改良超滤对瓣膜置换围术期心肺功能的影响

改良超滤对瓣膜置换围术期心肺功能的影响【摘要】目的通过对心脏瓣膜置换术患者在体外循环各时段炎性因子和血流动力学变化的观察，探讨超滤技术对其的影响。方法选取拟行双瓣膜置换术的30例患者，随机分成两组，Ⅰ组为超滤组，Ⅱ组为对照组。分别在ECC前、主动脉阻断后30min、ECC结束时即刻或MUF开始即刻、ECC结束后15min或MUF结束即刻、ECC结束后30min、ECC结束后2h、ECC结束后8h、ECC结束后24h取血测定血清白细胞介素-6、IL-8、内皮素-1的浓度，并在相应时间点监测两组患者的肺功能及血流动力学变化。结果两组患者血浆中IL-6、IL-8、ET-1的含量在ECC开始后迅速升高，MUF组与对照组之间IL-6、IL-8、ET-1的血浆含量在ECC后各时间点的比较差异非常显着()；MUF组超滤前后CO、CI、MAP、LVSWI差别有显着意义()，对照组停ECC时与ECC结束后15min相比各指标差异无显着意义。MUF组超滤后与对照组停ECC15min时相比CI、LVSWI的差异有显着意义()；MUF组ECC后各时间点肺功能损伤程度明显低于对照组()。结论MUF可迅速滤出体内多余水分，浓缩血液，并可滤出炎性介质等有害物质，减轻手术及ECC引起的炎性反应，改善患者的心肺功能，减少了术后多器官功能衰竭发生。

【关键词】改良超滤;体外循环;瓣膜置换术;炎性反应;心肺功能

EffectofModifiedUltrafiltrationafterHeartValveReplacement

Abstract:OBJECTIVEToevaluatetheeffectofmodifiedultrafiltrationoninflammatoryresponseandalterationofhemodynamicsduringextracorporealcirculation.METHODS30patientswhounderwentdoublevalvesreplacementwererandomlydividedintomodifiedultrafiltrationgroupandcontrolgroupwithoutMUF.Bloodsamplesweretakenbeforesurgery，30minutesafteraorticocclusion，immediatelyafterECCorbeginningofMUF，at15minutesafterECCortheendofMUF，30minutes，2hours，8hours，24hoursafterECCtomeasuredtheconcentrationsofInterleukin-6,Interleukin-8,Endothelin-1.Lungfunctionandalterationofhemodynamicsaremeasuredduringperioperation.RESULTSAllpatients‘concentrationsofIL-6,IL-8andET-1increasedafterbeginningofdifferencebetween2groupsatalltimepointsafterECCweresignificant.IntheMUFgroup，thechangesofCO,CI,MAP,LVSWIissignificant,thedifferenceofCI,LVSWIbetween2groupsweresignificantat15minutesafterECC,andthelungfunctionisfarbetterthanthatincontrolgroupateverytimepointafterECC.CONCLUSIONMUFcanfilteroutthesupernumerarywaterandconcentrattheblood.Alsotheinflammatorymediatorscanberemovedbyultrafiltration.AlleviatetheinflammatoryresponseafteroperationswithECC,conditionthecardiopulmonaryfunctionofpatientsanddecreaseoccurrenceofmultipleorganfailureafteroperations.

Keywords：Ultrafiltration；ECC；Valvereplacement；Inflammatoryresponse；Cardiopulmonaryfunction

风湿性心脏瓣膜病是发展中国家的常见心脏病，在中国占瓣膜性疾病的70%以上［1］。体外循环下心脏血管手术均可引起机体产生非感染性炎性反应，其进一步发展便可导致多器官功能衰竭。本研究旨在通过对心脏瓣膜置换术患者在体外循环各时段炎性因子和血流动力学的变化的观察，探讨超滤技术对其的影响。

1资料与方法1临床资料

随机选择30例风心病联合瓣膜置换术患者，根据其年龄、体重、心功能分级、主动脉阻断时间、转流时间、风心病史进行筛选，使其上述指标之间无统计学差异，将其分为超滤组和对照组，见表1。表1两组患者临床资料比较(略)2麻醉及ECC方法

全组患者均为常规全身麻醉。行桡动脉穿刺监测有创血压，右颈内静脉穿刺并置入Swan-ganz导管。使用Jostra或gambro人工心肺机和进口膜肺，全身中低温和中度血液稀释，预充以复方林格液、血定安加入适量碳酸氢钠及甘露醇。ACT480s后开始ECC，流量为50～70ml/，压力维持在50～80mmHg，混合静脉血氧饱和度大于65%。心肌保护采用4∶1冷血停搏液于主动脉根部顺灌或经冠状静脉窦逆灌，在心脏完全停跳下行瓣膜置换术。开放主动脉，心脏排气复跳后，复温至直肠温35℃以上，鼻咽温37℃，循环稳定后停止ECC。3超滤设备及方法

采用美国MinntechHPH400型超滤器，进出口分别连接人工肺的动静脉旁路，与ECC管道同时预充排气后备用。ECC结束，待循环稳定后MUF组开始超滤，流量为200～400ml/min，吸引负压为-150mmHg，时间10～15min。4检测方法炎性因子检测

MUF组分别于ECC前、主动脉阻断后30min、MUF开始即刻、MUF结束即刻、ECC结束后30min、ECC结束后2h、ECC结束后8h、ECC结束后24h取动脉血测定血清IL-6、IL-8、ET-1的浓度；对照组则分别于ECC前、主动脉阻断后30min、ECC结束时即刻、ECC结束后15min、ECC结束后30min、ECC结束后2h、ECC结束后8h、ECC结束后24h采集动脉血测定血清IL-6、IL-8、ET-1的浓度。血流动力学监测

分别在T1、T3、T4时间点监测两组患者平均动脉压、心排量、心排指数、左室每搏作功指数、平均肺动脉压、肺动脉楔压、中心静脉压及肺循环阻力的变化。肺通气功能监测

分别在T1、T5、T6、T7时间点经连接于患者气管导管口的CapnomacUltima-SV检测仪传感器检测肺顺应性、吸气和呼气阻力、峰值压力及平台压力的改变。5统计学分析

全部数据均以均数±标准差表示。红细胞压积为参照对检测数据进行校正。应用统计软件进行检验，以表示有显着差异。

2结果

两组患者均在ECC后12～18h拔除气管插管，改为鼻导管吸氧，无手术死亡或与ECC、超滤有关的并发症。

超滤液中除了炎性介质之外，还有钠、钾、钙、镁、氯等电解质及少量尿素氮和肌酐、葡萄糖等，未见蛋白等大分子物质滤出。超滤后患者血细胞压积、血红蛋白浓度、血小板计数、白细胞计数明显升高，尿素氮和肌酐浓度变化不大,见表2。表2超滤前后各物质浓度变化(略)注：*超滤前后比较：*

3两组患者术前IL-6、IL-8及ET-1的浓度差异不显着。从阻断主动脉30min开始其浓度逐渐升高，至ECC结束后30min逐渐下降

，其峰值出现在ECC结束后30min。MUF组超滤结束依据Hct进行数据校正后，IL-6、IL-8及ET-1的含量与MUF即刻差异不显着，但MUF组与对照组间各参数的血浆浓度在ECC后各时间点的比较差异非常显着，此种差异一直持续到ECC后8h，见表3。表3两组患者各时间点血浆IL-6、IL-8及ET-1浓度变化比较注：MUF组与对照组间比较：***

两组患者术后CO、CI均显着升高。MUF组超滤前后CO、CI、MAP、LVSWI差别有显着意义，MUF组超滤后与对照组停ECC15min比较，CO、CI、LVSWI差别有显着意义，见表4。表4两组患者不同时间点血流动力学测定指标比较(略)注：ECC前后比较：*,**；MUF组超滤前后比较：#

两组患者肺顺应性在ECC后8h显着下降，峰值压力、平台压力、吸气阻力和呼气阻力均较ECC前增高，但差异不显着。MUF组肺顺应性在ECC后各时间点上明显高于对照组，峰值压力、平台压力、吸气阻力及呼气阻力较对照组上升幅度小，ECC后肺功能各项指标恢复速度快，见表5。表5两组患者不同时间点呼吸生理指标比较(略)注：MUF组与对照组间比较：*

3讨论

多年以来，多器官功能衰竭一直是导致危重患者死亡的主要原因之一。手术创伤及ECC过程可引起全身炎性反应，已经证实这与术后发生的多器官衰竭有关。研究发现IL-6、IL-8及ET-1等炎性介质在SIRS及MOF的发生和发展过程中起着非常重要的作用。IL-6是反应炎性介质激活的一个灵敏指标，目前认为ECC后早期IL-6血浆浓度水平与患者的预后密切相关［2-3］。IL-8对中性粒细胞有强大的趋化作用，可引起中性粒细胞在肺部大量聚集，造成肺损伤［4］。ET-1则是最强的血管收缩因子，并与术后成人呼吸窘迫综合征密切相关［5-6］。

因此，如何减少这些炎性介质的产生和含量，减轻其对机体造成的炎性反应损害已成为当前研究的重点。血液超滤是通过半透膜两侧建立压力梯度，利用跨膜压差以对流的方式滤出血液中的水分及中小分子物质，不包括血液中的大分子。超滤技术自20世纪70年代末期应用于ECC心脏手术后，近年越来越受到人们的亲睐，并将其方法加以改进。改良超滤是在ECC结束后短时间内可直接滤出体内多余水分，浓缩血液，提高胶体渗透压及凝血因子的浓度。Naik、DraismaAm及FriesenRH等的研究结果显示MUF不仅可以降低术后血液丢失及库血、血浆的用量，还可以减少术后的胸腔引流量［7］。MUF不仅在一定程度上改善了患者由于ECC造成的水代谢紊乱，而且有利于患者术中术后血流动力学的好转。DaviesMJ等人的研究表明，使用MUF后，ECC术后患者的左室收缩功能增强了，血压明显提高，心脏的顺应性明显改善，而且术后血管活性药物的使用也明显低于对照组［7］。

通过本研究发现超滤前后CO、CI、MAP均明显升高，但PVR、MPAP变化无显着意义；与术前相比，PAWP显着下降。而对照组停ECC时与停ECC后15min比较各项指标差别无显着意义。MUF组与对照组相比，超滤后CI、LVSWI也有明显升高，这与MUF在小儿心内直视手术中应用的结果基本相符［8-9］，说明MUF在成人心脏直视手术中同样能通过减轻心肌水肿，增强术后心肌收缩力，提高心脏指数。研究表明，超滤还可以降低术后炎性介质的浓度，减少ECC后发生炎性反应综合征的可能性［10-11］。本研究中发现炎性介质超滤前即刻与超滤后即刻的浓度变化不是非常明显，但可以看到ECC结束后30min时MUF组IL-6、IL-8及ET-1的浓度较对照组明显降低，ECC结束后2h至8hMUF组炎性因子的浓度仍较未超滤组为低，有统计学意义。ECC后2h两者相差幅度较ECC后8h为大；至ECC后24h两组间已无明显差异。

由此认为，复温阶段是大部分炎性介质产生的高峰阶段，由于超滤可将中小分子物质滤出，而IL-6、IL-8及ET-1又均属中小分子物质，因而可以被滤出体外，由此可以减轻术后炎性反应的程度。本研究将MUF组与对照组ECC后肺功能的各项生理指标相比较，发现MUF组ECC后肺的顺应性较术前有所降低，其最低值出现在ECC后8h，峰值压力、平台压力、吸气阻力和呼气阻力也较术前有所升高。但与对照组相比，肺顺应性下降的幅度及其他几项参数升高的幅度较小，且恢复较快，可以说明经MUF后患者的肺功能损伤程度较对照组轻。

综上所述，MUF不仅可以应用于小儿心脏手术中，同样可以应用于成人ECC心脏手术中。它可以在ECC术后迅速滤出体内多余水分，减轻组织器官水肿，浓缩血液，使患者在短期内血细胞压积、氧分压及血压升高，减少血液丢失和库血的用量，还可以有效地滤出由ECC及手术创伤产生的IL-6、IL-8及ET-1等炎性介质，从而减轻ECC后的炎性反应，改善患者的心肺功能，对减轻心脏手术后多器官功能衰竭有一定的临床意义。

【参考文献】

［1］张宝仁,朱家麟.人造心脏瓣膜与瓣膜置换术［M］.北京:人民卫生出版社.1999,269-293.

［2］SchiuterB,KonigB,BergmannU,et:apotentialmediatorofLethalsepsisaftermajorthormaltrauma;evidenceforincreaseIL-6productionbyperipheralbloodmononulealcells［J］.JTrauma,1991,1663-1670.

［3］KielgDG，CargillRI，StruthersAD，eteffectsofendothelin-1inman［J］.CardiovascRes,1997,33(2):378.

［4］SekidoN,NukaidaN,HaradaA,etoflungreperfusioninjuryinrabbitsbymonoclonalantibodyagainstInterleukin-8［J］.Nature,1993,365:654.

［5］WansS,LeclereJL,Vincentresponsetocardiopulmonarybypass:mechanisminvolvedandpossiblethera