深低温体外循环在婴幼儿大动脉转位矫治术中的应用

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作者：陈虹,明,王伟,张蔚,徐志伟,苏肇伉,丁文祥

【摘要】 目的 分析深低温体外循环在婴幼儿大动脉转位矫治（Switch）术中的运用和技术关键进行探讨和总结。方法 回顾本院2004年1月至2006年7月期间，共对131例婴幼儿Switch术采用的深低温体外循环技术。占同期体外循环手术的3.2%。女16例，男115例。年龄从出生7个小时至12个月（3.6 ±2.2）个月，体重从1.79～8（4.2 ±1.4）kg。采用深低温低流量（DHLF）14例，深低温停循环（DHCA）5例，深低温停循环结合低流量（DHCA+DHLF）112例。所有病例采用pH稳态结合α稳态的血气管理方法。术毕131例均采用改良超滤法（MUF），其中57例采用传统超滤（CUF）结合改良超滤的方法。结果 体外循环时间45～215(126.5±45.2)min;主动脉阻断时间44～160(80.9±26.4)min;停循环时间4～53(18.5±12.6)min;低流量时间8～150(65.4±34.3)min。MUF时间10～15min,滤出液体（229.9±121.3）ml；在体外循环期间CUF时间5～30min，滤出液体（237.8±107.5）ml。体外循环中Hb（86±8.7）g/L，MUF后Hb可达到（118±17）g/L。本组死亡率10.7%，自动复跳率100%。 结论 新生儿和低体重的婴儿选择在深低温体外循环下进行Switch术更为有利。

【关键词】 关键词：体外循环；大动脉转位术；婴幼儿；深低温；超滤

Deep Hypothermia Extracorporeal Circulation for Arteries Switch Operation in Infants

Abstract: OBJECTIVE To summarize the experience of deep hypothermic extracorporeal circuation technique for arteries switch procedure in infants with complete transposition of the great arteries (TGA ) and Tassing-Bing defects. METHODS From Jau.2004 to Jul 2006, 131 infants with TGA and Tassing-Bing defects underwent arteries switch procedure. The average of the age and body weight were 3.6±2.2 months and 4.2±1.4 kgs， respectively. Five had operations with deep hypothermia circulatory arrest (DHCA)，forteen with deep hypothermia low-flow rate (DHLF) and 112 with DHLF combined DHCA. RESULTS The total extracorporeal circuation(ECC) time, aortic clamp time, circulatory arrest time and low flow rate (from25 to 50ml/（kg·min）) time were 126.5±45.2 min, 80.9±26.4 min,18.5±12.6 min, 65.4±34.3 min, respectively. Modified ultrafiltration (MUF) was used in all babies, MUF combined with conventional ultrafiltration (CUF) was used in 58 babies. CONCLUSION The arterial switch procedure is one of the most complicated procedures for the children and neonates with correcting the congenital cardiac defects,and it should undergo very carefully. So the deep hypothermic cardiopulmonary bypass is suitable for them.

Key words： Extracorporeal circulation；Switch；Infant；Deep hypothermia；Ultrafiltration

大动脉转位矫治术（Switch术）是治疗完全性大血管错位（D-TGA）和右室双出口伴肺动脉瓣下室缺（Tassing-Bing）等复杂先天性心脏畸形的一种有效的手术方法。由于Switch术难度大，手术成功率较低。为确保Switch术的顺利进行和成功率，减少术后的并发症，采用深低温体外循环（extracorporeal circulation，ECC）技术是保证手术成功的重要关键之一。本院在2004年1月至2006年7月，共对131例复杂先天性心脏病的婴幼儿在深低温ECC下施行Switch矫治术。

1 资料与方法

1.1 一般资料 131例中女16例，男115例。年龄出生7个小时至12个月（3.6±2.2个月），体重1.8～8（4.2±1.4）kg。131例中Tassing-Bing 19例，其中4例合并主动脉弓缩窄（CoA）, 2例合并主动脉弓中断（IAA）；D-TGA 112例，其中81例伴有室缺（VSD）、房缺（ASD）、动脉导管未闭（PDA）；28例伴室隔完整（IVS）、PDA；1例伴CoA、VSD、PDA； 还有2例伴有IAA、VSD、ASD、PDA。占同期ECC手术的3.2%。

1.2 ECC方法 全组均采用静脉复合麻醉，经鼻插管。采用Sarns 8000、Terumo system 1和Stock Ⅲ人工心肺机；Dideco 901 、Polystan micro 膜式氧合器；Minntech HPH400、Dideco血液超滤器；国产宁波菲拉尔婴儿型动脉微栓过滤器和管道。术中采用动脉端连续压力监测、动静脉连续血氧饱和度和红细胞比积（Hct）监测及血平面监测。预充液采用勃脉力A复方电解质液，根据患儿术前的Hct，加入适当的库血和20%人血白蛋白、冰冻血浆，维持ECC中较高的Hct和胶体渗透压。在预充液中加入酚妥拉明（Regitine）0.2 mg/kg，速尿2mg/kg，甲泼尼龙（Solu-Medrol）30 mg/kg，在肛温降至30℃时加入异丙酚4 mg/kg。ECC均采用深低温技术。深低温低流量（DHLF）14例，深低温停循环（DHCA）5例，DHCA+DHLF112例。全部采用pH稳态结合α稳态的血气管理方法、改良超滤法（MUF），其中58例采用传统超滤（CUF）结合MUF的方法。

1.3 心肌保护液灌注方法 本组均采用4∶1的含血冷停跳液。停跳液以勃脉力A复方电解质液为基底液除了加入10%氯化钾和5%碳酸氢钠，还加入25%硫酸镁、2%利多卡因和20%甘露醇。首次灌注剂量为20 ml/kg，每隔30 min再灌注首剂的半量一次。

2 结果

2.1 ECC时间49～215(126.5±45.2) min；主动脉阻断时间39～160(80.9±2643) min；停循环时间3～53(18.5±12.6)min;低流量时间30～120(65.4±35.3)min。

2.2 在MUF阶段超滤时间10～15min,滤出液体（329.9±121.3）ml；在ECC期间CUF方法超滤时间5～30min，滤出液体（256.8±132.4）ml。ECC中Hb（86±8.7）g/L，术后经过超滤Hct可达到（118±17）g/L。

2.3 本组患儿死亡14例，死亡率10.7%，自动复跳率100%。14例患儿的死亡原因和ECC无直接关系。

3 讨论

近年来随着外科手术技术的提高，ECC技术的日趋成熟，以及装备的改进和新技术的采用，我院的Switch手术的死亡率从1995年以前的20.5%，逐年下降［1］。

本组患儿中新生儿70例（占53.4%）； 5 kg以下124例（占94.7%）。由于Switch手术的复杂性和操作难度均大与一般的先心病矫治术，且患儿大多为新生儿或低体重的婴儿，因此，我们通常选择在深低温ECC下进行Switch手术并特别关注以下一些方面：

3.1 停循环时间 深低温能降低却不能阻止代谢的存在，缺血期脑部结构的改变也会导致神经功能的受损。由于脑是受损风险最高的器官，这就限制了停循环的“安全”时间。对患儿脑组织结构及功能的研究发现，在应用DHCA技术后：如果将肛温维持在15℃～20℃，停循环时间<30 min，对中枢神经系统较为安全；当停循环时间在45～60min时，中枢神经系统的安全性受到威胁［2］。本组Switch手术中的VSD和ASD修补均在停循环情况下进行，过去控制停循环时间在60 min以内，近年来随着外科技术的提高，术中的停循环时间大大缩短，都在40min以内，降低了术后神经系统的并发症。

3.2 升、降温方法 目前深低温技术中脑保护的焦点之一就是停循环前的降温方法，其中降温速率和脑部降温的有效性是脑神经系统保护的重要因素。低温脑生理的研究发现，脑损伤不仅是脑血管缺氧阶段的问题，降温技术应用不当引起的区域性脑温不均匀、脑温反跳、低温破坏脑血流的自主调节机制等现象和理论均反映深低温的脑损害机制的复杂性［3］。其中深低温破坏脑血流的自主调节机制可能是其中的源中之源，该现象在停循环之前就已发生，并可能加剧停循环中的脑损害。因此，深低温的脑保护要从降温期开始，在停循环前必须保证适当的有效降温时间。我们在深低温降温期开始就控制降温速率，ECC中尽量避免降温过快，同时监测食道、鼓膜及直肠三者的温差。降温过程控制在15min左右，以保证脑部均匀降温。

由于在深低温期间脑是酸中毒的，存在着巨大的代谢负债，因此ECC的重新建立期及复温期也是很重要的。在ECC重新开始后，一段时间的冷血灌注和延迟复温是有益的。同时应避免深低温后升温的过度积极，这对脑神经的预后也是有害的。我们在升温时，通过调节水温来控制升温的节奏，注意控制鼓膜温度<38℃,防止脑部的复温不均，影响术后脑血流的恢复。

3.3 DHCA结合DHLF DHLF是在DHCA技术的基础上发展起来的。目前很多中心都已基本上放弃单一应用DHCA技术，而逐渐开始应用DHLF技术。但由于单纯应用DHLF技术又会使ECC时间延长，加重新生儿机体水肿。通过近年来在手术中不断摸索和总结，我们体会到：对于患有TGA伴VSD的患儿等，如果进行大动脉调转及VSD修补，仅应用DHCA技术，则手术中会有较长时间停循环过程（至少80～90 min）。而在手术中放置两根腔静脉插管，那么在行Switch术时就可以继续ECC大大缩短了停循环时间，因此，对于D-TGA伴VSD/ASD的手术，均采用DHCA+DHLF的方法。本组有112例采用DHCA+DHLF的方法，占86%，这样既缩短了ECC的时间，减少炎性反应，又避免了长时间的DHLF引起的体液潴留和肺功能的损害。但应用DHLF时，必须确定“最低流量”。我们中心所采用的最低流量为25～50 ml/(kg·min)，心指数大约为0.36～0.7L/（min·m2）。

3.4 血气管理 许多研究显示快速降温期是脑损害的重要阶段，而血气管理是降温期脑保护的重要措施。我院通过动物试验和临床研究发现降温期应用pH稳态管理血气，脑代谢更低，且脑部温差低于α稳态，其机制在于pH稳态能使pH依赖的能量代谢酶活性受到抑制，提高了脑对缺氧的耐受［4］。我们在ECC降温期间向混合气体内加入一定比例的CO2，调整pH值及PCO2，以达到温度较正的效果，使血液相对偏酸性刺激脑血管扩张，在脑部灌注压极低的情况下增加脑血流。尽管有研究已证明了采用pH稳态能提高降温的效果，但停循环后脑代谢的恢复还是受损的。因此在复温后，如继续使用它会引起酸负债增加，同时对酶的功能也有一个负面的影响［5］。我们DHLF中运用两种不同的血气管理方法，即运用pH稳态对快速降温阶段的血气进行管理，增加脑血流和氧供，在升温开始后运用α稳态进行血气管理，进一步完善了DHLF中的脑保护技术。

3.5 超滤技术的运用 我院从1996年开始在国内首先运用改良超滤技术，可在迅速提高Hct的同时，减少全身水分，有助于ECC后重要脏器功能的快速恢复，随着改良超滤的进行和水分滤出，患儿心功能和心肌收缩力明显增强 ［6］。MUF已经被广泛认同，特别是在新生儿和低体重的婴儿Switch术后尤为明显。现已经成为10kg以下和危重复杂先心手术中必不可少的常规措施。本组所有病例均采用MUF，停机后Hct在10～15min内平均提高10%。其中有58例采用CUF+MUF，这样无论在ECC中和ECC后，都能快速减少全身水分和提高Hct，既改善微循环灌注，也缩短了停机后MUF的等待时间。

3.6 心肌保护 心肌缺血再灌注损伤是ECC术后心肌损害的重要因素，减轻心肌再灌注损伤也是Switch手术成功的关键之一。含血停搏液能在心脏停搏期间为心肌细胞提供有氧环境和丰富的能量底物，可维持停搏期间的有氧氧化，避免心肌能耗，同时血液中的胶体缓冲系统能维持细胞内外正常离子和酸碱平衡。特别在主动脉长时间阻断的ECC中，过去我院一直沿用改良的St.Thomas冷晶体停跳液，但近几年来发现St.Thomas停跳液并不适合复杂先心和新生儿未成熟心肌的心肌保护，我们开始在Switch等复杂先心手术中应用含氧合血冷停搏液，本组全部采用了新配方的4∶1含血冷停搏液，自动复跳率达到100%，使用了新配方的心肌保护液，术后心律紊乱明显减少，心肌保护效果明显提高。

【参考文献】

［1］ 徐志伟，丁文祥，苏肇伉. 大动脉转换术在复杂先天性心脏病治疗中的应用［J］. 中华外科杂志，2004；42（8）：451-454.

［2］ Treasure T,Naftel DC,Conger KA, et al. The effect of hypothermic circulatory arrest time on cerebral function,morphology,and biochemistry .An expermental study ［J］. J Thorac Cardiovasc Surg,1983,86:761-770.

［3］ Almond CH,Jones JC,Snyder HM,et al. Cooling gradients and brain damage with deep hypothermia［J］.J Thorac Cardiovasc Surg,1964,48:890-897.

［4］ 王顺民?苏肇伉?徐志伟,等.深低温停循环灌注降温期血气管理对婴儿脑保护的研究［J］.中华小儿外科杂志 ，2001;22（4）：219-221.

［5］ Jonas RA,Bellinger DC,Rappaport LA,et al. Relation of pH strategy and developmental outcome after hypothermic circulatory arrest［J］. J Thorac Cardiovasc Surg,1993,106(2):362-368.

［6］ Wang W,Huang HM,Zhu DM,et al. Modified ultrafiltration in paediatric cardiopulmonary bypass［J］. Perfusion, 1998, 13(5): 304-510.