引用本文： 閆世偉, 付長江, 王繼宏, 張俊彪. 改良超濾在小兒體外循環中的應用. 華西醫學, 2015, 30(3): 464-467. doi: 10.7507/1002-0179.20150132 復制
體外循環下的心血管手術，對患者特別是嬰幼兒來說存在很多問題，如血液稀釋后引起的器官組織水腫，血液與異物表面接觸導致炎性因子的釋放，庫血或血漿用量增加所帶來的負面作用等。自從1991年Naik等[1]創建了改良超濾（MUF）法，已有越來越多的小兒先天性心臟病體外循環采用了此種超濾方法，以達到減輕水腫，減少庫血應用，降低炎性因子血漿濃度的目的，有利于患兒術后的恢復。本研究探討了在嬰幼兒先天性心臟病患兒體外循環手術中MUF的應用及其對于炎性因子的降低作用。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2010年1月－2012年12月，選擇體質量＜20 kg 的室間隔缺損患兒40例，其中男23例，女17例。將40例患兒根據簡單隨機化方法分為超濾組和對照組，每組20例。兩組患兒性別、年齡、體質量、心胸比例差異無統計學意義（表 1）。超濾組在心臟直視手術結束后拔除動脈插管前行MUF；對照組手術全程不行MUF。為控制影響觀察結果的不可知因素，入選患兒無合并其他心臟畸形；術前無明顯心力衰竭；無呼吸系統感染及水電解質平衡紊亂。本研究經本院倫理委員會批準，患兒家屬簽署知情同意書。
表1
兩組患兒一般資料（n=20）
1.2 體外循環設備與方法
全部患兒采用芬太尼、安氟醚、丙泊酚靜吸復合麻醉、肌肉松弛劑選用泮庫溴銨、維庫溴銨等藥物，橈動脈和頸內靜脈分別穿刺置管用于監測血壓和中心靜脈壓。使用STOCKERTⅢ型人工心肺機（索林集團德國股份公司），TERUMO膜式氧合器（日本泰爾茂株式會社）。預充用羥乙基淀粉，加入適量庫存紅細胞懸液200～400 mL或20%人血白蛋白50 mL，預充量大約550～1 000 mL。體外循環開始后先緩慢泵入30～50 mL預沖液后，再逐漸開放上下腔靜脈引流，同時逐步提高灌注流量。先自然降溫，根據手術時間長短再行變溫器控制降溫，主動脈根部插入灌注針灌入4 ℃高鉀晶體停搏液（8～15 mL/kg），每20分鐘復灌一次半量。體外循環灌注流量15～30 mL/（kg·min），維持平均動脈壓40～60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。
1.3 MUF設備與方法
采用意大利索林DHF 0.6超濾器。超濾器進口端接動脈端，出口端接靜脈旁路。用復方林格液預充排氣后曠置。超濾組在體外循環結束后開始超濾，流量10～15 mL/（kg·min），超濾時間10～15 min，超濾過程中根據靜脈儲血器的液平面高低適量加入全血或者復方林格液以維持不被泵空。
在轉流開始、轉流30 min、轉流結束、超濾結束以及術后2 h分別采集動脈血標本測定腫瘤壞死因子（TNF）、白細胞介素-8（IL-8）和內皮素。
1.4 統計學方法
所得數據用SPSS 11.0統計軟件處理，計量資料以均數±標準差表示，各組間比較采用方差分析進行統計比較，檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 兩組患兒手術情況
40例患兒中對照組死亡1例，死于術后低心排出量綜合征。全部患兒均未發現同MUF有關的并發癥。40例患兒均采用常規體外循環技術，轉中鼻咽溫29～33℃。對照組患兒體外循環時間（35.22±12.16）min，術中平均動脈壓40～60 mm Hg，升主動脈阻斷時間（23.33±14.56） min，術中平均尿量（52.43±45.32）mL；超濾組患兒體外循環時間（34.58±13.87） min，術中平均動脈壓42～66 mm Hg，升主動脈阻斷時間（21.44±15.02） min，術中平均尿量（48.66±38.32）mL；組間比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表 2。超濾組患兒MUF時間（12.21±5.46）min，濾出液體（112.35±48.72）mL。體外循環期間血細胞比容（HCT）為（0.238±0.012） L/L，MUF結束后HCT為（0.298±0.026）L/L。
表2
兩組患兒手術情況（n=20，2.2 兩組患兒血漿炎性因子濃度變化
在兩組患兒實行麻醉后，血漿炎性因子TNF、IL-8、內皮素濃度處于較低水平，體外循環開始后急劇升高，至體外循環結束時緩慢下降，至術后24 h逐步降到術前水平。超濾組于體外循環結束至術后2 h內，炎性因子下降迅速，超濾液中可檢測出炎性因子。見表 3。
表3
血漿炎性因子濃度變化（n=20，3 討論
3.1 MUF的原理
最早考慮使用微孔濾過膜濾出血液中多余的液體的資料記載要追溯到1928年，而直到20世紀50年代末、60年代初才開始臨床使用超濾技術，用于治療腎功能損害、水負荷過重的患者。20世紀70年代，Magilligan等[2]首先將超濾技術用于心臟外科手術。早期嚴格限制于體外循環嚴重血液稀釋的患者，而且只是超濾體外循環停機后管道中剩余的液體。直到1979年，超濾技術才進一步擴展用于體外循環轉流中。從20世紀80年代開始，心臟手術中的血液超濾從學術研究轉向大規模的臨床應用。早期人們用超濾的主要目的是幫助腎功能不全而又能忍受心臟手術的患者控制容量負荷，后來逐漸發展到所有需要控制液體量、濃縮血液提高HCT的患者[3]。超濾是模仿腎小球濾過的原理，利用半透膜兩側的壓力階差，濾出水分和小于半透膜孔徑的中小分子物質。在應用于小兒體外循環中，由于超濾器需要占用50～100 mL的血容量，所以會加入更多的庫血或者晶體液來提高預充量，導致患兒全身水分增多、組織水腫以及術后臟器功能紊亂[4]。20世紀90年代，Naik等[5]首先將MUF應用于體外循環中。MUF是在體外循環結束后，將動脈內及氧合器內的血液泵入超濾器，回輸至右心房，結果是將溫熱的、濃縮的、氧合血泵入患者體內。20世紀80年代早期，Kirklin等[6]首次提出體外循環誘發全身炎癥反應的理論是由于血液與循環管道和氧合器接觸，器官缺血再灌注損傷等因素共同作用的結果；而采用MUF不僅可以提高HCT，減少庫血的應用量，濾出體內多余水分，而且同時可以減少體內炎性因子的血漿濃度，對減輕術后炎癥反應起到間接作用。研究表明，應用MUF后，TNF、IL-8、內皮素因子的血漿濃度均有不同程度的下降，對術后心肺功能的改善起到積極的作用[7-8]。
3.2 MUF的應用
一般來說可將超濾器安置于任何方便建立側路的地方，但是一定要確定在超濾過程中不會產生氣栓，從而阻塞中空纖維，影響超濾的效果。在安裝體外循環管路的時候一同安裝并預充排氣。因此其出口端可接在動脈或靜脈上，但由于靜脈有進氣的可能，一般臨床上大多數將其進口用一個Y形三通與靠近主動脈插管的地方動脈端相連，同樣出口端與靜脈回流管路相連接，血液回輸到右心房，并在出口端分出一個測壓管來監測右心房的壓力，由泵來控制流量。整個環路是密閉的[9-10]。
3.3 MUF的操作要點
在體外循環中運用MUF，應該注意以下操作要點：① 該技術在體外循環結束后即刻進行，一般持續10～15 min，流量100～150 mL/min，從動脈到靜脈，超濾過程中如有容量不足而血壓下降時，可直接從主動脈泵將氧合器內余血回輸給患兒。② MUF時起先流量應略低，特別是新生兒，因為此時患兒的血壓大多僅為30 mm Hg左右甚至更低。隨時注意患兒循環狀況，有條件者應請外科醫師放置左心房測壓管監測機體的容量狀態，必要時以主泵適當補充容量。③ 實施MUF時，繼續保持肝素化，激活凝血時間＞480 s。由于整個體外循環管道處于預充狀態，可在發生意外時，迅速恢復常規體外循環。用主泵補充容量時，應該注意主泵的流量不宜超過濾泵，避免血液流向的不穩定。④ 由于該技術在體外循環完成后進行，所以在轉流過程中，只要能保證滿足相應溫度下患兒氧供的HCT即可，這樣一定程度的血液稀釋的優點可以體現出來，特別是對于發紺型血液黏稠度的患者有益[11]。而一旦停機之后，這種低HCT和血液稀釋對嬰幼兒是不利的[12]，應及時糾正，MUF即能起到這種作用。⑤ 終止MUF的標準：一般HCT達到30%左右，盡量輸完體外循環管道中的血液為止；超濾10～15 min；濾出有效液體量=[轉前預充總量+轉中增加量（主要為回收晶體停搏液）—尿量]×50%[13]。
3.4 MUF的作用
① MUF不僅可以在體外循環過程中進行，其最大的優點是在脫離體外循環后的10～15 min內進行，不受靜脈儲血器液面的影響，同時它可將體外循環管道內的剩余血液濃縮后直接回輸給患兒，可以最大限度地排除患兒體內多余的水分[14-15]，縮短了患兒的平均住院時間。② 目前，血液傳染病例如艾滋病、肝炎、性病的廣泛流行，要求醫師在手術過程中盡量少用或不用庫血[16]。但嬰幼兒因為自身體質量小，相對血液稀釋度大，自身抗水腫能力差，所以要做到無血預充不可能[17]。而使用MUF的患兒在庫血的用量、胸腔積液、心包引流液、術后病死率都有明顯的降低，MUF為我們提供了一個減少使用血液制品的手段。③ 體外循環過程中由于血液與異物表面接觸，導致許多炎性反應發生，釋放大量炎性因子，這些炎性因子會導致組織和器官的損傷。體外循環引發的一系列全身炎癥反應是由機體內多種生物活性物質共同作用的結果。MUF不僅減少體外循環后TNF、IL-8、內皮素等炎性介質，而且絕大多數的炎性因子都能被超濾器濾出[18]，同時對血液中的有益成分如白蛋白、凝血因子、血細胞等影響不大。
體外循環下的心血管手術，對患者特別是嬰幼兒來說存在很多問題，如血液稀釋后引起的器官組織水腫，血液與異物表面接觸導致炎性因子的釋放，庫血或血漿用量增加所帶來的負面作用等。自從1991年Naik等[1]創建了改良超濾（MUF）法，已有越來越多的小兒先天性心臟病體外循環采用了此種超濾方法，以達到減輕水腫，減少庫血應用，降低炎性因子血漿濃度的目的，有利于患兒術后的恢復。本研究探討了在嬰幼兒先天性心臟病患兒體外循環手術中MUF的應用及其對于炎性因子的降低作用。現報告如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2010年1月－2012年12月，選擇體質量＜20 kg 的室間隔缺損患兒40例，其中男23例，女17例。將40例患兒根據簡單隨機化方法分為超濾組和對照組，每組20例。兩組患兒性別、年齡、體質量、心胸比例差異無統計學意義（表 1）。超濾組在心臟直視手術結束后拔除動脈插管前行MUF；對照組手術全程不行MUF。為控制影響觀察結果的不可知因素，入選患兒無合并其他心臟畸形；術前無明顯心力衰竭；無呼吸系統感染及水電解質平衡紊亂。本研究經本院倫理委員會批準，患兒家屬簽署知情同意書。
表1
兩組患兒一般資料（n=20）
1.2 體外循環設備與方法
全部患兒采用芬太尼、安氟醚、丙泊酚靜吸復合麻醉、肌肉松弛劑選用泮庫溴銨、維庫溴銨等藥物，橈動脈和頸內靜脈分別穿刺置管用于監測血壓和中心靜脈壓。使用STOCKERTⅢ型人工心肺機（索林集團德國股份公司），TERUMO膜式氧合器（日本泰爾茂株式會社）。預充用羥乙基淀粉，加入適量庫存紅細胞懸液200～400 mL或20%人血白蛋白50 mL，預充量大約550～1 000 mL。體外循環開始后先緩慢泵入30～50 mL預沖液后，再逐漸開放上下腔靜脈引流，同時逐步提高灌注流量。先自然降溫，根據手術時間長短再行變溫器控制降溫，主動脈根部插入灌注針灌入4 ℃高鉀晶體停搏液（8～15 mL/kg），每20分鐘復灌一次半量。體外循環灌注流量15～30 mL/（kg·min），維持平均動脈壓40～60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。
1.3 MUF設備與方法
采用意大利索林DHF 0.6超濾器。超濾器進口端接動脈端，出口端接靜脈旁路。用復方林格液預充排氣后曠置。超濾組在體外循環結束后開始超濾，流量10～15 mL/（kg·min），超濾時間10～15 min，超濾過程中根據靜脈儲血器的液平面高低適量加入全血或者復方林格液以維持不被泵空。
在轉流開始、轉流30 min、轉流結束、超濾結束以及術后2 h分別采集動脈血標本測定腫瘤壞死因子（TNF）、白細胞介素-8（IL-8）和內皮素。
1.4 統計學方法
所得數據用SPSS 11.0統計軟件處理，計量資料以均數±標準差表示，各組間比較采用方差分析進行統計比較，檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 兩組患兒手術情況
40例患兒中對照組死亡1例，死于術后低心排出量綜合征。全部患兒均未發現同MUF有關的并發癥。40例患兒均采用常規體外循環技術，轉中鼻咽溫29～33℃。對照組患兒體外循環時間（35.22±12.16）min，術中平均動脈壓40～60 mm Hg，升主動脈阻斷時間（23.33±14.56） min，術中平均尿量（52.43±45.32）mL；超濾組患兒體外循環時間（34.58±13.87） min，術中平均動脈壓42～66 mm Hg，升主動脈阻斷時間（21.44±15.02） min，術中平均尿量（48.66±38.32）mL；組間比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表 2。超濾組患兒MUF時間（12.21±5.46）min，濾出液體（112.35±48.72）mL。體外循環期間血細胞比容（HCT）為（0.238±0.012） L/L，MUF結束后HCT為（0.298±0.026）L/L。
表2
兩組患兒手術情況（n=20，2.2 兩組患兒血漿炎性因子濃度變化
在兩組患兒實行麻醉后，血漿炎性因子TNF、IL-8、內皮素濃度處于較低水平，體外循環開始后急劇升高，至體外循環結束時緩慢下降，至術后24 h逐步降到術前水平。超濾組于體外循環結束至術后2 h內，炎性因子下降迅速，超濾液中可檢測出炎性因子。見表 3。
表3
血漿炎性因子濃度變化（n=20，3 討論
3.1 MUF的原理
最早考慮使用微孔濾過膜濾出血液中多余的液體的資料記載要追溯到1928年，而直到20世紀50年代末、60年代初才開始臨床使用超濾技術，用于治療腎功能損害、水負荷過重的患者。20世紀70年代，Magilligan等[2]首先將超濾技術用于心臟外科手術。早期嚴格限制于體外循環嚴重血液稀釋的患者，而且只是超濾體外循環停機后管道中剩余的液體。直到1979年，超濾技術才進一步擴展用于體外循環轉流中。從20世紀80年代開始，心臟手術中的血液超濾從學術研究轉向大規模的臨床應用。早期人們用超濾的主要目的是幫助腎功能不全而又能忍受心臟手術的患者控制容量負荷，后來逐漸發展到所有需要控制液體量、濃縮血液提高HCT的患者[3]。超濾是模仿腎小球濾過的原理，利用半透膜兩側的壓力階差，濾出水分和小于半透膜孔徑的中小分子物質。在應用于小兒體外循環中，由于超濾器需要占用50～100 mL的血容量，所以會加入更多的庫血或者晶體液來提高預充量，導致患兒全身水分增多、組織水腫以及術后臟器功能紊亂[4]。20世紀90年代，Naik等[5]首先將MUF應用于體外循環中。MUF是在體外循環結束后，將動脈內及氧合器內的血液泵入超濾器，回輸至右心房，結果是將溫熱的、濃縮的、氧合血泵入患者體內。20世紀80年代早期，Kirklin等[6]首次提出體外循環誘發全身炎癥反應的理論是由于血液與循環管道和氧合器接觸，器官缺血再灌注損傷等因素共同作用的結果；而采用MUF不僅可以提高HCT，減少庫血的應用量，濾出體內多余水分，而且同時可以減少體內炎性因子的血漿濃度，對減輕術后炎癥反應起到間接作用。研究表明，應用MUF后，TNF、IL-8、內皮素因子的血漿濃度均有不同程度的下降，對術后心肺功能的改善起到積極的作用[7-8]。
3.2 MUF的應用
一般來說可將超濾器安置于任何方便建立側路的地方，但是一定要確定在超濾過程中不會產生氣栓，從而阻塞中空纖維，影響超濾的效果。在安裝體外循環管路的時候一同安裝并預充排氣。因此其出口端可接在動脈或靜脈上，但由于靜脈有進氣的可能，一般臨床上大多數將其進口用一個Y形三通與靠近主動脈插管的地方動脈端相連，同樣出口端與靜脈回流管路相連接，血液回輸到右心房，并在出口端分出一個測壓管來監測右心房的壓力，由泵來控制流量。整個環路是密閉的[9-10]。
3.3 MUF的操作要點
在體外循環中運用MUF，應該注意以下操作要點：① 該技術在體外循環結束后即刻進行，一般持續10～15 min，流量100～150 mL/min，從動脈到靜脈，超濾過程中如有容量不足而血壓下降時，可直接從主動脈泵將氧合器內余血回輸給患兒。② MUF時起先流量應略低，特別是新生兒，因為此時患兒的血壓大多僅為30 mm Hg左右甚至更低。隨時注意患兒循環狀況，有條件者應請外科醫師放置左心房測壓管監測機體的容量狀態，必要時以主泵適當補充容量。③ 實施MUF時，繼續保持肝素化，激活凝血時間＞480 s。由于整個體外循環管道處于預充狀態，可在發生意外時，迅速恢復常規體外循環。用主泵補充容量時，應該注意主泵的流量不宜超過濾泵，避免血液流向的不穩定。④ 由于該技術在體外循環完成后進行，所以在轉流過程中，只要能保證滿足相應溫度下患兒氧供的HCT即可，這樣一定程度的血液稀釋的優點可以體現出來，特別是對于發紺型血液黏稠度的患者有益[11]。而一旦停機之后，這種低HCT和血液稀釋對嬰幼兒是不利的[12]，應及時糾正，MUF即能起到這種作用。⑤ 終止MUF的標準：一般HCT達到30%左右，盡量輸完體外循環管道中的血液為止；超濾10～15 min；濾出有效液體量=[轉前預充總量+轉中增加量（主要為回收晶體停搏液）—尿量]×50%[13]。
3.4 MUF的作用
① MUF不僅可以在體外循環過程中進行，其最大的優點是在脫離體外循環后的10～15 min內進行，不受靜脈儲血器液面的影響，同時它可將體外循環管道內的剩余血液濃縮后直接回輸給患兒，可以最大限度地排除患兒體內多余的水分[14-15]，縮短了患兒的平均住院時間。② 目前，血液傳染病例如艾滋病、肝炎、性病的廣泛流行，要求醫師在手術過程中盡量少用或不用庫血[16]。但嬰幼兒因為自身體質量小，相對血液稀釋度大，自身抗水腫能力差，所以要做到無血預充不可能[17]。而使用MUF的患兒在庫血的用量、胸腔積液、心包引流液、術后病死率都有明顯的降低，MUF為我們提供了一個減少使用血液制品的手段。③ 體外循環過程中由于血液與異物表面接觸，導致許多炎性反應發生，釋放大量炎性因子，這些炎性因子會導致組織和器官的損傷。體外循環引發的一系列全身炎癥反應是由機體內多種生物活性物質共同作用的結果。MUF不僅減少體外循環后TNF、IL-8、內皮素等炎性介質，而且絕大多數的炎性因子都能被超濾器濾出[18]，同時對血液中的有益成分如白蛋白、凝血因子、血細胞等影響不大。
