作者：李長林　李占清　張宇　陳國生

　　【關(guān)鍵詞】  體外循環(huán)

　　體外循環(huán)（cardiopulmonary bypass，CPB）技術(shù)的運(yùn)用，使心內(nèi)直視手術(shù)的安全開展成為可能，但它作為一種有創(chuàng)性的輔助治療措施，在對人體進(jìn)行治療的同時(shí)也會對人體造成了不小的損傷。在體外循環(huán)中，由于血液稀釋及血液與異物表面接觸等多種因素，激活體內(nèi)應(yīng)激反應(yīng)，引起組織水腫、全身含水量增加及全身炎癥反應(yīng)綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS），嚴(yán)重者可引起器官功能障礙。超濾（ultrafiltration，UF）不僅能有效地去除體外循環(huán)后體內(nèi)多余的水分，濃縮血液細(xì)胞，恢復(fù)體液平衡，而且能清除部分炎性介質(zhì)，改善術(shù)后臟器功能，提高體外循環(huán)心臟手術(shù)后臨床效果。

　　1  超濾基本原理

　　超濾基本原理是通過一個(gè)半透膜濾器，將血液中水分和可溶性小分子物質(zhì)與血管內(nèi)細(xì)胞成分和血漿蛋白分開并濾出，其濾過驅(qū)動力主要靠跨膜壓差。一般濾器膜兩側(cè)所允許的壓差范圍在100～500mmHg.影響濾過效果的因素：（1）跨膜壓（TMP）：根據(jù)Starling定律，TMP越大，濾出的液體越多，如果超過TMP高限，就有可能導(dǎo)致紅細(xì)胞破裂以至溶血；（2）血流量：如果血流量較慢，就會導(dǎo)致大量紅細(xì)胞堆積在中空纖維中，增加溶血可能性，血流過快，不能使液體在短時(shí)間內(nèi)濾出，所以要將流量控制在100～300ml/min；（3）膜的厚度；（4）膜上孔徑的數(shù)目及大??；（5）血細(xì)胞比容（Hct）；（6）溫度。

　　2  濾出液成分

　　濾出液相當(dāng)于腎臟原尿液，包括K+、Na+、Cl-、尿酸、肌酐和葡萄糖等及大部分炎性介質(zhì)。大分子物質(zhì)，如白蛋白、血紅蛋白、纖維蛋白原以及細(xì)胞成分等都不能透過濾過膜，因此不會被濾出。

　　3  超濾法的類型及特點(diǎn)

　　3.1  常規(guī)超濾（CUF）  最早使用的超濾方法。在使用時(shí)超濾器與體外循環(huán)通路并聯(lián)，其入口端與動脈管路相連接，一般與動脈微栓濾器頂端出口相連，出口端與靜脈回流室相連接。利用負(fù)壓吸引（-150mmHg）建立跨膜壓差，用附加泵控制超濾流量。超濾時(shí)機(jī)一般在開始復(fù)溫后開始至停機(jī)。

　　特點(diǎn)：正常的轉(zhuǎn)流難以維持氧合器液面，因此濾除水分有限；對于手術(shù)時(shí)間短的患者，往往還來不及超濾就要終止體外循環(huán)。

　　3.2  改良超濾（MUF）  目前最常用的超濾法由20世紀(jì)90年代初Naik等學(xué)者［1］創(chuàng)建。將進(jìn)口用一個(gè)Y形三通與靠近主動脈插管的地方動脈端相連，同樣出口端與靜脈回流管路相連結(jié)，血液回輸?shù)接倚姆?，并在出口端分出一個(gè)測壓管來監(jiān)測右房壓力，由泵來控制流量，一般100～150ml/min.超濾的時(shí)機(jī)在脫離體外循環(huán)后10～15min內(nèi)進(jìn)行。

　　特點(diǎn)：超濾過程中如有容量不足而血壓下降時(shí)，可直接從主動脈泵將氧合器內(nèi)余血回輸給患者；由于該技術(shù)在體外循環(huán)停機(jī)后進(jìn)行，轉(zhuǎn)流中一定程度的血液稀釋的優(yōu)點(diǎn)就能體現(xiàn)出來，特別是對于發(fā)紺型血液黏滯度高的患者有益，而一旦停機(jī)之后，這種低Hct和血液稀釋對嬰幼兒患者來說是不利的，應(yīng)及時(shí)的糾正，改良超濾即能起到此作用；不受靜脈儲血室內(nèi)液面及手術(shù)時(shí)間的影響，排除水分徹底。

　　3.3  零平衡超濾（ZBUF）  1996年Journois等學(xué)者［2］創(chuàng)建。它是CUF改良后的一種超濾方式，其濾器的安裝方式和超濾時(shí)機(jī)與CUF一樣，零平衡即濾出多少液體同時(shí)就加入等容量的晶體液到靜脈儲血室，通過不斷的循環(huán)濾出炎性介質(zhì)。

　　特點(diǎn)：能有效地去除炎性介質(zhì)，降低炎性因子濃度，但不能濾出體內(nèi)多余水分濃縮血液。Journois研究顯示，MUF和ZBUF技術(shù)的合用，能更好祛除炎性介質(zhì)、濾出體內(nèi)多余水分、濃縮血液。目前許多醫(yī)院已采用該技術(shù)。

　　4  超濾法在體外循環(huán)中的作用

　　4.1  超濾對體內(nèi)水量和HCT的影響  Naik［1.3］研究發(fā)現(xiàn)MUF在排水方面要明顯優(yōu)于CUF，一般可以將Hct提高到40%.Hennein等［4］學(xué)者對38例先心病患者分組進(jìn)行研究，對比觀察CUF，對照組和使用V-VMUF 3組病例的排除體內(nèi)水分的能力，結(jié)果顯示只有MUF可以最大限度排除體內(nèi)水分，并將Hct提高到較為理想程度，縮短了患者的平均住院時(shí)間。

　　4.2  超濾對出血和輸血的影響  Naik［1.3］大樣本研究發(fā)現(xiàn)MUF可以降低術(shù)后血液的丟失和庫血及血漿的用量，分析其原因在于：（1）血液濃縮本身就可以減少失血；（2）凝血因子包括血小板濃度增加；（3）有些溶栓物質(zhì)被濾出。Friesen等學(xué)者［5］通過對20例體重低于15kg嬰幼兒進(jìn)行改良性超濾，觀察凝血系統(tǒng)的變化，結(jié)果表明，MUF可以明顯提高Hct，纖維蛋白和血漿總蛋白都有較為明顯的升高，血小板沒有明顯變化，術(shù)后出血減少在于使用MUF后可以減輕預(yù)充給患兒凝血系統(tǒng)造成的紊亂。同樣，Draisma研究結(jié)果表明MUF不僅可以增加Hct水平，而且還降低庫血用量，術(shù)后病人的胸腔引流液也明顯減少。Koutlas等［6］于1995年1月～1996年6月做了類似的研究，使用MUF的患兒在庫血的用量、胸液、心包引流液、術(shù)后死亡率都有明顯的降低?？傊琈UF在心血管手術(shù)中減少出血和輸血的作用是肯定的，為我們提供了一個(gè)減少使用血液制品的手段。

　　4.3  超濾對血流動力學(xué)的影響  MUF改善了患者由于CPB造成的水代謝紊亂，有利于術(shù)中及術(shù)后病人血流動力學(xué)的好轉(zhuǎn)。Davies等［7］通過心內(nèi)超聲監(jiān)測21例術(shù)前及術(shù)后的各項(xiàng)超聲指標(biāo)，結(jié)果表明：使用了MUF的病人，在CPB后左室的收縮功能增強(qiáng)，心臟的順應(yīng)性改善，術(shù)后血管活性藥的使用也低于對照組。Chaturvedi［8］通過22例先心病患兒在CPB過程中進(jìn)行分組，實(shí)驗(yàn)觀察左心功能的變化，結(jié)果表明：在應(yīng)用MUF患者中，術(shù)中可將Hct提高到34％（21％～42％），術(shù)后Hct可達(dá)到40％，心肌收縮末壓力與容量的比例曲線（Ees）增加了58％，而對照組參數(shù)沒有明顯變化。丹麥科學(xué)家Schlunzen等［9］對134例平均年齡為5個(gè)月，平均體重為5.3kg的先天性心臟病患兒術(shù)中使用MUF，平均使用時(shí)間為12min，濾出的水分平均為44ml/kg，Hct從28％提高到40％，平均動脈壓從56～74mmHg，動脈的血氧分壓從30.8～34.1kPa，心率從145次/min降到136次/min，而患兒的CVP、LAP等參數(shù)沒有明顯的變化。

　　4.4  超濾對炎性介質(zhì)濾出的影響  在體外循環(huán)過程中由于血液與異物表面接觸，導(dǎo)致許多炎性反應(yīng)的發(fā)生，并且釋放大量的炎性介質(zhì)，最后導(dǎo)致組織和器官的損傷。超濾可以濾出炎性介質(zhì)，但目前超濾對炎性介質(zhì)的濾出效果爭論較大。

　　Naik等［10］通過研究發(fā)現(xiàn)：超濾可以濾除一些由于體外循環(huán)引起的毒性物質(zhì)。通過對超濾液進(jìn)行毛細(xì)血管電泳分析，超濾液中的確存在大量的炎性介質(zhì)，如：各種細(xì)胞因子、腫瘤壞死因子、心肌壞死因子等。而Wang等［11］學(xué)者的研究雖然測定出超濾液中包含有TNF-α等在內(nèi)的炎性因子的存在，但問題在于，使用MUF后，血漿中的炎性因子濃度和濾前沒有變化或甚至反而增加了，原因可能與炎性介質(zhì)與蛋白或紅細(xì)胞表面結(jié)合后而不能被濾出有關(guān)。多數(shù)的研究認(rèn)為只有采用零平衡超濾才能有效地濾出炎性介質(zhì)，我國上海新華醫(yī)院朱德明等［12］通過對比MUF和ZBUF在嬰幼兒CPB中的應(yīng)用，結(jié)果顯示無論哪種形式的超濾都能濾出炎性介質(zhì)，但只有ZBUF降低炎性介質(zhì)的血漿濃度，而其他超濾只能使血液濃縮。

　　4.5  超濾法對器官的保護(hù)作用

　　4.5.1  對心臟功能的影響  一些研究表明，CPB后左心室功能立即降低，室壁硬度增加，應(yīng)用MUF能改善體外循環(huán)后心肌水腫，減少了左室壁厚度，提高了左室收縮功能及舒張期順應(yīng)性，改善了血流動力學(xué)。MUF能提高成人心臟術(shù)后早期心輸出量、心指數(shù)及體循環(huán)血管阻力［13］，促進(jìn)再次瓣膜置換病人肺功能的恢復(fù)［14］。Kiziltepe等［15］研究發(fā)現(xiàn)在成年危重患者應(yīng)用MUF能明顯改善患者術(shù)后心肌功能，能增加MAP及CI，降低心室充盈壓，使心臟縮小、心肌收縮力增加。

　　4.5.2  對肺功能的影響  心內(nèi)直視手術(shù)因血液過度稀釋及炎性介質(zhì)釋放等因素可引起不同程度的肺功能障礙，如肺順應(yīng)性降低、氣道壓升高、肺血管阻力增加及肺泡氣體交換功能下降等，有時(shí)可能發(fā)生ARDS而導(dǎo)致死亡。Huang等［16］對30例先天性心臟手術(shù)研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合應(yīng)用ZBUF及MUF能有效地濃縮血液，減少一些炎性介質(zhì)的增加，緩解肺水腫及炎性損傷，減輕肺功能損害，對CPB術(shù)中肺功能有保護(hù)作用。Darling等［17］認(rèn)為ZBUF在CPB心臟手術(shù)能維持較高的動脈PaO2及肺順應(yīng)性，并且能減輕肺水腫及緩解肺損傷，這對CPB誘發(fā)肺功能障礙高?；蛞装l(fā)患者有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。Kiziltepe等［15］研究表明在成年患者，MUF后肺功能明顯改善，A-aPO2及a/APO2比率在MUF較好。Kameyama等［18］對嬰幼兒心臟手術(shù)實(shí)施MUF后的臨床效果進(jìn)行了評估，發(fā)現(xiàn)MUF能明顯地縮短患者插管時(shí)間，并且其術(shù)后呼吸指數(shù)較好，經(jīng)分析表明MUF在患者年齡＜3歲或體重＜ 10kg效果更為突出。這些結(jié)果提示MUF在嬰幼兒心臟手術(shù)中對肺功能保護(hù)有明顯的效應(yīng)。

　　4.5.3  對腦功能的影響  腦部缺血是先天性心臟缺損修補(bǔ)術(shù)后神經(jīng)損傷的主要機(jī)制，腦缺血可發(fā)生在術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后，尤其是在CPB期間。一些研究發(fā)現(xiàn)深低溫停循環(huán)（DHCA）應(yīng)用MUF后腦部氧耗明顯降低，氧供明顯增加，停止MUF后腦氧耗顯著增加，提示MUF能逆轉(zhuǎn)DHCA后腦代謝的下降。有研究發(fā)現(xiàn)應(yīng)用超濾的患者認(rèn)識功能障礙（如譫妄、昏迷等）明顯降低，考慮動脈-靜脈MUF的動脈插管位于升主動脈，通過動脈排除體循環(huán)中空氣或脂肪栓子［19］降低了腦栓塞的發(fā)生率。Skaryak等［20］在深低溫停循環(huán)的CPB小豬實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)MUF改善腦氧代謝率（CMROz）和氧的輸送，認(rèn)為其原因不在于Hct的增加，而在于MUF減輕了腦水腫、祛除毒素物質(zhì)或減輕了白細(xì)胞介導(dǎo)的缺血再灌注損傷。

　　5  超濾法的適應(yīng)證

　?。?）慢性心腎功能不全的患者；（2）嬰幼兒患者，尤其適應(yīng)于MUF；（3）術(shù)中尿量偏少，使用利尿劑仍不能奏效者；（4）轉(zhuǎn)流中血液稀釋較大，Hct較低者。

　　6  超濾中應(yīng)注意的問題

　　由于超濾器也是由非內(nèi)皮化的合成材料制成的，因此在與血液接觸過程中同樣會引起炎性因子的釋放，但隨著材料和生物相容性的不斷改善，一些新的濾過膜已經(jīng)能夠做到對血液最小程度的影響；超濾過程中應(yīng)適當(dāng)提高動脈灌注壓，并保持其穩(wěn)定，動脈灌注壓過低時(shí)不宜超濾。超濾過程中動脈灌注流量應(yīng)比超濾前適當(dāng)提高，一般提高10%左右，以補(bǔ)充超濾的分流量，保證組織器官的血液灌注；超濾過程中應(yīng)監(jiān)測ACT，防濾器內(nèi)凝血，保持ACT在480s以上；小體重嬰幼兒在MUF期間應(yīng)注意用變溫毯和提高室溫進(jìn)行保溫；超濾量較多時(shí)要注意電解質(zhì)平衡和麻醉藥的補(bǔ)充；如果因高血鉀而應(yīng)用ZBUF，應(yīng)追補(bǔ)不含鉀的液體；如果發(fā)現(xiàn)濾出液為紅色，說明超濾器漏血，如漏血嚴(yán)重，應(yīng)停止使用并及時(shí)更換超濾器；如有任何變態(tài)反應(yīng)發(fā)生，應(yīng)立即終止超濾，進(jìn)行相應(yīng)處理。

　　7  小結(jié)

　　超濾技術(shù)是一種安全有效地濃縮血液、排除體內(nèi)過多水分及代謝產(chǎn)物的方法。在CPB中或停CPB后應(yīng)用超濾技術(shù)可使術(shù)中體內(nèi)液體出入量達(dá)到較滿意的平衡，減輕心臟負(fù)荷，提高血漿膠體滲透壓，加速組織間水分的吸收，去除炎性介質(zhì)，減輕全身炎癥反應(yīng)，對術(shù)后早期階段，防止臨床或亞臨床肺水腫、腦損傷及心功能不全等有積極作用。但超濾對CPB心臟術(shù)的作用機(jī)制仍未完全清楚，尤其是在對細(xì)胞因子的影響方面存在較大爭論，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究；在進(jìn)行MUF時(shí)，不能使炎癥介質(zhì)的濃度保持在相當(dāng)?shù)偷乃剑糠值窒薢BUF的效果。如何更有效地利用超濾的手段，更好發(fā)揮超濾減輕炎癥反應(yīng)的作用，也給我們提出了新的課題。

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