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028.体外循环中血液回收及再利用 心血管麻醉及体外循环胡小琴 主编发表日期:2006-11-6 16:48:24浏览数: 2 第二十八章 体外循环中血液回收及再利用齐文安 血液保护技术在现代心血管外科实践中愈来愈受重视。目前流行的血液保护技术按其保护血液的机制可分为三大类：首先是麻醉和外科技术的进步减少了术中血液的丢失，如控制性降压，先进的手术器械，缝线和操作方法的应用等；其次是促进红细胞形成或保护CPB中血液有形成份受损的新药的开发和应用。如促红细胞生成素（Erythroiefin），抑肽酶（Aprotinin），氨基已酸（EACA），止血芳酸（Tranexamil arid）加压素（DDAVP）等；最后是自体输血技术的发展和完善。包括术前患者自体血液的，麻醉后急性血液稀释放自体血，术野失血回收，术后胸腔引流液的处理和回输。上述大多数内容已在前面血液保护一章有详细论述。本章仅重点讨论CPB相关的失血的回收及再利用。主要内容包括术野失血回收及处理；CPB开始后立即静脉回路放血；CPB后管路余血的处理及利用。另外目前进入临床应用的血浆分离技术虽不是CPB中的血液回收方法，但由于灌注师多具体负责整个分离过程，因此一并加以介绍。第一节 手术野失血的回收和处理方法 心血管手术病人在肝素化后，术野失血将可通过CPB心内外吸引回收至贮血室，经过祛泡和过滤后直接参与全身血液循环。但对某些病人，尤其是二次手术病人，在肝素化前和中和后仍可能有相当数量的手术失血，对这部分失血的回收，处理和回输可能减少围术期库血的用量。基于这个目的，Bentley公司曾开发了一种快速术野失血回输装置。手术失血从术野被吸收，并贮存至一个贮血室，经过祛泡和过滤后直接回输给病人，尽管这种原理的装置在当时有重要的临床价值，但是在临床应用中也产生了相当多的问题，有些问题甚至危及病人的生命。如回收血液中的激活的凝血因子回输导致凝血病，大量游离血红蛋白回输后也能损坏肾功能，以及回输过程中气栓形成的危险等。另外，术野失血的血红蛋白常偏低，一般在79g/dl，在CPB后，有时可以低至4g/dl以下，过多输入可以增加水负荷，减少血液的运氧能力。因此，除少数急性大失血手术外，未经处理的手术失血目前多不主张直接回输。 针对上述自体输血所存在的问题，以后有几家公司开发生产了血细胞清洗和重输入装置（Cell Saver），这些装置能清除血液中激活的凝血因子，游离的血红蛋白，细胞碎片，纤维蛋白降解产物（FDP），肝素和可能存在的气栓等。不幸的是，一些正常的凝血因子，血小板和血浆蛋白也被移去。 目前的血细胞清洗技术主要由以下四个主要步骤组成：1、血液从术野回收；2、回收的血液经过处理去除血浆；3、回收的红细胞的保存；4、红细胞的回输。血液从术野的回收主要通过负压吸引器连接一个贮血室和双腔吸引管完成（见图281）。双腔管中较大的腔用于吸引血液，较小的腔用于给予抗凝液以便血液在被吸引到泵路时能及时与抗凝剂混合充分抗凝。抗凝液一般用1升盐水加10000100000单位肝素组成。回收的抗凝血被收集到一个有滤网的贮血室中，凝血块和其它碎片在这里被滤出。抗凝液的给予速度可通过负压吸引的大小和管路装置中的输入速度控制阀调节。图281 初步过滤后的抗凝血液进入一个由内外两个室组成的离心杯（见图282）。离心杯内室是固定的，其上有一个液体入口和出口，通过它们液体能进入或离开处理室。处理室位于内室的外围，它能按一定的速度旋转，并带动其内血液一起转动。由于血液内各种成份的比重不同，因此在旋转的处理室内，血液的不同成份能得以分离，血细胞比重较大，在离心力的驱动下，逐渐集中于处理室的外围；相反，比重越小的成份，如血浆，将集中于处理室的内周，随着待处理血液不断地被泵入旋转的离心杯，内层较轻的一些血浆成份将通过出口被排出至废物袋内。当处理室内被红细胞充满后，生理盐水冲洗液将被泵入离心杯与沉积其中的红细胞混合冲洗，最终使残存的组织碎片，血浆蛋白，游离的血红蛋白，抗凝剂等与冲洗液一起通过离心杯口排出至废物袋中，最终的红细胞压积可高达70。在目前临床应用的Cell Saver中（见图283），上述过程可由一个微处理器统一控制，它从内置的空气探测器和螺旋阀门系统接受指令。它们互相配合，可精确的控制液体的流动途径，液体的种类及液体流动的开始和终止。虽说上述自动化处理简化了仪器操作，但是在安装和使用过程中仍需专门人员管理。图282 图283 术中红细胞分离清洗技术是心血管外科血液保护技术中一项重要措施。当然从理论上说也存在一些担忧。首先，由于处理后的红细胞缺乏血小板及凝血因子，因此回输后有可能加剧CPB诱导的凝血功能障碍。虽说有研究提示，Cell Saver处理的血液回输后能延长凝血酶原时间（PT），减少血小板计数，但没有证明能导致术后出血量增加。其次，临床上也担心在血液回收和处理过程中红细胞膜的稳定性和活性可能受到影响。可是当与库血作比较时，Cell Saver处理后的血细胞的细胞膜有更强的抗张能力；而当与自体静脉血相比时，Cell Saver处理后的血细胞有相似的存活时间。因此，就目前积累的临床和实验室资料来看，术中失血回收和红细胞处理技术在心血管手术中安全有效。多数报导认为这种技术能减少心血管手术中库血用量的3262。另外，国外多数研究报告也认为血细胞清洗技术在花费和效益方面有肯定的临床应用价值。但是在国内推广这项技术时，应当考虑国内自身的情况，因为国内的医疗花费组成和国外的医疗花费组成明显不同。由于机器的硬件和所有一次性用品皆由国外进口，一次洗血球的费用不会低于1500人民币。因此只有精心选择病人，才有可能不使手术费增加。目前在国外心外科实践中推荐应用于二次手术、大血管手术、以及其它手术中出血较多和稀有血型的成人患者。最后，手术失血回收及血细胞清洗技术也有其禁忌症。虽说目前的装置能有效地移除损坏的红细胞和其它微粒物质，但不能完全去除细菌、恶变细胞和某些药物，因此，在感染和恶性肿瘤组织的手术失血不应回收。外科医师术中用的一些表面止血药物如微纤维胶原类止血剂等也不能在血球清洗过程中消失，这些药物通过静脉输入时有可能诱导凝血功能失调，应引起注意。第二节 血浆分离技术 血浆分离技术可在术前数天进行，但更多地是在麻醉诱导后至CPB开始前进行。这种技术保护血液的主要原理是在CPB前从病人血液中分离出血小板，富含血小板的血浆（Platelet-Rich Plasma, PRP）和乏血小板的血浆（Platelet-Poor Plasma）用于肝素中和后回输，而分离出的红细胞可根据情况立即回输给病人以保存血液的运氧能力，这样，使血小板及凝血因子免受CPB的破坏，从理论上能减少术后出血。目前市场上有多种血浆分离装置，基本原理都与Cell Saver相似，但较复杂，基本组成都有血液收集管路，螺旋阀门系统，离心分离杯，血液成份收集袋，废物袋及机器硬件组成。血液收集管路也是一个双腔管，较细的管腔用于输入抗凝剂（CPD抗凝剂），并在大管腔与中心静脉置管连接以前开口于大管腔。机器硬件上有一滚压泵控制血液收集的速度，一般50100ml/min，抗凝剂不用肝素，因为分离出的红细胞可能立即用于静脉回输。在血液从中心静脉回抽的同时，外周静脉补晶体或/和胶体液以维持血流动力学的稳定。血液通过泵直接输入离心杯，与Cell Saver不同的是，离心杯可在离心槽内以设定的不同速度旋转，从而可分离出多种不同的血液成份。如Haemonefics Pcs50装置在离心速率为5650rpm时，能产生PPP，而速率为4200rpm时，可产生PRP。这些血浆在离心过程中可从离心杯出口排出至血浆收集袋内，当离心杯内充满红细胞后，离心过程将自动停止，浓缩的红细胞将从离心杯出口排出至血细胞收集袋内，可用与立即静脉回输。然后可根据情况进行下一轮收集。在大多数血浆分离装置中，上述过程都是自动或半自动进行。 血浆分离技术在心血管手术中的应用价值仍未得到证实。在临床效果方面，很多研究没有发现其减少术后出血和库血用量的作用。这可能与在较短时间内不可能收集到充足数量的血小板和富含血小板的血浆之缘故。有些研究收集6单位以上血小板提示最终能减少库血用量，但这些研究既不是双盲，也不是随机分组，故尚缺乏说服力。除外操作过程中可能影响血流动力学的稳定，对病人可能有一定的不利影响。总之，考虑到目前血浆分离技术对血流动力学的不利影响，有争议的临床效果和高昂的花费，不主张在国内的体外循环实践中作为一种常规血液保护技术应用。但在较大的心血管中心，有必要对其临床作用，花费和效益进行更进一步的比较分析研究。第三节 CPB开始时静脉回路放血 CPB开始时从静脉回路放血然后用于CPB后回输是临床上常用的血液保护技术。其基本原理与麻醉后从中心静脉或外周动脉放血技术相似，都是减少CPB对凝血因子和血小板的破坏，回收的血液最好在CPB后肝素中和后回输给病人，从而使术后出血和库血用量减少。对术前血色素过高的患者，这种技术也有利于CPB中的血液稀释和CPB中的组织灌注。在技术上，可通过在静脉回路中靠近静脉贮血室入口处放置一个“Y”型接头实现。此“Y”型接头允许静脉血直接引流至静脉贮血室或通过另一出口分流至一个连接贮血袋的旁路。具体方法是，在CPB刚开始时，关闭连接贮血袋的旁路，使静脉管路中的预充液回到静脉贮血室，在静脉血即将开始引流至静脉贮血室入口时，关闭静脉管路，开放旁路，使血液分流到贮血袋中。与此同时，预充液通过主动脉插管被泵入主动脉内以补充容量损失。当从旁路中放出的血量达到所要求的数量时，即可重新开放静脉管路，开始体外循环。 放血量的多少可由下列公式计算 Hb Vd = Vb -Vp HbHb 其中：Vd：放血量 Vb：体内血容量Vp：体外循环预充量 Hb：体外循环前血红蛋白 Hb：CPB中要求达到的血红蛋白 与麻醉后通过中心静脉放血相比，通过CPB静脉回路放血无凝具有以下优点：首先 ，这种方法简便易行，不要求太多准备，放血过程中，不需抗凝处理；其次，允许短时间内快速放出大量血液而不必担心血流动力学的波动。低血容量能通过体外循环机从主动脉直接补充。唯一的不足是放出的血液是肝素化的，在回输时，需鱼精蛋白拮抗。但是没有证据证明，用这种技术回收的血液在血小板和凝血因子功能上不如麻醉后的放血。 这种技术基本上能取代麻醉后放血技术。对于术前心功能不全，血流动力学不稳的患者，CPB开始从静脉回路放血更是安全可靠，在应用上的唯一禁忌是CPB前血红蛋白浓度过低，在这种情况下，进一步放血将导致CPB中过渡血液稀释，影响CPB中血液的运氧能力。第四节 CPB后机器余血的回收和处理 CPB后机器余血的回输可减少心血管手术的库血用量。目前临床应用中有四种方法：直接回输、离心后回输、血细胞清洗技术和超滤技术。 直接回输技术是最简便的一种方法。CPB后把所有机器余血聚集到一个输血袋中，然后不经任何处理通过外周静脉回输给病人。这种方法在常规心血管手术中减少库血用量的价值是肯定的。但具体应用时仍存在一些疑虑。首先，CPB后机器余血仍是稀释血，血红蛋白偏低，其携氧 能力偏低。对心功能不全或肾功能不全的患者，直接输入也可能增加水钠负荷，影响术后恢复。其次，管道余血含有游离血红蛋白，血细胞碎片，激活的凝血因子，补体，FDP，白细胞及多种炎症介质，这将影响余血的质量，输入后有可能不利于肺、肾等脏器功能的恢复及可能产生一些相关的并发症。CPB后管道余血的质量与体外循环机泵的 性能，人工肺的类型，CPB时间长短及CPB中的某些管理技术（如血液稀释，心内外吸引等）有关。如果CPB中有中、重度血红蛋白尿，或CPB时间大于2小时，或Hb7g/dl，CPB后的管道余血不利于直接输入，但也不是绝对禁忌，麻醉师和灌注师可根据具体情况决定。另外，管道余血输入的同时需相应的抗凝治疗以中和肝素，鱼精蛋白的剂量可参考相应的ACT值，一般推荐每100ml机器血补鱼精蛋白510mg。 CPB后管道余血也可以通过 简单的离心处理，使其浓缩，去除多余的水份。与洗血球技术 相比，这种方法简便易行，经济实惠，但一些药物如肝素和细胞碎片等将难以从血液中去除。不过，在临床实践中，这并不引起太多的担心，与花费昂贵的洗血细胞技术相比，似乎这种技术更适合于中国的国情。 血细胞清洗技术已在前面详细叙述。总起来说，血细胞清洗技术处理后血液仅是浓缩的红细胞悬液，虽说大大减少了液体负荷，去除了游离血红蛋白，激活的凝血因子，补体，多种炎症介质及肝素等药物。但同时也清除了血浆蛋白，血小板及任何尚有功能的凝血因子。已有研究提示，与超滤技术相比，输入经过Cell Saver处理后的血液，血浆胶渗压，纤维蛋白原浓度和血小板计数明显较低，而凝血酶原时间（PT）甚至当与直接回输技术相比亦 延长。但是上述表现仅局限于CPB后的最初几个小时内。在18个小时以后，所有的凝血指标及血浆蛋白组成将恢复正常。术后胸腔引流量，库血用量和肺功能在直接回输，血球清洗技术和超滤技术三组病人中没有明显差别，这提示在常规心血管手术中，三种血液保护技术都是有效的。超滤技术在某些方面优于其它两种技术。但在一些特殊病例，如CPB时间过长，或 CPB中血液破坏较重（如中、重度血红蛋白尿）等。血球清洗技术可能具有一定的价值。 与CPB中所采用 的超滤技术（见第二十六章）相比，CPB后改良的超滤技术在血液保护方面可能更具有吸引力。具体安装方法见图284。人工滤水器放置于动、静脉旁路中，驱动泵位于滤水器的动脉端之前。在CPB中，此旁路关闭或根据具体情况决定是否需超滤。当CPB结束，在靠近静脉贮血室静脉血入口处，关闭静脉回路，然后，沿升主动脉，动脉管路，人工滤水器，静脉管路，右心房的方向建立超滤循环。血流动力学多可通过控制过滤泵的流量和主动脉泵持续或间断回输机器余血维持稳定。为了加速滤过速度，一般在滤水器的外侧连接上负压吸引。当静脉贮血室内的余血回输完毕后，超滤即可结束。氧合器内残余的血液仍可收集到贮血袋中随后输入。很明显，这种技术不影响CPB中的血液稀释和血流量，而能迅速减少CPB后机体水负荷，加快管道余血的回输。改良的超滤技术