离心泵在体外循环中对凝血功能的影响

孟凡伟，李建朝，钱晓亮，谢周良，赵子牛，葛振伟，姚东风，任培军，杨雷一，程兆云

(河南省人民医院心脏中心/阜外华中心血管病医院/郑州大学华中阜外医院 体外循环科，河南 郑州 450046)

体外循环能在心脏手术中完全替代心肺的功能，为心脏手术的安全提供保障，但是在体外循环中，需要血液直接与人工管路接触，可以激活全身炎症反应，导致患者凝血功能障碍，增加术后出血风险[1]。目前临床使用的一些凝血监测指标都只反映凝血系统某一个因素的变化，而血栓弹力图(thrombelastography，TEG)可以反映血浆纤维蛋白形成的速度和血栓形成、溶解等连续、定量的信息，直接反映患者的凝血功能[2]。故本研究用TEG来评估，比较应用离心泵与滚压泵对患者术后凝血功能的影响。

1 资料与方法

1.1 病例资料本研究为随机对照、双盲临床试验，已获阜外华中心血管病医院伦理委员会批准通过；选择30例准备在体外循环下行主动脉瓣和(或)二尖瓣置换的成人患者，使用随机数字表法平分为两组：滚压泵组(roller pump，G1组)和离心泵组(centrifugal pump，G2组)。

1.2 入选标准(1)20岁<年龄<70岁，纽约心脏协会(New York Heart Association，NYHA)心功能分级在Ⅱ、Ⅲ级；(2)术前行凝血功能、血常规等检查，相关指标处于正常范围；(3)术前2周内未接受肝素、阿司匹林、氯吡格雷等抗凝药物或激素治疗；(4)患者无严重肝、肾疾病。

1.3 排除标准(1)二次手术或急诊手术；(2)血栓栓塞病史，如深静脉血栓，左房血栓等；(3)处于妊娠期或哺乳期；(4)合并有恶性肿瘤、甲亢、结核等严重消耗性疾病。

1.4 材料与方法30例患者均采用全身麻醉。体外循环装置：德国Stokert V型体外循环机，离心泵头(索林，REVOLUTION)，肝素涂层中空纤维膜式氧合器(索林，成人型)，一次性体外循环成人血管路(天津市塑料研究所有限公司，国械注准20193101972)。预充液：包括500 mL复方电解质注射液(上海百特医疗用品有限公司，批号：S2008105)，1 000 mL佳乐施(贝朗医疗苏州有限公司，批准证号2113687401)，肝素钠注射液(上海上药第一生化药业有限公司，国药准字H31022051)1 mg·kg-1。体外循环流量50～75 mL·min-1。体外循环中灌注压维持在50～80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，最低鼻咽温32 ℃左右。激活全血凝固时间(activated clotting time of whole blood，ACT)达到480 s可以开始体外循环。两组患者体外循环装置仅有主泵不同。在全身麻醉后(T1)、体外循环结束中和鱼精蛋白30 min后(T2)两个时间点抽中心静脉血20 mL，检测患者快速TEG各项指标[ACT，凝血反应时间(R)，凝血时间(K)，血凝块形成速率α角，血凝块最大强度(maximum amplitude，MA)]。T2同时抽中心静脉血查血小板计数及纤维蛋白原。术前检查TEG普通杯，术后检测TEG肝素酶杯以排除肝素残余因素的影响。术后统计两组的用血量、24 h胸腔引流量、呼吸机时间和重症监护室(intensive care unit，ICU)停留时间，评估离心泵对危重症患者的影响。

使用TEG 5000 Hemostasis Analyzer(Haemonetics Corporation)进行检测。选择普通杯和肝素酶杯按照说明书进行操作，完成后采集TEG曲线。主要检测指标包括：反应凝血因子功能的ACT值、K值、α角、MA值。

快速TEG诊断方法：用ACT代替R值，其他与普通TEG参数意义相同。ACT>110 s诊断凝血因子缺乏，ACT<78 s诊断凝血因子活性增高；K值<1 min或α角>82 °诊断纤维蛋白原功能亢进，K值>2 min或α角<66 °诊断纤维蛋白原功能低下；MA<54 mm诊断血小板功能低下，MA>82 mm诊断血小板功能增强；LY30>8%诊断为纤维蛋白溶解功能亢进。

2 结果

2.1 一般资料、体外循环资料两组一般资料、体外循环资料见表1，各项比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 患者术前基本资料及体外循环情况

2.2 两组术前、术后TEG结果两组术前、术后ACT、K值、α角、MA比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组术后血小板计数、纤维蛋白原、呼吸机时间、ICU停留时间、冷沉淀用量、血浆用量、24 h引流量比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、3。

表2 T1和T2时TEG各项指标

表3 术后情况统计

2.3 术后TEG结果术后两组异常TEG发生率、凝血因子缺乏发生率、纤维蛋白原功能低下发生率差异有统计学意义(P<0.05)。滚压泵组术后异常TEG 9例，发生率为60.00%；纤维蛋白原功能低下有7例，发生率为46.67%；凝血因子缺乏6例，发生率为40.00%；其中有4例既有凝血因子缺乏又有纤维蛋白原低下，其他都在正常范围内。离心泵组术后异常TEG 2例，发生率为13.33%；纤维蛋白功能低下2例，发生率为13.33%；凝血因子缺乏1例，发生率为6.67%；其中1例既有凝血因子缺乏又有纤维蛋白原低下，其他都在正常范围内。见表4。

表4 术后TEG结果异常发生率分布(%)

3 讨论

跟滚压泵相比，离心泵具有体积小、高效能、安全性高等优点。主要体现为：(1)离心泵是一种非阻闭型泵，管道打折压力不会剧烈增加，减少崩管的风险；(2)离心泵高速转动时，中心为负压，即使有少量气体进入，也不会被泵到体内；(3)离心泵头内表面光滑，为肝素涂层，有更好的生物相容性[3]。研究发现，使用离心泵可以减轻体外循环中对血小板和红细胞的破坏，降低术后输血量和胸腔渗出量[4]。但也有研究发现，跟滚压泵相比，离心泵的使用并没有减少术后出血及用血量[5]。体外循环后出血主要跟体外循环管道与人体血液的生物相容性差引起的炎症反应、血泵运转时负压形成的剪切力造成血液有形成分的破坏及低温和血小板功能的降低有关[6]。离心泵只是其中一个改良因素，影响相对有限。但是在危重症体外循环时间长或大体质量需要高流量的患者中，离心泵就体现出比滚压泵对血液有形成分破坏较轻的优势，改善患者的凝血功能、肾功能，进而改善患者预后[7-8]。

在体外循环中，凝血、补体、炎症反应的激活均呈时间依赖性，血泵的不同对患者凝血活性和炎症活性的影响也不同[9]。本研究中离心泵组术后凝血功能异常的发生率较滚压泵组低，差异有统计学意义；术后滚压泵组凝血因子缺乏发生率与纤维蛋白原缺乏发生率明显低于离心泵组。原因可能是：离心泵较滚压泵降低了凝血系统的激活，减少了凝血因子和纤维蛋白原的消耗。Andreia等[10]发现，冠脉搭桥体外循环中，与滚压泵相比，使用离心泵能降低术后患者白介素-6及肿瘤坏死因子-α的水平，减低术后患者的炎症反应。然而，也有研究表明，在婴幼儿中，离心泵的使用跟溶血、高胆红素血症和肾损伤有关，在凝血功能方面跟滚压泵组比较也无优势[11-12]，这可能跟离心泵的流量相关。在高流量(4～8 L·min-1)时，离心泵具有良好的运行特性；在低流量(0.5～2 L·min-1)时，经常会出现溶血增加、血小板活化和出血并发症[13]，这也从侧面说明了离心泵适合在成人高流量体外循环中使用。

与常规凝血功能检测相比，TEG检测的是凝血的全貌，在评估出血及相关风险方面更有优势[14]，同时也有助于患者术后出血的针对性治疗[15]。TEG中反映血小板的功能指标为MA值，术后两组MA值均在正常范围内，两组比较差异无统计学意义。Hiromu等[16]也发现，在体外循环中，血小板的功能跟血泵的选择没有关系，主要跟异物接触激活有关。这也佐证了两组患者术后血小板计数及功能检测都在正常范围内，差异无统计学意义。离心泵组反映凝血因子活性的ACT值和反映纤维蛋白功能的K值及α角值较滚压泵组低，差异无统计学意义，可能跟样本量太小有关，需加大样本量进一步研究。

虽然离心泵组术后凝血异常发生率相对较低，但并没有表现出相对应的术后用血量的降低。这可能跟使用TEG评估患者凝血功能提前干预和体外循环时间相对较短有关。山东大学齐鲁医院发现：通过TEG指导体外循环围手术期成分输血能减少血液制品的输入，也能发现肝素残留导致的出血，进而对症处理[17]。术后24 h引流量、呼吸机时间、ICU停留时间，两组比较差异无统计学意义。通过分析可能跟心脏手术体外循环中影响术后引流量、呼吸机时间、ICU停留时间等因素有关，离心泵的改进只是其中一个环节，需要综合评估。对1 868例患者的荟萃分析也发现，体外循环中使用滚压泵与离心泵，两组术后ICU停留时间、医院住院时间及死亡率相似，离心泵并没有表现出更为优异的效果[5]。

综上所述，跟滚压泵比较，离心泵可以降低体外循环术后凝血功能障碍的发生率，可能跟离心泵减少了凝血因子和纤维蛋白原的激活有关，但是对于患者术后用血量、术后24 h胸腔引流量、呼吸机时间、ICU停留时间，离心泵并没有显示出明显优势。