中更易造成心肌细胞损伤,心脏术后心力衰竭(尤其是左心功能不全)仍是死亡的主要原因;未成熟心肌与成熟心肌在形态结构、生理功能及代谢特点上存在明显差异,但是许多医院在心脏手术时都采用与成年患者基本相似的心肌保护方法,可能导致婴幼儿未成熟心肌损伤。目前常用的停搏液种类较多,各自特点不同,对未成熟心肌的保护效果差异显著。大量研究表明含血心脏停搏液优于晶体心脏停搏液,并且前者广泛用于成人体外循环心脏手术[4-7]。本中心自2005年采用自体冷血心脏停搏液实施体外循环心脏直视手术1 050例,术后低心排血量综合征发生率为0.3%,取得良好的临床效果,发现自体冷血心脏停搏液优于HTK液及常规冷血心脏停搏液。 心内直视手术中主动脉阻断、灌注停搏液后,心肌处于缺血、停搏状态,血液供应停止,心肌供氧中断,心肌细胞有氧代谢停止,但是心肌能量消耗仍然存在;主动脉再次开放后,随着冠状动脉再次通血,心脏复跳,造成了心肌缺血再灌注损伤,激活心肌兴奋收缩耦联过程,导致肌原纤维挛缩,不但加速能量的消耗,其挛缩力可使肌纤维膜破裂,同时,Ca2+能以磷酸钙的形式沉积于线粒体,损伤线粒体功能,使ATP产生障碍,总而言之,心肌耗能增加,产能障碍。晶体停搏液(HTK)不能提供氧及营养物质,晶体渗透压和胶体渗透压失衡,心肌细胞更容易水肿,直接造成心肌细胞损伤。异体冷血停搏液虽然可以提供氧及代谢底物如葡萄糖、脂肪酸等,增加缺血心肌的氧供,但是异体冷血停搏液自体外循环后经氧合器管道抽取,由于氧合器内预充了大量的血浆、库血等预充液,体外循环后血液与管道及氧合器等非生物材料接触,释放出大量细胞因子如白细胞介素、血小板和肿瘤坏死因子等,同时补体系统被激活,释放出过敏毒素C3a和C5a,C3a和C5a进一步加重白细胞的黏附和氧自由基的释放[8-9],导致停搏液本身含有大量氧自由基、白细胞介素、各种因子和毒素的含血停搏液,这些均可引起心肌细胞损伤。而自体冷血停搏液是高钾停搏液(K+浓度20 mmol/L),对心肌有良好的停跳作用,使心脏停搏于有氧状态,避免停跳前短时间内电机械活动对ATP的消耗;自体冷血停搏液是在体外循环前经主动脉抽取的动脉血,其血液成分没有被破坏,红细胞产生的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等内源性氧自由基清除剂,对消除氧自由基等有害物质有一定作用[10],且含有大量的氧合血红蛋白及溶解氧,还有丰富的葡萄糖、乳酸、游离脂肪酸等能量底物,为满足心肌有氧代谢和无氧酵解提供物质基础[11];另外自体冷血停搏液中的胶体缓冲系统、电解质均正常,有利于 维持心肌细胞内离子的正常分布以及酸碱平衡等内环境稳定;自体冷血停搏液直接取自主动 脉,未与管道及氧合器等生物材料接触,其内不含有活化的中性粒细胞、各种细胞因子、细胞 毒素和氧自由基等[12],可减轻心肌细胞损伤,对心肌细胞有一定保护作用,利于术后心功能 恢复。故A组自动复跳时间、正性肌力药物依赖较B、C组均明显减少(P<0.05)。术后A组 CI及LVEF较B、C组升高更明显(P<0.05),左心室Tei指数较B、C组降低更明显(P<0.05),A 组术后心功能较B、C组恢复佳,自体冷血停搏液对未成熟心肌细胞保护作用优于冷血停搏液 及HTK液,利于未成熟心肌保护。 通过本研究笔者认为婴儿体外循环直视手术中使用自体冷血心脏停搏液对未成熟心肌的 心肌保护效果明显优于含血停搏液及HTK液,利于术后心功能恢复,降低死亡率,值得临床推 广。 [参考文献] [1]胡亚美,江载芳.诸福棠实用儿科学[M].7版.北京:人民卫生出版社,2008:1514. [2]Tei C,Ling LH,Hodge DO,et al.New index of combined systolic and diastolic myocardial performance:a simple and reproducible measure of cardiac function a study in normals and dilatedcardiomyopathy[J].J Cardiol,1995,26(6):357-366. [3]Diaco M, Disesa VJ, Laurence R,et al.Cardioplegia for the immature myocardium[J].J Thorac Cardiovase sury,1990,100(6):910-913. [4]Guru V,Omura J,Alghamdi AA,et al.Is blood superior to crystalloid cardioplegin? A meta-analysis of randomized clinical trials[J]. Cireulation,2006,114(Suppl 1):1331-1338. [5]Amark K,Berggren H,Bjork K,et al.Myocardial metabolism is better preserved after blood cardioplegin in infants[J].Ann Thorac Surg,2006,82(1):172-178. [6]Zhu DM,Wang W,Xu ZW,et al.Seven years' experience of pediatric cardiopulmonary bypass 8685 cases in Shanghai Children's Medical Center[J].ASAIO J,2006,52(5):556-558. [7]孙文杰,戴银伟,徐莉,等. 小儿心脏直视手术体外循环的管理[J].中国医药导 报,2007,4(14):126. [8]Prodinger WM, Wurzner R, Erdei A, et al. Complement. In: Paul WE. Ed. Fundamental immunology[M].Philadelphia: Lippincott-Raven, 1999:967-985. [9]Boyle EM, Pohlman TH, Johnson MC, et al. Endothelial cell injury in cardiovascular surgery: the systemic inflammatory response[J].Ann Thorac Sury, 1997,63(1):277-284. [10]刘和俊,汪太平,李芹,等. 急性心肌梗死患者氧化损伤及抗氧化酶活性[J].中国动 脉硬化杂志,2001,9(4):319-321. [11]Toyoda Y, Yamaguchi M, Yoshimura N, et al. Cardioprotective effects and the mechanisms of terminal warm blood cardioplegia in pediatric cardiac surgery[J].J Thorac Cardiovasc Surg, 2003, 125(6):1242-1251. [12]Hoffman JW, Gilbert TB, Poston RS, et al. Myocardial reperfusion injury : etiology, mechanisms, and therapies[J]. J Extra Corpor Technol,2004,36(4):391-411. (收稿日期:2010-05-28)