【摘要】 目的 判定改良滾壓泵搏動灌注在常規體外循環(extracorporeal circulation，ECC)手術中的有效性并觀察不同ECC設備對搏動灌注壓力的衰減情況。方法 20例法樂四聯癥（TOF）患兒（男8例，女12例），平均年齡13.5個月，平均體重10.2 kg。選用兩種常用膜式氧合器（各10例）。采用Jostra HL-20型體外循環機行改良滾壓泵動脈搏動灌注，所有患兒均在升主動脈阻斷期間行搏動灌注，主動脈開放期間行平流灌注。分別監測不同流量狀態下不同部位（氧合器入口端、氧合器出口端、動脈插管接頭處、撓動脈/股動脈）的壓力變化情況。結果 搏動灌注期間撓動脈/股動脈有創血壓脈壓差（Δ P）維持15～35 mmHg。對搏動灌注收縮壓衰減最大的是動脈插管（衰減比率72％～73％），最小的是膜式氧合器（衰減比率22％～24％）；Terumo Capiox RX05產生的氧合器壓降在不同流量狀態下均小于Dideco Lilliput 902（P<0.05）。結論 Jostra HL-20型體外循環機可以在常規ECC期間產生有效的搏動灌注；動脈插管對搏動血流壓力能量的衰減最大；氧合器的壓力衰減（OPP）越少將越有利于搏動灌注的能量維持。

【關鍵詞】 搏動灌注 壓力衰減 兒童 體外循環

during conventional extracorporeal circulation(ECC) heart surgery and observe pressure drop caused by different devices in ECC circuit. METHODS 20 pediatric patients diagnosed as tetralogy of Fallot (male 8，female 12) were involved in this clinical pulsatile perfusion study. Mean age was 13.5 months and mean weight was 10.2 kg. Two kinds of oxygenators were used (separate number was 10) in present trial. Jostra HL-20 heart lung machine provided modified roller pump pulsatile perfusion according the inner computer controller. Every patient applied pulsatile perfusion during aorta artery cross-clamping period and roller flat perfusion during cross-clamp off. Three circuit sites (oxygenator inlet， oxygenator outlet and artery cannula connecter site) were arranged pressure detector to measure the pressure during ECC， renal or femoral artery invasive pressure was measured through patient's central monitor system. RESULTS Pulse pressure (ΔP) of renal/femoral artery pressure can be maintained between 15 to 35 mmHg during pulsatile perfusion of ECC. The maximum pressure drop happened at artery cannula site in ECC circuit(pressure drop rate was 72%-73%) while minimum pressure drop occurred at oxygenators(pressure drop rate was 22%-24%). The oxygenator pressure drop(OPP) caused by Capiox RX05 oxygenator was less than that caused by Lilliput 902(P<0.05) in different pulsatile perfusion blood flow. CONCLUSION Jostra HL-20 heart lung machine can provide effective pulsatile perfusion during conventional ECC. Artery cannula makes the maximum pressure drop during pulsatile perfusion and the less oxygenator pressure drop will be benefit to the maintenance of pulsatile perfusion energy during ECC.

Key words： Pulsatile perfusion;Pressure drop;Pediatric;Extracorporeal circulation

搏動灌注（pulsatile perfusion；PP）在體外循環（extracorporeal circulation，ECC）領域沉默了相當長的時間后，隨著技術水平的不斷進步、監測手段的不斷更新和基礎研究的迅速豐富，再次受到心臟外科領域的廣泛關注和普遍重視。體外生命支持（extra-corporeal life support; ECLS）和心室輔助（ventricular assistant device; VAD）正在努力趨向于仿生理的搏動灌注［1-2］。為了判定PP在常規ECC手術中的有效性，本研究觀察了常規小兒ECC手術采用改良滾壓泵搏動灌注優勢的發揮及不同ECC設備對搏動效果的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 20例法樂四聯癥（TOF）患兒在低溫ECC下行根治術，男8例，女12例，年齡8～22（13.5±4.6）個月，體重6.6～15（10.2±3.6）kg。阜外醫院常規嬰幼兒ECC預充方案，預充總量（453±56）ml。ECC采用Jostra HL-20人工心肺機，分別選用Dideco Lilliput 902型及Terumo Capiox RX05膜式氧合器，各10例，阜外嬰兒B型ECC管道（天津塑料研究所），DLP整體動脈插管（美頓力公司，插管接頭處有排氣側孔），國產一次性靜脈插管（上海祥盛醫療用品有限公司），嬰兒型動脈微栓濾器（江蘇寧波菲拉爾醫療用品公司），所有患兒均使用改良ST. Thomas Ⅱ型心肌保護液（阜外醫院制劑室配制），在中低溫及深低溫體外循環下完成手術。

1.2 ECC方法 并行循環后開始降溫，鼻咽溫30℃阻斷升主動脈，心臟血供阻斷期間采用動脈搏動灌注（ART-PUL model）模式，開放升主動脈后恢復平流灌注，輔助循環時間達到阻斷時間的1/4至1/3緩慢調整停機，食道超聲確認矯治滿意后中和肝素，拔除動脈插管，撤離ECC。

1.3 搏動灌注方法 升主動脈阻斷后開始搏動灌注，在主動脈阻斷開放前終止搏動灌注。搏動灌注參數：基礎流量（baseline）：20%；搏動流量(pulsatile)：80%；搏動頻率(rate)：80BPM；搏動灌注開始時間(pump start)：20%；搏動灌注停止時間(pump stop)：80%。如圖1所示。

1.4 壓力監測 采用Jostra配套液體壓力傳感測量系統行不同部位的壓力數據采集，分別監測氧合器入口端（inlet）、氧合器出口端(outlet)、動脈插管接頭處壓力的變化情況。有創動脈壓力直接來源于麻醉監護的橈動脈或股動脈測壓。

1.5 統計分析 能量衰減用壓力衰減比率來衡量，衰減率反映壓力的遞減比例。兩種氧合器對壓力衰減程度的比較采用SPSS for Windows 11.0版本獨立樣本t檢驗，雙尾驗證，數據用均數±標準差(±s)表示，P<0.05具有統計學意義。

2 結 果

2.1 臨床結果 20例患兒在行搏動灌注期間有創動脈血壓脈壓差（ΔP）維持15～35mmHg，所有患兒痊愈出院，無ECC相關并發癥。

2.2 壓力監測結果 如表1所示。

2.3 兩種氧合器對搏動灌注期間壓力衰減的影響 Dideco Lilliput 902和Terumo Capiox RX05是目前臨床普遍常用的嬰幼兒膜式氧合器。兩種氧合器均采用多微孔聚丙烯（microporous polypropylene）為中空纖維材料，氧合面積接近，氧合與變溫有機緊密結合，最大限度地減少了靜態預充量（static priming volume）。兩種氧合器對搏動能量衰減作用的比較結果，Capiox RX05的搏動收縮壓氧合器壓力衰減（oxygenator pressure drop，OPP）小于Lilliput 902型，二者在兩種流量條件下比較均具有顯著性差異（P<0.05）。兩種氧合器的平均壓衰減之間也存在統計學差異（P<0.05）。見表2。

3 討 論

在ECC問世早期就提出了有關搏動與非搏動灌注的問題，就此引起的爭論一直持續了許多年。1966年Shepard等人為了解決這個問題，提出了基于能量均衡壓力（energy equivelant pressure；EEP）的EEP公式做為搏動灌注的量化指標［3］，后來又在EEP基礎之上提出了額外血流動力能量（surplus hemodynamic energy，SHE），使搏動灌注有效性的測 定有了很好的量化依據［4］。表1 20例患兒ECC不同部位壓力監測結果注：SP：搏動收縮壓；DP：搏動舒張壓；MP：平均壓；衰減比率：壓力衰減占原壓力水平的比例； 動脈插管前：動脈插管與ECC動脈管路連接接頭側孔的壓力表2 不同氧合器對能量衰減的作用注：兩種氧合器OPP比較*P<0.05；SP：搏動收縮壓；DP：搏動舒張壓；MP：平均壓

1999年Akif Undar教授在胸心外科年鑒中提出PP可以明顯增加重要器官的血液供應，在體外試驗中證實了常溫ECC期間和深低溫停循環前，PP改善局部和整個大腦的血流［5］，而且在ECC后，PP能更有效地保護腎血流量［6］。但兒童方面的相關研究仍然需要進一步的推進［7-8］。隨著我國ECC設備的不斷更新，許多心臟中心和醫院均配備了可以靈活運用PP的滾壓泵體外循環機，使得我國PP的臨床使用成為可能［9-11］。

影響PP能量衰減的因素主要包括泵管、膜式氧合器、動脈微栓濾器、動脈插管、管道彈性、插管方向及位置、有創血壓監測部位［6，12］。本研究通過對Jostra改良滾壓泵PP不同部位壓力的監測觀察到在常規ECC設備中動脈插管對搏動泵產生的壓力能量衰減影響最大（58％～72％），其原因在于心臟手術為了減輕插管對心臟血管的損傷打擊通常選擇能夠滿足機體灌注的長頭小口徑動脈插管。

不同灌注流量情況下，ECC不同部位對壓力的衰減比率無明顯改變。體外循環設備對搏動壓力或搏動能量的衰減次序依次為：氧合器<動脈微栓濾器<動脈插管，而且動脈插管對壓力的衰減明顯高于氧合器與微栓濾器（P<0.05）。

Capiox RX05的收縮壓OPP小于Lilliput 902型，二者在兩種流量條件下比較均具有顯著性差異（P<0.05）。在對比氧合器出入口壓力改變時，分別對待搏動周期中收縮壓、舒張壓和平均壓的變化，由于受到緩沖作用的影響，舒張壓和平均壓在氧合器出口端反而高于入口端，這種緩沖導致的壓力升高從另一個角度反映了壓力衰減的去向及氧合器設計的特點。兩種氧合器的平均壓壓降之間也存在統計學差異（P<0.05），提示在PP期間選用OPP較小的氧合器將有利于搏動效果的維持，同時可以減輕ECC期間的血液破壞［12］。灌注流量的增加并不增加氧合器前的壓力顯著性差異，但在不同流量下Lilliput 902的膜前壓力均高于RX05，而且壓力衰減的程度前者均高于后者，并以最能代表能量傳遞的收縮壓最為顯著，表現為兩種氧合器在不同流量下的OPP具有明顯差異（P<0.01）。結果提示RX05在PP臨床中對能量和壓力的衰減優于Lilliput 902氧合器，在小兒PP臨床中提倡使用。

4 結 論

Jostra HL-20型滾壓泵可以在小兒ECC過程中產生有效的橈動脈/股動脈PP，ECC設備對搏動壓力的衰減是影響搏動效果的主要原因，OPP越低將越有利于PP的能量維持，動脈插管口徑對壓力和能量的影響是PP受限的根本原因。