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,博动灌注在小儿体外循环心脏手术中的应用,背景,大部分中心选择的管道元件缺乏系统的科学论证罕有进行对管道元件的独立评价,目的,分享体外循环过程中不同灌注模式，搏动与非搏动灌注的临床结果,方法,作为一种标准化流程，每一种体外循环或体外生命支持的元件在临床应用以前，我们都在实验室中对其进行评估评估过程中使用的实验管道与临床应用的完全相同,方法,采用LabView软件的订制数据采集系统 监测项目压力和流量血液动力学能量参数 搏动/非搏动灌注导致的滚轴泵或离心泵的能量损失膜式氧合器引起的压力下降不同动脉插管的优缺点以及实时的管道长度,LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering）是一种图形化的编程语言,研究项目,新生儿体外循环中搏动灌注与非搏动灌注模式下 不同滚轴泵、氧合器及插管的比较,临床研究 搏动灌注与非搏动灌注,搏动灌注与非搏动灌注,能量等效压力 EEP,(Shepard RB et al, Arch Surg 93:730-740,1966),=,剩余血流动力学能量 SHE,SHE (ergs/cm3) = 1,332 EEP- MAP,ergs/cm3 尔格/立方厘米 能量单位 EEP 能量等效压力 MAP 平均动脉压力,猪的剩余血液动力学能量(ergs / cm3),* p 0.001 生理性搏动泵 vs. 所有其它泵,* p 0.001 Jostra PR vs. 所有其它泵 (除了 SIII-PR),* p 0.001 SIII-PR vs. 所有其它(除了 Jostra PR),ndar et al. ASAIO Journal 2005; 51: 600-603.,PPP，Physiological pulsatile pump 生理性搏动泵PR，Pulsatile roller 滚轴泵搏动模式,体外管道中的剩余血流动力学能量 (ergs / cm3),* p 0.001 SIII-PR vs. 所有其它泵 (除了 Jostra PR),* p 0.001 Jostra PR vs. 所有其它泵(except SIII-PR),* p 0.001 PPP vs. 所有其它泵,ndar et al. ASAIO Journal 2005; 51: 600-603.,PPP，Physiological pulsatile pump 生理性搏动泵PR，Pulsatile roller 滚轴泵搏动模式,滚轴泵搏动灌注模式,HL-20 滚轴泵,旋转流动离心泵,栓子探测与分类装置,微栓子总计,微栓子：以直径分类,平均动脉压 = 45mmHg例数=13 (每组)平均体重= 3.0 kg,* p = 0.001,* p = 0.0001,* p = 0.0001,膜式氧合器的影响,ndar et al. Perfusion 2005; 20: 135-138.,pressure drop 压力下降Normothermic CPB 常温转流Hypothermic CPB 低温转流After Rewarming 复温后,剩余血流动力学能量Lilliput vs. Capiox 泵流量 500 ml/min,ndar et al. Perfusion 2006; 21: 381-390.,Post-oxygentor 过氧合器后Pre-oxygentor 氧合器前 Pre-cannula 动脉插管前端,Surgimedics,RMI,DLP 75010,DLP 77010,Terumo,Jostra,Polystan,THI,实验管路,* P0.01 P vs. NP P0.05 THI and Sugimedics vs.所有其它插管. NP = 非搏动灌注, P = 搏动灌注,搏动灌注与非搏动灌注下插管前端平均管道压,* P0.05 P vs. NP P0.05 THI and Sugimedics vs. all other cannulae. NP = Non-pulsatile, P = Pulsatile,搏动灌注与非搏动灌注比较：插管内压力的下降,插管内压力的下降 【插管前端压力-插管后压力】,* P0.0001 搏动灌注 vs. 非搏动灌注 NP = 非搏动灌注, P = 搏动灌注,搏动灌注与非搏动灌注比较：插管前端剩余血流动力学能量,插管前端剩余血流动力学能量 (ergs/cm3),* P0.0001 波动灌注 vs. 非搏动灌注 NP = 非搏动灌注, P = 搏动灌注,搏动灌注与非搏动灌注比较：过插管后剩余血流动力学能量,10 Fr主动脉插管的测试,小儿体外循环中搏动灌注对大脑功能参数的影响,Xiaowei W. Su, BS; Yulong Guan, MD; Mollie Barnes, CNIM; J. Brian Clark, MD; John L. Meyers, MD; Akif Undar, PhD,基本原理,小儿先天性心脏病的手术治疗 - 手术技术的改进不断优化患儿的预后 - 神经系统并发症的发生率增加的假说神经运动及学习能力下降; 行为异常(Gessler 2009, Wernovsky 2005) - 体外循环过程导致大脑损伤外科手术操作所需/体外生命支持灌注模式与大脑的监测 - 体外循环搏动灌注模式可能带来的优势血流动力学能量, 改善器官功能及修复 - 通过对大脑的监测来比较搏动灌注与非搏动灌注的血流 - 近红外光谱分析仪(NIRS) rSO2局部脑氧饱和度 - 经颅多普勒超声(TCD) 搏动指数(PI),方法,研究对象及研究设计 - 选入238例患儿 (07年3月 10年2月) - 随机分入搏动灌注组或非搏动灌注组 - NIRS, TCD 2 17 公斤 - 最终样本量为111例: 77例搏动灌注 与 34 例非搏动灌注 麻醉与灌注 - 标准的异氟烷 和芬太尼（可联合使用维溴库安） - 可提供两种灌注模式的Jostra HL-20心肺机 -通过搏动灌注血流测试的循环管路元件 以达到高质量的灌注为选择依据(Haines 2009) 此项研究得到宾州伦理委员会以及数据监测安全委员会批准, 患儿父母知情同意 ，备案于相关政府部门,方法,监测与数据采集 - rSO2局部脑氧饱和度: INVOS 5100B (Somanetics) NIRS监测仪 FDA批准可用于儿童 调整定位后，每隔5秒采集一次数据 - PI搏动指数: Pioneer TC8080 经颅多普勒超声仪(Nicolet Biomedical) 经右侧颞窗监测大脑中动脉 - 最终进行分析的时间节点: 基础值,主动脉阻断前以及主动脉阻断后5, 20, 40, 60分钟统计分析 - 所有假设实验均做双侧检验P 0.05 为具有统计学意义 - T检验,秩和检验以及费雪精确T测验 - 111 例患儿，80%的患儿在观察范围内，标准差为 0.54 90%的患儿在观察范围内，标准差为 0.62,多种形式的神经系统监测,术中实时的神经系统监测 - 栓子探测与分类系统(EDAC)- 体外循环过程中运用近红外光谱仪连续监测神经系统(NIRS)- 脑电图 (EEG)- 经颅多普勒超声(TCD),方法,栓子探测与分类系统,结果 基线值数据,结果 近红外分光谱分析仪,XC 主动脉阻断,结果 -近红外分光谱分析仪,XC 主动脉阻断,结果 经颅多普勒超声,搏动灌注非搏动灌注,XC 主动脉阻断,结果 -经颅多普勒超声,XC 主动脉阻断,搏动灌注非搏动灌注,临床研究,不同灌注模式对小儿体外循环中重要脏器的恢复以及甲状腺激素稳态的影响,Atif Akevin, MD, Tijen Alkan-Bozkaya, MD, Feng Qiu, MD, Akif ndar, PhD.Artificial Organs 2010 (Nov. issue),人口统计学及外科手术数据,体外循环术后第4天的临床指标,Alupent (Metaproterenol Sulfate)二羟苯基异丙氨基乙醇硫酸盐g/kg/min 微克/公斤/分钟,体外循环术后第4天的实验室指标,甲状腺激素水平,FT3 游离三碘甲腺原氨酸; FT4 游离四碘甲腺原氨酸,搏动灌注泵及非搏动灌注泵产生的血流动力学能量必需通过计算，才能进行有效的比较当血流达到足够的搏动性时，相较于非搏动灌注，搏动灌注明显有利于重要脏器的恢复体外循环管路的最佳选择方案，来自于由临床医生、工程师及科学家共同参与的转化性研究,结论,结论,搏动灌注与非搏动灌注 - 搏动灌注的益处体现在转流后期与减轻累积性损伤潜在相关 - 在这些时间点局部脑氧饱和度明显降低(12%) 接近于具有临床意义的与基线值相差20% - 在这些时间点搏动指数明显降低(30%) 可能促进脑血管血流动力学的改善 - 数值上平均动脉压明显降低,搏动灌注只能将发病率最小化，并不能完全消除由体外循环带来的副反应,结论,未来的研究方向,后续研究 - 监测此项研究中患儿神经系统的预后 - 将大脑监测数据与神经发育结果相关联认知与语言发育, 动作技巧, 行为结果，学习能力 - 搏动灌注与非搏动灌注的影响 - 大脑监测技术的测量相关性