离心泵灌注技术在重症患者体外循环术中的应用

陈 月 钱晓亮 赵 健 张加强 孟凡民

体外循环能引起人体全身炎症反应，使心脏手术后的患者出现低血压、凝血功能障碍和器官功能衰竭。体外膜肺氧合及左心辅助都是以离心泵作为驱动泵，但常规体外循环(CPB)国内绝大多数以滚压泵作为驱动泵。离心泵由于内壁光滑，血液破坏轻，不会产生过高的压力和阻止泵入大量气泡等特点，提高了体外循环期间的安全性[1～3]。本研究以离心泵作为驱动泵在常规CPB中作为应用，拟探讨离心泵灌注技术在心脏手术CPB中的临床应用。

1.资料和方法

1.1 资料 本研究已获本院伦理委员会批准，并与患者及其家属签署知情同意书。择期全麻下行双瓣置换手术患者60例,年龄48～72岁，性别不限，体重58～75kg，ASA分级Ⅱ或Ⅲ级。左室射血分数(EF)≥40%，近1个月内未发生心肌梗死，无心力衰竭史，无心脏手术史，无糖尿病及过敏病史，肝、肾、肺功能未见异常。采用随机数字表法将其分为2组(n=30)：滚压泵组(C组)和离心泵组(D组)，两组的一般资料比较差异无统计学意义，具有可比性(P>0.05,见表1)。

1.2 方法 两组心肌保护均采用HTK停搏液(德国康斯特)灌注。CPB装置的组成包括一个滚压泵(德国斯托克公司生产Stokert Ⅲ型)或离心泵(德国Jostra公司生产控制台和叶轮式离心泵头)，两组患者所用的CPB装置只有主泵不同，C组应用滚压泵组，D组应用离心泵组。美国美敦力肝素涂层膜式氧合器，手术中根据液体管理平衡需要应用血液浓缩器进行超滤。预充液采用琥珀酰明胶(长源血安)1000ml，复方林格液500ml，5%碳酸氢钠100ml，肝素1mg/kg，复温过程中加入20%甘露醇250ml等。转流中红细胞比容维持在0.22～0.24左右，平均动脉压维持在50～80mmHg。间断监测血气和电解质。根据血气监测结果调整内环境状况。体内肝素量为3mg/kg体重给予，待激活凝血酶原时间(ACT)值>480秒后，升主动脉、上下腔静脉插管完毕，仔细检查各管道连接无误，开始CPB，预先将泵转速调至1000～1500r/min后，先缓慢开放静脉阻断钳，再缓慢开放主动脉端供血管阻断钳，据患者体表面积以及引流情况逐渐提高灌流量直至全流量。所有患者均采用28～30℃浅中低温、2.4～3.2L/(min·m2)全流量灌注，平均动脉压维持在50～80mmHg。心肌保护采用HTK停搏液(德国康斯特)灌注，经主动脉根部顺行灌注或分别经左、右冠状动脉灌注，灌注量1500～2000ml，灌注压力100～120mmHg，灌注时间7～10分钟。结合心脏表面冰屑覆盖，且每30分钟追加冰屑1次。开放主动脉后静脉输注多巴胺5μg/(kg·min)及停CPB后,当MAP(50mmHg，则以1μg/(kg·min)速率依次递增多巴胺输注速率，当输注速率达到10μg/(kg·min)仍不能维持MAP>50mm Hg，静脉输注肾上腺素0.04～0.10μg/(kg·min)。术毕送患者入重症监护病房，静脉泵注多巴胺和肾上腺素，维持MAP60～90mmHg。

1.3 观察项目 分别于开始CPB前10分钟(T1)、停CPB后10分钟(T2)、术毕(T3)、术后2小时(T4)、术后6小时(T5)时采集桡动脉血样2ml，使用美国产Cell NYAS00血细胞全自动分析仪即刻检测血浆游离血红蛋白(FHb)浓度。于麻醉诱导后(T1’)、CPB开始前5分钟(T2’)、CPB结束后5分钟(T3’)及术毕时(T4’)，采用VigilanceII血液动力学监测系统测定HR、MAP、心排量(CO)。记录术中血管活性药用量、CPB时间、主动脉阻断时间、心脏自动复跳和血红蛋白尿发生情况。

2.结果

2.1 两组患者一般情况各指标、CPB时间、主动脉阻断时间差异无统计学意义(P>0.05) 见表1。

表1 两组患者一般情况各指标、CPB时间和主动脉阻断时间的比较(n=30)

2.2 两组各时间点血流动力学指标的比较 与C组相比，D组T1～4’时HR与MAP以及CO差异无统计学意义(P>0.05)；与T1’比较，T2～4’时HR与MAP以及CO差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 两组患者T1～4’时血流动力学各指标的比较(n=30)

2.3 两组术中多巴胺和肾上腺素用量的比较 与C组相比，D组术中多巴胺用量和肾上腺素使用率以及血红蛋白尿发生率降低，差异有统计学意义(P<0.05)，心脏自动复跳率两组差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

表3 两组患者术中多巴胺和肾上腺素用量的比较(n=30，mg)

注：与C组比较，aP<0.05。

2.4 两组T1～5时FHb浓度的比较 与C组比较，D组T1～5时FHb浓度明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)；与T1时比较，T2～5时FHb浓度明显升高，差异有统计学意义(P<0.05)，见表4。

表4 两组患者T1～5时FHb浓度的比较(n=30，g/L)

注：与C组比较，aP<0.05与T1时比较，bP<0.05。

2.5 两组患者血红蛋白发生率的比较 与C组比较，D组血红蛋白尿发生率降低，差异有统计学意义(P<0.05)，见表5。

表5 两组患者血红蛋白发生率的比较(n=30，例)

注：与C组比较，aP<0.05。

2.6 两组患者血红蛋白发生率的比较 与C组比较，D组心脏自动复跳率差异无统计学意义(P>0.05)，见表6。

表6 两组患者血红蛋白发生率的比较(n=30，例)

3.讨论

随着生物医学工程技术的不断提高，离心泵作为心室辅助及体外膜肺氧合的血泵，已经广泛应用于临床，在常规CPB中使用的经验尚少。与滚压泵相比，离心泵的优点有以下几点：①血液的破坏轻微。在成人心脏外科中使用离心泵减少术后胸引量和输血量，降低神经并发症[4]。在同等条件下，离心泵对血液细胞破坏明显轻于滚压泵，血红蛋白尿的发生率明显降低。本研究中，虽有12例出现血红蛋白尿，但这12例转机时间均大于4小时，转中左右心吸引量大等可能与之有关。②实测流量，可控性好。离心泵是一种非阻闭型泵，血液在离心力的驱动下，当泵内压力高于输出口的阻力时血液可被泵出。离心泵的流量除了和转速成非线性正相关外，和外周血管阻力存在负相关性。在相同转速的前提下，外周血管阻力越高，流量越低。针对以上特点，前并行开始前时必须先调整转速至1200r/min后开放管道阻断钳，停机时应先钳夹动脉端管道后停机，防止发生动脉端血液逆流。特别是鱼精蛋白中和后外科要求通过主动脉插管补液时，需将离心泵转速达1500～2000r/min以上，再缓慢开放主动脉钳，这方面操作与滚压泵明显不同，需要灌注医生需严密观察血压变化，通过处理动脉端的管道钳进行还血操作。③安全性能优越。离心泵工作时中心区是负压，越远离中心压力越高。因此，即使静脉端有少量微气泡也只集中于中心负压区，不会被泵出到体内引起全身动脉系统栓塞。同时离心泵内壁大多是肝素涂层材料制作，产生微栓的概率低，适合长时间转流，更适用于危重症患者。本组有2例患者后并行期间心跳乏力，血压不满意，应用血管活性药物仍不能脱机，通过离心泵经左心辅助循环3小时，追加血管活性药，好转后停机。

目前，随着生物医学工程的发展，离心泵的技术制造工艺已有很大的提高，价格也日趋于合理水平，值得在体外循环中推广使用。

1 胡小琴.心血管麻醉及体外循环[M].北京：人民卫生出版社，1997.

2 肖锋，张仁尧，刘岩，等.冠状动脉搭桥中Meclicus离心泵的应用[J].中华医学杂志，1995，75(8)：500.

3 施丽萍，叶丁生.lsoflow离心泵与Sarns滚压泵对血液有形成分影响的比较[J].浙江医学，1997，19(2)：71-72.

4 SAPIRSTEIN JS，PAE WE Jr，AUFIERO TX,et al.Long-term left ventricular assist device use before transplantation[J].ASAIO J，1995，41(3)： M530-M534.