整合式膜式氧合器在新生儿少血预充中的作用

曹 倩，王葵亮，任立彦，刘 玮，张 蓓，王鲁甬，邢泉生



整合式膜式氧合器在新生儿少血预充中的作用

曹 倩，王葵亮，任立彦，刘 玮，张 蓓，王鲁甬，邢泉生

［摘要］：目的 试从多角度探讨现有新生儿体外循环装置各环节的整体作用及研发空间。方法 选取2015年1月至6月在本院行先天性心脏病根治术的足月新生患儿40例,体重3.1～4.3 kg,随机分为两组,T组(n＝20):使用内置动脉微栓滤器的整合式膜式氧合器(膜肺)；M组(n＝20):使用普通膜肺联合外置的动脉微栓滤器。两组均使用定制的国产Ф4新生儿迷你管路及静脉负压辅助装置。两组均添加适量红细胞以维持转中红细胞比容0.25左右,均不用血浆。比较两组的静态预充量、库血预充量、库血使用总量及膜肺自身个性特点。结果 T组的最低静态预充量为135 ml,显著低于M组( P＜0.05),红细胞预充量、红细胞使用总量也较M组明显减少；术前备血T组仅需1 U,M组则需2 U( P＜0.05)。虽然两组膜肺的自身预充量无差异,但在临床灌注医师精确静脉还血的指导性、Ф4迷你管路连接的依从性方面,T组略优于M组。国内、外所有的各种体外循环插管、氧饱和度管等最细直径均为1/4″,与Ф4迷你管路不匹配。结论 综合使用新型膜肺、Ф4迷你管路等新型体外装置可以做到新生儿少血预充。传统的体外循环产品尚需继续配套化、规范化、迷你化、商业化,协助实现新生儿无血预充目的。

［关键词］：体外循环；新生儿；无血预充

The entirety effects of new devices for blood less extracorporeal circulation in neonates

Cao Qian,Wang Kui-liang,Ren Li-yan,Liu Wei,Zhang Bei,Wang Lu-yong,Xing Quan-sheng
Qingdao Children＇s Heart Center,Qingdao Women and Children＇s Hospital ,Congenital Heart Diseases
Research Center of Qingdao University,Qingdao 266034,China
Corresponding author:Xing Quan-sheng,Email:qsxing@ 163.com

［Abstract］：Objective To explore the entirety effects and future development of neonatal extracorporeal circulation(ECC) products from a multi-angle perspective.Methods Forty full-term newborns with congenital heart disease,weighed from 3.1 kg to 4.3 kg,were divided into two groups.In group T(n＝20) ,the newest oxygenators incorporating an arterial line filter were used.In group M(n＝20) ,the common oxygenators and external arterial line filters were used together.The customized domestic Ф 4 neonatal mini circuit and vacuum assisted venous drainage(VAVD) were used in both groups.Red blood cells were added to achieve a Hct of 0.25 during ECC in both groups.Static priming volume,priming and total volume of red blood cells,and the personality characteristics of oxygenators were compared in two groups.Results The minimum static priming volume in group T,which was 135 ml,significantly lower than that of group M( P＜0.05).The priming volume and total volume of red blood cells were significantly reduced in group T；Preoperative preparation of red blood cells was only 1 U in group T ,but 2 U in Group M( P＜0.05).Although the volume of oxygenator in two groups was not different,but the precise scale and the Ф 4 mini circuit connection were slightly better than those of group M.The minimum size 1/4＂in diameter in all kinds of ECC cannula at home and abroad didn＇t match with the Ф4 neonatal mini circuit.Conclusion Bloodless ECC in neonates could be achieved by comprehensive use of the newest oxygenators and the Ф4 neonatal mini circuit.Traditional ECC products still need to upgradeto form a complete matching,standardization,minimalization,and commercialization in order to achieve neonatal bloodless ECC.

［Key words］： Extracorporeal circulation；Neonate；Bloodless

异体血制品对患者机体的危害与风险被越来越重视[1]。体外循环的大预充大稀释是婴幼儿、尤其新生儿先天性心脏病患者常规使用大量异体血制品预充的主要原因。利用新型体外循环装置最大程度减少预充量,可以使新生儿的少血预充、甚至部分合适病例的无血预充不再是梦想[2-3]。本文通过研究新生儿少血预充新技术,试从多角度探讨体外循环装置各环节的整体作用、设计理念及开发空间,助未来产品更加人性化、临床化。

1 材料与方法

1.1 临床资料 选取2015年1月至2015年6月在本院行先天性心脏病矫治的足月新生患儿40例,男26例,女14例,体重3.1～4.3(3.7±0.3)kg,术前红细胞比容(Hct)限定在0.30～0.45间,Hct过低或过高病例均排除。病种以简单先天性心脏病为主,排除紫绀型先天性心脏病。

1.2 膜肺 选取本院当时现有的两款带有负压减压阀的进口新生儿膜肺,将患儿随机分为两组。T组:整合式膜肺(Terumo CAPIOX FX05),氧合室有内置的动脉微栓滤器；M组:普通膜肺(Maquet VKMO 10000),需联合使用外置的动脉微栓滤器(科威)。膜肺支架固定位置均以膜肺氧合室入口(泵后管接头)与泵头管路夹持平且最靠近为最佳位置。

1.3 迷你管路 两组均使用新生儿迷你管路(宁波):泵管是Ф6硅塑管,左右心管是Ф3普通塑管,其它均是Ф4普通塑管。动静脉大循环管路先预接1/4氧饱和度接头和1/4侧孔接头(备接超滤器),再过渡到Ф4普通塑管。管路中Ф6×4的过渡接头有硬质塑料接头和软质(套管粘贴)接头两种。

1.4 体外循环 体外循环机(STOCKERT V型)滚压大泵为主泵,悬挂双头泵为左右心泵,上升至手术床高度。两组均使用负压辅助静脉引流装置(vacuum assisted venous drainage,VAVD,Maquet),负压范围-20～-40 mm Hg。预充液以勃脉力(复方醋酸林格液)、佳乐施、20%人血白蛋白为主。两组均在转前预充、转中超滤器混入大循环后分别加以适量红细胞以维持预计中的Hct 0.25左右的转中水平,均不添加血浆。所有预充液均以注射器精确抽取添加。浅低温高流量灌注管理,HTK(康斯特)液单次灌注心肌保护。停机后常规改良超滤。

1.5 资料收集 比较两组患儿一般情况,转前、转中、转后Hct值,静态预充量,库血预充量,库血使用总量及膜肺自身个性特点。

1.6 统计学处理 采用SPSS 15.0软件进行统计学处理,计量资料用均数±标准差(±s)表示,两组间比较采用t检验,P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 预充情况 两组间各阶段的Hct值均无显著差异。M组的整体静态预充量为190～205(198.6± 4.5)ml,T组为135～145(141.4±3.7)ml,显著低于M组(P＜0.05)。两组的红细胞预充量分别为130～170(152.1±12.4)ml(M组)和50～80(71.3±10.3)ml(T组),红细胞使用总量分别为180～230(196.7± 21.7)ml(M组)和90～130(111.2±12.9)ml(T组),T组均显著低于M组( P＜0.05)。术前备血T组仅需1 U,M组则需2 U( P＜0.05),T组达到了少血预充的目的。

2.2 管路情况 泵后管最短距离(泵头管路夹到氧合室入口接头)可缩短至1.5 cm。泵前管需使用各膜肺自带的转换接头(1/4-3/16),两组最细端的外径分别为(5.90±0.01)mm(M组)、(5.50±0.01)mm(T组),虽无统计学差异,但临床使用者连接Ф4管路的依从性却不同,前者需做管路的较大斜剖面勉强接上,后者略用力可直接连接。

2.3 接头情况 所有进口、国产的动静脉插管、氧饱和度管、1/4侧孔接头等的最细直径均为1/4,与Ф4迷你管路不匹配,需要过渡管或过渡接头。国内不同厂家的同型号接头直径差异显著。同款硬质接头,进口产品(5.3±0.1)cm明显短于国产(6.7±0.1) cm；软质接头(套管粘贴)仅(2.0±0.1)cm左右,较硬质接头明显缩短。

2.4 膜肺情况 两组膜肺的自身预充量无差异。两组膜肺储血罐的容量刻度标识:100 ml容量标识的高度分别为7 cm(M组)和9 cm(T组)；10 ml间距标识的容量分别为50 ml(M组)和100 ml(T 组)。膜肺储血罐出口(泵前接头)与氧合室入口(泵后接头)的垂直距离,T组最近为3 cm,M组略远为9 cm,但M组膜肺的储血罐出口方向呈45°,反而有利于最短距离直达泵管路夹,T组则垂直向下行。

3 讨 论

异体血制品对机体脏器的潜在危害、传播输血性疾病的高危风险已逐被公认,心脏外科体外循环无血预充的观点也逐被认可[1]。随着体外循环技术和医疗器械的不断改进和更新,成人、儿童、大部分婴幼儿都可以基本实现无血预充,新生儿领域也在逐步被涉入,但由于新生儿自身发育特点及现有体外循环装置的限制,无血预充率远远低于别的年龄段[2-5]。成功实施无血预充者常需同时具备以下主要条件[6]:①术前患儿自身Hct值较高:紫绀型患儿或者术前Hct高于0.36者[7]。②能接受转中较低的Hct值:在组织氧饱和度全面监测的前提下,Boettcher W可以接受0.18～0.20甚至更低的转中Hct[8]。当然,北美协会等学者认为0.24～0.27的Hct更加安全[9]。③体外循环管路固有的预充量(静态预充量):本组选择了术前Hct适中、非紫绀型的简单先天性心脏病为研究对象,结合本单位认可的Hct 0.25左右的转中安全稀释度,综合利用体外循环新型装置将静态预充量最低降至135 ml,接近了国外报道的120～190 ml[2,10],证明新型体外装置在新生儿少血预充中确实可以起到重要的关键作用。目前,虽然只是达到了少血预充目的,若能再扩大研究对象,适当降低转中稀释度的安全阈值,对体外循环装置进一步精细化,完全可以实现新生儿无血预充目的。

最大程度减少预充量是无血预充的关键。笔者主要选择了三个突破点:设备位置的提高化、膜肺与微栓的一体化、管道的迷你化。①调整设备位置:借助于VAVD设备辅助静脉引流,膜肺由传统的最低位置上升到与机器主泵持平,甚至随悬挂泵再提高到手术床水平,可大大缩短泵前、泵后管长度[10]。本组以膜肺氧合室入口(泵后管接头)与泵头管路夹持平为支架固定位置,泵后管长度最短降至1.5 cm左右,较传统位置泵后管缩短10 cm以上。膜肺储血罐出口(泵前接头)与氧合室入口(泵后接头)的垂直距离越近,泵前管路长度越短。储血罐出口方向呈一定角度,也有利于管路以最短距离直达泵管夹。②新型整合式膜肺:将传统的动脉微栓滤器整合到膜肺的氧合室内,几乎不增加膜肺的自身预充量,且容易排气,操作性好。本文研究结果显示两组的静态预充量差值在50 ml以上,这对无血/少血预充起到重要作用。③Ф4新生儿迷你管路:国外有商品化的3/16细管道,若流速达1.8 L/min血流动力学可发生不利改变[2]。新生儿灌注流量有限,本组选择了Ф4为主的迷你管路,临床试用未见明显不良后果。包括主泵管在内的所有管路直径是否可以整体细化或继续细化到Ф3,尚有待于血流动力学的实验室研究支持。当然,除了直径细化,其长度也要尽可能缩短。

临床实际应用上述新装置时却发现了市场不匹配的情况。国内各厂家的管路外径及内径、硬质接头的型号及长度均有所不同,甚至差异较大。所有进口、国产的动静脉插管、氧饱和度管、侧孔接头等的最细直径均为1/4,与Ф4迷你管路不匹配,需要增加过多的过渡管或过渡接头。硬质接头长而硬,限制了膜肺以最近距离靠近主泵；软质接头(套管粘贴)短而软,接头内部却是简单粘贴,内壁管径粗细剧变,对血液的流变学极其不利。进口膜肺自配的转换接头只是1/4-3/16,希望国内外厂家可配置制几种更细的转换头或直接生产Ф4口经的迷你型产品。

进口优质膜肺在膜面积,预充量等基本参数上几乎没有质的区别,但其自身的一些设计理念与特殊参数,例如膜肺的造型、高矮、曲线等却会多少支配着临床使用者的依从性、接受度。同样100 ml容量,7～9 cm的操作观察液面对新生儿是比较满意的。膜肺储血罐的容量刻度标识间距越小,越有利于新生儿的精细化静脉控制还血。这些设计细节有助于保障无血预充低液面的安全性。

综合利用新型体外装置可以做到新生儿少血预充。传统的体外循环产品尚没有跟上新生儿Ф4迷你管路的潮流步伐,频繁使用过渡管或过渡接头不仅增加预充量,也影响血液流变学。建议厂家继续规范、细化体外循环各种装置,协助实现新生儿无血预充目的。

参考文献：

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[10]Durandy Y.The impact of vacuum-assisted venous drainage and miniaturized bypass circuits on blood transfusion in pediatric cardiac surgery[J].ASAIO J,2009,55(1):117-120.

(修订日期:2015-12-14)

(收稿日期:2015-12-07)

通讯作者：邢泉生,Email:qsxing@ 163.com

基金项目：青岛市医疗卫生重点学科建设(xk2014-001)

DOI:10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2016.01.03

作者单位：266034,青岛市妇女儿童医院心脏中心,青岛大学先心病研究中心[王鲁甬(研究生)]