浅低温体外循环冠脉搭桥患者术中氧供和氧耗变化
作者：吴安石 岳云 吴奇伟 陆冠宇
单位：首都医科大学附属红十字朝阳医院麻醉科，100020
关键词：体外循环；冠脉搭桥术；氧代谢
临床麻醉学杂志000608
摘要 目的：观察浅低温体外循环冠脉搭桥手术期间患者氧供和氧耗的变化特点。方法：冠脉搭桥术患者30例，小剂量芬太尼辅以异氟醚和异丙酚维持麻醉，于麻醉后切皮前、开胸后体外循环前、体外循环30分钟、60分钟、停机后20分钟，手术结束六个时点，观测氧供(DO2)、氧耗(
O2)、氧摄取率(O2ER)、混合静脉血氧饱和度(S
O2)、动脉血乳酸(ABL)及血流动力学等变化。结果：和体外循环前相比，体外循环中和体外循环后除SpO2不变外，DO2明显减少，ABL明显增加。体外循环中O2、O2ER明显减少，SO2明显增加。体外循环后O2和体外循环中相比无明显增加，但O2ER显著增加，同时SO2明显减少。相关研究表明，DO2和O2在体外循环中和体外循环后的变化呈正相关(r分别为0.6245、0.7889、P<0.05)。结论：冠脉搭桥术患者尽管
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SO2在正常范围，但仍有氧供需失调和组织缺氧。
Changes of Oxygen Supply and Consumption during Coronary Artery Bypass Grafting
Wu Anshi，Yue Yen，Wu Qiwei，et al
(Department of Anesthesiology，Beijing Red Cross Chaoyang Hospital，Beijing 100020)
Abstract Objective：To detect the changes of oxygen metabolism during coronary artery bypass grafting (CABG) procedure under the mild hypothermic cardiopulmonary bypass (CPB).Methods：30 patients undergoing CABG surgery were concluded.Oxygen supply (DO2).oxygen consumption (VO2)，artery blood lactate (ABL)，oxygen extract rate(O2ER)，and mixed venous oxygen saturation(SO2)were examined.Results：The DO2，VO2 and O2ER decreased and SO2 increased during the mild hypothermic CPB(P<0.05)compared with pre-CPB values.After CPB，O2ER increased(P<0.05) and SO2 dcreased (P<0.05)compared with the pre-CPB value.ABL was hingher during and after CPB compared with pre-CPB(P<0.01).A positive correlation exits between the DO2 and VO2 during(n＝0.6245，P<0.05) and after CPB (r＝0.7889，P<0.05)，repectively.Conclusions：Tissue oxygen imbalance exists in patients undergoing CABG procedure under the mild hypothermic CPB，although SO2 is in the normal limits.
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Key words Cardiopulmonary bypass Coronary artery bypass grafting Oxygen metabolism
随着冠心外科的发展和冠心患者的增加，行冠脉搭桥术(CABG)的患者日益增多，而预后和手术特别是心肺转流体外循环过程中氧债的关系十分密切。因此，我们通过观察氧供(DO2)、氧耗(O2)、氧摄取率(O2ER)、动脉血乳酸浓度(ABL)等指标，了解浅低温CPB冠脉搭桥术患者术中氧供和氧耗的变化。
资料与方法
一般资料 30例冠脉搭桥术患者，其中男21例，女9例。年龄63±7.27岁，体重71±10.03kg，心功能Ⅱ～Ⅲ级，EF 56%±11.21%，三支病变25例，两支病变5例。
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麻醉方法 术前心血管药物用至手术日。术前口服安定0.1～0.2mg/kg，肌注东莨菪碱0.3mg、吗啡0.15～0.2mg/kg。麻醉诱导静注芬太尼10～15μg/kg、咪唑安定0.1～0.2mg/kg、维库溴铵0.2～0.3mg/kg后经口明视气管插管。手术过程中间断注入芬太尼10～20μg/kg，同时吸入异氟醚维持麻醉，CPB中静脉注谢异丙酚3～5mg.kg-1.h-1直到CPB结束。麻醉后经右颈内静脉置入Swan-Ganz(PACCO)导管连续监测心排血量(CO)和混合静脉血氧饱和度
。常规桡动脉测压，监测ECG、SpO2和呼吸气体参数。体外循环方法：CPB采用Sarns体外循环机，膜式氧合器，pH处理采用a稳态，预充液为琥珀明胶和乳酸林格氏液，全身肝素化剂量为3mg/kg，机器灌注全血停搏液(晶体液：血液＝1∶4)。CPB由预充液，灌注管道等造成一种自然降温，最终鼻咽温度31～34℃，肛温33～35℃。观察方法：分别于麻醉后切皮前(A)、开胸后CPB前(B)、CPB 30分钟(C)、CPB 60分钟(D)、停CPB后20分钟(E)、术毕(F)六个时间点测量血流动力学指标及动脉，混合静脉血气，计算出相应的DO2、O2、O2ER等参数。
, 百拇医药
统计分析 所有数据以均数±标准差(
±s)表示，采用SPSS/SS统记软件，前后对照采用t检验。结果
平均CPB时间：?126.0±22.7分钟，主动脉阻断时间：89.7±18.2分钟，搭桥支数3.5±1.6支。30例患者都采用颈内动脉，其中25例还采用桡动脉。停机后所有患者静点硝酸甘油0.3～2μg.kg-1.min-1。其中有25例同时合用硫氮唑酮0.2～1μg.kg-1.min-1，另22例静脉注射多巴酚丁胺或多巴胺1～5μg.kg-1.min-1。
血流动力学、DO2、O2、O2ER、SO2的变化见表1。?同CPB前相比，CPB中和CPB后DO2明显减少，CPB中O2，O2ER明显减少，CPB后O2和CPB前相比，无明显增加，但O2ER显著增加。相关研究表明，DO2和O2在CPB中和CPB后呈明显正相关(r分别为0.6245、0.7889、P<0.05)。
, 百拇医药
ABL变化：CPB中和CPB后，动脉血中乳酸进行性升高，停机后显著高于CPB前和CPB中水平(P<0.01)。
表1 不同阶段氧供需变化(±s)
A
B
C
D
E
F
CI(L.min-1.m-2)
2.25±0.60
, 百拇医药
2.23±0.54
2.32±0.31
2.24±0.23
2.58±0.74*
2.64±0.65*
MAP(kPa)
10.38±1.15
10.53±1.03
9.65±1.45
9.83±1.25
10.91±0.84
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10.48±0.83
SO2(%)
77.5±8.02
78.2±6.79
84.21±5.59*
85.53±6.65*
72.13±6.08*
71.36±6.19*
SaO2(%)
, 百拇医药
99±0.01
99±0.01
99±0.01
99±0.01
99±0.01
99±0.01
ABL(mmol/L)
1.47±0.75
1.58±0.71
2.26±0.98*
2.55±0.13*
, http://www.100md.com
3.59±0.19* *
3.61±0.21* *
VO2(ml.min-1.m-2)
91.3±16.93
81.82±20.71
50.74±4.35* *
55.15±21.42* *
85.36±20.2
88.61±29.2
, http://www.100md.com
DO2(ml.min-1.m-2)
365.42±98.65
354.72±88.35
225.7±70.21* *
243.57±76.3* *
265.7±78.31* *
276.1±80.24*
O2ER(%)
0.25±0.14
, 百拇医药
0.23±0.11
0.21±0.08*
0.20±0.12*
0.31±0.05* *
0.32±0.03* *
Hb(g/L)
121.0±18.1
118.8±19.2
67.7±12.6* *
71.3±12.3* *
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74.3±11.3* *
76.5±17.0* *
与A点比较，*P<0.05 * *P<0.01讨论
正常人DO2在一定范围内变动时，机体通过改变O2ER而使O2维持恒定。此时O2等于患者氧需求，患者无氧债。当DO2逐渐减少到小于氧供临界点时，随着DO2的减少，O2也随之减少，O2小于患者氧需求，患者将出现氧债。有研究证明，心脏手术患者在麻醉期间，当DO2在330～700ml.min-1.m-2之间时，O2保持不变，小于330ml.min-1.m-2时，O2开始下降[1]。
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本研究发现，CPB期间，DO2、O2和O2ER明显降低，而SO2和ABL明显升高，说明尽管低温降低了全身的O2，但机体某些器官仍存在氧供需失衡，乳酸产生增加，出现氧债。其原因可能有：(1)因血液稀释而至全身氧供减少，DO2低于氧供临界点，O2下降[2]；(2)CPB期间由于交感张力异常，导致血流重新分布，脑和肾脏等组织血流增加形成过度灌注，而其他内脏、皮肤等组织血流减少形成相对灌注不足，导致SO2上升，ABL增加；(3)白细胞和血小板聚集，沉积于微循环，同时释放细胞因子，引起内皮肿胀，导致组织低灌注，细胞损伤，氧利用障碍等[3]。有作者观察认为，CPB中即使泵流量达2.6L.min-1.m-2机体也存在氧债，因此为了避免高流量给机体带来影响，可以采取一些措施如给予β-受体阻断剂，阻断儿茶酚胺对机体的影响，进而减少氧耗，减少血细胞的破坏和气栓[4]，但确切的机制和临床效果尚需进一步研究。
, 百拇医药
停机后至手术结束期间，由于复温、应激反应增加、心脏作功及应用心血管活性药物，O2较CPB中明显增加，基本回到CPB前水平，但O2ER较CPB前明显增加。徐军美等[5]观察发现，心脏瓣膜置换术患者停机后至手术结束期间，O2接近CPB前水平。停机后由于血液稀释未明显纠正，尽管CI较CPB有明显提高，但DO2仍然较低，所以机体为了满足代射需要，只有提高O2ER来达到目的。然而我们的研究发现，尽管O2ER提高，且O2接近CPB前水平，但ABL较CPB前明显增加，说明CPB后机体氧债仍存在[6]，DO2难以满足O2的需要。本组患者血红蛋白仅70g/L克左右，明显低于相关文献报道的90g/L以上。此外，我们观察的患者是CABG人群，已属老年，术前心功能已明显受损，CPB后靠提高CI难以达到提高DO2目的，所以维持一个适宜的血红蛋白浓度和血细胞压迹对这部分人群来说可能比较重要。
, 百拇医药
有人统计发现，当患者氧债为8.5±5.1L/min时患者可出现脏器功能衰竭，当氧债达32±8.0L/min时，患者全部死亡。因此，对CABG患者围术期尤其是CPB中和CPB后宜采取适当措施，尽可能维持氧供需平衡，减少氧债，以利于患者康复。
参考文献
1，Shibutanic K，Komatsu T，Kubal K，et al.Critical level of oxygen delivery in anesthetized man.Crit Care Med，1993，11：640-643.
2，Caraliere F，Genarri A，Martinelli L.The relationship between systemic oxygen uptake and delivery during moderate hypothermic cardiopulmonary bypass.Critical valves and effects of vasodilation by hydralaine.Perfusion，1995，10：315-321.
, http://www.100md.com
3，Haisjackl M，Birnbaum J，Red lin M，et al.Splanctinic oxygen transport and lactate metabolism during normothermic cardiopulmonary bypass in humans.Anesth analg，1998，86：22.
4，Karzai W，Gunnicker M，Karzai UMV，et al.The effect of β-adrenoreceptor blockade on oxygen cosumption during cardiopulmonary bypass.Anesth Analg，1994，79：19-22.
5，徐军美，陈启智，杨荣雪，等.心脏瓣膜置换术患者围术期组织氧合变化.中华麻醉学杂志，1997，17：194-198.
6，Kness JA，Zaidi SAT，Carlson RW，et al.Lactate level as predictors of the relationship between oxygen delivery and consumption in ARDS.Chest，1990，80：959.
收稿：1999-11-12 修回：2000-01-08, 百拇医药
单位：首都医科大学附属红十字朝阳医院麻醉科，100020
关键词：体外循环；冠脉搭桥术；氧代谢
临床麻醉学杂志000608
摘要 目的：观察浅低温体外循环冠脉搭桥手术期间患者氧供和氧耗的变化特点。方法：冠脉搭桥术患者30例，小剂量芬太尼辅以异氟醚和异丙酚维持麻醉，于麻醉后切皮前、开胸后体外循环前、体外循环30分钟、60分钟、停机后20分钟，手术结束六个时点，观测氧供(DO2)、氧耗(
O2)、氧摄取率(O2ER)、混合静脉血氧饱和度(SO2)、动脉血乳酸(ABL)及血流动力学等变化。结果：和体外循环前相比，体外循环中和体外循环后除SpO2不变外，DO2明显减少，ABL明显增加。体外循环中O2、O2ER明显减少，SO2明显增加。体外循环后O2和体外循环中相比无明显增加，但O2ER显著增加，同时SO2明显减少。相关研究表明，DO2和O2在体外循环中和体外循环后的变化呈正相关(r分别为0.6245、0.7889、P<0.05)。结论：冠脉搭桥术患者尽管, http://www.100md.com
S
O2在正常范围，但仍有氧供需失调和组织缺氧。Changes of Oxygen Supply and Consumption during Coronary Artery Bypass Grafting
Wu Anshi，Yue Yen，Wu Qiwei，et al
(Department of Anesthesiology，Beijing Red Cross Chaoyang Hospital，Beijing 100020)
Abstract Objective：To detect the changes of oxygen metabolism during coronary artery bypass grafting (CABG) procedure under the mild hypothermic cardiopulmonary bypass (CPB).Methods：30 patients undergoing CABG surgery were concluded.Oxygen supply (DO2).oxygen consumption (VO2)，artery blood lactate (ABL)，oxygen extract rate(O2ER)，and mixed venous oxygen saturation(S
O2)were examined.Results：The DO2，VO2 and O2ER decreased and SO2 increased during the mild hypothermic CPB(P<0.05)compared with pre-CPB values.After CPB，O2ER increased(P<0.05) and SO2 dcreased (P<0.05)compared with the pre-CPB value.ABL was hingher during and after CPB compared with pre-CPB(P<0.01).A positive correlation exits between the DO2 and VO2 during(n＝0.6245，P<0.05) and after CPB (r＝0.7889，P<0.05)，repectively.Conclusions：Tissue oxygen imbalance exists in patients undergoing CABG procedure under the mild hypothermic CPB，although SO2 is in the normal limits., http://www.100md.com
Key words Cardiopulmonary bypass Coronary artery bypass grafting Oxygen metabolism
随着冠心外科的发展和冠心患者的增加，行冠脉搭桥术(CABG)的患者日益增多，而预后和手术特别是心肺转流体外循环过程中氧债的关系十分密切。因此，我们通过观察氧供(DO2)、氧耗(
O2)、氧摄取率(O2ER)、动脉血乳酸浓度(ABL)等指标，了解浅低温CPB冠脉搭桥术患者术中氧供和氧耗的变化。资料与方法
一般资料 30例冠脉搭桥术患者，其中男21例，女9例。年龄63±7.27岁，体重71±10.03kg，心功能Ⅱ～Ⅲ级，EF 56%±11.21%，三支病变25例，两支病变5例。
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麻醉方法 术前心血管药物用至手术日。术前口服安定0.1～0.2mg/kg，肌注东莨菪碱0.3mg、吗啡0.15～0.2mg/kg。麻醉诱导静注芬太尼10～15μg/kg、咪唑安定0.1～0.2mg/kg、维库溴铵0.2～0.3mg/kg后经口明视气管插管。手术过程中间断注入芬太尼10～20μg/kg，同时吸入异氟醚维持麻醉，CPB中静脉注谢异丙酚3～5mg.kg-1.h-1直到CPB结束。麻醉后经右颈内静脉置入Swan-Ganz(PACCO)导管连续监测心排血量(CO)和混合静脉血氧饱和度
。常规桡动脉测压，监测ECG、SpO2和呼吸气体参数。体外循环方法：CPB采用Sarns体外循环机，膜式氧合器，pH处理采用a稳态，预充液为琥珀明胶和乳酸林格氏液，全身肝素化剂量为3mg/kg，机器灌注全血停搏液(晶体液：血液＝1∶4)。CPB由预充液，灌注管道等造成一种自然降温，最终鼻咽温度31～34℃，肛温33～35℃。观察方法：分别于麻醉后切皮前(A)、开胸后CPB前(B)、CPB 30分钟(C)、CPB 60分钟(D)、停CPB后20分钟(E)、术毕(F)六个时间点测量血流动力学指标及动脉，混合静脉血气，计算出相应的DO2、O2、O2ER等参数。, 百拇医药
统计分析 所有数据以均数±标准差(
±s)表示，采用SPSS/SS统记软件，前后对照采用t检验。结果平均CPB时间：?126.0±22.7分钟，主动脉阻断时间：89.7±18.2分钟，搭桥支数3.5±1.6支。30例患者都采用颈内动脉，其中25例还采用桡动脉。停机后所有患者静点硝酸甘油0.3～2μg.kg-1.min-1。其中有25例同时合用硫氮唑酮0.2～1μg.kg-1.min-1，另22例静脉注射多巴酚丁胺或多巴胺1～5μg.kg-1.min-1。
血流动力学、DO2、
O2、O2ER、SO2的变化见表1。?同CPB前相比，CPB中和CPB后DO2明显减少，CPB中O2，O2ER明显减少，CPB后O2和CPB前相比，无明显增加，但O2ER显著增加。相关研究表明，DO2和O2在CPB中和CPB后呈明显正相关(r分别为0.6245、0.7889、P<0.05)。, 百拇医药
ABL变化：CPB中和CPB后，动脉血中乳酸进行性升高，停机后显著高于CPB前和CPB中水平(P<0.01)。
表1 不同阶段氧供需变化(
±s)A
B
C
D
E
F
CI(L.min-1.m-2)
2.25±0.60
, 百拇医药
2.23±0.54
2.32±0.31
2.24±0.23
2.58±0.74*
2.64±0.65*
MAP(kPa)
10.38±1.15
10.53±1.03
9.65±1.45
9.83±1.25
10.91±0.84
, http://www.100md.com
10.48±0.83
S
O2(%)77.5±8.02
78.2±6.79
84.21±5.59*
85.53±6.65*
72.13±6.08*
71.36±6.19*
SaO2(%)
, 百拇医药
99±0.01
99±0.01
99±0.01
99±0.01
99±0.01
99±0.01
ABL(mmol/L)
1.47±0.75
1.58±0.71
2.26±0.98*
2.55±0.13*
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3.59±0.19* *
3.61±0.21* *
VO2(ml.min-1.m-2)
91.3±16.93
81.82±20.71
50.74±4.35* *
55.15±21.42* *
85.36±20.2
88.61±29.2
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DO2(ml.min-1.m-2)
365.42±98.65
354.72±88.35
225.7±70.21* *
243.57±76.3* *
265.7±78.31* *
276.1±80.24*
O2ER(%)
0.25±0.14
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0.23±0.11
0.21±0.08*
0.20±0.12*
0.31±0.05* *
0.32±0.03* *
Hb(g/L)
121.0±18.1
118.8±19.2
67.7±12.6* *
71.3±12.3* *
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74.3±11.3* *
76.5±17.0* *
与A点比较，*P<0.05 * *P<0.01讨论
正常人DO2在一定范围内变动时，机体通过改变O2ER而使
O2维持恒定。此时O2等于患者氧需求，患者无氧债。当DO2逐渐减少到小于氧供临界点时，随着DO2的减少，O2也随之减少，O2小于患者氧需求，患者将出现氧债。有研究证明，心脏手术患者在麻醉期间，当DO2在330～700ml.min-1.m-2之间时，O2保持不变，小于330ml.min-1.m-2时，O2开始下降[1]。, http://www.100md.com
本研究发现，CPB期间，DO2、
O2和O2ER明显降低，而SO2和ABL明显升高，说明尽管低温降低了全身的O2，但机体某些器官仍存在氧供需失衡，乳酸产生增加，出现氧债。其原因可能有：(1)因血液稀释而至全身氧供减少，DO2低于氧供临界点，O2下降[2]；(2)CPB期间由于交感张力异常，导致血流重新分布，脑和肾脏等组织血流增加形成过度灌注，而其他内脏、皮肤等组织血流减少形成相对灌注不足，导致SO2上升，ABL增加；(3)白细胞和血小板聚集，沉积于微循环，同时释放细胞因子，引起内皮肿胀，导致组织低灌注，细胞损伤，氧利用障碍等[3]。有作者观察认为，CPB中即使泵流量达2.6L.min-1.m-2机体也存在氧债，因此为了避免高流量给机体带来影响，可以采取一些措施如给予β-受体阻断剂，阻断儿茶酚胺对机体的影响，进而减少氧耗，减少血细胞的破坏和气栓[4]，但确切的机制和临床效果尚需进一步研究。, 百拇医药
停机后至手术结束期间，由于复温、应激反应增加、心脏作功及应用心血管活性药物，
O2较CPB中明显增加，基本回到CPB前水平，但O2ER较CPB前明显增加。徐军美等[5]观察发现，心脏瓣膜置换术患者停机后至手术结束期间，O2接近CPB前水平。停机后由于血液稀释未明显纠正，尽管CI较CPB有明显提高，但DO2仍然较低，所以机体为了满足代射需要，只有提高O2ER来达到目的。然而我们的研究发现，尽管O2ER提高，且O2接近CPB前水平，但ABL较CPB前明显增加，说明CPB后机体氧债仍存在[6]，DO2难以满足O2的需要。本组患者血红蛋白仅70g/L克左右，明显低于相关文献报道的90g/L以上。此外，我们观察的患者是CABG人群，已属老年，术前心功能已明显受损，CPB后靠提高CI难以达到提高DO2目的，所以维持一个适宜的血红蛋白浓度和血细胞压迹对这部分人群来说可能比较重要。, 百拇医药
有人统计发现，当患者氧债为8.5±5.1L/min时患者可出现脏器功能衰竭，当氧债达32±8.0L/min时，患者全部死亡。因此，对CABG患者围术期尤其是CPB中和CPB后宜采取适当措施，尽可能维持氧供需平衡，减少氧债，以利于患者康复。
参考文献
1，Shibutanic K，Komatsu T，Kubal K，et al.Critical level of oxygen delivery in anesthetized man.Crit Care Med，1993，11：640-643.
2，Caraliere F，Genarri A，Martinelli L.The relationship between systemic oxygen uptake and delivery during moderate hypothermic cardiopulmonary bypass.Critical valves and effects of vasodilation by hydralaine.Perfusion，1995，10：315-321.
, http://www.100md.com
3，Haisjackl M，Birnbaum J，Red lin M，et al.Splanctinic oxygen transport and lactate metabolism during normothermic cardiopulmonary bypass in humans.Anesth analg，1998，86：22.
4，Karzai W，Gunnicker M，Karzai UMV，et al.The effect of β-adrenoreceptor blockade on oxygen cosumption during cardiopulmonary bypass.Anesth Analg，1994，79：19-22.
5，徐军美，陈启智，杨荣雪，等.心脏瓣膜置换术患者围术期组织氧合变化.中华麻醉学杂志，1997，17：194-198.
6，Kness JA，Zaidi SAT，Carlson RW，et al.Lactate level as predictors of the relationship between oxygen delivery and consumption in ARDS.Chest，1990，80：959.
收稿：1999-11-12 修回：2000-01-08, 百拇医药