左心辅助循环和完全体外循环下血细胞流变行为的对比实验研究
作者：任 杰 胡盛寿 朱晓东 骆秉铨 黄容国 邵博一
单位：任 杰 胡盛寿 朱晓东 邵博一 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，心外科；骆秉铨 黄容国 徐州市第四人民医院，心血管病研究所，江苏省
关键词：微创；冠状动脉旁路移植术； 血细胞；流变学
中国循环杂志990426 摘要：目的：研究左心辅助循环下微创冠状动脉旁路移植术(MICABG)血细胞流变行为的变化，并与体外循环下心脏手术后其相应的变化进行比较，以探讨其对减轻手术创伤的意义。
方法：6条犬经左前外小切口在左心辅助循环下，用同种颈动脉在降主动脉或乳内动脉与钝缘支间做旁路吻合(实验组)。6条犬在体外循环下建立冠心病的动物模型(对照组)。手术停机后取血，运用布氏显微镜行活血分析。
, 百拇医药
结果：左心辅助循环下MICABG术后血细胞流变学指标与术前相比无显著性变化。体外循环术后红细胞畸形率和白细胞活化率比术前显著增高，并显著高于MICABG术后的相应指标。
结论：左心辅助循环下的MICABG对血细胞流变行为没有明显的影响。与体外循环下心脏手术相比左心辅助循环的方法可以减轻手术创伤。
Comparative Experiment Study on Blood Cells Rheology of Left
Heart Bypass and Cardiopulmonary Bypass
Ren Jie,Hu Shengshou,Zhu Xiaodong,et al.
Department of Cardiac Surgery,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital,CAMS and PUMC,Beijing(100037)
, 百拇医药
Abstract Objective:To compare the blood cells rheologic changes of minimally invasive coronary artery bypass grafting (MICABG) under left heart bypass,with corresponding variables in heart operations under cardiopulmonary bypass.To discuss the benefitial effects of MICABG.
Methods:In six dogs a homogeneous carotid artery was anastomosed to the left internal mammary artery (LIMA) or the thoracic descending aorta through a small left anterior incision.And then a circumflex artery branch anastomosis was performed under left heart bypass.The mean bypass time was 92.5±19.9 minutes.In other six dogs,congenital heart disease or coronary artery disease animal models were built with cardiopulmonary bypass.The mean bypass time was 81.7±22.5 minutes.Live blood study was made for each animal at the end of bypass.
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Results:There was no blood rheologic change after MICABG under left heart bypass.Red blood cell malformation rate and white blood cell activation rate were significantly increased after the operations with cardiopulmonary bypass,and were significant higher than the corresponding variables after MICABG under left heart bypass.
Conclusion:MICABG under left heart bypass has no disadvantageous effect on blood cells rheology,and is less traumatic than operations under cardiopulmonary bypass.
, 百拇医药
Key words Minimally invasive;Coronary artery bypass grafting;Blood cells;Rheology
(Chinese Circulation Journal,1999,14:245.)
微创冠状动脉旁路移植术(MICABG)是近年来心血管外科的一个热点领域。它是指不使用体外循环，或仅使用辅助循环装置，经缩小的非正中切口，在跳动的心脏上进行的冠状动脉旁路移植术(CABG)。与传统CABG相比，MICABG可以减少手术创伤，避免了体外循环对正常生理状态的影响。
细胞流变学是研究血细胞流动变形的科学。我们采用布氏显微镜(BVPM)的活血分析法[1]，对MICABG中血细胞的流变行为进行观察，并与体外循环下心脏手术后相应变化进行比较，以探讨MICABG对减少手术创伤的意义。
, 百拇医药
1 材料与方法
自1998年1月至8月，选12条健康杂种犬，体重15～20 kg，分为2组。①实验组(n＝6)：左前外6～8 cm切口，经第4肋间进胸。静脉注射肝素0.5～1.0 mg/kg，维持激活全血凝固时间(ACT)200秒左右。分别在左心耳和股动脉插管，经肝素化管道，运用离心泵建立左心辅助循环。用同种颈动脉在降主动脉或左乳内动脉与第2钝缘支间做旁路吻合。停止左心辅助时经动脉取血1 ml行活血分析。②对照组(n＝6)：正中开胸。全身肝素化(3.0 mg/kg)，经主动脉及上下腔静脉插管运用西京鼓泡氧合器建立体外循环。阻断升主动脉后建立先天性心脏病或冠心病动物模型。停止转流时经动脉取血1 ml行活血分析。
以清洁的载玻片取一滴血，盖上玻片。将制成的活血片放在布氏显微镜多投射、放大8 000倍的视野下观察分析。观察20个视野，分别计算红细胞畸形率、聚集率，白细胞活化率、聚集率及血小板活化率、聚集率。
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统计学方法：数据以
±s表示，统计学处理采用t检验。
2 结果
左心辅助循环下MICABG术后血细胞流变学指标与术前相比无显著性变化(附表、图1、图2)。平均左心辅助时间92.5±19.9分钟。体外循环术后红细胞畸形率和白细胞活化率比术前显著增高，并显著高于MICABG术后的相应指标(附表、图3和图4)。平均体外循环时间81.7±22.5分钟。
附表 左心辅助循环下微创冠状动脉旁路移植术
和体外循环下心脏手术对血液流变学的影响(%)
红细胞
畸形率
, 百拇医药
红细胞
聚集率
白细胞
活化率
白细胞
聚集率
血小板
活化率
血小板
聚集率
左心辅助前
6.7
18.3
, 百拇医药
30.0
6.7
12.5
25.0
左心辅助后
8.3
7.5
33.3
4.2
20.0
15.8
体外循环前
13.3
, http://www.100md.com
11.7
40.0
11.7
33.3
48.3
体外循环后
35.8*
6.7
95.8**
0
12.5*
20.8*
, 百拇医药
注：与体外循环前相比*P<0.05 **P<0.01
图1～4 左心辅助循环和体外循环前、后血细胞布氏显微镜照片(×8 000) 图1 左心辅助循环前红细胞、白细胞形态正常，白细胞无活化 图2 左心辅助循环后红细胞、白细胞形态正常，白细胞无活化 图3 体外循环前红细胞、白细胞形态正常，白细胞无活化 图4 体外循环后红细胞畸形，白细胞活化
3 讨论
尽管体外循环下的CABG已经得到广泛应用，并且手术结果令人满意，但其并发症特别是体外循环并发症一直为人们所关注。近年来非体外循环下的CABG再次引起了人们的极大兴趣。但目前这一方法多限于对单支病变的治疗。本研究在左心辅助循环支持下，完成回旋支的血管吻合，扩大了MICABG的应用范围。
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本实验证实，体外循环后红细胞畸形率比术前显著增加(P<0.05)，这主要与体外循环过程中氧合器的机械挤压及过高的渗透压致红细胞表面张力改变有关，从而使红细胞的携氧能力和变形能力下降。红细胞畸形是体外循环术后肺功能障碍的重要参与机制，也可导致溶血及贫血，使游离血浆血红蛋白增加，出现血红蛋白尿，甚至肾功能衰竭[2]。运用左心辅助循环行MICABG，术后红细胞畸形率与术前相比没有显著性差异，从而可以避免或减少体外循环所致溶血及贫血的发生，并减少手术后肺和肾的并发症，减轻对机体的损害。
体外循环术后白细胞活化率比术前显著增高。这主要是由于体外循环的机械作用和缺血再灌注机制，激活补体和激肽，并通过过敏毒素和血管舒缓素直接活化中性粒细胞。活化的白细胞变形能力下降，导致微循环障碍。另外由于体外循环术后白细胞在肺内扣留[3]，活化的白细胞通过释放大量氧自由基及花生四烯酸代谢产物、脱颗粒反应和粒细胞微栓形成等机制造成严重肺损伤[4]。体外循环下CABG术后肺部并发症常见，白细胞活化是其重要的参与机制。MICABG术后白细胞活化率与术前相比没有显著性差异，因此，运用左心辅助循环行MICABG可以减轻白细胞对微循环的破坏作用，减少肺部并发症的发生。
, 百拇医药
通过本研究可以看出，左心辅助循环下MICABG对血细胞流变行为没有明显影响。与体外循环下的心脏手术相比这种方法可以减轻手术创伤，减少并发症发生，促进术后恢复。
第一作者：任杰，男，31岁，主治医师，博士研究生
参考文献
1 Bradford R,Behl A,Culbert M,eds.Live blood analysis.ed 1.Chula Vista:American Bioogics,1987.1—66.
2 单毅.体外循环时微循环的改变.见：李佳春，李功宋主编.体外循环灌注学.第1版.北京：人民军医出版社，1993.148.
3 Hammerschmidt DE,Stroncek DF,Bowers TK,et al.Complement activation and neutropenia occurring during cardiopulmonary bypass.J Thorac Cardiovasc Surg,1981,81:370—377.
4 李增祺，廖崇光.体外循环肺损伤与补体介导的中性粒细胞肺内聚集的关系.中国病理生理杂志，1994，10：327—330.
收稿：1998-10-29
修回：1999-01-07, http://www.100md.com
单位：任 杰 胡盛寿 朱晓东 邵博一 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，心外科；骆秉铨 黄容国 徐州市第四人民医院，心血管病研究所，江苏省
关键词：微创；冠状动脉旁路移植术； 血细胞；流变学
中国循环杂志990426 摘要：目的：研究左心辅助循环下微创冠状动脉旁路移植术(MICABG)血细胞流变行为的变化，并与体外循环下心脏手术后其相应的变化进行比较，以探讨其对减轻手术创伤的意义。
方法：6条犬经左前外小切口在左心辅助循环下，用同种颈动脉在降主动脉或乳内动脉与钝缘支间做旁路吻合(实验组)。6条犬在体外循环下建立冠心病的动物模型(对照组)。手术停机后取血，运用布氏显微镜行活血分析。
, 百拇医药
结果：左心辅助循环下MICABG术后血细胞流变学指标与术前相比无显著性变化。体外循环术后红细胞畸形率和白细胞活化率比术前显著增高，并显著高于MICABG术后的相应指标。
结论：左心辅助循环下的MICABG对血细胞流变行为没有明显的影响。与体外循环下心脏手术相比左心辅助循环的方法可以减轻手术创伤。
Comparative Experiment Study on Blood Cells Rheology of Left
Heart Bypass and Cardiopulmonary Bypass
Ren Jie,Hu Shengshou,Zhu Xiaodong,et al.
Department of Cardiac Surgery,Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital,CAMS and PUMC,Beijing(100037)
, 百拇医药
Abstract Objective:To compare the blood cells rheologic changes of minimally invasive coronary artery bypass grafting (MICABG) under left heart bypass,with corresponding variables in heart operations under cardiopulmonary bypass.To discuss the benefitial effects of MICABG.
Methods:In six dogs a homogeneous carotid artery was anastomosed to the left internal mammary artery (LIMA) or the thoracic descending aorta through a small left anterior incision.And then a circumflex artery branch anastomosis was performed under left heart bypass.The mean bypass time was 92.5±19.9 minutes.In other six dogs,congenital heart disease or coronary artery disease animal models were built with cardiopulmonary bypass.The mean bypass time was 81.7±22.5 minutes.Live blood study was made for each animal at the end of bypass.
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Results:There was no blood rheologic change after MICABG under left heart bypass.Red blood cell malformation rate and white blood cell activation rate were significantly increased after the operations with cardiopulmonary bypass,and were significant higher than the corresponding variables after MICABG under left heart bypass.
Conclusion:MICABG under left heart bypass has no disadvantageous effect on blood cells rheology,and is less traumatic than operations under cardiopulmonary bypass.
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Key words Minimally invasive;Coronary artery bypass grafting;Blood cells;Rheology
(Chinese Circulation Journal,1999,14:245.)
微创冠状动脉旁路移植术(MICABG)是近年来心血管外科的一个热点领域。它是指不使用体外循环，或仅使用辅助循环装置，经缩小的非正中切口，在跳动的心脏上进行的冠状动脉旁路移植术(CABG)。与传统CABG相比，MICABG可以减少手术创伤，避免了体外循环对正常生理状态的影响。
细胞流变学是研究血细胞流动变形的科学。我们采用布氏显微镜(BVPM)的活血分析法[1]，对MICABG中血细胞的流变行为进行观察，并与体外循环下心脏手术后相应变化进行比较，以探讨MICABG对减少手术创伤的意义。
, 百拇医药
1 材料与方法
自1998年1月至8月，选12条健康杂种犬，体重15～20 kg，分为2组。①实验组(n＝6)：左前外6～8 cm切口，经第4肋间进胸。静脉注射肝素0.5～1.0 mg/kg，维持激活全血凝固时间(ACT)200秒左右。分别在左心耳和股动脉插管，经肝素化管道，运用离心泵建立左心辅助循环。用同种颈动脉在降主动脉或左乳内动脉与第2钝缘支间做旁路吻合。停止左心辅助时经动脉取血1 ml行活血分析。②对照组(n＝6)：正中开胸。全身肝素化(3.0 mg/kg)，经主动脉及上下腔静脉插管运用西京鼓泡氧合器建立体外循环。阻断升主动脉后建立先天性心脏病或冠心病动物模型。停止转流时经动脉取血1 ml行活血分析。
以清洁的载玻片取一滴血，盖上玻片。将制成的活血片放在布氏显微镜多投射、放大8 000倍的视野下观察分析。观察20个视野，分别计算红细胞畸形率、聚集率，白细胞活化率、聚集率及血小板活化率、聚集率。
, http://www.100md.com
统计学方法：数据以
±s表示，统计学处理采用t检验。2 结果
左心辅助循环下MICABG术后血细胞流变学指标与术前相比无显著性变化(附表、图1、图2)。平均左心辅助时间92.5±19.9分钟。体外循环术后红细胞畸形率和白细胞活化率比术前显著增高，并显著高于MICABG术后的相应指标(附表、图3和图4)。平均体外循环时间81.7±22.5分钟。
附表 左心辅助循环下微创冠状动脉旁路移植术
和体外循环下心脏手术对血液流变学的影响(%)
红细胞
畸形率
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红细胞
聚集率
白细胞
活化率
白细胞
聚集率
血小板
活化率
血小板
聚集率
左心辅助前
6.7
18.3
, 百拇医药
30.0
6.7
12.5
25.0
左心辅助后
8.3
7.5
33.3
4.2
20.0
15.8
体外循环前
13.3
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11.7
40.0
11.7
33.3
48.3
体外循环后
35.8*
6.7
95.8**
0
12.5*
20.8*
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注：与体外循环前相比*P<0.05 **P<0.01
图1～4 左心辅助循环和体外循环前、后血细胞布氏显微镜照片(×8 000) 图1 左心辅助循环前红细胞、白细胞形态正常，白细胞无活化 图2 左心辅助循环后红细胞、白细胞形态正常，白细胞无活化 图3 体外循环前红细胞、白细胞形态正常，白细胞无活化 图4 体外循环后红细胞畸形，白细胞活化
3 讨论
尽管体外循环下的CABG已经得到广泛应用，并且手术结果令人满意，但其并发症特别是体外循环并发症一直为人们所关注。近年来非体外循环下的CABG再次引起了人们的极大兴趣。但目前这一方法多限于对单支病变的治疗。本研究在左心辅助循环支持下，完成回旋支的血管吻合，扩大了MICABG的应用范围。
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本实验证实，体外循环后红细胞畸形率比术前显著增加(P<0.05)，这主要与体外循环过程中氧合器的机械挤压及过高的渗透压致红细胞表面张力改变有关，从而使红细胞的携氧能力和变形能力下降。红细胞畸形是体外循环术后肺功能障碍的重要参与机制，也可导致溶血及贫血，使游离血浆血红蛋白增加，出现血红蛋白尿，甚至肾功能衰竭[2]。运用左心辅助循环行MICABG，术后红细胞畸形率与术前相比没有显著性差异，从而可以避免或减少体外循环所致溶血及贫血的发生，并减少手术后肺和肾的并发症，减轻对机体的损害。
体外循环术后白细胞活化率比术前显著增高。这主要是由于体外循环的机械作用和缺血再灌注机制，激活补体和激肽，并通过过敏毒素和血管舒缓素直接活化中性粒细胞。活化的白细胞变形能力下降，导致微循环障碍。另外由于体外循环术后白细胞在肺内扣留[3]，活化的白细胞通过释放大量氧自由基及花生四烯酸代谢产物、脱颗粒反应和粒细胞微栓形成等机制造成严重肺损伤[4]。体外循环下CABG术后肺部并发症常见，白细胞活化是其重要的参与机制。MICABG术后白细胞活化率与术前相比没有显著性差异，因此，运用左心辅助循环行MICABG可以减轻白细胞对微循环的破坏作用，减少肺部并发症的发生。
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通过本研究可以看出，左心辅助循环下MICABG对血细胞流变行为没有明显影响。与体外循环下的心脏手术相比这种方法可以减轻手术创伤，减少并发症发生，促进术后恢复。
第一作者：任杰，男，31岁，主治医师，博士研究生
参考文献
1 Bradford R,Behl A,Culbert M,eds.Live blood analysis.ed 1.Chula Vista:American Bioogics,1987.1—66.
2 单毅.体外循环时微循环的改变.见：李佳春，李功宋主编.体外循环灌注学.第1版.北京：人民军医出版社，1993.148.
3 Hammerschmidt DE,Stroncek DF,Bowers TK,et al.Complement activation and neutropenia occurring during cardiopulmonary bypass.J Thorac Cardiovasc Surg,1981,81:370—377.
4 李增祺，廖崇光.体外循环肺损伤与补体介导的中性粒细胞肺内聚集的关系.中国病理生理杂志，1994，10：327—330.
收稿：1998-10-29
修回：1999-01-07, http://www.100md.com