改良超滤在婴幼儿心脏外科中的应用
http://www.100md.com
体外循环杂志 2000年第1期第2卷
倪红；龚庆成
关键词：
摘要：
体外循环中
体外循环中，血液稀释、低温以及血液成分直接与CBB设备表面非血管内皮物质相接触，诱发一系列炎性反应，使毛系血管通透性增加，导致全身水份的增加、组织水肿及术后脏器功能紊乱，直接影响术后重要脏器的功能。尤其婴幼儿的全身血容量少，免疫、血管内皮系统及排水功能发育不完善，长时间转流、低温及血液稀释更易引起术后体内水分的积聚。
人们采取了许多方法来减少CPB导致的术后血管统透性增加及组织水肿，包括使用尽可能短的体外管路，减少预充量；应用HCT较高的预充方法，提高血液渗透压；尽可能不采用深低温的 CPB方法；术后使用腹膜透析，清除体内过多水分等，取得了一定的临床效果。
, 百拇医药
在70年代，Magilligan等首先将超滤技术用于成人心外科。术前用于心衰病人以减轻组织水肿，术中用于浓缩血液，术后用于治疗肾衰及减轻水肿。在80年代，有人开始将超滤用于儿童CPB，超滤器入口与氧合器出口相连，出口与静脉储血器相连，在复温阶段应用，试图减少TBW,提高术后HCT及减轻CPB后病人的水肿。由于预充液的容量较病人本身的血容量多，尤其是小婴儿，进一步加重了毛系血管的通透性，低温及长时间转流，也可引发一系列严重的并发症，而氧合器内的水分被滤出，需加入一些晶体液或库血，来保持正常的CPB转流，尤其对于小幼儿，排出体内多余水分及使HCT增高的男内能力非常有限，没有强有力的证据来说明超滤可以减少TWB 及术后输血。90年代，Naik等首先将改良超滤(MUF)应用于CPB。MUF在停机后进行，将动脉内及氧合器内血液泵入超滤器，回输至右心房，结果是将温的、浓缩的、氧合血泵入病人体内，提高HCT，减少库血量，滤出体内多余水分。以最大程度改善血液动力学及改善各脏器功能为标准，可用滤出量的多少、超滤时间(一般10~15min)或使HCT达到预定值作为标准。病人在此期间仍保持抗凝，静脉及动脉管道内补充液体，可在发生意外时，快速恢复CPB. Machara等应用无创的生物电阴抗方法测量 CPB后TBW .发现术后病人TWB较CPB之前增加11%~18%。在MUF与常规超滤的对比研究中，1991年Naik等研究证实，MUF减少TWB和术后出血，改善止血功能，库血的需求减少。Journis等研究显示，应用 MUF 术后凝血因子浓度升高，进一步证实MUF可以改善 CPB后的止血功能。Naik等测量了心率，血压，左房压及右房压，肺动脉压力，心排出量， MUF可增加术后心肌收缩力,提高心脏指数,降低心率及体循环阻力,有利于术后心功能的恢复.进一步研究证实,MUF后左室功能的改变来源于左室舒张末期长度 , 左室舒张末期压力,平均射血压力的改变.很多病人术后短期内需要正性肌力药物支持.Gaynor等证实,MUF逆转了由于CPB后心肌水肿而致的心肌横断面面积增加，减轻了左室壁的厚度，使心室收缩末长轴变小，心脏收缩压及舒张压明显提高，在减轻心肌水肿的基础上，改善了血液动力学。证实了左室舒张末长度及舒张末期压力的减少是与减轻心肌水肿而使左室功能相一致的。
, 百拇医药
CPB后引发肺血管阻力增加、肺动脉高压，先心病矫治术后引发肺动脉高压的明确机理并不清楚，但肺血管紧张度受局部血管内皮产生的血管活性物质相互作用的调节。内皮素-1(ET-1)产生了血管内皮细胞，其参与形成肺动脉高压的病理反应，在小儿先心病及肺动脉高压的病人，CPB后血浆ET-1的立即升高，与肺动脉压力/体动脉压力的比率有明显的相关性，将影响肺血管阻力及对血管活动性物质的反应。MUF可滤出病人体内多余水分，同时降低血浆中ET-1浓度，滤出液中ET-1浓度是常规超滤的三倍多，并能保持术后12小时低水平，使肺动脉压力/体动脉压力比率下降，从而缩短了术后机械性辅助呼吸时间。
MUF可减轻肺水肿，减少TBW可提高先心病手术后肺的顺应性及降低气道阻力，动力型顺应性在CPB后下降，使用MUF可以使其发生逆转，这种动力型肺顺应性的改善使平均气道压力处于很低的水平，可进一步减少机械性辅助呼吸的负面作用。另外，Jouronis等证实使用MUF的病人缩短了术后气管拔管的时间，早期拔除气管插管及减少住ICU的时间。
, 百拇医药
许多医生担心CPB中深低温停循环或低流量对人体的影响，在研究循环阻断后大脑代谢恢复的动物实验显示CPB后的脑耗氧增加，提示CPB后脑代谢的降低是可逆的，大脑氧代谢率的增加对于阻断期间的氧债偿还还可能是必要的。应用MUF后，大脑氧输送及氧耗代谢率均增加，这表明动脉、大脑从深低温停循环的代谢紊乱中恢复，代谢率的增加不能简单地认为发生在增加基础氧输送上，因为单独的HCT增加，并不能产生同等效果。目前许多医认为MUF可使TBW减少，脑水肿减轻，并排出了部分血管活性物质及减少了由炎症介质释放造成的脑损伤，有利于术后病人恢复。
CPB引发的一系列全身炎症反应是由体内多种生物活性物质共同作用的结果。MUF不仅减少CPB后TBW，同时不同程度地滤出体内炎症介质，对减轻术后炎症反应起到间接作用。研究证实，应用MUF后血浆IL-8浓度会下降；血浆肿瘤坏死因子-a(TNF-a),IL-6浓度下降，TNF- a在滤出液中的排出量是传统超滤的两倍(P<0.001)，IL-6的排出量是传统超滤的五倍(P<0.001),下降程度与超滤的时间有关，而与超滤的量关系不大；血浆中C3a与C5a的浓度也明显减少，C5a在超滤液中进一步证实了MUF可以使血浆炎性的浓度降低，对术后心、肺功能的改善起着一定作用。
, 百拇医药
综上所述，婴幼儿心脏直视手术CPB后应用MUF，不增加术中预充量；不受病人体重限制；断时间内可有效减少体内多余水分，浓缩库血应用，使HCT从CPB中的20%左右上升到35%左右；增加凝血因子浓度，减少术后出血；降低血液中炎性介质含量；使心指数升高40%，体循环阻力不变，肺循环阻力降低40%。有利于术后心肺功能的恢复。
参考文献
Montenegro LM,J. The use og MUF during pediatric cardiaxc surgey is a benefit. J Thorac Cardiovsc,1998,12:480.
Magiligan DJ,Kam CA,Johnson DC,et al.Henatocrit and blood voloume control during cardiopulmonary bypass with the use of hemofitration.Anawsthesiol.1987,60:478-480.
, http://www.100md.com
Elliott MJ.Ultrafiltration and modified ultrafiltration in pediatric open-heart operations.Ann Thorac Surg;1993;56:1518-1522
Maehara T,Novak I,Elliott MJ.Perioperative monitoring of total body water by bio-electrical impedance in children undergoing open heart surgery.Eur J Cardiothorac Surg,1991,5:258-65.
Naik SK,Knight A, Elliott M. A successfal modification of ultrafiltration for cardiopulmonary bypass in children Perfusion, 1991.6;41-50
, 百拇医药
Jouronis D, Puopard P, Greeley WJ,et al. Hwmofiltration during cardiopulmonary bypass in pediatric cardiac surgery. Anesthesiol,1994,81:1181-189
Naik SK, Balaji S, Elliott M. Modified ultrafiltration improves hemnodynamics after cardiopulmonary bypass in children.JACC,1992,19:37A.
Gaynor JW,Tulloh RMR,Owen CH,et al.Modified ultrafiltration reduces myocardial edema and reverses hemodilution following cardiopulmonary bypass in children.J Am Coll Cardiol,1995.200A.
, 百拇医药
Hopkins RA, Bull C, Haworth SG, et al. Pulmonary hypertensive crises during cardiac surgey for confenital heart defect in young children,Eur J Cardiothorac Surg,1991,5:628~634.
Yanagisawa M, Kuihara H, Kimura S, et al. A novel potent vasoconstrictor peptide pmoduced by vascular endothelial cell. Natur,1998,332;411~405.
Komai H,Asatia IT,Elliot MJ,et al. Increased plasma levels of endothelin.-1 after cardiopulmonary bypass in patient with pulmonary hypertension and congenital heart disease, J Thorac Cardiovasc Surg,1993,106;473~478.
, 百拇医药
Bando K, Vijay P ; Turrentine MW,et al.Dilutional and modified ultrafiltration reduces pulmonary hypertension after operations for congenital heart disease:a prospective randomized.J Thorac Cardiovasc Surg,1998,115:517~527.
Melions JN, Gaynor JW, Wilson BG, et al. Modified ultrafiltration reduces airway pressure and improves lung compliance after congential heart surgey J AM Coll Cardiol,1995,28:217A.
Skaryae LA,Kirshbom PM, DiBemardo LR, et al. Modified ultrafiltration improves cerebral metabolic recovery after circulatory arrest . J Thorac Cardiovasc Surg,1995,109:744~752., http://www.100md.com
关键词：
摘要：
体外循环中
体外循环中，血液稀释、低温以及血液成分直接与CBB设备表面非血管内皮物质相接触，诱发一系列炎性反应，使毛系血管通透性增加，导致全身水份的增加、组织水肿及术后脏器功能紊乱，直接影响术后重要脏器的功能。尤其婴幼儿的全身血容量少，免疫、血管内皮系统及排水功能发育不完善，长时间转流、低温及血液稀释更易引起术后体内水分的积聚。
人们采取了许多方法来减少CPB导致的术后血管统透性增加及组织水肿，包括使用尽可能短的体外管路，减少预充量；应用HCT较高的预充方法，提高血液渗透压；尽可能不采用深低温的 CPB方法；术后使用腹膜透析，清除体内过多水分等，取得了一定的临床效果。
, 百拇医药
在70年代，Magilligan等首先将超滤技术用于成人心外科。术前用于心衰病人以减轻组织水肿，术中用于浓缩血液，术后用于治疗肾衰及减轻水肿。在80年代，有人开始将超滤用于儿童CPB，超滤器入口与氧合器出口相连，出口与静脉储血器相连，在复温阶段应用，试图减少TBW,提高术后HCT及减轻CPB后病人的水肿。由于预充液的容量较病人本身的血容量多，尤其是小婴儿，进一步加重了毛系血管的通透性，低温及长时间转流，也可引发一系列严重的并发症，而氧合器内的水分被滤出，需加入一些晶体液或库血，来保持正常的CPB转流，尤其对于小幼儿，排出体内多余水分及使HCT增高的男内能力非常有限，没有强有力的证据来说明超滤可以减少TWB 及术后输血。90年代，Naik等首先将改良超滤(MUF)应用于CPB。MUF在停机后进行，将动脉内及氧合器内血液泵入超滤器，回输至右心房，结果是将温的、浓缩的、氧合血泵入病人体内，提高HCT，减少库血量，滤出体内多余水分。以最大程度改善血液动力学及改善各脏器功能为标准，可用滤出量的多少、超滤时间(一般10~15min)或使HCT达到预定值作为标准。病人在此期间仍保持抗凝，静脉及动脉管道内补充液体，可在发生意外时，快速恢复CPB. Machara等应用无创的生物电阴抗方法测量 CPB后TBW .发现术后病人TWB较CPB之前增加11%~18%。在MUF与常规超滤的对比研究中，1991年Naik等研究证实，MUF减少TWB和术后出血，改善止血功能，库血的需求减少。Journis等研究显示，应用 MUF 术后凝血因子浓度升高，进一步证实MUF可以改善 CPB后的止血功能。Naik等测量了心率，血压，左房压及右房压，肺动脉压力，心排出量， MUF可增加术后心肌收缩力,提高心脏指数,降低心率及体循环阻力,有利于术后心功能的恢复.进一步研究证实,MUF后左室功能的改变来源于左室舒张末期长度 , 左室舒张末期压力,平均射血压力的改变.很多病人术后短期内需要正性肌力药物支持.Gaynor等证实,MUF逆转了由于CPB后心肌水肿而致的心肌横断面面积增加，减轻了左室壁的厚度，使心室收缩末长轴变小，心脏收缩压及舒张压明显提高，在减轻心肌水肿的基础上，改善了血液动力学。证实了左室舒张末长度及舒张末期压力的减少是与减轻心肌水肿而使左室功能相一致的。
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CPB后引发肺血管阻力增加、肺动脉高压，先心病矫治术后引发肺动脉高压的明确机理并不清楚，但肺血管紧张度受局部血管内皮产生的血管活性物质相互作用的调节。内皮素-1(ET-1)产生了血管内皮细胞，其参与形成肺动脉高压的病理反应，在小儿先心病及肺动脉高压的病人，CPB后血浆ET-1的立即升高，与肺动脉压力/体动脉压力的比率有明显的相关性，将影响肺血管阻力及对血管活动性物质的反应。MUF可滤出病人体内多余水分，同时降低血浆中ET-1浓度，滤出液中ET-1浓度是常规超滤的三倍多，并能保持术后12小时低水平，使肺动脉压力/体动脉压力比率下降，从而缩短了术后机械性辅助呼吸时间。
MUF可减轻肺水肿，减少TBW可提高先心病手术后肺的顺应性及降低气道阻力，动力型顺应性在CPB后下降，使用MUF可以使其发生逆转，这种动力型肺顺应性的改善使平均气道压力处于很低的水平，可进一步减少机械性辅助呼吸的负面作用。另外，Jouronis等证实使用MUF的病人缩短了术后气管拔管的时间，早期拔除气管插管及减少住ICU的时间。
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许多医生担心CPB中深低温停循环或低流量对人体的影响，在研究循环阻断后大脑代谢恢复的动物实验显示CPB后的脑耗氧增加，提示CPB后脑代谢的降低是可逆的，大脑氧代谢率的增加对于阻断期间的氧债偿还还可能是必要的。应用MUF后，大脑氧输送及氧耗代谢率均增加，这表明动脉、大脑从深低温停循环的代谢紊乱中恢复，代谢率的增加不能简单地认为发生在增加基础氧输送上，因为单独的HCT增加，并不能产生同等效果。目前许多医认为MUF可使TBW减少，脑水肿减轻，并排出了部分血管活性物质及减少了由炎症介质释放造成的脑损伤，有利于术后病人恢复。
CPB引发的一系列全身炎症反应是由体内多种生物活性物质共同作用的结果。MUF不仅减少CPB后TBW，同时不同程度地滤出体内炎症介质，对减轻术后炎症反应起到间接作用。研究证实，应用MUF后血浆IL-8浓度会下降；血浆肿瘤坏死因子-a(TNF-a),IL-6浓度下降，TNF- a在滤出液中的排出量是传统超滤的两倍(P<0.001)，IL-6的排出量是传统超滤的五倍(P<0.001),下降程度与超滤的时间有关，而与超滤的量关系不大；血浆中C3a与C5a的浓度也明显减少，C5a在超滤液中进一步证实了MUF可以使血浆炎性的浓度降低，对术后心、肺功能的改善起着一定作用。
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综上所述，婴幼儿心脏直视手术CPB后应用MUF，不增加术中预充量；不受病人体重限制；断时间内可有效减少体内多余水分，浓缩库血应用，使HCT从CPB中的20%左右上升到35%左右；增加凝血因子浓度，减少术后出血；降低血液中炎性介质含量；使心指数升高40%，体循环阻力不变，肺循环阻力降低40%。有利于术后心肺功能的恢复。
参考文献
Montenegro LM,J. The use og MUF during pediatric cardiaxc surgey is a benefit. J Thorac Cardiovsc,1998,12:480.
Magiligan DJ,Kam CA,Johnson DC,et al.Henatocrit and blood voloume control during cardiopulmonary bypass with the use of hemofitration.Anawsthesiol.1987,60:478-480.
, http://www.100md.com
Elliott MJ.Ultrafiltration and modified ultrafiltration in pediatric open-heart operations.Ann Thorac Surg;1993;56:1518-1522
Maehara T,Novak I,Elliott MJ.Perioperative monitoring of total body water by bio-electrical impedance in children undergoing open heart surgery.Eur J Cardiothorac Surg,1991,5:258-65.
Naik SK,Knight A, Elliott M. A successfal modification of ultrafiltration for cardiopulmonary bypass in children Perfusion, 1991.6;41-50
, 百拇医药
Jouronis D, Puopard P, Greeley WJ,et al. Hwmofiltration during cardiopulmonary bypass in pediatric cardiac surgery. Anesthesiol,1994,81:1181-189
Naik SK, Balaji S, Elliott M. Modified ultrafiltration improves hemnodynamics after cardiopulmonary bypass in children.JACC,1992,19:37A.
Gaynor JW,Tulloh RMR,Owen CH,et al.Modified ultrafiltration reduces myocardial edema and reverses hemodilution following cardiopulmonary bypass in children.J Am Coll Cardiol,1995.200A.
, 百拇医药
Hopkins RA, Bull C, Haworth SG, et al. Pulmonary hypertensive crises during cardiac surgey for confenital heart defect in young children,Eur J Cardiothorac Surg,1991,5:628~634.
Yanagisawa M, Kuihara H, Kimura S, et al. A novel potent vasoconstrictor peptide pmoduced by vascular endothelial cell. Natur,1998,332;411~405.
Komai H,Asatia IT,Elliot MJ,et al. Increased plasma levels of endothelin.-1 after cardiopulmonary bypass in patient with pulmonary hypertension and congenital heart disease, J Thorac Cardiovasc Surg,1993,106;473~478.
, 百拇医药
Bando K, Vijay P ; Turrentine MW,et al.Dilutional and modified ultrafiltration reduces pulmonary hypertension after operations for congenital heart disease:a prospective randomized.J Thorac Cardiovasc Surg,1998,115:517~527.
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