利多卡因在心脏手术中抑制再灌注室颤的临床研究
摘要：目的 探讨在冠状动脉移植术(CABG)中，开放升主动脉前一次性通过膜式氧合器的给药旁路注入100mg利多卡因是否有利于避免再灌注室颤。方法 将24例冠心病(CAD)患者随机分成2组：利多卡因组(L组)和对照组(C组)。L组12名患者于升主动脉开放前1min通过膜式氧合器的给药旁路给予100mg的利多卡因；C组给予5ml的生理盐水。通过Swan-Ganz导管监测全组病人麻醉诱导后以及脱离CPB后的血流动力学指标：心率(HR)、平均动脉压(MAP)、平均肺动脉压(MPAP)、肺毛细血管楔压(PCWP)、静脉压(CVP)以及心排量(CO)。结果 主动脉阻断时间和CPB时间无明显差异；(1)L组的再灌注室颤的发生率(17%)明显低于C组(58%)(P<0.05)。(2)两组患者应用血管活性药没有明显差异。(3)与C组比较L组在脱离CPB后心排量明显增加(P<0.01)。结论 在开放升主动脉时一次性通过膜式氧合器的给药旁路注入100mg利多卡因有利于防止再灌注室颤的发生；并且在患者脱离CPB后有利于维持一个较高的心排量。
关键词：利多卡因；再灌注；心室纤颤；冠状动脉移植术
Lidocaine in Prevention of the Reperfusion Ventricular Fibrillation in Patients Undergoing CABG
JI Bing-yang, LIU Jin-ping, FENG Zheng-yi, YU Kun, LONG Cun
(Department of Cardiopulmonary bypass, Cardiovascular Institute
& Fuwai Hospital, PUMC & CAMS, Beijing 100037)
Abstract: OBJECTIVE To investigate whether to infuse a bolus of lidocaine by way of the oxygenator before releasing the aortic cross-clamping could lower the incidence of reperfusion ventricular fibrillation during CABG.METHODS Twenty-four CAD patients were randomly divided into two groups：Lidocaine group (Group L n=12); control group (Group C n=12). 12 patients in group L received 100mg of lidocaine by way of oxygenator 1 minute before releasing the aortic cross-clamping(ACC),and 12 patients in group C received 5ml of saline. Blood dynamic indexes were monitored by the Swan-Ganz before induction and after weaning from cardiopulmonary bypass.RESULTS There were no difference of the aortic cross-clamping time and CPB time in both groups. (1) The rate of rebeating in group L is higher than group C (P<0.05). (2)And there is no difference in using inotropic drugs after operation. (3) Comparing with the group C, The CO of group L is much higher (P<0.05). CONCLUSION the results shows that a bolus of 100mg of lidocaine infused by way of oxygenator 1 minute before release of the ACC can decrease the incidence of reperfusion ventricular fibrillation and is related with better hemodynamics after weaning.
Key words：Lidocaine；reperfusion；ventricular fibrillation；CABG
在体外循环(CPB)支持的心脏直视手术中，需要不同时间的阻断心肌血流；势必在心肌恢复血流后，由于再灌注导致的心肌损伤，心肌自身的起搏、传导等功能细胞受到不同程度的损伤，使心肌不能有效的恢复原有心律和心率。有文献报道再灌注室颤的发生率为74%~96%[1、2]。再灌注室颤会使心肌无氧酵解的代谢产物聚集和增加心室壁的张力，从而导致心肌内的酸中毒。同时电除颤也会对心肌产生损伤。因此避免再灌注室颤对心肌功能的恢复是有积极意义的。曾有学者将利多卡因加入到心肌停搏液中使再灌注室颤率有明显的降低，但是同时有文献报道房室传导阻滞的发生率也增加了[3]。本研究的目的是探讨通过在冠脉搭桥术中升主动脉开放前通过氧合器的给药旁路给予100mg的利多卡因是否能有效的抑制再灌注室颤的发生。
1 临床资料和方法
1.1 病例选择
本组患者共24例均为稳定心绞痛的单纯CAD患者，所有患者均为三支病变但不合并有室壁瘤和其他瓣膜病。
实验分组：24例CAD患者随机分成2组，每组各12例，其中L组为实验组，在开放升主动脉前1min从氧合器的给药旁路给予100mg利多卡因，C组为对照组给予5ml生理盐水。
1.2 麻醉和CPB方法
两组病例均在气管内插管采用静吸复合麻醉下手术。常规建立CPB。使用Stockert-II型人工心肺机，Medtronic膜式氧合器，CPB预充1 000ml乳酸林格液，1 000ml代血浆；CPB中的流量维持在2.4~2.8L/(min·m2)。CPB中的鼻咽温维持在31℃左右。在阻断心肌血流后采用高钾冷血停搏液灌注心肌，每隔30min灌注一次。其中心肌停搏液中的钾离子浓度20mmol/L。
1.3 观察指标和测定方法
1.3.1 血流动力学
通过动脉导管和Swan-Ganz导管监测全组病人麻醉诱导后以及脱离CPB后的血流动力学指标：心率(HR)、平均动脉压(MAP)、平均肺动脉压(MPAP)、肺毛细血管楔压(PCWP)、静脉压(CVP)以及心排量(CO)。
1.3.2 临床观察
2组患者均记录心肺转流时间、主动脉阻断时间，观察心脏停搏和复跳情况，术后正性肌力药物辅助情况。
1.4 统计学处理
计量资料皆以均数±标准差(±s)表示，组间差异比较采用配对t检验。
2 结果
C组和L组的病人在年龄，体重，体表面积，性别比，搭桥支数，CPB时间，阻断时间，灌注心肌保护液总量，开放前钾离子水平，开放前的鼻咽温没有明显差异见表1。同时两组病人在诱导后15min后的血流动力学指标没有明显差异,见表2。表1 临床资料(略) 注： NS(not significant) , 没有明显差异 表2 诱导后15min血流动力学参数(略)注： NS(not significant) , 没有明显差异
L组的再灌注室颤的发生率(17%)明显低于C组(58%)(P<0.05)。脱离CPB 15min后的血流动力学参数中心排量明显高于对照组(P<0.05)。而其它参数没有明显差异，见表3。表3 脱离CPB后15min血流动力学参数(略)注：NS(not significant) , 没有明显差异
3 讨论
在心脏直视手术中，尽管应用高钾心肌保护液可以在一定程度上保护心肌，但由于术中心肌血流的阻断以及随之而来的再灌注损伤都会不同程度的损伤心肌细胞和心肌的传导系统。室颤是由于心肌缺血和主动脉开放后的再灌注损伤导致的。再灌注室颤和电击除颤都会不同程度的给心肌带来损伤，因此防止主动脉开放后的再灌注室颤的发生对心肌功能的恢复是有益的。心脏停搏液含有普鲁卡因具有抑制0相与4相除极的作用，可延长心房、心室肌与浦肯野纤维的不应期，降低自律性与传导速率，同时亦降低附加房室旁道的传导。因此在停搏液中普鲁卡因的作用就是避免再灌注后的室颤[4]。
利多卡因是一种局麻药，同时有增加室颤阈值的作用。它是IB类抗心律失常药，与钠通道结合呈现频率依赖性降低4期的除极斜率。轻度减慢动作电位0相上升速率Vmax，减慢浦肯野纤维的传导速度，缩短动作电位时程。利多卡因抑制浦肯野纤维的自律性，但对心房肌的作用轻微。轻度缩短浦肯野纤维的有效不应期[5]。
在本研究中利多卡因是通过膜式氧合器的给药旁路在主动脉开放前1min给予的。在L组再灌注室颤的发生率明显低于C组，而房室传导阻滞的发生率并没有增加。这种再灌注室颤明显降低是由于利多卡因的给予是在主动脉开放前通过膜式氧合器的给药旁路进入动脉管路直接被运送到主动脉根部，从而增加室颤的阈值。在Rinne和Kaukinen的研究中发现在主动脉开放前给予利多卡因，然后持续24h通过微量泵泵入，监测血浆中肌钙蛋白I和CK-MB的活性，并没有在再灌注室颤后给予心肌提供更多的保护[6]。
在本研究中我们发现在主动脉开放前给予利多卡因不仅降低再灌注室颤的发生而且与脱离CPB后较高的心排量有相关性。对照组与实验组相比心排量较低是由于对照组的再灌注室颤的发生率较高导致的。室颤可以导致心室壁张力增加，心肌细胞耗氧增加，使心肌内膜的血流减少，心肌细胞内酸性代谢物的大量堆积导致细胞内酸中毒抑制心肌细胞的收缩。电除颤会导致心肌细胞的直接损伤，因为它会导致心外膜收缩异常和损伤,心肌细胞间闰盘的明显断裂[3]。在本试验中利多卡因组避免了再灌注室颤和电除颤，因此能解释利多卡因组能在CPB后15min后获得一个较高的心排量。
因此，本研究表明在开放升主动脉前1min通过氧合器旁路给予100mg的利多卡因能明显降低再灌注室颤的发生，而没有增加传导阻滞的发生。并且这种再灌注室颤的明显降低能够使CPB后心肌提供较高的心排量。有利于冠脉搭桥患者心功能的恢复。
参考文献：
[1]Fall SM,Burton NA,Graeber,et al: Prevention of ventricular fibrillation after myocardial revascularization[J]. Ann Thorac Surg，1987，43:182-184.
[2]Fiore AC,Naunheim KS,Taub J,et al:Myocardial preservation using lidocaine blood cardioplegia[J].Ann Thorac Surg，1990，50:771-775.
[3]Tchervenkov CZ,Wynands JE,Symes JF, et al: Electrical behavior of the heart following high potassium cardioplegia[J]. Ann Thorac Surg，36:314-319.
[4]Sellev,old OFM,Berg EM,Levang,et al:Procaine is effective for minimizing postischemic ventricular fibrillation in cardiac surgery[J].Anesth analg ，1995，81:932-938.
[5]钱学贤，戴玉华，孔华宇.现代心血管病学[M].人民军医出版社.470-485
[6]Rinne T,Kaukinen S:Does lidokaine protect the heart during coronary revascularisation[J].Acta Scand，1998，42 :936-940.
作者简介： 吉冰洋(1972-10)，男，主治医师，在读硕士
(中国医学科学院中国协和医科大学北京阜外医院体外循环科,北京 100037), http://www.100md.com(吉冰洋, 刘晋萍 ,冯正义, 于坤, 龙村)
关键词：利多卡因；再灌注；心室纤颤；冠状动脉移植术
Lidocaine in Prevention of the Reperfusion Ventricular Fibrillation in Patients Undergoing CABG
JI Bing-yang, LIU Jin-ping, FENG Zheng-yi, YU Kun, LONG Cun
(Department of Cardiopulmonary bypass, Cardiovascular Institute
& Fuwai Hospital, PUMC & CAMS, Beijing 100037)
Abstract: OBJECTIVE To investigate whether to infuse a bolus of lidocaine by way of the oxygenator before releasing the aortic cross-clamping could lower the incidence of reperfusion ventricular fibrillation during CABG.METHODS Twenty-four CAD patients were randomly divided into two groups：Lidocaine group (Group L n=12); control group (Group C n=12). 12 patients in group L received 100mg of lidocaine by way of oxygenator 1 minute before releasing the aortic cross-clamping(ACC),and 12 patients in group C received 5ml of saline. Blood dynamic indexes were monitored by the Swan-Ganz before induction and after weaning from cardiopulmonary bypass.RESULTS There were no difference of the aortic cross-clamping time and CPB time in both groups. (1) The rate of rebeating in group L is higher than group C (P<0.05). (2)And there is no difference in using inotropic drugs after operation. (3) Comparing with the group C, The CO of group L is much higher (P<0.05). CONCLUSION the results shows that a bolus of 100mg of lidocaine infused by way of oxygenator 1 minute before release of the ACC can decrease the incidence of reperfusion ventricular fibrillation and is related with better hemodynamics after weaning.
Key words：Lidocaine；reperfusion；ventricular fibrillation；CABG
在体外循环(CPB)支持的心脏直视手术中，需要不同时间的阻断心肌血流；势必在心肌恢复血流后，由于再灌注导致的心肌损伤，心肌自身的起搏、传导等功能细胞受到不同程度的损伤，使心肌不能有效的恢复原有心律和心率。有文献报道再灌注室颤的发生率为74%~96%[1、2]。再灌注室颤会使心肌无氧酵解的代谢产物聚集和增加心室壁的张力，从而导致心肌内的酸中毒。同时电除颤也会对心肌产生损伤。因此避免再灌注室颤对心肌功能的恢复是有积极意义的。曾有学者将利多卡因加入到心肌停搏液中使再灌注室颤率有明显的降低，但是同时有文献报道房室传导阻滞的发生率也增加了[3]。本研究的目的是探讨通过在冠脉搭桥术中升主动脉开放前通过氧合器的给药旁路给予100mg的利多卡因是否能有效的抑制再灌注室颤的发生。
1 临床资料和方法
1.1 病例选择
本组患者共24例均为稳定心绞痛的单纯CAD患者，所有患者均为三支病变但不合并有室壁瘤和其他瓣膜病。
实验分组：24例CAD患者随机分成2组，每组各12例，其中L组为实验组，在开放升主动脉前1min从氧合器的给药旁路给予100mg利多卡因，C组为对照组给予5ml生理盐水。
1.2 麻醉和CPB方法
两组病例均在气管内插管采用静吸复合麻醉下手术。常规建立CPB。使用Stockert-II型人工心肺机，Medtronic膜式氧合器，CPB预充1 000ml乳酸林格液，1 000ml代血浆；CPB中的流量维持在2.4~2.8L/(min·m2)。CPB中的鼻咽温维持在31℃左右。在阻断心肌血流后采用高钾冷血停搏液灌注心肌，每隔30min灌注一次。其中心肌停搏液中的钾离子浓度20mmol/L。
1.3 观察指标和测定方法
1.3.1 血流动力学
通过动脉导管和Swan-Ganz导管监测全组病人麻醉诱导后以及脱离CPB后的血流动力学指标：心率(HR)、平均动脉压(MAP)、平均肺动脉压(MPAP)、肺毛细血管楔压(PCWP)、静脉压(CVP)以及心排量(CO)。
1.3.2 临床观察
2组患者均记录心肺转流时间、主动脉阻断时间，观察心脏停搏和复跳情况，术后正性肌力药物辅助情况。
1.4 统计学处理
计量资料皆以均数±标准差(±s)表示，组间差异比较采用配对t检验。
2 结果
C组和L组的病人在年龄，体重，体表面积，性别比，搭桥支数，CPB时间，阻断时间，灌注心肌保护液总量，开放前钾离子水平，开放前的鼻咽温没有明显差异见表1。同时两组病人在诱导后15min后的血流动力学指标没有明显差异,见表2。表1 临床资料(略) 注： NS(not significant) , 没有明显差异 表2 诱导后15min血流动力学参数(略)注： NS(not significant) , 没有明显差异
L组的再灌注室颤的发生率(17%)明显低于C组(58%)(P<0.05)。脱离CPB 15min后的血流动力学参数中心排量明显高于对照组(P<0.05)。而其它参数没有明显差异，见表3。表3 脱离CPB后15min血流动力学参数(略)注：NS(not significant) , 没有明显差异
3 讨论
在心脏直视手术中，尽管应用高钾心肌保护液可以在一定程度上保护心肌，但由于术中心肌血流的阻断以及随之而来的再灌注损伤都会不同程度的损伤心肌细胞和心肌的传导系统。室颤是由于心肌缺血和主动脉开放后的再灌注损伤导致的。再灌注室颤和电击除颤都会不同程度的给心肌带来损伤，因此防止主动脉开放后的再灌注室颤的发生对心肌功能的恢复是有益的。心脏停搏液含有普鲁卡因具有抑制0相与4相除极的作用，可延长心房、心室肌与浦肯野纤维的不应期，降低自律性与传导速率，同时亦降低附加房室旁道的传导。因此在停搏液中普鲁卡因的作用就是避免再灌注后的室颤[4]。
利多卡因是一种局麻药，同时有增加室颤阈值的作用。它是IB类抗心律失常药，与钠通道结合呈现频率依赖性降低4期的除极斜率。轻度减慢动作电位0相上升速率Vmax，减慢浦肯野纤维的传导速度，缩短动作电位时程。利多卡因抑制浦肯野纤维的自律性，但对心房肌的作用轻微。轻度缩短浦肯野纤维的有效不应期[5]。
在本研究中利多卡因是通过膜式氧合器的给药旁路在主动脉开放前1min给予的。在L组再灌注室颤的发生率明显低于C组，而房室传导阻滞的发生率并没有增加。这种再灌注室颤明显降低是由于利多卡因的给予是在主动脉开放前通过膜式氧合器的给药旁路进入动脉管路直接被运送到主动脉根部，从而增加室颤的阈值。在Rinne和Kaukinen的研究中发现在主动脉开放前给予利多卡因，然后持续24h通过微量泵泵入，监测血浆中肌钙蛋白I和CK-MB的活性，并没有在再灌注室颤后给予心肌提供更多的保护[6]。
在本研究中我们发现在主动脉开放前给予利多卡因不仅降低再灌注室颤的发生而且与脱离CPB后较高的心排量有相关性。对照组与实验组相比心排量较低是由于对照组的再灌注室颤的发生率较高导致的。室颤可以导致心室壁张力增加，心肌细胞耗氧增加，使心肌内膜的血流减少，心肌细胞内酸性代谢物的大量堆积导致细胞内酸中毒抑制心肌细胞的收缩。电除颤会导致心肌细胞的直接损伤，因为它会导致心外膜收缩异常和损伤,心肌细胞间闰盘的明显断裂[3]。在本试验中利多卡因组避免了再灌注室颤和电除颤，因此能解释利多卡因组能在CPB后15min后获得一个较高的心排量。
因此，本研究表明在开放升主动脉前1min通过氧合器旁路给予100mg的利多卡因能明显降低再灌注室颤的发生，而没有增加传导阻滞的发生。并且这种再灌注室颤的明显降低能够使CPB后心肌提供较高的心排量。有利于冠脉搭桥患者心功能的恢复。
参考文献：
[1]Fall SM,Burton NA,Graeber,et al: Prevention of ventricular fibrillation after myocardial revascularization[J]. Ann Thorac Surg，1987，43:182-184.
[2]Fiore AC,Naunheim KS,Taub J,et al:Myocardial preservation using lidocaine blood cardioplegia[J].Ann Thorac Surg，1990，50:771-775.
[3]Tchervenkov CZ,Wynands JE,Symes JF, et al: Electrical behavior of the heart following high potassium cardioplegia[J]. Ann Thorac Surg，36:314-319.
[4]Sellev,old OFM,Berg EM,Levang,et al:Procaine is effective for minimizing postischemic ventricular fibrillation in cardiac surgery[J].Anesth analg ，1995，81:932-938.
[5]钱学贤，戴玉华，孔华宇.现代心血管病学[M].人民军医出版社.470-485
[6]Rinne T,Kaukinen S:Does lidokaine protect the heart during coronary revascularisation[J].Acta Scand，1998，42 :936-940.
作者简介： 吉冰洋(1972-10)，男，主治医师，在读硕士
(中国医学科学院中国协和医科大学北京阜外医院体外循环科,北京 100037), http://www.100md.com(吉冰洋, 刘晋萍 ,冯正义, 于坤, 龙村)