零平衡超滤对心脏瓣膜置换术后患者肺功能的影响

作者：郑民,张卫, 郭震, 李欣，叶伟

【摘要】 目的 评估体外循环（Extracorporeal circulation，ECC）中采用零平衡超滤对成人心脏瓣膜病术后肺功能的影响。方法 2004年5月至2005年2月，二尖瓣置换术或二尖瓣与主动脉瓣联合置换术的患者40例，每组20例；对照组不做任何形式的超滤；试验组ECC中行零平衡超滤，超滤量约60 ml/kg，平均3 417 ml／人。分别在诱导后、ECC结束后2 h、24 h 和48 h 测定肿瘤坏死因子α（TNF－α）的浓度。在术前、诱导后、ECC结束后2 h、12 h、24 h 和48 h 监测肺泡－动脉血氧分压差P（A-a）O2；监测术前、诱导后、ECC结束后2 h、12 h、24 h、48 h 的肺动脉压力；记录术后呼吸支持时间。结果 两组均无死亡，对照组二次ECC 1 例；试验组的术后呼吸支持时间明显少于对照组（P＜0.05）；两组间TNF-α浓度在诱导后、ECC结束后48 h 没有显著性差异，而在ECC结束后2 h，试验组要低于对照组（P＜0.05）；ECC结束后24 h，试验组也明显低于对照组（P＜0.01）；肺泡动脉血氧分压差在ECC结束后2 h，试验组要低于对照组（P＜0.05）；两组的肺动脉压力均无显著性差异；结论 ECC中采用零平衡超滤对心脏瓣膜病患者ECC术后的肺功能有一定程度的保护作用。

【关键词】 心脏瓣膜；肺功能；超滤

Effect of Zero-Balanced Ultrafiltration on Postoperative

Abstract: OBJECTIVE The aim of this study is to assess the effect of zero-balanced ultrafiltration on postoperative lung function ofvalve cases.METHODS From May 2004 to Feb 2005, 40 mitral valve disease or double valve cases underwent valve replacement in shanghai chest hospital randomly enrolled in this study, randomly separated into two groups, 20 cases each.. Control group did not use any means of ultrafiltration. Trial group underwent zero-balanced ultrafiltration. Ultrafiltrated fluid is 60ml/kg and mean 3417ml each case. Analysis TNF－α concentration at follow point: after induction of anesthesia, post-ECC 2 hours, 24 hours, 48hours；calculate P（A-a）O2 at preoperation normoxia state, after induction of anesthesia, post-ECC 2 hours, 12 hours, 24 hours, 48 hours.Pulmonary artery pressure also detected at same point.RESULTS There were no death in two groups.In control group,there was one patient reperfusion. Trial group respiration support time is shorter than that of control group(P＜0.05). In post-ECC 2hours, trial group TNF－α is lower(P＜0.05).In post-ECC 24 hours, trial group TNF－α is also lower(P＜0.01). In post-ECC 2 hours, trial group P（A-a）O2 is lower(P＜0.05), they make significant differences.Two group's pulmonary artery pressure have not significant difference.CONCLUSION Zero-balanced ultrafiltration can protect patient's lung function to some extent.

Key words：Cardiac valve;Lung function;Ultrafiltration

体外循环（Extracorporeal circulation，ECC）术后患者肺部并发症是术后严重并发症和引起死亡的一个主要原因。ECC中应用超滤作为一种有效的保护措施，近十五年来受到广泛关注，并发展为多种超滤方法。本研究拟评估零平衡超滤对成人心脏瓣膜病患者术后肺功能的影响。

1 资料与方法

2004年5月至2005年2月，选取在上海市胸科医院心外科进行二尖瓣或二尖瓣与主动脉瓣联合置换手术的患者40例，术前肝肾功能正常，无显性糖尿病，心功能Ⅱ～Ⅲ级，随机分为两组，每组20例。对照组：男性6例，女性14例，年龄36～69（52.4）岁，20例中单纯二尖瓣病变5例；其他合并主动脉瓣病变10例，合并三尖瓣病变12例，合并冠心病1例，合并左房血栓3例。试验组： 男性4例，女性16例，年龄 19～67（48）岁，单纯二尖瓣病变6例；其他合并主动脉瓣病变10例，合并三尖瓣病变9例，合并冠心病1例，合并左房血栓3例。两组病例在年龄，体重，心胸比，瓣口面积，左房内径，左室射血分数（EF），ECC时间均无显著性差异，见表1 。表1 两组病例的临床资料（略）注：*P＜0.05

两组均采用相对固定的麻醉方法、ECC和手术人员及方法，常规放置Swan－Ganz导管。ECC使用Sarns－9000人工心肺机，采用TerumoSX18膜肺，预充用乳酸林格氏液与血定安，预充总量约1200 ml，常规使用抑肽酶及4∶1含血停跳液，复跳前温血灌注。试验组使用Terumo血液超滤器。对照组不做任何形式的超滤，试验组在主动脉阻断后即开始进行超滤，超滤过程中等量加入乳酸林格氏液以补充滤出的液体，停ECC时停止超滤。超滤量约60 ml/kg，2 580～4 140 （3 417） ml／人。

测定麻醉诱导后、ECC后2 h、 24 h、48 h TNF－α的浓度。采用双抗体夹心ELISA方法检测，试剂盒由晶美生物工程（北京）有限公司提供。

测定术前、诱导后、ECC后2 h、12 h、24 h、48 h的肺泡－动脉血氧分压差P（A-a）O2，肺泡－动脉血氧分压差P（A-a）O2=PAO2－PaO2；PAO2=PiO2－PACO2÷R=FiO2×（PB－47）－PACO2÷R；FiO2为吸入氧浓度，PB为大气压，47为呼吸道饱和水蒸气压（mm Hg），R为呼吸商，通常为0.8，PACO2为肺泡气CO2分压，一般认为等于PaCO2［1］。

记录术前（超声测）、诱导后（Swan－Ganz导管测）、术后2 h、12 h、24 h、48 h的肺动脉压力；术后呼吸支持时间。

用Spss11.0进行统计分析，正态分布数据均以均数±标准差( ±s )表示，组间采用非配对t检验；非正态分布数据采用非参数分析（Wilcoxon秩和检验）， P＜0.05为差异显著，P＜0.01为差异非常显著。

2 结 果

两组均无死亡，对照组1例患者为重度二尖瓣狭窄、主动脉瓣关闭不全，行双瓣置换，术中因为止血二次体外循环，资料统计时作为脱落病例删除。

两组的术后呼吸支持时间试验组少于对照组(P＜0.05)。

TNF-α的浓度比较：ECC结束后2 h，试验组低于对照组（P＜0.05），ECC结束后24 h，试验组明显低于对照组（P＜0.01），见表2。表2 两组病例手术前后TNF-α浓度（pg/ml）（略） 注：**P＜0.05;**P＜0.01

ECC前后试验组和对照组的肺泡－动脉血氧分压差比较， ECC结束后2 h，试验组肺泡－动脉血氧分压差低于对照组（P＜0.05），见表3。表

3 肺泡动脉血氧分压差（略） 注：*P＜0.05

两组间术前、诱导后、术后2 h、12 h、24 h、48 h 的肺动脉压力均无显著性差异（P＞0.05），见表4。表4 肺动脉压力（略）

3 讨 论

近年来，在动物试验和临床应用中，对于ECC引起的肺功能减退已少有怀疑。 ECC引起的全身炎性反应是导致ECC术后肺损伤的重要因素。研究减少肺损伤［2］。近年来，在成人患者中由于预充量的控制，术中动态预充量如进行大容量常规超滤很难维持，这样有必要进行零平衡超滤。国外大动物试验证实，零平衡超滤组ECC后较对照组有更高的动脉氧分压，更好的肺的顺应性，并能减轻肺水肿和肺损伤［3］。

在ECC灌注期间和之后释放较明显的细胞因子主要有肿瘤坏死因子，白细胞介素等，其中致炎因子TNF-α是ECC中诱发炎性反应的最重要因素之一， ECC后肺功能损害与肺外组织生成的氧自由基及炎性反应激活的中性粒细胞和TNF-α有关［4］。TNF-α在ECC开始时即明显升高，并在开放升主动脉阻断钳5～30 min后进行性增高，第一高峰出现在ECC后2 h ，另一高峰出现在18～24 h ，在ECC术后48 h 恢复正常［5］。TNF-α水平在ECC过程中升高早于其他细胞因子，提示在ECC诱导的炎性反应发生过程中TNF-α起到触发点作用［6］。超滤过程中炎性介质的滤出主要取决于滤过系数，分子量越小，滤过系数越高，滤过效率也越高。90年代一些学者发现炎性介质的分子量在6 800 D～35 000 D之间。TNF-α的分子量在17 000 D～45 000 D，白蛋白的分子量的66 000 D，大多数进口血液滤过器均为铜纺膜型，包括本试验使用的Terumo 血液超滤器，可滤除的分子量为65 000 D以下。

超滤可以滤除一些由于ECC引起的炎性介质，通过对超滤液进行毛细血管电泳分析，超滤液中的确存在大量的炎性介质，如：各种细胞因子，肿瘤坏死因子，心肌坏死因子等，在ECC期间,高流量持续血液滤过可从循环中清除有害的炎性物质,从而明显减轻ECC后全身水肿、肺动脉高压,保护肺功能［7］。零平衡超滤是常规超滤改良后的一种方式，零平衡的意思为滤出多少液体的同时就加入等容量的晶体液，实际上相当于洗脱作用，其真正的目的是通过不断的循环滤出炎性介质，显著减少炎性因子的数量，加快ECC中炎性介质的排除。本试验在ECC开始后至ECC结束前的整个转流期进行超滤,而不是在复温时才开始，超滤时间延长可保证足够的超滤量，并在体外循环开始后不久即进行超滤，从炎性反应开始阶段即进行超滤，降低了循环炎性介质总量。并且,又在滤出携带炎性介质液体的同时加入相应容量的乳酸林格氏液,不仅保证了ECC中循环容量的稳定性,而且通过林格氏液的稀释,使血液中炎性因子的浓度在转流过程中一直保持在较低的水平［8］。因此,ECC结束时零平衡超滤组患者的炎性介质的浓度与对照组相比明显降低，在ECC结束后2 h 和24 h ，试验组患者的TNF-α浓度少于对照组，说明零平衡超滤可减少术后早期TNF-α的浓度，有助于患者呼吸功能的恢复。炎性反应引起肺间质水肿，造成弥散能力下降；本试验两组间对比的结果显示零平衡超滤在术后早期（ECC术后2 h ）可减轻炎性反应造成的氧的弥散能力下降。

平衡超滤对手术后肺动脉压力的下降的影响不大，考虑肺动脉压力与缺氧，药物和神经环境因素的反应关系较大，涉及因素较多，单一因素如无大范围的改变，不能明显影响肺动脉压力的改变幅度。

总结：零平衡超滤可降低成人心脏瓣膜病患者ECC术后早期TNF-α的浓度，使患者在术后早期P(A-a)O2较低，减少术后呼吸支持时间,有利于患者术后肺功能的早期恢复；零平衡超滤对患者术后肺动脉压力的下降有待大样本研究。

【参考文献】

［1］钱桂生.现代临床血气分析［M］. 第1版.北京：人民军医出版社，2002，73.

［2］Journois D, Israel-Biet D, Pouard P, et al. High-volume, zero-balanced hemofiltration to reduce delayed inflammatory response to cardiopulmonary bypass in children［J］. Anesthesiology,1996,85(5):965-976.

［3］Darling E, Searles B, Nasrallah F, et al. High-volume, zero balanced ultrafiltration improves pulmonary function in a model of post-pump syndrome［J］. Extra Corpor Technol, 2002,34(4):254-259.

［4］高岚，王天龙，杨拔贤，等. 心脏瓣膜置换术患者体外循环后肺损伤的机制［J］. 中华麻醉学杂志,2004, 4,501-4503.

［5］龙村.体外循环学［M］.北京：人民军医出版社，2004,197.

［6］Schroeder S, Borger N, Wrigge H, et al.A tumor necrosis factor gene polymorphism influences the inflammatory response after cardiac operation［J］. Ann Thorac Surg,2003,75(2):534-537.

［7］Bando K, Turrentine MW, Vijay P, et al. Effect of modified ultrafiltration in high-risk patients undergoing operations for congenital heart disease［J］. Ann Thorac Surg,1998,66:821-827.

［8］明，王伟，丁文祥，等，平衡超滤法对小儿体外循环中炎性因子影响［J］.临床儿科杂志，2003，21：561 .