引用本文： 鄒麗華, 劉晉萍, 馮正義, 趙舉, 崔勇麗, 趙明霞, 李守軍, 閆軍, 晏馥霞, 王旭. 低體重先天性心臟病患兒體外循環下心臟手術中實施無血預充方案的臨床對照研究. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2015, 22(11): 1005-1010. doi: 10.7507/1007-4848.20150251 復制
在新生兒和低體重嬰幼兒先天性心臟病（先心病）矯治手術中，常需要通過預充庫存紅細胞來維持體外循環術中滿意的紅細胞壓積。近年研究表明紅細胞的輸注與術后住院時間、感染、機械通氣時間相關[1-5]。美國密歇根大學的Rohde等[6]的薈萃分析指出限制性紅細胞輸注方案可降低院內感染發生率。近年阜外心血管病醫院小兒中心采用綜合節約用血策略后，嬰幼兒體外循環術中血液制品輸注明顯減少[7-9]。本研究旨在通過分析應用改良節約用血策略后患兒圍術期輸血狀況及臨床近期預后。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
納入2012年8月至2013年10月共283例患兒，男154例、女129例，年齡中位數（四分位間距）為13 （9，20） 個月。所有患兒實施改良節約用血策略即改良無庫血預充方案進行相應的外科治療，根據術中及術后輸血情況進行分組。患兒在體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）中如發生與低血紅蛋白濃度相關的缺氧指征時，嚴格按照輸血指征輸紅細胞治療，并進入術中輸血組；手術后輸入紅細胞者則進入術后輸血組；成功實施免輸血手術者進入免輸血組。本研究經阜外醫院醫學倫理委員會審批，所有入選的先心病患兒家屬均在術前簽有“先天性心臟病患兒免輸血臨床研究”知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 麻醉和CPB
患兒入室，麻醉誘導后氣管內插管、機械通氣，靜脈吸入復合麻醉后根據術式開胸，建立CPB。CPB采用人工心肺機（Jostra HL20，德國），嬰兒型膜肺（Terumo Baby Rx05，日本），嬰兒C、D型管道（天津塑料研究所），嬰兒型（10～20 kg）或新嬰兒型（＜10 kg）動脈微栓濾器（寧波，中國），心肌保護全部采用冷晶體St.Thomas （本院制劑室）或康斯特（HTK液，德國科勒公司）保護液經機械泵由灌注裝置（天津塑料研究所）灌注主動脈根部。所有患兒采用無血預充技術及綜合性的節約用血策略，即30～40 ml/kg人工膠體液及晶體混合液，緩慢啟動主泵再從靜脈管路端排出一定量的晶體液后，提速主泵，混合管路內的液體，并進行保溫。
術中血氣采用α穩態進行管理。根據血氣分析結果進行通氣/氧濃度調節，維持pH 7.35～7.45之間，動脈血氧分壓（PaO2） 在150～300 mm Hg之間，如有代謝性酸中毒可加入適量5%碳酸氫鈉糾正。10%硫酸鎂0.6 ml/kg分成兩次分別于前并行、后并行給予，并注意患兒血壓變化。CPB中的溫度視手術術式和術中心內回血而定，30～32 ℃為淺低溫，25～30 ℃為中低溫，25 ℃以下為深低溫。CPB中維持平均動脈壓30～50 mm Hg，術中血漿膠體滲透壓（COP）10～12 mm Hg，術畢維持COP 16～18 mm Hg，混合靜脈血氧飽和度（SvO2）60%～65%以上。對于術中發現紅細胞壓積（HCT）＜24%時，需要引起注意，結合乳酸（Lac）、堿剩余（BE）、SvO2以及近紅外光譜（NIRS）腦氧合監測情況（參照術中輸血指征）考慮是否需要加入庫存紅細胞。
1.2.2 術中輸血指征
當HCT＜24%時，需密切觀察是否同時發生以下幾條變化：（1）乳酸＞3 mmol/L；（2）混合靜脈血氧飽和度下降或＜60%；（3）腦氧飽和度下降或＜50%；（4）血氣中細胞外液剩余堿（BEecf）＜-3 mmol/L。如通過超濾和增加一定的灌注流量后機體缺氧改善不佳，可考慮為“低血紅蛋白濃度引起的缺氧癥狀”，則需要立即輸入庫存紅細胞。
1.2.3 觀察指標
術前觀察收集術前患兒的一般資料包括性別、年齡、體重、心臟手術史、心胸比率、射血分數，所行先心病手術根據RACHS評分系統進行分類；術中觀察CPB時間、主動脈阻斷（CCP）時間、CPB前中后不同時點（CPB前、CPB開始后10 min、停機前以及停機改良超濾后）的HCT、血液制品輸入量，COP、腦組織氧合指數（TOI）、腦組織血紅蛋白濃度指數（THI）、SvO2等；術后觀察重癥監護病房（ICU）、普通病房的血液制品輸入量、機械通氣時間、ICU停留時間、肝腎功能，記錄是否二次開胸止血、腹部透析、再次氣管內插管、死亡以及住院時間。
1.3 統計學分析
符合正態分布的計量資料用均數±標準差（
2 結果
2.1 臨床早期結果
在改良節約用血策略管理及嚴格按照輸血指征輸血后，共有106例患兒成功實施免輸血手術（免輸血組）。其余177例患兒分別在術中或術后給予輸血治療，其中56例患兒僅在CPB后輸血治療（術后輸血組）；另121例患兒在術中有輸血治療（術中輸血組），該組包含13例術中進行輸血而術后仍需繼續進行輸血治療的患兒。三組患者年齡、體重、身高（P＜0.001）及術前HCT（P=0.010）差異均有統計學意義。術中輸血組年齡、體重、身高、術前HCT與免輸血組差異有統計學意義（P＜0.01）。與術后輸血組相比，術中輸血組的術前HCT水平明顯較低（P＜0.05），見表 1。
表1
三組患兒臨床資料比較 [例（%）/M（Q25，Q75）]
2.2 術后短期恢復情況
三組住院時間和24 h胸腔引流量差異均有統計學意義（P=0.047，P=0.010）。其中，術中輸血組住院時間明顯長于術后輸血組（P＜0.05），且術后輸血組明顯長于免輸血組（P＜0.05），即免輸血治療可明顯縮短患兒住院時間。另外，術中輸血組患兒的24 h 胸腔引流量明顯高于免輸血組（P＜0.05），見表 2。三組患兒術后共死亡2例，其中免輸血組中1例因術后感染而致多器官功能衰竭；另1例術中輸血組患兒術后因左心功能不良而無法脫離體外循環機，行體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持治療，脫離ECMO后因再次發生惡性心律失常搶救無效死亡。三組患兒除死亡病例外，在手術后的短期恢復中均無中樞神經系統并發癥（意識障礙、肢體癱瘓、失聰、失明、延遲蘇醒等）發生。
表2
三組患兒術后住院期間恢復情況的比較[例(%)/M（Q25，Q75）]
2.3 HCT及腦組織氧合情況
三組患兒在CPB開始后HCT均下降，在CPB 10 min時的HCT水平與CPB前的差異有統計學意義（P＜0.001）；在復溫后，HCT水平逐步升高，至停機改良超濾后恢復接近CPB前的水平，但三組差異無統計學意義（P＞0.05），見圖 1。各時點三組患兒TOI及THI差異無統計學意義。在CPB開始10 min 和阻斷升主動脈兩個時點，三組腦組織TOI及THI均顯著低于術前水平（P＜0.05），見圖 2和圖 3。
圖1
HCT變化趨式
注：三組均與術前比較***
圖2
THI變化趨式
注：三組均與術前比較*
圖3
TOI變化趨式
注：三組均與術前比較*
3 討論
體外循環下心臟手術患者的血液需經歷與人工管道接觸、稀釋、肝素化等，可致圍術期血液破壞、凝血功能紊亂，常需輸注大量紅細胞改善氧供，以及輸注血漿、冷沉淀、血小板等改善凝血功能。報道顯示在美國20%的輸血與心臟手術有關[10]；與之相似，英國心臟手術用血占其血液資源的10%～20%；在我國，心血管病專科醫院的心臟手術圍術期輸血率仍高達41.7% [11]。在嬰幼兒心臟手術中，由于患兒器官發育不成熟、凝血因子活性不足[12]、機體循環血容量少、體外循環預充量相對較大等因素，難以避免大量血液制品的應用，圍術期46%的患兒需要輸血[2]。而先心病患兒圍術期血液制品的輸注與不良事件的相關性已被證實[1-2, 13-16]，因此減少圍術期血液制品的應用將可能進一步改善先心病患兒預后。
本研究在嬰幼兒CPB中實施的改良用血策略，主要關注血液制品預充策略和完善硬件設施，即通過無庫血預充，縮小管路內徑尺寸以減少管路預充量，cell saver回收血液丟失，負壓輔助靜脈引流以及術后應用改良超濾技術進一步提高HCT水平，同時增加腦氧飽和度儀和連續血氣監測儀CDI500等實時監測技術，這一綜合性節約用血策略可以明顯降低體外循環期間輸血需求[8-9]。
近期研究認為，在小兒心臟手術中嚴格的輸血指征較寬松指征可以明顯減少輸血，減少感染發生率，并不增加死亡、心臟事件、心肌梗死、卒中、肺炎、血栓的發生率[17]。在小兒ICU進行的一項隨機對照試驗發現，與9.5 g/dl輸血指征相比，采用7 g/dl可以使輸血率減少44%，而多器官功能衰竭、術后感染、ICU停留時間、死亡率無顯著差異[18]。一項薈萃分析表明，極低出生體重兒采用嚴格的輸血指征可以明顯減少輸血，而并不增加短期發病率及死亡率[19]。因此，即使在高風險患兒，嚴格輸血指征的應用并未受到限制。Xydas等[20]在成人心臟手術中將嚴格輸血指征、低預充量、回液回收及實時監測綜合應用，發現可以明顯減少紅細胞、新鮮冰凍血漿的應用，總的血液制品應用量下降40%。本研究中心采用的輸血指征是在綜合多項節約用血策略下當HCT＜24%時結合Lac、BE值、腦氧飽和度及混合靜脈血氧飽和度進行輸血。結果表明，在綜合應用節約用血策略及嚴格遵循輸血指征后，本研究中15 kg以下患兒37.5%可進行免輸血心臟手術。由于受到使用CPB管路預充量影響，不同小兒心臟中心的免輸血結果差異較大。Kotani等[19]報道在6～10 kg體重組范圍內可以實現29%的患兒免輸血手術；Redlin等[21]所在團隊可為30%的1.7～5 kg患兒、57%的6～10kg患兒和79%的11～15 kg患兒實施免輸血手術。
我們應用改良節約用血策略后發現仍有部分患兒需要術中輸血，且能實施免輸血手術患兒住院時間更短，免輸血與更短的住院時間相關，術中輸血組患兒的24 h胸腔引流量更多。這說明需要術中輸血的患兒本身可能就存在術前狀態較差、手術時間長等因素，造成術后恢復相對較差，因此準確把握圍術期輸血的影響因素將有可能進一步減少圍術期血液制品的應用。總之，本研究中15 kg以下患兒并未因減少血液制品輸入而帶來更多的不利結果。此外，綜合多種節約策略有助于完成嬰幼兒免輸血心臟手術，但并非所有節約用血策略都適用于小兒，策略的選擇需根據小兒具體狀況，在外科技術的改進基礎上，改良用血策略的優勢方能更好體現。
綜上所述，合理實施新節約用血策略可顯著減少低體重先心病患兒體外循環下心臟手術的血液制品用量，且并未給患兒術后早期帶來不良影響。在應用此策略基礎上，進一步明確低體重患兒免輸血的保護因素和危險因素，將為15 kg以下患兒安全實施少輸血液制品心臟手術奠定良好基礎。
在新生兒和低體重嬰幼兒先天性心臟病（先心病）矯治手術中，常需要通過預充庫存紅細胞來維持體外循環術中滿意的紅細胞壓積。近年研究表明紅細胞的輸注與術后住院時間、感染、機械通氣時間相關[1-5]。美國密歇根大學的Rohde等[6]的薈萃分析指出限制性紅細胞輸注方案可降低院內感染發生率。近年阜外心血管病醫院小兒中心采用綜合節約用血策略后，嬰幼兒體外循環術中血液制品輸注明顯減少[7-9]。本研究旨在通過分析應用改良節約用血策略后患兒圍術期輸血狀況及臨床近期預后。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
納入2012年8月至2013年10月共283例患兒，男154例、女129例，年齡中位數（四分位間距）為13 （9，20） 個月。所有患兒實施改良節約用血策略即改良無庫血預充方案進行相應的外科治療，根據術中及術后輸血情況進行分組。患兒在體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）中如發生與低血紅蛋白濃度相關的缺氧指征時，嚴格按照輸血指征輸紅細胞治療，并進入術中輸血組；手術后輸入紅細胞者則進入術后輸血組；成功實施免輸血手術者進入免輸血組。本研究經阜外醫院醫學倫理委員會審批，所有入選的先心病患兒家屬均在術前簽有“先天性心臟病患兒免輸血臨床研究”知情同意書。
1.2 方法
1.2.1 麻醉和CPB
患兒入室，麻醉誘導后氣管內插管、機械通氣，靜脈吸入復合麻醉后根據術式開胸，建立CPB。CPB采用人工心肺機（Jostra HL20，德國），嬰兒型膜肺（Terumo Baby Rx05，日本），嬰兒C、D型管道（天津塑料研究所），嬰兒型（10～20 kg）或新嬰兒型（＜10 kg）動脈微栓濾器（寧波，中國），心肌保護全部采用冷晶體St.Thomas （本院制劑室）或康斯特（HTK液，德國科勒公司）保護液經機械泵由灌注裝置（天津塑料研究所）灌注主動脈根部。所有患兒采用無血預充技術及綜合性的節約用血策略，即30～40 ml/kg人工膠體液及晶體混合液，緩慢啟動主泵再從靜脈管路端排出一定量的晶體液后，提速主泵，混合管路內的液體，并進行保溫。
術中血氣采用α穩態進行管理。根據血氣分析結果進行通氣/氧濃度調節，維持pH 7.35～7.45之間，動脈血氧分壓（PaO2） 在150～300 mm Hg之間，如有代謝性酸中毒可加入適量5%碳酸氫鈉糾正。10%硫酸鎂0.6 ml/kg分成兩次分別于前并行、后并行給予，并注意患兒血壓變化。CPB中的溫度視手術術式和術中心內回血而定，30～32 ℃為淺低溫，25～30 ℃為中低溫，25 ℃以下為深低溫。CPB中維持平均動脈壓30～50 mm Hg，術中血漿膠體滲透壓（COP）10～12 mm Hg，術畢維持COP 16～18 mm Hg，混合靜脈血氧飽和度（SvO2）60%～65%以上。對于術中發現紅細胞壓積（HCT）＜24%時，需要引起注意，結合乳酸（Lac）、堿剩余（BE）、SvO2以及近紅外光譜（NIRS）腦氧合監測情況（參照術中輸血指征）考慮是否需要加入庫存紅細胞。
1.2.2 術中輸血指征
當HCT＜24%時，需密切觀察是否同時發生以下幾條變化：（1）乳酸＞3 mmol/L；（2）混合靜脈血氧飽和度下降或＜60%；（3）腦氧飽和度下降或＜50%；（4）血氣中細胞外液剩余堿（BEecf）＜-3 mmol/L。如通過超濾和增加一定的灌注流量后機體缺氧改善不佳，可考慮為“低血紅蛋白濃度引起的缺氧癥狀”，則需要立即輸入庫存紅細胞。
1.2.3 觀察指標
術前觀察收集術前患兒的一般資料包括性別、年齡、體重、心臟手術史、心胸比率、射血分數，所行先心病手術根據RACHS評分系統進行分類；術中觀察CPB時間、主動脈阻斷（CCP）時間、CPB前中后不同時點（CPB前、CPB開始后10 min、停機前以及停機改良超濾后）的HCT、血液制品輸入量，COP、腦組織氧合指數（TOI）、腦組織血紅蛋白濃度指數（THI）、SvO2等；術后觀察重癥監護病房（ICU）、普通病房的血液制品輸入量、機械通氣時間、ICU停留時間、肝腎功能，記錄是否二次開胸止血、腹部透析、再次氣管內插管、死亡以及住院時間。
1.3 統計學分析
符合正態分布的計量資料用均數±標準差（
2 結果
2.1 臨床早期結果
在改良節約用血策略管理及嚴格按照輸血指征輸血后，共有106例患兒成功實施免輸血手術（免輸血組）。其余177例患兒分別在術中或術后給予輸血治療，其中56例患兒僅在CPB后輸血治療（術后輸血組）；另121例患兒在術中有輸血治療（術中輸血組），該組包含13例術中進行輸血而術后仍需繼續進行輸血治療的患兒。三組患者年齡、體重、身高（P＜0.001）及術前HCT（P=0.010）差異均有統計學意義。術中輸血組年齡、體重、身高、術前HCT與免輸血組差異有統計學意義（P＜0.01）。與術后輸血組相比，術中輸血組的術前HCT水平明顯較低（P＜0.05），見表 1。
表1
三組患兒臨床資料比較 [例（%）/M（Q25，Q75）]
2.2 術后短期恢復情況
三組住院時間和24 h胸腔引流量差異均有統計學意義（P=0.047，P=0.010）。其中，術中輸血組住院時間明顯長于術后輸血組（P＜0.05），且術后輸血組明顯長于免輸血組（P＜0.05），即免輸血治療可明顯縮短患兒住院時間。另外，術中輸血組患兒的24 h 胸腔引流量明顯高于免輸血組（P＜0.05），見表 2。三組患兒術后共死亡2例，其中免輸血組中1例因術后感染而致多器官功能衰竭；另1例術中輸血組患兒術后因左心功能不良而無法脫離體外循環機，行體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持治療，脫離ECMO后因再次發生惡性心律失常搶救無效死亡。三組患兒除死亡病例外，在手術后的短期恢復中均無中樞神經系統并發癥（意識障礙、肢體癱瘓、失聰、失明、延遲蘇醒等）發生。
表2
三組患兒術后住院期間恢復情況的比較[例(%)/M（Q25，Q75）]
2.3 HCT及腦組織氧合情況
三組患兒在CPB開始后HCT均下降，在CPB 10 min時的HCT水平與CPB前的差異有統計學意義（P＜0.001）；在復溫后，HCT水平逐步升高，至停機改良超濾后恢復接近CPB前的水平，但三組差異無統計學意義（P＞0.05），見圖 1。各時點三組患兒TOI及THI差異無統計學意義。在CPB開始10 min 和阻斷升主動脈兩個時點，三組腦組織TOI及THI均顯著低于術前水平（P＜0.05），見圖 2和圖 3。
圖1
HCT變化趨式
注：三組均與術前比較***
圖2
THI變化趨式
注：三組均與術前比較*
圖3
TOI變化趨式
注：三組均與術前比較*
3 討論
體外循環下心臟手術患者的血液需經歷與人工管道接觸、稀釋、肝素化等，可致圍術期血液破壞、凝血功能紊亂，常需輸注大量紅細胞改善氧供，以及輸注血漿、冷沉淀、血小板等改善凝血功能。報道顯示在美國20%的輸血與心臟手術有關[10]；與之相似，英國心臟手術用血占其血液資源的10%～20%；在我國，心血管病專科醫院的心臟手術圍術期輸血率仍高達41.7% [11]。在嬰幼兒心臟手術中，由于患兒器官發育不成熟、凝血因子活性不足[12]、機體循環血容量少、體外循環預充量相對較大等因素，難以避免大量血液制品的應用，圍術期46%的患兒需要輸血[2]。而先心病患兒圍術期血液制品的輸注與不良事件的相關性已被證實[1-2, 13-16]，因此減少圍術期血液制品的應用將可能進一步改善先心病患兒預后。
本研究在嬰幼兒CPB中實施的改良用血策略，主要關注血液制品預充策略和完善硬件設施，即通過無庫血預充，縮小管路內徑尺寸以減少管路預充量，cell saver回收血液丟失，負壓輔助靜脈引流以及術后應用改良超濾技術進一步提高HCT水平，同時增加腦氧飽和度儀和連續血氣監測儀CDI500等實時監測技術，這一綜合性節約用血策略可以明顯降低體外循環期間輸血需求[8-9]。
近期研究認為，在小兒心臟手術中嚴格的輸血指征較寬松指征可以明顯減少輸血，減少感染發生率，并不增加死亡、心臟事件、心肌梗死、卒中、肺炎、血栓的發生率[17]。在小兒ICU進行的一項隨機對照試驗發現，與9.5 g/dl輸血指征相比，采用7 g/dl可以使輸血率減少44%，而多器官功能衰竭、術后感染、ICU停留時間、死亡率無顯著差異[18]。一項薈萃分析表明，極低出生體重兒采用嚴格的輸血指征可以明顯減少輸血，而并不增加短期發病率及死亡率[19]。因此，即使在高風險患兒，嚴格輸血指征的應用并未受到限制。Xydas等[20]在成人心臟手術中將嚴格輸血指征、低預充量、回液回收及實時監測綜合應用，發現可以明顯減少紅細胞、新鮮冰凍血漿的應用，總的血液制品應用量下降40%。本研究中心采用的輸血指征是在綜合多項節約用血策略下當HCT＜24%時結合Lac、BE值、腦氧飽和度及混合靜脈血氧飽和度進行輸血。結果表明，在綜合應用節約用血策略及嚴格遵循輸血指征后，本研究中15 kg以下患兒37.5%可進行免輸血心臟手術。由于受到使用CPB管路預充量影響，不同小兒心臟中心的免輸血結果差異較大。Kotani等[19]報道在6～10 kg體重組范圍內可以實現29%的患兒免輸血手術；Redlin等[21]所在團隊可為30%的1.7～5 kg患兒、57%的6～10kg患兒和79%的11～15 kg患兒實施免輸血手術。
我們應用改良節約用血策略后發現仍有部分患兒需要術中輸血，且能實施免輸血手術患兒住院時間更短，免輸血與更短的住院時間相關，術中輸血組患兒的24 h胸腔引流量更多。這說明需要術中輸血的患兒本身可能就存在術前狀態較差、手術時間長等因素，造成術后恢復相對較差，因此準確把握圍術期輸血的影響因素將有可能進一步減少圍術期血液制品的應用。總之，本研究中15 kg以下患兒并未因減少血液制品輸入而帶來更多的不利結果。此外，綜合多種節約策略有助于完成嬰幼兒免輸血心臟手術，但并非所有節約用血策略都適用于小兒，策略的選擇需根據小兒具體狀況，在外科技術的改進基礎上，改良用血策略的優勢方能更好體現。
綜上所述，合理實施新節約用血策略可顯著減少低體重先心病患兒體外循環下心臟手術的血液制品用量，且并未給患兒術后早期帶來不良影響。在應用此策略基礎上，進一步明確低體重患兒免輸血的保護因素和危險因素，將為15 kg以下患兒安全實施少輸血液制品心臟手術奠定良好基礎。
