温-冷-温氧合血停跳液对换瓣病人心肌保护的研究
【摘要】 目的 评价温-冷-温氧合血停跳液在瓣膜置换术中对心功能的影响，探讨更有效的心肌保护方法。 方法 20例换瓣病人随机分为冷晶体停跳液组(A组)和温-冷-温氧合血停跳液组(B组)，每组10例，观察两组病人术中及术后恢复情况，测定CK、CK-MB;观察自心脏复跳后各时点CO、CI。 结果 B组自动复跳率明显高于A组(P<0.05);术后CK、CK-MB均有不同程度的升高，组间比较术后24h A组CK浓度明显高于B组(P<0.05);术后24h B组CO和CI均明显高于A组(P<0.01)。 结论 温-冷-温氧合血停跳液有利于瓣膜置换术的心肌保护。
【关键词】 心脏停跳液 瓣膜置换术 心肌保护
A study on myocardial protection of cardioplegia with warm-cold-warm solutions in valvular replacement patients
Jia Xiaohui，Wang Jihong，Pang Yongli，et al.
Department of Anesthesiology，Luoyang Central Hospital，Luoyang471009.
【Abstract】 Objective To investigate the efficacy of warm-cold-warm blood cardioplegic solution on heart function in valvular replacement and find the effective method of myocardial protection.Methods Twenty patients with valvular heart disease were randomly divided into two groups.Group A(n=10)was given cold crystalloid cardio-plegic solution.Group B(n=10)was given cold blood cardioplegia，followed by warm blood cardioplegia immediately after aortic clamping and just before aortic unclamping.Blood samples were obtained in central vein before and after operation.CK and CK-MB were measured.To observe CO and CI after heart-beat restore.Results CK and CK-MB were normal before cardiopulmonary bypassincreasedremarkably after operation and recovered168hours after op-eration.CK level was higher groupAthangroupBat24hoursafteroperation(P<0.05)，CO and CI level was higher group B than group A at24hours after operation(P<0.01).Conclusion Warm-cold-warm blood cardioplegic solution profit myocardial protection in valvular replacement patients.
【Key words】 cardioplegic solution valvular replacement myocardial protection
心血管外科自二十世纪五十年代起步时，即有学者提出应用枸橼酸钾心肌停跳液的概念 [1] 。心肌停跳液和体外循环(CPB)应用使心脏外科医生可以在心脏停搏的情况下较长时间的进行手术，这使得复杂心脏手术变得安全，具有较低的并发症和死亡率。心肌保护是心脏手术成功的重要保证。近年来，心肌保护方法不断改进更新，使其更接近心脏生理，氧合血停跳液在国内外的使用已较为广泛，且具有较好的心肌保护效果。为此，本研究在瓣膜置换术中使用温-冷-温的方法灌注氧合血停跳液对心肌保护的效果进行了探讨，并观察了术后心功能恢复情况。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择二尖瓣狭窄及关闭不全的病例20例，男8例，女12例，年龄22～65岁，平均38岁。术前心功能为Ⅱ～Ⅲ级。随机分为两组:A组采用传统的冷晶体停跳液做主动脉根部灌注，B组采用温-冷-温氧合血停跳液做主动脉根部灌注，每组10例。
1.2 麻醉与灌注方法 两组患者术前用药为吗啡5～10mg，东莨菪碱0.3mg。麻醉诱导用咪唑安定0.05～0.1mg/kg、依托咪酯0.3mg/kg、芬太尼5μg/kg及维库溴铵0.1～0.15mg/kg。麻醉维持用芬太尼、咪唑安定及维库溴铵间断静脉注射，并少量吸入异氟醚。采用Jostra体外循环机，均应用膜肺，常规建立CPB。A组主动脉阻断后主动脉根部灌注冷晶体停跳液(K + 浓度15mmol/L，温度4℃)，首次剂量10～15ml/kg，同时心包腔内放置冰屑以保持心肌全层深低温，及时左心引流，使心肌在低负荷下停跳，以后每30min复灌1次，剂量为8ml/kg，术中病人鼻咽温保持在28℃～30℃;B组先常温转流，主动脉阻断后即用温氧合血高钾停跳液诱导停搏(停跳液:血=1:4，K + 浓度20mmol/L，温度37℃)，由灌注泵通过14F心脏停搏液引流管进行灌注，灌注量为8mg/kg，心脏停跳后用冷氧合血停跳液灌注降低心肌温度，用量为7ml/kg，同时转流降温，术中用冷氧合血停跳液维持保护，每隔20～30min灌注1次，主动脉开放前，用终末温血灌注液(温度37℃，K + 浓度10mmol/L)灌注，用量为ml/kg。CPB期间维持MAP55～85mmHg，动脉流量2.0～2.6L/(kg·min)。
1.3 观察项目 (1)两组病人术中及术后恢复情况。(2)分别于手术前、开放主动脉后1h、术后24h、48h、72h、168h六个时点从中心静脉采取血样6ml，用于血清肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)的测定。CK、CK-MB测定使用德国Human生化公司提供的试剂盒，采用比色法日立7170自动生化分析仪行定量测定，CK标准值为25～200U/L，CK-MB标准值为0～25U/L。(3)以心脏复跳为起点，监测2、4、12、24h心功能指标:心排血量(CO)，心脏指数(CI)。
1.4 统计学分析 所有数据均采用均数±标准差(ˉx±s)表示，组间比较采用t检验，计数资料采用χ 2 检验，P<0.05为差异有显著性。
2 结果
两组病人的年龄、身高、体重、手术方式均差异无显著性。两组病人体外循环时间、主动脉阻断时间差异无显著性，B组并行循环时间、低心排综合征发生率、呼吸机辅助时间及住院天数明显少于A组(P<0.01);B组自动复跳率明显高于A组(P<0.05)，见表1。
表1 两组病人术中及术后恢复情况比较(略)
两组术前血清CK、CK-MB均在正常范围内，开放主动脉后1h开始上升，24h达峰值，其后逐渐下降，至术后168h恢复至正常，组间比较，术后24h两组CK浓度A组明显高于B组，差异有显著性(P<0.05)，其余各时点两组间CK、CK-MB浓度差异无显著性(P>0.05)，见表2。
表2 两组血清CK、CK-MB浓度变化 (略)
表3 两组左心功能比较 (略)
3 讨论
良好的心肌保护是确保心内直视手术成功的前提，长期以来心肌保护一直是学者研究的热点 [1] 。随着临床心血管外科、心血管麻醉的发展及CPB应用于心血管外科，越来越多的学者认识到心脏的电机械停搏的意义不只是利于操作，更重要的是其明显的心肌保护作用。至70～80年代，临床应用最多为冷晶体停跳液，并经常以冰屑局部降温以减低心肌细胞在缺血期间的能量代谢和氧耗量延长心肌缺血时间，抑制心肌细胞在缺血期的电机械活动，减慢受损心肌细胞的死亡过程 [2] 。低温下细胞的新陈代谢虽降低但未停止，糖利用和ATP储存仍可能降低 [3] 。传统的冷晶液不能满足长时间主动脉阻断的心肌保护要求，导致心肌在一段时间内必然处于无血液供应的状态，而且仍存在再灌注损伤，出现心肌顿抑状态，导致严重心律失常及室颤，发生率可高达80%，心肌顿抑程度与心肌完全缺血时间和程度有关 [4] 。使用温-冷-温的方法灌注氧合血停跳液可以有效抑制心肌缺血-再灌注损伤的程度。很多研究表明，氧自由基在心肌缺血-再灌注损伤中起重要作用 [5] 。本实验两组病人术中及术后恢复情况比较表明，温-冷-温氧合血灌注明显优于冷晶液灌注，含氧血能持续维持足够的氧传递和新陈代谢，能缩短并行循环时间、呼吸机辅助时间及住院天数，降低低心排综合征发生率，提高自动复跳率，使心脏在停跳期间心肌能量能维持较好水平，有助于术后心功能的恢复。1:4氧合血停跳液含氧量高，能使心脏停跳于有氧环境，使心脏在停跳期间有一定的有氧氧化过程得以进行，无氧酵解降低到较低程度，有利于心肌高能磷酸盐保存，并有效地降低心肌缺血-再灌注损伤的程度 [6，7] 。氧合血停跳液血中蛋白成分具有胶体渗透压，预防心肌水肿并补充缓冲物质，红细胞除提供对微血管流体力学改善外，还连同血浆清除自由基，另外，可避免冷晶体的大量使用而使体内水超负荷和组织水肿 [8] 。本研究资料显示，1:4氧合血温-冷-温的方法灌注后，CO、CI术后24h前两组间无明显差异，但术后A组心输出量下降早，维持时间长;B组相对下降时间晚，维持时间短，恢复较快。术后24h B组心输出量、心脏指数均高于A组，说明B组心功能保护较好。
由于生物化学的发展和电镜的广泛应用，心肌保护的实验研究已逐渐由单纯的血液动力学方面的观察分析转入细胞和亚细胞水平即超微结构和心肌代谢的研究。本研究利用反映心肌损伤的指标CK、CK-MB来判断氧合血停跳液及冷晶体停跳液两种心肌保护方式的心肌保护效果。结果显示，CPB前CK、CK-MB均在正常范围内，术后均有不同程度的升高。至术后168h均恢复到正常，术后24h CK浓度A组明显高于B组，说明B组心肌保护效果优于A组。
总之，温-冷-温的方法灌注氧合血停跳液用于瓣膜置换术，可缩短并行循环时间、呼吸机辅助时间，提高自动复跳率，降低低心排综合征发生率，减少了心肌缺血-再灌注损伤的程度，改善了心功能，有利于心肌保护。
参考文献
1 Melrose DG，Dreyor B，Bentall HH，et al.Elective cardiac arrest.Lancet，1955，2:21-28.
2 李庶，刘晋萍.体外循环中不同温度停跳液的心肌保护作用.心血管病学进展，2004，25(1):1-2.
3 Yuan SM.A generalized consideration myocardial preservation with cold crystalloid versurs warm blood cardioplegia in heart valve replacement.Kaohsiung Journal of Medical Science，1998，14:266-273.
4 吴光烈.缺血心肌再灌注病理生理.生理科学进展，1983，14:118-120.
5 Ihnken K，Morita K，Buckberg GD，et al.Nitric oxide induced reoxy-genation injury in the cyanotic immature heart is prevented by control-ling oxygen content during initial reoxygenation.Angiology，1997，48:189-202.
6 Hossein-Nia M，Hott DW，Anderson JR，et al.Cardiac troponin I re-lease in heart transplantation.Ann Thorac Surg，1996，61:275-280.
7 Pichon H，Chocron S，Alwan K，et al.Crystalloid versus cold blood car-dioplegia and cardiac troponin I release.Circulation，1997，96:316-320.
8 唐立东.4:1温血停跳液灌注术后心功能的研究.临床麻醉学杂志，2003，19(1):44.
作者单位:471009河南省洛阳市中心医院麻醉科
(编辑秋 实), http://www.100md.com(贾晓辉 王继红 庞永利 韩宪芝)
【关键词】 心脏停跳液 瓣膜置换术 心肌保护
A study on myocardial protection of cardioplegia with warm-cold-warm solutions in valvular replacement patients
Jia Xiaohui，Wang Jihong，Pang Yongli，et al.
Department of Anesthesiology，Luoyang Central Hospital，Luoyang471009.
【Abstract】 Objective To investigate the efficacy of warm-cold-warm blood cardioplegic solution on heart function in valvular replacement and find the effective method of myocardial protection.Methods Twenty patients with valvular heart disease were randomly divided into two groups.Group A(n=10)was given cold crystalloid cardio-plegic solution.Group B(n=10)was given cold blood cardioplegia，followed by warm blood cardioplegia immediately after aortic clamping and just before aortic unclamping.Blood samples were obtained in central vein before and after operation.CK and CK-MB were measured.To observe CO and CI after heart-beat restore.Results CK and CK-MB were normal before cardiopulmonary bypassincreasedremarkably after operation and recovered168hours after op-eration.CK level was higher groupAthangroupBat24hoursafteroperation(P<0.05)，CO and CI level was higher group B than group A at24hours after operation(P<0.01).Conclusion Warm-cold-warm blood cardioplegic solution profit myocardial protection in valvular replacement patients.
【Key words】 cardioplegic solution valvular replacement myocardial protection
心血管外科自二十世纪五十年代起步时，即有学者提出应用枸橼酸钾心肌停跳液的概念 [1] 。心肌停跳液和体外循环(CPB)应用使心脏外科医生可以在心脏停搏的情况下较长时间的进行手术，这使得复杂心脏手术变得安全，具有较低的并发症和死亡率。心肌保护是心脏手术成功的重要保证。近年来，心肌保护方法不断改进更新，使其更接近心脏生理，氧合血停跳液在国内外的使用已较为广泛，且具有较好的心肌保护效果。为此，本研究在瓣膜置换术中使用温-冷-温的方法灌注氧合血停跳液对心肌保护的效果进行了探讨，并观察了术后心功能恢复情况。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择二尖瓣狭窄及关闭不全的病例20例，男8例，女12例，年龄22～65岁，平均38岁。术前心功能为Ⅱ～Ⅲ级。随机分为两组:A组采用传统的冷晶体停跳液做主动脉根部灌注，B组采用温-冷-温氧合血停跳液做主动脉根部灌注，每组10例。
1.2 麻醉与灌注方法 两组患者术前用药为吗啡5～10mg，东莨菪碱0.3mg。麻醉诱导用咪唑安定0.05～0.1mg/kg、依托咪酯0.3mg/kg、芬太尼5μg/kg及维库溴铵0.1～0.15mg/kg。麻醉维持用芬太尼、咪唑安定及维库溴铵间断静脉注射，并少量吸入异氟醚。采用Jostra体外循环机，均应用膜肺，常规建立CPB。A组主动脉阻断后主动脉根部灌注冷晶体停跳液(K + 浓度15mmol/L，温度4℃)，首次剂量10～15ml/kg，同时心包腔内放置冰屑以保持心肌全层深低温，及时左心引流，使心肌在低负荷下停跳，以后每30min复灌1次，剂量为8ml/kg，术中病人鼻咽温保持在28℃～30℃;B组先常温转流，主动脉阻断后即用温氧合血高钾停跳液诱导停搏(停跳液:血=1:4，K + 浓度20mmol/L，温度37℃)，由灌注泵通过14F心脏停搏液引流管进行灌注，灌注量为8mg/kg，心脏停跳后用冷氧合血停跳液灌注降低心肌温度，用量为7ml/kg，同时转流降温，术中用冷氧合血停跳液维持保护，每隔20～30min灌注1次，主动脉开放前，用终末温血灌注液(温度37℃，K + 浓度10mmol/L)灌注，用量为ml/kg。CPB期间维持MAP55～85mmHg，动脉流量2.0～2.6L/(kg·min)。
1.3 观察项目 (1)两组病人术中及术后恢复情况。(2)分别于手术前、开放主动脉后1h、术后24h、48h、72h、168h六个时点从中心静脉采取血样6ml，用于血清肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶MB(CK-MB)的测定。CK、CK-MB测定使用德国Human生化公司提供的试剂盒，采用比色法日立7170自动生化分析仪行定量测定，CK标准值为25～200U/L，CK-MB标准值为0～25U/L。(3)以心脏复跳为起点，监测2、4、12、24h心功能指标:心排血量(CO)，心脏指数(CI)。
1.4 统计学分析 所有数据均采用均数±标准差(ˉx±s)表示，组间比较采用t检验，计数资料采用χ 2 检验，P<0.05为差异有显著性。
2 结果
两组病人的年龄、身高、体重、手术方式均差异无显著性。两组病人体外循环时间、主动脉阻断时间差异无显著性，B组并行循环时间、低心排综合征发生率、呼吸机辅助时间及住院天数明显少于A组(P<0.01);B组自动复跳率明显高于A组(P<0.05)，见表1。
表1 两组病人术中及术后恢复情况比较(略)
两组术前血清CK、CK-MB均在正常范围内，开放主动脉后1h开始上升，24h达峰值，其后逐渐下降，至术后168h恢复至正常，组间比较，术后24h两组CK浓度A组明显高于B组，差异有显著性(P<0.05)，其余各时点两组间CK、CK-MB浓度差异无显著性(P>0.05)，见表2。
表2 两组血清CK、CK-MB浓度变化 (略)
表3 两组左心功能比较 (略)
3 讨论
良好的心肌保护是确保心内直视手术成功的前提，长期以来心肌保护一直是学者研究的热点 [1] 。随着临床心血管外科、心血管麻醉的发展及CPB应用于心血管外科，越来越多的学者认识到心脏的电机械停搏的意义不只是利于操作，更重要的是其明显的心肌保护作用。至70～80年代，临床应用最多为冷晶体停跳液，并经常以冰屑局部降温以减低心肌细胞在缺血期间的能量代谢和氧耗量延长心肌缺血时间，抑制心肌细胞在缺血期的电机械活动，减慢受损心肌细胞的死亡过程 [2] 。低温下细胞的新陈代谢虽降低但未停止，糖利用和ATP储存仍可能降低 [3] 。传统的冷晶液不能满足长时间主动脉阻断的心肌保护要求，导致心肌在一段时间内必然处于无血液供应的状态，而且仍存在再灌注损伤，出现心肌顿抑状态，导致严重心律失常及室颤，发生率可高达80%，心肌顿抑程度与心肌完全缺血时间和程度有关 [4] 。使用温-冷-温的方法灌注氧合血停跳液可以有效抑制心肌缺血-再灌注损伤的程度。很多研究表明，氧自由基在心肌缺血-再灌注损伤中起重要作用 [5] 。本实验两组病人术中及术后恢复情况比较表明，温-冷-温氧合血灌注明显优于冷晶液灌注，含氧血能持续维持足够的氧传递和新陈代谢，能缩短并行循环时间、呼吸机辅助时间及住院天数，降低低心排综合征发生率，提高自动复跳率，使心脏在停跳期间心肌能量能维持较好水平，有助于术后心功能的恢复。1:4氧合血停跳液含氧量高，能使心脏停跳于有氧环境，使心脏在停跳期间有一定的有氧氧化过程得以进行，无氧酵解降低到较低程度，有利于心肌高能磷酸盐保存，并有效地降低心肌缺血-再灌注损伤的程度 [6，7] 。氧合血停跳液血中蛋白成分具有胶体渗透压，预防心肌水肿并补充缓冲物质，红细胞除提供对微血管流体力学改善外，还连同血浆清除自由基，另外，可避免冷晶体的大量使用而使体内水超负荷和组织水肿 [8] 。本研究资料显示，1:4氧合血温-冷-温的方法灌注后，CO、CI术后24h前两组间无明显差异，但术后A组心输出量下降早，维持时间长;B组相对下降时间晚，维持时间短，恢复较快。术后24h B组心输出量、心脏指数均高于A组，说明B组心功能保护较好。
由于生物化学的发展和电镜的广泛应用，心肌保护的实验研究已逐渐由单纯的血液动力学方面的观察分析转入细胞和亚细胞水平即超微结构和心肌代谢的研究。本研究利用反映心肌损伤的指标CK、CK-MB来判断氧合血停跳液及冷晶体停跳液两种心肌保护方式的心肌保护效果。结果显示，CPB前CK、CK-MB均在正常范围内，术后均有不同程度的升高。至术后168h均恢复到正常，术后24h CK浓度A组明显高于B组，说明B组心肌保护效果优于A组。
总之，温-冷-温的方法灌注氧合血停跳液用于瓣膜置换术，可缩短并行循环时间、呼吸机辅助时间，提高自动复跳率，降低低心排综合征发生率，减少了心肌缺血-再灌注损伤的程度，改善了心功能，有利于心肌保护。
参考文献
1 Melrose DG，Dreyor B，Bentall HH，et al.Elective cardiac arrest.Lancet，1955，2:21-28.
2 李庶，刘晋萍.体外循环中不同温度停跳液的心肌保护作用.心血管病学进展，2004，25(1):1-2.
3 Yuan SM.A generalized consideration myocardial preservation with cold crystalloid versurs warm blood cardioplegia in heart valve replacement.Kaohsiung Journal of Medical Science，1998，14:266-273.
4 吴光烈.缺血心肌再灌注病理生理.生理科学进展，1983，14:118-120.
5 Ihnken K，Morita K，Buckberg GD，et al.Nitric oxide induced reoxy-genation injury in the cyanotic immature heart is prevented by control-ling oxygen content during initial reoxygenation.Angiology，1997，48:189-202.
6 Hossein-Nia M，Hott DW，Anderson JR，et al.Cardiac troponin I re-lease in heart transplantation.Ann Thorac Surg，1996，61:275-280.
7 Pichon H，Chocron S，Alwan K，et al.Crystalloid versus cold blood car-dioplegia and cardiac troponin I release.Circulation，1997，96:316-320.
8 唐立东.4:1温血停跳液灌注术后心功能的研究.临床麻醉学杂志，2003，19(1):44.
作者单位:471009河南省洛阳市中心医院麻醉科
(编辑秋 实), http://www.100md.com(贾晓辉 王继红 庞永利 韩宪芝)