体外循环术中持续吸入一氧化氮对病人术后出血和肺功能的影响
作者：程卫平 李 荣 王伟鹏 任笑蒙 王宇红
单位：程卫平 李 荣 王伟鹏 任笑蒙 王宇红 中国医学科学院，中国协和医科大学，心血管病研究所，阜外心血管病医院，麻醉科，北京市，100037
关键词：一氧化氮；体外循环；术后肺功能
摘要摘要：目的：观察体外循环(CPB)病人术中持续吸入一氧化氮(NO)对术后出血和肺功能的影响。
方法：42例病人被分为对照组(n＝21)和一氧化氮(NO)组(n＝21)。NO组，通过肺和氧合器(CPB中)吸入浓度为40 ppm(1 ppm＝1/106)的NO。回顾性查阅所有病人的术后胸腔和纵隔引流量、术后血红蛋白含量、血小板和白细胞计数、肺泡—动脉血氧分压差及胸肺顺应性(Cdyn)等。
, 百拇医药
结果：NO组与对照组比较术后12小时和24小时的胸腔和纵隔引流量分别减少44%和34%，术后4～10小时和10～20小时的血小板计数分别增加了22%和21%，术后0～1小时和1～4小时病人的肺泡—动脉血氧分压差分别减少了33%和26%。
结论：体外循环术中持续吸入浓度为40 ppm的NO可减少术后出血和改善术后肺功能。
The Effect of Continuous Nitric Oxide Inhalation on the Postoperative Bleeding and Lung Function in Patients With Extracorporeal Bypass
Cheng Weiping,Li Rong,Wang Weipeng,et al.
Department of Anesthesiology,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital,CAMS and PUMC,Beijing(100037)
, 百拇医药
Abstract Objective:To find the effect of continuous nitric oxide (NO) inhalation on the postoperative bleeding and lung function in patients with extracorporeal bypass(CPB).
Methods：Forty two patients were divided into control group and NO inhalation group(each group n＝21).In NO group,40 ppm NO was inhaled through the lung and oxygenator(during CPB).The postoperative drainage,the counts of platelet and leukocyte,the P(A-a)O2 of lung and compliance of lung and thorax(Cdyn) were studied retrospectively.
, 百拇医药
Results:The postoperative drainage was reduced by 44% and 34% at 12 hours and 24 hours in NO group postoperatively.The counts of platelet was increased by 22% and 21% at 4～10 hours and 10～20 hours after operation in NO group.The P(A-a)O2 of lung was reduced by 33% and 26% at 0～1 hours and 1～4 hours in NO group postoperatively.
Conclusions:In patients with extracorporeal bypass,continuous NO inhalation can reduce postoperative bleeding and improve the postoperative lung function.
, 百拇医药
Key words Nitric oxide;Extracorporeal bypass;Postoperative lung function
(Chinese Circulation Journal,1999,14:239.)
体外循环(CPB)心脏手术中的异物表面和机械刺激可引起人体凝血、纤溶系统功能紊乱和全身性炎性反应，而血小板和白细胞的激活和崩解在上述反应中起重要的作用[1]。离体研究表明一氧化氮(NO)可抑制机械和化学刺激导致血小板和白细胞的激活[2，3]。本临床观察目的在于了解CPB心脏手术中持续应用NO对病人术后胸腔和纵隔引流及肺功能的影响。
1 资料和方法
病例选择：选择我院1997年7月～12月42例ASA(美国麻醉学会)分级Ⅱ～Ⅲ级、行心脏瓣膜置换手术的病人，所有病人肝、肾功能正常，术前均接受常规强心甙类药及利尿药治疗。将病人随机分为对照组(n＝21)和NO组(n＝21)。
, 百拇医药
麻醉和操作：所有病人术前1小时均肌肉注射吗啡0.2 mg/kg和东莨菪碱0.3 mg，入室后给予芬太尼20 μg/kg和哌库溴铵0.2 mg/kg,气管插管、机械通气。NO组，通过北美Drager—2C麻醉机的笑气通路给予800 ppm浓度的NO，调节空气和氧气的比例使吸入氧浓度维持在0.60，通过NO浓度监测仪调整NO的给气量和空气—氧气混合气的比例，使吸入气中NO浓度维持在40 ppm。在CPB期间，将麻醉机的新鲜气流管与CPB的吹氧管连接，通过麻醉机的空气、氧气和笑气流量表调节通气量、氧浓度和NO浓度使在CPB中通入氧合器的NO浓度也维持在40 ppm。停机后继续通过呼吸道吸入NO直至关胸。所有病人术中采用芬太尼、哌库溴铵和异氟醚维持麻醉。术中均使用国产抑肽酶，总量为500万单位(CPB前和CPB中各用200万单位，CPB后用100万单位)。所有病人均使用膜肺。手术结束后病人被送至监护病房(ICU)采用双盲进行常规心外科处理和护理。
资料收集、整理：整个实验结束后由第三者对以上42例病人进行资料收集，内容包括：病人一般情况、手术名称、CPB时间、术后12小时和24小时胸腔和纵隔引流量、术后库血用量和病人进出监护病房时的血红蛋白含量，收集术前和术后0～4、4～10、10～20小时病人的血小板和白细胞计数，收集术前和术后0～1、1～4、4～8小时病人的气道压、潮气量、吸入氧浓度和动脉血气，计算胸肺整体顺应性和肺泡—动脉血氧分压差[P(A-a)O2]等数据。
, 百拇医药
统计学处理：数据全部收集完毕后公布对照组和NO组名单并将数据以均数±标准差表示(
±s)，按分组进行整理和统计。所有组间数据采用Student t检验，P<0.05为有显著性差异。
2 结果
2组病人的性别、年龄、体重、手术种类及CPB时间均无显著性差异。术后12、24小时胸腔和纵隔引流量在对照组分别为399±303 ml、482±339 ml，NO组分别为223±111 ml、318±123 ml，NO组比对照组分别减少44%和34%(P<0.05)。病人术后4～10、10～20小时血小板计数在对照组分别为127±45 g/L、131±41 g/L，NO组分别为155±40 g/L、159±35 g/L，两组比较分别增加了22%和21%，有显著性差异(P<0.05)(表1)。术后0～1、1～4小时病人肺泡—动脉血氧分压差在对照组分别为205.5±87.8 mmHg、171.8±72.8 mmHg，NO组分别为138.0±69.0 mmHg、130.5±57.0 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)，两组比较分别减少了33%和26%，有显著性差异(P<0.05)(表2)。对照组与NO组术后库血用量分别为232±303 ml，125±215 ml。
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表1 两组病人血小板、白细胞计数的改变和术后胸腔和纵隔引流量、术后血红蛋白含量(n＝21，±s)
组别
血小板计数
(g/L)
白细胞计数
(g/L)
术后血红蛋白含量
(g/L)
术后胸腔和纵隔引流量
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(ml)
术前
术后0～4
小时
术后4～10
小时
术后10～20
小时
术前
术后0～4
小时
术后4～10
小时
, 百拇医药
术后10～20
小时
入监护
病房时
出监护
病房时
12小时
24小时
对照组
182±63
123±42
127±45
131±41
, 百拇医药
6.5±1.6
11.9±2.8
12.2±3.7
12.8±3.3
107±21
117±22
399±303
482±339
NO组
197±63
121±29
155±40*
, 百拇医药
159±35*
6.9±1.6
13.8±3.7
14.7±4.9
14.3±3.4
96±13*
113±15
223±111*
318±123*
注：与对照组相比*P<0.05。NO：一氧化氮表2 两组病人胸肺顺应性和肺泡—动脉血氧分压差的改变(n＝21，±s)
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组别
胸肺顺应性(Cdyn)
(ml/cmH2O)
肺泡—动脉血氧分压差
(mmHg)
诱导后
术后0～1小时
术后1～4小时
术后4～8小时
诱导前
术后0～1小时
术后1～4小时
, 百拇医药
术后4～8小时
对照组
32.0±6.8
32.0±11.5
31.0±8.8
35.0±13.7
27.8±8.3
205.5±87.8
171.8±72.8
168.8±77.3
NO组
31.0±5.7
, 百拇医药
32.0±8.7
33.0±9.7
34.0±9.9
29.3±9.8
138.0±69.0*
130.5±57.0*
138.0±42.0
注：与对照组相比*P<0.05。NO：一氧化氮。1 mmHg=0.133 kPa
3 讨论
CPB对人体的影响是多方面的，由于血源性传染病而导致的血液供求矛盾日益突出及血液激活导致的全身炎性反应对人体的不良影响，使得人们对CPB中的血液保护尤为关注，而成为近年来的研究热点并提出了“血液麻醉”(blood anesthesia)的概念。CPB中的异物表面和机械刺激可引起人体凝血、纤溶系统功能紊乱和全身性炎症反应，而血小板和白细胞的激活和崩解在上述反应中起重要的作用[1]。生理状态下血小板和多核粒细胞可通过细胞内构件型一氧化氮合酶(nNOS)产生内源性NO，调节细胞功能[4]。离体研究表明外源性NO可抑制血小板和白细胞的激活和破坏[2，3]。本研究试图通过在人体CPB中持续应用NO来达到血液保护作用。结果发现在CPB中持续吸入浓度为40 ppm的NO可明显减少术后出血，这一作用与术后NO组血小板计数高于对照组相吻合。2组术后白细胞虽无统计学上的差异(可能与病例数少有关)，但在对照组有减少的趋势，这可能与在对照组白细胞向组织中(包括肺组织)转移较多有关。作者以往的人体离体和在体实验表明20～40 ppm浓度的NO气体可明显抑制中性粒细胞表面黏附受体CD11b的表达，减少白细胞的激活和崩解[2]。Hayashi等[3]的离体实验表明在氧合器中吹入100 ppm浓度的NO可明显抑制血中血小板的减少和炎性介质的增加。本文对照组术后肺泡—动脉血氧分压差明显高于NO组，这可能与对照组肺内白细胞聚集较多或NO的直接肺保护作用有关。通过本次临床观察可以发现在CPB术中持续吸入浓度为40 ppm的NO可明显减少术后出血和改善术后早期的肺功能，具有有效、经济、方便等特点，但其具体作用机制和环节还需进一步调查研究。
, http://www.100md.com
*此课题受国家自然科学基金青年基金资助(9500139)
第一作者：程卫平，男，37岁，主治医师，硕士
作者简介：李 荣 进修医师，山东省济南市第四人民医院，麻醉科
参考文献
1 Royston D.The inflammatory response and extracorporeal circulation.Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia,1997,11：341—354.
2 程卫平，张海涛，吴安石.一氧化氮对人体离体中性粒细胞CD11b表达的影响.中华麻醉学杂志，1998，18：601—603.
, http://www.100md.com
3 Hayashi Y,Sawa Y,Nishimura M,et al.Nitric oxide gas infusion to the oxygenator enhances the biocompatibility of heparin coated extracorporeal bypass circuits.ASAIO J,1998,44：M456—461.
4 Wallerath T,Gath I,Aulitzky WE,et al.Identification of the NO synthase isoforms expressed inhuman neutrophil granulocytes,megakaryocytes and platelets.Thromb Haemost，1997,77:163—167.
收稿：1998-11-26
修回：1999-04-20, 百拇医药
单位：程卫平 李 荣 王伟鹏 任笑蒙 王宇红 中国医学科学院，中国协和医科大学，心血管病研究所，阜外心血管病医院，麻醉科，北京市，100037
关键词：一氧化氮；体外循环；术后肺功能
摘要摘要：目的：观察体外循环(CPB)病人术中持续吸入一氧化氮(NO)对术后出血和肺功能的影响。
方法：42例病人被分为对照组(n＝21)和一氧化氮(NO)组(n＝21)。NO组，通过肺和氧合器(CPB中)吸入浓度为40 ppm(1 ppm＝1/106)的NO。回顾性查阅所有病人的术后胸腔和纵隔引流量、术后血红蛋白含量、血小板和白细胞计数、肺泡—动脉血氧分压差及胸肺顺应性(Cdyn)等。
, 百拇医药
结果：NO组与对照组比较术后12小时和24小时的胸腔和纵隔引流量分别减少44%和34%，术后4～10小时和10～20小时的血小板计数分别增加了22%和21%，术后0～1小时和1～4小时病人的肺泡—动脉血氧分压差分别减少了33%和26%。
结论：体外循环术中持续吸入浓度为40 ppm的NO可减少术后出血和改善术后肺功能。
The Effect of Continuous Nitric Oxide Inhalation on the Postoperative Bleeding and Lung Function in Patients With Extracorporeal Bypass
Cheng Weiping,Li Rong,Wang Weipeng,et al.
Department of Anesthesiology,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital,CAMS and PUMC,Beijing(100037)
, 百拇医药
Abstract Objective:To find the effect of continuous nitric oxide (NO) inhalation on the postoperative bleeding and lung function in patients with extracorporeal bypass(CPB).
Methods：Forty two patients were divided into control group and NO inhalation group(each group n＝21).In NO group,40 ppm NO was inhaled through the lung and oxygenator(during CPB).The postoperative drainage,the counts of platelet and leukocyte,the P(A-a)O2 of lung and compliance of lung and thorax(Cdyn) were studied retrospectively.
, 百拇医药
Results:The postoperative drainage was reduced by 44% and 34% at 12 hours and 24 hours in NO group postoperatively.The counts of platelet was increased by 22% and 21% at 4～10 hours and 10～20 hours after operation in NO group.The P(A-a)O2 of lung was reduced by 33% and 26% at 0～1 hours and 1～4 hours in NO group postoperatively.
Conclusions:In patients with extracorporeal bypass,continuous NO inhalation can reduce postoperative bleeding and improve the postoperative lung function.
, 百拇医药
Key words Nitric oxide;Extracorporeal bypass;Postoperative lung function
(Chinese Circulation Journal,1999,14:239.)
体外循环(CPB)心脏手术中的异物表面和机械刺激可引起人体凝血、纤溶系统功能紊乱和全身性炎性反应，而血小板和白细胞的激活和崩解在上述反应中起重要的作用[1]。离体研究表明一氧化氮(NO)可抑制机械和化学刺激导致血小板和白细胞的激活[2，3]。本临床观察目的在于了解CPB心脏手术中持续应用NO对病人术后胸腔和纵隔引流及肺功能的影响。
1 资料和方法
病例选择：选择我院1997年7月～12月42例ASA(美国麻醉学会)分级Ⅱ～Ⅲ级、行心脏瓣膜置换手术的病人，所有病人肝、肾功能正常，术前均接受常规强心甙类药及利尿药治疗。将病人随机分为对照组(n＝21)和NO组(n＝21)。
, 百拇医药
麻醉和操作：所有病人术前1小时均肌肉注射吗啡0.2 mg/kg和东莨菪碱0.3 mg，入室后给予芬太尼20 μg/kg和哌库溴铵0.2 mg/kg,气管插管、机械通气。NO组，通过北美Drager—2C麻醉机的笑气通路给予800 ppm浓度的NO，调节空气和氧气的比例使吸入氧浓度维持在0.60，通过NO浓度监测仪调整NO的给气量和空气—氧气混合气的比例，使吸入气中NO浓度维持在40 ppm。在CPB期间，将麻醉机的新鲜气流管与CPB的吹氧管连接，通过麻醉机的空气、氧气和笑气流量表调节通气量、氧浓度和NO浓度使在CPB中通入氧合器的NO浓度也维持在40 ppm。停机后继续通过呼吸道吸入NO直至关胸。所有病人术中采用芬太尼、哌库溴铵和异氟醚维持麻醉。术中均使用国产抑肽酶，总量为500万单位(CPB前和CPB中各用200万单位，CPB后用100万单位)。所有病人均使用膜肺。手术结束后病人被送至监护病房(ICU)采用双盲进行常规心外科处理和护理。
资料收集、整理：整个实验结束后由第三者对以上42例病人进行资料收集，内容包括：病人一般情况、手术名称、CPB时间、术后12小时和24小时胸腔和纵隔引流量、术后库血用量和病人进出监护病房时的血红蛋白含量，收集术前和术后0～4、4～10、10～20小时病人的血小板和白细胞计数，收集术前和术后0～1、1～4、4～8小时病人的气道压、潮气量、吸入氧浓度和动脉血气，计算胸肺整体顺应性和肺泡—动脉血氧分压差[P(A-a)O2]等数据。
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统计学处理：数据全部收集完毕后公布对照组和NO组名单并将数据以均数±标准差表示(
±s)，按分组进行整理和统计。所有组间数据采用Student t检验，P<0.05为有显著性差异。2 结果
2组病人的性别、年龄、体重、手术种类及CPB时间均无显著性差异。术后12、24小时胸腔和纵隔引流量在对照组分别为399±303 ml、482±339 ml，NO组分别为223±111 ml、318±123 ml，NO组比对照组分别减少44%和34%(P<0.05)。病人术后4～10、10～20小时血小板计数在对照组分别为127±45 g/L、131±41 g/L，NO组分别为155±40 g/L、159±35 g/L，两组比较分别增加了22%和21%，有显著性差异(P<0.05)(表1)。术后0～1、1～4小时病人肺泡—动脉血氧分压差在对照组分别为205.5±87.8 mmHg、171.8±72.8 mmHg，NO组分别为138.0±69.0 mmHg、130.5±57.0 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)，两组比较分别减少了33%和26%，有显著性差异(P<0.05)(表2)。对照组与NO组术后库血用量分别为232±303 ml，125±215 ml。
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表1 两组病人血小板、白细胞计数的改变和术后胸腔和纵隔引流量、术后血红蛋白含量(n＝21，
±s)组别
血小板计数
(g/L)
白细胞计数
(g/L)
术后血红蛋白含量
(g/L)
术后胸腔和纵隔引流量
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(ml)
术前
术后0～4
小时
术后4～10
小时
术后10～20
小时
术前
术后0～4
小时
术后4～10
小时
, 百拇医药
术后10～20
小时
入监护
病房时
出监护
病房时
12小时
24小时
对照组
182±63
123±42
127±45
131±41
, 百拇医药
6.5±1.6
11.9±2.8
12.2±3.7
12.8±3.3
107±21
117±22
399±303
482±339
NO组
197±63
121±29
155±40*
, 百拇医药
159±35*
6.9±1.6
13.8±3.7
14.7±4.9
14.3±3.4
96±13*
113±15
223±111*
318±123*
注：与对照组相比*P<0.05。NO：一氧化氮表2 两组病人胸肺顺应性和肺泡—动脉血氧分压差的改变(n＝21，
±s), http://www.100md.com
组别
胸肺顺应性(Cdyn)
(ml/cmH2O)
肺泡—动脉血氧分压差
(mmHg)
诱导后
术后0～1小时
术后1～4小时
术后4～8小时
诱导前
术后0～1小时
术后1～4小时
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术后4～8小时
对照组
32.0±6.8
32.0±11.5
31.0±8.8
35.0±13.7
27.8±8.3
205.5±87.8
171.8±72.8
168.8±77.3
NO组
31.0±5.7
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32.0±8.7
33.0±9.7
34.0±9.9
29.3±9.8
138.0±69.0*
130.5±57.0*
138.0±42.0
注：与对照组相比*P<0.05。NO：一氧化氮。1 mmHg=0.133 kPa
3 讨论
CPB对人体的影响是多方面的，由于血源性传染病而导致的血液供求矛盾日益突出及血液激活导致的全身炎性反应对人体的不良影响，使得人们对CPB中的血液保护尤为关注，而成为近年来的研究热点并提出了“血液麻醉”(blood anesthesia)的概念。CPB中的异物表面和机械刺激可引起人体凝血、纤溶系统功能紊乱和全身性炎症反应，而血小板和白细胞的激活和崩解在上述反应中起重要的作用[1]。生理状态下血小板和多核粒细胞可通过细胞内构件型一氧化氮合酶(nNOS)产生内源性NO，调节细胞功能[4]。离体研究表明外源性NO可抑制血小板和白细胞的激活和破坏[2，3]。本研究试图通过在人体CPB中持续应用NO来达到血液保护作用。结果发现在CPB中持续吸入浓度为40 ppm的NO可明显减少术后出血，这一作用与术后NO组血小板计数高于对照组相吻合。2组术后白细胞虽无统计学上的差异(可能与病例数少有关)，但在对照组有减少的趋势，这可能与在对照组白细胞向组织中(包括肺组织)转移较多有关。作者以往的人体离体和在体实验表明20～40 ppm浓度的NO气体可明显抑制中性粒细胞表面黏附受体CD11b的表达，减少白细胞的激活和崩解[2]。Hayashi等[3]的离体实验表明在氧合器中吹入100 ppm浓度的NO可明显抑制血中血小板的减少和炎性介质的增加。本文对照组术后肺泡—动脉血氧分压差明显高于NO组，这可能与对照组肺内白细胞聚集较多或NO的直接肺保护作用有关。通过本次临床观察可以发现在CPB术中持续吸入浓度为40 ppm的NO可明显减少术后出血和改善术后早期的肺功能，具有有效、经济、方便等特点，但其具体作用机制和环节还需进一步调查研究。
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*此课题受国家自然科学基金青年基金资助(9500139)
第一作者：程卫平，男，37岁，主治医师，硕士
作者简介：李 荣 进修医师，山东省济南市第四人民医院，麻醉科
参考文献
1 Royston D.The inflammatory response and extracorporeal circulation.Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia,1997,11：341—354.
2 程卫平，张海涛，吴安石.一氧化氮对人体离体中性粒细胞CD11b表达的影响.中华麻醉学杂志，1998，18：601—603.
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3 Hayashi Y,Sawa Y,Nishimura M,et al.Nitric oxide gas infusion to the oxygenator enhances the biocompatibility of heparin coated extracorporeal bypass circuits.ASAIO J,1998,44：M456—461.
4 Wallerath T,Gath I,Aulitzky WE,et al.Identification of the NO synthase isoforms expressed inhuman neutrophil granulocytes,megakaryocytes and platelets.Thromb Haemost，1997,77:163—167.
收稿：1998-11-26
修回：1999-04-20, 百拇医药