ECC期间高钾心肌保护液灌注后患者血钾浓度的变化与心脏复苏、心律失常的关系

王 伟，郭 珊，杨万杰

(1天津市第五中心医院，天津 300450;2泰达国际心血管病医院)

体外循环(ECC)心内直视手术期间，高钾心肌保护液灌注能影响患者体内钾离子浓度，继而影响患者心脏电生理水平，可导致术中心脏复苏困难和术后生命体征不平稳［1］。以往由于检测设备受限，只能间断抽取血样标本检测钾离子浓度，对钾离子的动态变化无法实时监测，不能及时准确地调整血钾浓度，难以为心脏复苏营造良好的内环境，直接影响了患者的手术效果。2012年3～5月，我们观察了20例ECC下择期行冠状动脉旁路移植术患者高钾心肌保护液灌注后血钾浓度的变化，并讨论了血钾浓度和心脏复苏、心律失常的关系。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择同期在泰达国际心血管病医院ECC下择期行冠状动脉旁路移植术(CABG)患者20例，男15例、女5例，年龄57～73(64.73±6.06)岁，体质量57.5 ～77.5(67.10 ±4.49)kg，心功能分级Ⅱ级17例、Ⅲ级3例。排除术前合并有心律失常者、ECC前有低血压过程和肝肾功能异常者及ECC期间高钾心肌保护液灌注前后应用间羟胺、胰岛素、NaHCO3调节血压、血糖、pH者。

1.2 方法

1.2.1 麻醉方法 患者入室后，给予咪唑安定3～5 mg、依托咪酯 20 mg、罗库溴铵 0.6 mg/kg、舒芬太尼1 μg/kg常规诱导。气管插管完成后，接麻醉机控制呼吸，呼吸参数:潮气量8～10 mL/kg、呼吸频率10～12次/min。经桡动脉穿刺置管监测动脉血压，经右颈内静脉穿刺置入三腔管持续监测中心静脉压，并维持患者循环稳定。

1.2.2 ECC方法 使用德国Stockert-C型非搏动灌注ECC机，Dideco-703进口膜肺，胶晶比(万汶、乳酸钠林格氏液)2∶1预充。在全身麻醉、全身肝素化后，行升主动脉及右心房单根房腔静脉插管建立ECC，在激活全血凝固时间＞480 s后开始ECC，缓慢降温。ECC开始后3 min由Dideco-703膜肺抽取动脉血样检测动脉血气，同时存储 TERUMO CDITM500连续血气监测仪上血钾浓度，根据动脉血气测定结果校正仪器的血钾浓度与动脉血气分析结果一致。当鼻咽温降至34℃时阻断升主动脉，经升主动脉根部灌注高钾心肌保护液1000 mL，开始行CABG。桥血管每个吻合口吻合后灌注高钾心肌保护液200 mL，乳内动脉搭桥时开始复温，吻合完成后灌注200 mL，此后停止灌注高钾心肌保护液，升主动脉开放，心脏复跳。高钾心肌保护液灌注期间保持水箱34℃恒温，增加流量维持血压≥50 mm-Hg，血流通气比 1∶0.6 ～ 0.8，维持 pH 在 7.35 ～7.45，PaCO235 ～45 mmHg，复温后予以速尿10 mg。

1.2.3 观察指标 观察并记录首次灌注高钾心肌保护液1000 mL血钾值的变化(在行下1次灌注前血钾值变化情况)及调节至相对平衡所需时间;记录首次灌注高钾心肌保护液与下次灌注期间的尿量，并留尿样由美国nova全血自动血气分析仪检测尿钾的浓度;观察心脏复跳前血钾浓度及其与心脏复跳、心律失常的关系。

2 结果

2.1 患者转机时间、阻断时间及血钾浓度 进入ECC至脱离ECC时间(转机时间)为45～80(65.20±9.23)min，阻断升主动脉心脏停跳至升主动脉开放心脏复跳时间(阻断时间)为42～56(48.80±6.30)min，进入 ECC后3 min体内血钾基础值为10.20 ～11.10(10.68 ±0.34)mmol。

2.2 首次高钾心肌保护液灌注后血钾值的变化首次高钾心肌保护液平均283 s内灌注1000 mL，灌入血钾25.52 mmol。血钾在心肌保护液首次灌注停止后73 s升高5.25 mmol，达到峰值;达到峰值后175 s内快速下降2.32 mmol;此后244 s内缓慢下降1.27 mmol至相对平衡，血钾停止摄入后到达到平衡的时间为492 s。心肌保护液首次灌注停止后血钾在原基础浓度上的变化见图1。

图1 首次灌注停止后血钾变化

2.3 产生尿量及心脏复跳前的血钾浓度 首次灌注至第2次灌注开始前产生尿量为45.00～60.00(52.50 ±5.24)mL，尿排钾量 0.48 ～ 0.75(0.61 ±0.11)mmol。升主动脉开放前血钾浓度为 4.7 ～5.8(5.15 ±0.42)mmol/L，心脏自动复跳患者血钾浓度4.9 ～5.8(5.40 ±0.45)mmol/L，除颤复跳患者血钾浓度4.7 ～5.6(5.13 ±0.31)mmol/L。全组无新发房颤等心律失常发生。

3 讨论

钾是机体重要的矿物质之一，体内钾离子98%存在于细胞内，是细胞内最主要的电解质;细胞外液的钾离子仅占的2%［2］，却具有重要作用。正常血钾浓度为3.5～5.5 mmol/L。钾离子有许多重要生理功能，如参与细胞内新陈代谢、维持细胞静息膜电位、调节细胞内外的渗透压和酸碱平衡、维持神经、肌肉的兴奋性等［3］。体内钾平衡涉及细胞内、外液钾的分布和转移，少量钾进入或移出细胞外液将导致血钾浓度明显改变。

ECC中，血钾浓度异常对机体的影响主要表现在心血管系统，低钾可影响患者心功能的恢复，增加心肌细胞的应激性，易诱发心律失常，成为严重心律紊乱、室颤的诱因［4］。高钾血症对机体的主要危险是能引起心室纤维性颤动和心搏骤停。严重高血钾(7.0 ～9.0 mmol/L)，由于静息膜电位过小，心肌兴奋性降低或消失，同时高钾抑制了动作电位二期钙内流，兴奋—收缩耦联减弱，心肌收缩降低，临床上可出现心脏停搏［5］。ECC引起高血钾的原因主要有:钾摄入过多(ECC中因心肌停搏液回收过多而引起的血钾增高是高钾血症的最主要原因);肾脏排钾减少(ECC的非生理性灌注、早期的低血压过程、ECC中产生的微栓、血管活性物质增高均可使肾血流减少，尿生成和排钾障碍);酸中毒(ECC的“控制性休克”状态、复温后的微循环开放、通气不足引起的呼吸性酸中毒等);血细胞的破坏(血液和异物表面接触、炎性介质的释放、大量心内吸引等);内分泌异常等。

机体对血浆离子浓度变化有很强的自我调节功能。研究表明，ECC患者血钾浓度的下降不仅仅与钾的稀释和排出有关［6］，本研究同样证实了这一点。本组患者排除了外在影响因素，即在 pH、PaCO2相对稳定，未应用NaHCO3、胰岛素、儿茶酚胺类药物等情况下，连续观察由灌注高钾心肌保护液导致的大量钾摄入后血钾值的变化过程。结果显示，大量钾快速入血后导致血钾一过性升高，机体迅速启动自我调节功能，10 min内即可使血钾值恢复至相对安全水平，而机体调节期间经尿排出体外钾量很少，提示在对高钾血症的早期调节中，经肾脏排出并非主要途径。细胞内外转移应当是血钾迅速平衡的主要途径。按照成人血浆总量计算，平均输注25 mmol血钾应升高将近9 mmol/L，实际测得血钾升高幅度只有5 mmol/L，提示体内缓冲机制启动迅速，在灌注同时细胞内外转移已经发生。

ECC期间影响体内钾平衡的因素很多［7］，血钾在ECC期间出现波动也在所难免，但维持血钾在正常范围对患者顺利康复至关重要。本研究表明，机体自身对血钾的调节能力极强，而且调节过程迅速，但即使是一过性高血钾也可对机体造成严重伤害。在CABG手术ECC期间，我们灌注高钾心肌保护液时，血钾摄入量相对较多，尽管机体代偿，但10 min后仍难以恢复到灌注前水平，临床应予重视。本组20例患者没有出现心脏复跳困难或心律失常者，可能与CABG患者心功能普遍较好，且其血钾浓度超过正常范围的幅度较小，不会影响动作电位的产生或心肌细胞的自律性。

连续ECC环路内血钾监测提供了定量研究ECC期间钾代谢的方便手段，并得出一些结论，但本研究观察例数较少，要想得出一定理论还需要我们进一步深入研究。

［1］徐宏耀，吴信.心脏外科监护［M］.北京:人民军医出版社，2003:213-214.

［2］Karppanen H，Karppanen P，Mervaala E.Why and how to implement sodium，potassium，calcium，and magnesium changes in food items and diets［J］.J Hum Hypertens，2005，19(Suppl 3):S10-S19.

［3］Workman AJ，Kane KA，Rankin AC.The contribution of ionic currents to changes in refractoriness of human atrial myoeytes associated with chronic atrial fibrillation［J］.Cardiovasc Res，200l，52(2):226-235.

［4］Adrogue HJ，Madias NE.Sodium and potassium in the pathogenesis of hypertension［J］.N Engl J Med，2007，356(19):1966-1978.

［5］丁振元，李佳春，王加利，等.体外循环中高血钾不同处理方法研究［J］.中国体外循环杂志，2005，3(1):20-23.

［6］Lock JE，Keane JF，Perry SB.Diagnostic and interventional catheterization in congenital heart disease［M］.Second Edition.Boston:Kluwer academic publishers，2000:120-124.

［7］姚尚龙，龙村.体外循环原理与实践［M］.北京:人民卫生出版社，2009:234.