一种体外循环术后余血回收超滤装置的临床使用观察

赵成秀，稂与恒，段大为，张光信，王岩英，赵 民，李珍珍，康 敏

体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）手术结束后，CPB 回路中含有大量稀释的残余血液。 将残留在CPB 膜肺、滤器、管道中的血液回收是有效的血液保护措施之一。 机血回输可以提高患者的HCT，降低异体血的输注，但机血直接回输会伴有大量稀释液体的输入，造成患者一定程度的液体超负荷。 因此有学者[1]提出在CPB 术后使用超滤的方法处理管道内的残余机血优于直接回输。超滤具有处理血液的多余液体、增加血红蛋白（hemoglobin，Hb）、蛋白质、血小板的作用，在心脏手术术中、术后广泛应用。但目前临床中的改良超滤（modified ultrafiltration，MUF）及环路超滤都存在不同缺陷：MUF 需保留主动脉插管，延缓鱼精蛋白中和时间及存在进气风险； 停机后利用CPB环路超滤， 由于储血室及氧合器固有容积的原因，超滤后残留血丢弃较多、效率不稳定。 利用一种回收输血袋改造的小环路超滤技术可最大限度收集CPB 环路中的残余血，血袋环路超滤技术在超滤结束时显著减少了红细胞的浪费，是一种快速有效、处理体外残余血的浓缩方法。笔者回顾分析河北邯郸市第一医院心外科2019 年3 月至2020 年3 月25 例CPB 心脏手术患者应用血袋超滤技术对术后机血超滤后回输，并观察血液超滤临床效果，观察其对患者术后残余血超滤血液质量，评价血袋超滤技术的临床疗效。 并与普通超滤及离心/洗涤两种血液回输技术进行比较，总结3 种血液回输技术的临床效果， 评价其对患者围术期输血的影响， 为3 种血液回输技术的临床使用效果提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择2019 年3 月至2020 年3 月于邯郸市第一医院心外科在CPB 下行心脏手术患者75 例，其中男性46 例，女性29 例；年龄20 ～70 岁，平均年龄52.73岁（标准差12.39 岁）；身高155 ～178 cm，平均身高168.40 cm（标准差7.39 cm）；术前出血时间、凝血时间、血小板计数（platelet count，Plt）、凝血酶原时间、纤维蛋白原含量、 肝肾功能等均在正常范围内；2 周内未使用过抗凝及抗血小板药物。 分为3 组，即血袋超滤组、离心/洗涤组及环路超滤组，每组各25 例。

血袋超滤组其中男性15 例，女性10 例；年龄20 ～63 岁，平均年龄53.00 岁（标准差13.62 岁）；身高158 ～177 cm，平均身高166.25 cm（标准差8.82 cm）；体质量46 ～85 kg，平均体质量65.20 kg（标准差12.33 kg）；CPB 时间105 ～228 min，平均CPB 时间164.7 min（标准差39.37 min）； 停止CPB 后对残留于CPB 环路中的血液采用血袋超滤技术进行残余血回输。

离心/洗涤组其中男性15 例，女性10 例；年龄36 ～70 岁，平均年龄53.10 岁（标准差11.98 岁）；身高156 ～178 cm，平均身高170.10 cm（标准差7.19 cm）；体质量60 ~ 96 kg，平均体质量77.50 kg（标准差10.45 kg）；CPB 时间102 ～192 min， 平均CPB 时间147.40 min（标准差33.92 min）； 将术野出血及CPB 结束后的机器余血用自体血液回收机回收， 经离心/洗涤后再回输给患者。

环路超滤组：其中男性15 例，女性10 例；年龄28 ～64 岁，平均年龄52.10 岁（标准差12.84 岁）；身高155 ～178 cm，平均身高168.60 cm（标准差7.28 cm）；体质量53 ～81 kg，平均体质量69.30 kg（标准差7.56 kg）；CPB 时间85~219 min，平均CPB 时间133.00 min（标准差44.75 min）；将停机后余血用氧合器及储血室侧路之间的超滤装置，将CPB 后余血经超滤后回输。

选择标准：①年龄18 ～70 岁；②择期CPB 心脏手术。

排除标准：①术前Hb 低于100 g/L；②二次手术、急诊手术；③低温停循环手术；④肾功能不全患者、卒中或凝血疾病是排除在外。

1.2 方法

1.2.1 麻醉和体外循环方法

术前肌内注射吗啡3.0 mg，东莨菪碱0.3 mg。 手术过程中麻醉和CPB 操作方法均相同。 手术均由同一组手术人员进行操作，排除手术操作不同引起术后出血量的差异。 手术在气管插管静吸复合麻醉下进行。麻醉诱导用药为咪唑安定、舒芬太尼；维持用药为舒芬太尼、丙泊酣、七氟烷酌量吸入；肌肉松弛用药为维库溴氨。 CPB 开始前由麻醉师静脉给予肝素钠2 mg/kg，CPB 氧合器内常规再给l mg/kg。术中维持活化凝血时间（activated coagulation time，ACT）>480 s。预充液晶胶比为1 ∶1，共1 600 mL，并依患者体质量、病情酌情变化。全身浅低温体外循环（鼻咽温28 ℃～32 ℃），中度血液稀释[红细胞比容（hematocrit，HCT）25 %]，维持平均灌注压60 ～80 mmHg（1 mmHg =0.133 kPa），主动脉根部含血停跳液（4 ∶1）灌注保护心肌。 CPB 结束后用鱼精蛋白1.5 ∶1.0 中和肝素，使ACT 恢复至120 s，必要时追加鱼精蛋白。

1.2.2 血袋超滤方法

一种利用临床现有材料改装的新的血液保存方法和血液回收技术， 由输血袋 （东莞科威冷停灌注袋）、超滤（东莞科威血液浓缩器成年人）、6 mm 连接管路、6 mm 两通接头、废液袋组成（图1）。 CPB 结束后，直接拔除主动脉插管，将血液排入血袋，同时将储血室液面在50 mL 时加入1 000 mL 乳酸钠林格液，将剩余血液彻底排入血袋，采用单循环超滤技术通过滚轴泵将血液集中到血袋中。血袋环路创造了一个无菌、隔离的回路把全部血液集中到血袋里。 平均流量维持在500 mL/min， 压力＜450 mmHg 停止超滤，不需要负压便可排出多余水分。 同时加入的乳酸钠林格液预充原有体外循环管道，随时启动CPB，以备紧急时使用，采用血袋超滤回收的自体血即刻回输给患者。

图1 一种临床使用的全血回收超滤循环装置Fig.1 Diagram of clinical whole blood recovery ultrafiltration circulation device

1.2.3 离心/洗涤方法

采用Medtronic（美国）血液回收机及其配套的一次性耗材。手术开始前由灌注师正确安装连接一次性耗材的各管路并预充完毕使装置处于待用状态。所有患者均在手术切皮时启动血液回收机，CPB 开始前、鱼精蛋白中和后的术野出血及CPB 结束后储血室、膜肺、管道内的机血回收至血液回收机。 经过滤后用0.9 %氯化钠溶液（生理盐水）清洗、净化，并将经过处理所得的浓缩红细胞经患者外周静脉即刻回输至患者。

1.2.4 环路超滤方法

CPB 环路超滤方法采用CPB 储血室与氧合器侧路作为超滤循环通路，血液超滤采用成年人超滤（东莞科威医疗用品有限公司，中国），进口端接膜肺氧合室侧路， 出口端接膜肺储血室顶端1/4 口径入血口，用乳酸纳林格液预充排气后旷置。CPB 结束后常规超滤组开始利用主泵及储血室自循环使用超滤对余血浓缩，流量维持500 mL/min，超滤浓缩余血直至储血室液面为0 mL 时结束， 尽可能滤出循环管道中的多余液体，并将经过处理所得的浓缩红细胞收集于输血袋中经患者外周静脉即刻回输至患者。

1.2.5 实验室检查

CPB 结束后即刻抽取CPB 环路中的血液样本，血液经血袋超滤结束后， 抽取血袋超滤后的血液样本；对照组两组血液经环路超滤或离心/洗涤结束后，抽取环路超滤或离心/洗涤后的血液样本。 用一次性乙二胺四乙酸二钾 （ethylene diamine tetraacetric acid dipotassium salt，EDTA-2K），真空抗凝管采集2 mL，充分混匀（轻轻颠倒混匀至少8 次）。

Hb、HCT、Plt 检测方法： 采用希森美康XN-9000全血细胞分析仪及其配套试剂 （Lysercell WRN、WDF，SuLFOLYSER，CellPACK DFL，Fluorocell WNR、WDF、CellPACK Dcl）（希森美康公司，日本）进行检测。

总蛋白、白蛋白、血清纤维蛋白原水平检测方法：总蛋白、白蛋白采用溴甲酚绿法，采集3 种方法滤过的血液3 mL，于3 000 g 条件下离心15 min，通过贝克曼AU5800 全自动生化分析仪检测，试剂均为美国贝克曼公司生产； 血清纤维蛋白原水平以沃芬Top700 全自动凝血分析仪通过凝血酶法检测，试剂均由沃芬公司生产，均严格按说明书进行操作。

1.2.6 分析方法

观察血袋超滤组处理前后Hb、HCT、Plt、总蛋白、白蛋白、 纤维蛋白原变化， 记录超滤后回收的血液量；观察血袋超滤组回输超滤处理的血液后Hb、HCT变化。

比较3 组处理后Hb、HCT、Plt、总蛋白、白蛋白、纤维蛋白原变化及临床结局。

1.3 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计软件进行数据分析。 计量资料以均数± 标准差表示， 同组数据前后比较采用配对t 检验；两组不同数据比较采用独立t 检验，多组比较，采用F 检验。 计数资料以频数或百分率（%）表示，率的比较采用χ2检验。 P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血袋超滤前后回收血液情况比较

CPB 结束后剩余机血（1 170.00±170.29）mL，超滤液体量（570.00±141.81）mL，超滤花费时间（13.10±0.99）min。 超滤后回收血液量（490.00±87.56）mL，与超滤前剩余机血量比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）；超滤处理后血液质量与超滤前比较，均得到改善， 观察到血袋超滤后Hb、HCT、Plt 高于超滤前，差异有统计学意义（P ＜0.05）；血袋超滤后总蛋白、白蛋白、纤维蛋白原与超滤前比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）。 见表1。

表1 血袋超滤前后血液质量比较Tab.1 Comparison of blood quality before and after blood bag ultrafiltratio

2.2 血袋超滤后血液与患者体内血液成分比较

机血处理前Hb、HCT 分别为（83.80±11.30）g/L、（23.75±3.52）%， 经血袋超滤处理后Hb、HCT 分别为（104.00 ± 10.50） g/L、（29.57 ± 3.03） %，较停机时有所提高，与停机时比较，差异有显著统计学意义（t=-4.60、-2.57，P=0.004、0.006 ＜0.01）。

2.3 血袋超滤组与离心/洗涤组比较

两组机血处理后Hb、HCT 比较， 差异无统计学意义（P ＞0.05）；血袋超滤组机血处理后Plt、总蛋白、白蛋白、纤维蛋白原高于离心/洗涤组，两组比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）。 见表2。

表2 血袋超滤组与离心/洗涤组机血处理后各指标比较Tab.2 Comparison of indexes after machine blood treatment between blood bag ultrafiltration group and centrifugal/washing group

2.4 血袋超滤组与环路超滤组比较

血袋超滤组处理后血液Hb、HCT、Plt、总蛋白、白蛋白、纤维蛋白原均高于环路超滤组，两组比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）。 见表3。

表3 血袋超滤组与环路超滤组机血处理后各指标比较Tab.3 Comparison of indexes after machine blood treatment between blood bag ultrafiltration group and loop ultrafiltration group

2.5 3 组患者临床结局比较

3 组患者术后回输机血量、 机械通气时间、24 h胸引流量、重症监护病房（intensive care unit，ICU）停留时间、输余血2 h 后Hb 和HCT、接受异体血量比较，差异无统计学意义（P ＞0.05）。血袋超滤组与环路超滤组接受血浆量比较，差异无统计学意义（P ＞0.05）； 离心/洗涤组接受血浆量高于血袋超滤组和环路超滤组，差异有统计学意义（P ＜0.05）。 见表4。

表4 3 组患者临床结局比较Tab.4 Comparison of clinical outcomes in 3 groups

2.6 3 组并发症比较

超滤期间及输血前后无任何并发症发生。

3 讨论

心血管疾病患者手术输血多，增加患者的短期和长期发病率和死亡率。当前血液制品短缺且容易造成疾病传播和免疫抑制，围术期应尽量优化自体血液输注，减少异基因血液的使用。 将CPB 剩余机血回输，已成为心脏手术中最重要的血液保存方式之一。CPB停机时环路中包含大量稀释的自体残余血液（1 500 ～2 000 mL 或以上)。 为了减少异基因血液使用和最大限度回收CPB 后余血， 主要可以通过血液回收机洗涤、用输液袋直接回输及停机后超滤回收。但是，以上3 种CPB 后余血回收方法存在许多不足：①血液回收机处理保留红细胞，丢弃了血浆和蛋白质；②余血用输液袋直接输入，液体超负荷可能导致器官功能障碍和体液失衡；③现有的MUF 技术耗时，需要在整个过程中保留主动脉插管，从而延缓肝素化的逆转，造成出血过多； 另外利用CPB 储血室与氧合器侧路超滤效率较差、剩余液体过多，超滤后的Hb、HCT 值提高不显著，特别是在余血较少时显得更为突出。 且心脏发生意外紧急CPB 时，需重新预充排除管路气体。 因此，外科医生往往因超滤耗时或超滤效果不佳而放弃超滤，最终仍用前两种方法。 为了最大限度地排除过多液体和保存自体血， 并尽量减少患者使用异体血。笔者使用CPB 血液回收器、6 mm 两通接头、6 mm 血管路、超滤器连接为独立的术后超滤系统，将CPB 术后余血经主动脉插管侧路或微栓过滤器侧路打入回收器超滤装置， 实施独立与CPB 管路之外的单独超滤装置。 目的是：①减少停机后体外环路超滤时膜肺及体外管路占有的固有容积（600 mL）影响超滤效率，独立超滤系统占有的固有容积（150 mL）很小，因此可超滤出更多水分，超滤效率高；②当CPB 停机、主动脉插管拔除后， 主动脉及静脉管路血液回收至储血室；此时如心脏出现意外，CPB 无法立即启动；而独立超滤系统，当静脉血回收后，血液排入独立超滤系统时，可在膜肺储血室接近0 mL 时加入晶体液，将血液排出的同时保证了CPB 重新预充的应急状态， 如遇意外情况可随时启动。

Colli A 等[2]、Beckmann S 等[3]学者报道了Hemobag超滤技术， 该装置是一种独立的术后离线超滤技术，抵消其他血液保存技术的困难与标准的超滤技术。在中国因为没有Hemobag 技术，笔者前期在回收器循环超滤的基础上，利用现有临床中使用的冷停跳液灌注袋、超滤、6 mm 连接管路、6 mm 两通接头、废液袋等装置，改造了一种临床使用的血袋超滤循环装置（专利号：2020206217499）[4]，能够将残余血打入输血袋并利用超滤技术进行血液浓缩和回收， 该装置与CPB环路分离并独立进行超滤回收，该血袋超滤形式为独立于CPB 之外的环路。 这允许外科医生继续手术，并在使用血袋超滤的同时中和鱼精蛋白。当离线超滤时CPB 仍然处于预充备用状态， 允许紧急情况时恢复CPB。相比之下在MUF 过程中，当CPB 环路液面排空时添加晶体，对血液进行再稀释，抵消了血液浓缩浓度的最初目标。 血袋超滤没有空气栓塞的风险，也不因MUF 时液体转移影响血流动力学， 且可以根据滤器前压力变化最大限度滤出多余液体。笔者观察到血袋超滤后血液检测指标与环路超滤结果比较浓缩效果更好，与离心/洗涤组比较，虽然Hb、HCT 差异无统计学意义，但血袋超滤组Plt、总蛋白、白蛋白、纤维蛋白原高于离心/洗涤组， 提示血袋超滤组处理的余血产生富含蛋白质的浓缩全血， 离心/洗涤组处理的余血产生浓缩红细胞的血液， 但大部分不含血浆蛋白，与以往报道一致[5]。 该结果提示血袋超滤组浓缩的血液质量达到血液回收机处理的较高Hb、HCT 水平，且保留了血浆蛋白的血液。Rancati V 等[6]报道特别是离心/洗涤处理血液大于1 000 mL 时可能有对凝血的负面影响， 因为血浆和凝血因子在离心/洗涤过程中丢失。 笔者研究临床结局中离心/洗涤组接受血浆量明显增多， 也提示离心/洗涤组在处理血液时血浆蛋白及凝血物质的丢失增加了术后血浆制品的使用。

心脏外科术后应采取一种多模式、多学科的围手术期处理血液保护方法[7]。 这种多模式方法的一部分是停机后将剩余的全血进行超滤达到血液浓缩的状态， 这避免了因细胞清洗技术而造成的血浆蛋白、凝血因子和Plt 的丢弃。 血袋超滤技术可以在大约10 min 左右完成，使机血浓缩到大约500 mL，回输不会造成容量超负荷。笔者观察到机血回输后Hb、HCT有较大提升， 血袋超滤技术提高了回收血液的质量。McNair ED 等[8]研究发现，CPB 转流期间MUF 与接受停机后离线MUF 的患者相比较似乎没有减少输血。虽然接受在线MUF 的患者18 h 有更大的Hb 基线的改善，但这种受益似乎是由于液体的暂时转移，而离线MUF 可明显减少术后输血。然而，这些观点还需要更大的前瞻性随机化对照研究确认，在笔者的研究中初步证实了这样的观点。笔者观察到血袋超滤技术是浓缩保存血液和排除多余液体的最佳工具，提高血液质量的结果安全、简单、快速、重现性好，而环路超滤往往保存的血液质量不稳定，这在笔者的研究结果中有所体现。 主要表现回收的血液Hb、HCT 数值跨度较大、不稳定。

综上所述，CPB 血袋超滤的方法是一种方便的离线超滤装置， 具有再回输CPB 余血和保持体液平衡的作用， 从CPB 余血中最大化保留血浆蛋白和血小板，并减少过多液体输入引起的脏器功能障碍，减少余血浪费和异体血输注， 是一种较好的血液保护策略，其更多临床优势及潜在问题在随后的随机对照研究中将进一步观察其临床效果。