引用本文： 闫世伟, 付长江, 王继宏, 张俊彪. 改良超滤在小儿体外循环中的应用. 华西医学, 2015, 30(3): 464-467. doi: 10.7507/1002-0179.20150132 复制
体外循环下的心血管手术，对患者特别是婴幼儿来说存在很多问题，如血液稀释后引起的器官组织水肿，血液与异物表面接触导致炎性因子的释放，库血或血浆用量增加所带来的负面作用等。自从1991年Naik等[1]创建了改良超滤（MUF）法，已有越来越多的小儿先天性心脏病体外循环采用了此种超滤方法，以达到减轻水肿，减少库血应用，降低炎性因子血浆浓度的目的，有利于患儿术后的恢复。本研究探讨了在婴幼儿先天性心脏病患儿体外循环手术中MUF的应用及其对于炎性因子的降低作用。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
2010年1月－2012年12月，选择体质量＜20 kg 的室间隔缺损患儿40例，其中男23例，女17例。将40例患儿根据简单随机化方法分为超滤组和对照组，每组20例。两组患儿性别、年龄、体质量、心胸比例差异无统计学意义（表 1）。超滤组在心脏直视手术结束后拔除动脉插管前行MUF；对照组手术全程不行MUF。为控制影响观察结果的不可知因素，入选患儿无合并其他心脏畸形；术前无明显心力衰竭；无呼吸系统感染及水电解质平衡紊乱。本研究经本院伦理委员会批准，患儿家属签署知情同意书。
表1
两组患儿一般资料（n=20）
1.2 体外循环设备与方法
全部患儿采用芬太尼、安氟醚、丙泊酚静吸复合麻醉、肌肉松弛剂选用泮库溴铵、维库溴铵等药物，桡动脉和颈内静脉分别穿刺置管用于监测血压和中心静脉压。使用STOCKERTⅢ型人工心肺机（索林集团德国股份公司），TERUMO膜式氧合器（日本泰尔茂株式会社）。预充用羟乙基淀粉，加入适量库存红细胞悬液200～400 mL或20%人血白蛋白50 mL，预充量大约550～1 000 mL。体外循环开始后先缓慢泵入30～50 mL预冲液后，再逐渐开放上下腔静脉引流，同时逐步提高灌注流量。先自然降温，根据手术时间长短再行变温器控制降温，主动脉根部插入灌注针灌入4 ℃高钾晶体停搏液（8～15 mL/kg），每20分钟复灌一次半量。体外循环灌注流量15～30 mL/（kg·min），维持平均动脉压40～60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。
1.3 MUF设备与方法
采用意大利索林DHF 0.6超滤器。超滤器进口端接动脉端，出口端接静脉旁路。用复方林格液预充排气后旷置。超滤组在体外循环结束后开始超滤，流量10～15 mL/（kg·min），超滤时间10～15 min，超滤过程中根据静脉储血器的液平面高低适量加入全血或者复方林格液以维持不被泵空。
在转流开始、转流30 min、转流结束、超滤结束以及术后2 h分别采集动脉血标本测定肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素-8（IL-8）和内皮素。
1.4 统计学方法
所得数据用SPSS 11.0统计软件处理，计量资料以均数±标准差表示，各组间比较采用方差分析进行统计比较，检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 两组患儿手术情况
40例患儿中对照组死亡1例，死于术后低心排出量综合征。全部患儿均未发现同MUF有关的并发症。40例患儿均采用常规体外循环技术，转中鼻咽温29～33℃。对照组患儿体外循环时间（35.22±12.16）min，术中平均动脉压40～60 mm Hg，升主动脉阻断时间（23.33±14.56） min，术中平均尿量（52.43±45.32）mL；超滤组患儿体外循环时间（34.58±13.87） min，术中平均动脉压42～66 mm Hg，升主动脉阻断时间（21.44±15.02） min，术中平均尿量（48.66±38.32）mL；组间比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表 2。超滤组患儿MUF时间（12.21±5.46）min，滤出液体（112.35±48.72）mL。体外循环期间血细胞比容（HCT）为（0.238±0.012） L/L，MUF结束后HCT为（0.298±0.026）L/L。
表2
两组患儿手术情况（n=20，2.2 两组患儿血浆炎性因子浓度变化
在两组患儿实行麻醉后，血浆炎性因子TNF、IL-8、内皮素浓度处于较低水平，体外循环开始后急剧升高，至体外循环结束时缓慢下降，至术后24 h逐步降到术前水平。超滤组于体外循环结束至术后2 h内，炎性因子下降迅速，超滤液中可检测出炎性因子。见表 3。
表3
血浆炎性因子浓度变化（n=20，3 讨论
3.1 MUF的原理
最早考虑使用微孔滤过膜滤出血液中多余的液体的资料记载要追溯到1928年，而直到20世纪50年代末、60年代初才开始临床使用超滤技术，用于治疗肾功能损害、水负荷过重的患者。20世纪70年代，Magilligan等[2]首先将超滤技术用于心脏外科手术。早期严格限制于体外循环严重血液稀释的患者，而且只是超滤体外循环停机后管道中剩余的液体。直到1979年，超滤技术才进一步扩展用于体外循环转流中。从20世纪80年代开始，心脏手术中的血液超滤从学术研究转向大规模的临床应用。早期人们用超滤的主要目的是帮助肾功能不全而又能忍受心脏手术的患者控制容量负荷，后来逐渐发展到所有需要控制液体量、浓缩血液提高HCT的患者[3]。超滤是模仿肾小球滤过的原理，利用半透膜两侧的压力阶差，滤出水分和小于半透膜孔径的中小分子物质。在应用于小儿体外循环中，由于超滤器需要占用50～100 mL的血容量，所以会加入更多的库血或者晶体液来提高预充量，导致患儿全身水分增多、组织水肿以及术后脏器功能紊乱[4]。20世纪90年代，Naik等[5]首先将MUF应用于体外循环中。MUF是在体外循环结束后，将动脉内及氧合器内的血液泵入超滤器，回输至右心房，结果是将温热的、浓缩的、氧合血泵入患者体内。20世纪80年代早期，Kirklin等[6]首次提出体外循环诱发全身炎症反应的理论是由于血液与循环管道和氧合器接触，器官缺血再灌注损伤等因素共同作用的结果；而采用MUF不仅可以提高HCT，减少库血的应用量，滤出体内多余水分，而且同时可以减少体内炎性因子的血浆浓度，对减轻术后炎症反应起到间接作用。研究表明，应用MUF后，TNF、IL-8、内皮素因子的血浆浓度均有不同程度的下降，对术后心肺功能的改善起到积极的作用[7-8]。
3.2 MUF的应用
一般来说可将超滤器安置于任何方便建立侧路的地方，但是一定要确定在超滤过程中不会产生气栓，从而阻塞中空纤维，影响超滤的效果。在安装体外循环管路的时候一同安装并预充排气。因此其出口端可接在动脉或静脉上，但由于静脉有进气的可能，一般临床上大多数将其进口用一个Y形三通与靠近主动脉插管的地方动脉端相连，同样出口端与静脉回流管路相连接，血液回输到右心房，并在出口端分出一个测压管来监测右心房的压力，由泵来控制流量。整个环路是密闭的[9-10]。
3.3 MUF的操作要点
在体外循环中运用MUF，应该注意以下操作要点：① 该技术在体外循环结束后即刻进行，一般持续10～15 min，流量100～150 mL/min，从动脉到静脉，超滤过程中如有容量不足而血压下降时，可直接从主动脉泵将氧合器内余血回输给患儿。② MUF时起先流量应略低，特别是新生儿，因为此时患儿的血压大多仅为30 mm Hg左右甚至更低。随时注意患儿循环状况，有条件者应请外科医师放置左心房测压管监测机体的容量状态，必要时以主泵适当补充容量。③ 实施MUF时，继续保持肝素化，激活凝血时间＞480 s。由于整个体外循环管道处于预充状态，可在发生意外时，迅速恢复常规体外循环。用主泵补充容量时，应该注意主泵的流量不宜超过滤泵，避免血液流向的不稳定。④ 由于该技术在体外循环完成后进行，所以在转流过程中，只要能保证满足相应温度下患儿氧供的HCT即可，这样一定程度的血液稀释的优点可以体现出来，特别是对于发绀型血液黏稠度的患者有益[11]。而一旦停机之后，这种低HCT和血液稀释对婴幼儿是不利的[12]，应及时纠正，MUF即能起到这种作用。⑤ 终止MUF的标准：一般HCT达到30%左右，尽量输完体外循环管道中的血液为止；超滤10～15 min；滤出有效液体量=[转前预充总量+转中增加量（主要为回收晶体停搏液）—尿量]×50%[13]。
3.4 MUF的作用
① MUF不仅可以在体外循环过程中进行，其最大的优点是在脱离体外循环后的10～15 min内进行，不受静脉储血器液面的影响，同时它可将体外循环管道内的剩余血液浓缩后直接回输给患儿，可以最大限度地排除患儿体内多余的水分[14-15]，缩短了患儿的平均住院时间。② 目前，血液传染病例如艾滋病、肝炎、性病的广泛流行，要求医师在手术过程中尽量少用或不用库血[16]。但婴幼儿因为自身体质量小，相对血液稀释度大，自身抗水肿能力差，所以要做到无血预充不可能[17]。而使用MUF的患儿在库血的用量、胸腔积液、心包引流液、术后病死率都有明显的降低，MUF为我们提供了一个减少使用血液制品的手段。③ 体外循环过程中由于血液与异物表面接触，导致许多炎性反应发生，释放大量炎性因子，这些炎性因子会导致组织和器官的损伤。体外循环引发的一系列全身炎症反应是由机体内多种生物活性物质共同作用的结果。MUF不仅减少体外循环后TNF、IL-8、内皮素等炎性介质，而且绝大多数的炎性因子都能被超滤器滤出[18]，同时对血液中的有益成分如白蛋白、凝血因子、血细胞等影响不大。
体外循环下的心血管手术，对患者特别是婴幼儿来说存在很多问题，如血液稀释后引起的器官组织水肿，血液与异物表面接触导致炎性因子的释放，库血或血浆用量增加所带来的负面作用等。自从1991年Naik等[1]创建了改良超滤（MUF）法，已有越来越多的小儿先天性心脏病体外循环采用了此种超滤方法，以达到减轻水肿，减少库血应用，降低炎性因子血浆浓度的目的，有利于患儿术后的恢复。本研究探讨了在婴幼儿先天性心脏病患儿体外循环手术中MUF的应用及其对于炎性因子的降低作用。现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
2010年1月－2012年12月，选择体质量＜20 kg 的室间隔缺损患儿40例，其中男23例，女17例。将40例患儿根据简单随机化方法分为超滤组和对照组，每组20例。两组患儿性别、年龄、体质量、心胸比例差异无统计学意义（表 1）。超滤组在心脏直视手术结束后拔除动脉插管前行MUF；对照组手术全程不行MUF。为控制影响观察结果的不可知因素，入选患儿无合并其他心脏畸形；术前无明显心力衰竭；无呼吸系统感染及水电解质平衡紊乱。本研究经本院伦理委员会批准，患儿家属签署知情同意书。
表1
两组患儿一般资料（n=20）
1.2 体外循环设备与方法
全部患儿采用芬太尼、安氟醚、丙泊酚静吸复合麻醉、肌肉松弛剂选用泮库溴铵、维库溴铵等药物，桡动脉和颈内静脉分别穿刺置管用于监测血压和中心静脉压。使用STOCKERTⅢ型人工心肺机（索林集团德国股份公司），TERUMO膜式氧合器（日本泰尔茂株式会社）。预充用羟乙基淀粉，加入适量库存红细胞悬液200～400 mL或20%人血白蛋白50 mL，预充量大约550～1 000 mL。体外循环开始后先缓慢泵入30～50 mL预冲液后，再逐渐开放上下腔静脉引流，同时逐步提高灌注流量。先自然降温，根据手术时间长短再行变温器控制降温，主动脉根部插入灌注针灌入4 ℃高钾晶体停搏液（8～15 mL/kg），每20分钟复灌一次半量。体外循环灌注流量15～30 mL/（kg·min），维持平均动脉压40～60 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。
1.3 MUF设备与方法
采用意大利索林DHF 0.6超滤器。超滤器进口端接动脉端，出口端接静脉旁路。用复方林格液预充排气后旷置。超滤组在体外循环结束后开始超滤，流量10～15 mL/（kg·min），超滤时间10～15 min，超滤过程中根据静脉储血器的液平面高低适量加入全血或者复方林格液以维持不被泵空。
在转流开始、转流30 min、转流结束、超滤结束以及术后2 h分别采集动脉血标本测定肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素-8（IL-8）和内皮素。
1.4 统计学方法
所得数据用SPSS 11.0统计软件处理，计量资料以均数±标准差表示，各组间比较采用方差分析进行统计比较，检验水准α=0.05。
2 结果
2.1 两组患儿手术情况
40例患儿中对照组死亡1例，死于术后低心排出量综合征。全部患儿均未发现同MUF有关的并发症。40例患儿均采用常规体外循环技术，转中鼻咽温29～33℃。对照组患儿体外循环时间（35.22±12.16）min，术中平均动脉压40～60 mm Hg，升主动脉阻断时间（23.33±14.56） min，术中平均尿量（52.43±45.32）mL；超滤组患儿体外循环时间（34.58±13.87） min，术中平均动脉压42～66 mm Hg，升主动脉阻断时间（21.44±15.02） min，术中平均尿量（48.66±38.32）mL；组间比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表 2。超滤组患儿MUF时间（12.21±5.46）min，滤出液体（112.35±48.72）mL。体外循环期间血细胞比容（HCT）为（0.238±0.012） L/L，MUF结束后HCT为（0.298±0.026）L/L。
表2
两组患儿手术情况（n=20，2.2 两组患儿血浆炎性因子浓度变化
在两组患儿实行麻醉后，血浆炎性因子TNF、IL-8、内皮素浓度处于较低水平，体外循环开始后急剧升高，至体外循环结束时缓慢下降，至术后24 h逐步降到术前水平。超滤组于体外循环结束至术后2 h内，炎性因子下降迅速，超滤液中可检测出炎性因子。见表 3。
表3
血浆炎性因子浓度变化（n=20，3 讨论
3.1 MUF的原理
最早考虑使用微孔滤过膜滤出血液中多余的液体的资料记载要追溯到1928年，而直到20世纪50年代末、60年代初才开始临床使用超滤技术，用于治疗肾功能损害、水负荷过重的患者。20世纪70年代，Magilligan等[2]首先将超滤技术用于心脏外科手术。早期严格限制于体外循环严重血液稀释的患者，而且只是超滤体外循环停机后管道中剩余的液体。直到1979年，超滤技术才进一步扩展用于体外循环转流中。从20世纪80年代开始，心脏手术中的血液超滤从学术研究转向大规模的临床应用。早期人们用超滤的主要目的是帮助肾功能不全而又能忍受心脏手术的患者控制容量负荷，后来逐渐发展到所有需要控制液体量、浓缩血液提高HCT的患者[3]。超滤是模仿肾小球滤过的原理，利用半透膜两侧的压力阶差，滤出水分和小于半透膜孔径的中小分子物质。在应用于小儿体外循环中，由于超滤器需要占用50～100 mL的血容量，所以会加入更多的库血或者晶体液来提高预充量，导致患儿全身水分增多、组织水肿以及术后脏器功能紊乱[4]。20世纪90年代，Naik等[5]首先将MUF应用于体外循环中。MUF是在体外循环结束后，将动脉内及氧合器内的血液泵入超滤器，回输至右心房，结果是将温热的、浓缩的、氧合血泵入患者体内。20世纪80年代早期，Kirklin等[6]首次提出体外循环诱发全身炎症反应的理论是由于血液与循环管道和氧合器接触，器官缺血再灌注损伤等因素共同作用的结果；而采用MUF不仅可以提高HCT，减少库血的应用量，滤出体内多余水分，而且同时可以减少体内炎性因子的血浆浓度，对减轻术后炎症反应起到间接作用。研究表明，应用MUF后，TNF、IL-8、内皮素因子的血浆浓度均有不同程度的下降，对术后心肺功能的改善起到积极的作用[7-8]。
3.2 MUF的应用
一般来说可将超滤器安置于任何方便建立侧路的地方，但是一定要确定在超滤过程中不会产生气栓，从而阻塞中空纤维，影响超滤的效果。在安装体外循环管路的时候一同安装并预充排气。因此其出口端可接在动脉或静脉上，但由于静脉有进气的可能，一般临床上大多数将其进口用一个Y形三通与靠近主动脉插管的地方动脉端相连，同样出口端与静脉回流管路相连接，血液回输到右心房，并在出口端分出一个测压管来监测右心房的压力，由泵来控制流量。整个环路是密闭的[9-10]。
3.3 MUF的操作要点
在体外循环中运用MUF，应该注意以下操作要点：① 该技术在体外循环结束后即刻进行，一般持续10～15 min，流量100～150 mL/min，从动脉到静脉，超滤过程中如有容量不足而血压下降时，可直接从主动脉泵将氧合器内余血回输给患儿。② MUF时起先流量应略低，特别是新生儿，因为此时患儿的血压大多仅为30 mm Hg左右甚至更低。随时注意患儿循环状况，有条件者应请外科医师放置左心房测压管监测机体的容量状态，必要时以主泵适当补充容量。③ 实施MUF时，继续保持肝素化，激活凝血时间＞480 s。由于整个体外循环管道处于预充状态，可在发生意外时，迅速恢复常规体外循环。用主泵补充容量时，应该注意主泵的流量不宜超过滤泵，避免血液流向的不稳定。④ 由于该技术在体外循环完成后进行，所以在转流过程中，只要能保证满足相应温度下患儿氧供的HCT即可，这样一定程度的血液稀释的优点可以体现出来，特别是对于发绀型血液黏稠度的患者有益[11]。而一旦停机之后，这种低HCT和血液稀释对婴幼儿是不利的[12]，应及时纠正，MUF即能起到这种作用。⑤ 终止MUF的标准：一般HCT达到30%左右，尽量输完体外循环管道中的血液为止；超滤10～15 min；滤出有效液体量=[转前预充总量+转中增加量（主要为回收晶体停搏液）—尿量]×50%[13]。
3.4 MUF的作用
① MUF不仅可以在体外循环过程中进行，其最大的优点是在脱离体外循环后的10～15 min内进行，不受静脉储血器液面的影响，同时它可将体外循环管道内的剩余血液浓缩后直接回输给患儿，可以最大限度地排除患儿体内多余的水分[14-15]，缩短了患儿的平均住院时间。② 目前，血液传染病例如艾滋病、肝炎、性病的广泛流行，要求医师在手术过程中尽量少用或不用库血[16]。但婴幼儿因为自身体质量小，相对血液稀释度大，自身抗水肿能力差，所以要做到无血预充不可能[17]。而使用MUF的患儿在库血的用量、胸腔积液、心包引流液、术后病死率都有明显的降低，MUF为我们提供了一个减少使用血液制品的手段。③ 体外循环过程中由于血液与异物表面接触，导致许多炎性反应发生，释放大量炎性因子，这些炎性因子会导致组织和器官的损伤。体外循环引发的一系列全身炎症反应是由机体内多种生物活性物质共同作用的结果。MUF不仅减少体外循环后TNF、IL-8、内皮素等炎性介质，而且绝大多数的炎性因子都能被超滤器滤出[18]，同时对血液中的有益成分如白蛋白、凝血因子、血细胞等影响不大。
