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1、023.搏动灌注 心血管麻醉及体外循环胡小琴 主编发表日期:2006-11-6 16:42:17浏览数: 2 第二十三章 搏动灌注龚庆成 脉搏的意义和作用从医学产生的初始就存在争议、讨论。体外循环（CPB）中用不用搏动性血流的争论从体外循环出现就开始，一直持续到现在。本世纪前半期，生理学家在做动物离体器官和组织灌注的实验时，总是用一种产生间断血流的泵，为此目的，发明了许多活塞泵，隔膜泵，当时人们能接受的概念为心脏的自然血流是最好的。50年代在全世界许多中心开始作心脏直视手术，用的是蠕动泵，它产生低振幅（细小波浪状）的脉动血流，这种泵的成功使用使人们对以前的必须用搏动血流的盛行概念提出了疑问，结
2、果对于在体外循环心脏手术中用搏动灌注还是用非搏动灌注产生争议。以后许多实验和临床对比研究都以这些争议为主题，研究结果也不尽一致。在某些中心人们毫无疑问地认为搏动血流是有益的，其基本优点可归纳为：自然的血流是最佳的。搏动灌注增加组织液的流动和形成，淋巴流动增加。组织代谢率和废物排除加快。从泵到组织的能量传递更有效。这些基本的优点可能对于改善和保护某些器官的功能有关，其表现为氧耗率较高，围术期高血压发生较少。而由于非搏动泵的大量临床应用，效果基本良好，有人认为不必用搏动灌注，虽然他们并不完全否定搏动灌注较符合生理，但认为搏动灌注技术复杂，优点不明显，可能加重血液破坏，产生溶血。因此搏动灌注至今没有
3、在临床上广泛推广应用。本章将对搏动性血流的生理作用、临床应用、搏动血流的本质进行讨论。第一节 搏动血流的生理学原理和作用 一、能量和压力相当的概念 1966年Shepard在理论上提出搏动血流优于非搏动血流的观点。他认为搏动血流的产生并不决定于压力差，而决定于能量差。经过论证，他得出要获得相同水平的流量和平均压，产生搏动血流所需付出的能量是产生非搏动血流的2.3倍。他认为正是搏动血流所需付出的额外能量，可能对组织灌注有益，并认为这些额外的能量可能维持了毛细血管的通畅，增加了淋巴流动，在细胞水平产生振荡运动，从而改善了细胞代谢。Shepard的理论得到了一些人的支持，他们发现在同样的平均动脉压下
4、，搏动的动脉压力波形比非搏动压力波形促使组织更多地利用能量。Shepard的理论也预示：在灌注压相等的条件下，搏动血流比非搏动血流产生更高的平均流量。临床实践中搏动灌注时周围血管阻力明显降低，可能是对上述观点正确性的又一解释。 二、毛细血管临界关闭压和微循环通畅 1938年Parsons等证明非搏动灌注使淋巴液流动和组织间隙液流动减慢。以后的研究表明非搏动血流与搏动血流相比，毛细血管血流减慢，脑毛细血管口径明显缩小。Burton在1954年提出，心脏收缩末期，动脉压开始下降，当动脉压下降到毛细血管前小动脉的临界关闭压以下，微循环的血流停止。Burton指出在相同的动脉平均压下，搏动性收缩压峰值
5、会更长时间有效地维持微循环内的血流通畅。1960年Takeda通过观察支持上述理论，他证明了非搏动灌注时微循环存在分流，毛细血管广泛萎陷，结果代谢发生障碍，氧耗降低，组织酸中毒，代谢摄氧和摄糖率均下降。 三、搏动灌注对血流动力学的影响 许多年来人们已经知道CPB中搏动血流灌注明显降低围术期周围血管（PVR）阻力，其优点首先在于增加了组织的灌注，其次为降低了左心室的后负荷，有利于左室功能的改善。相反周围血管阻力升高对组织灌注和左心功能均不利。Mandelbaum和Dunn先后证明了搏动性CPB中周围血管阻力较低，主动脉压也较低。Nakayama报告了同样的结果，尤其在应用高流量灌注时更明显。在一
6、些动物实验中，用同样的泵，维持相同的流量，搏动血流比非搏动血流周围血管阻力低。Avco搏动泵可产生脉压，在动物实验和临床研究中均表明PVR明显降低。Trinkle报告了在低温下应用搏动灌注也得到同样结果。Taylor用改良的滚轴泵产生搏动血流，发现搏动灌注明显降低PVR，与非搏动灌注相比在PVR上有明显差别。常规的非搏动性血流灌注在CPB中常常导致周围血管阻力增加。早年研究曾提示，当灌注流量在130 ml/Kg/min时，搏动和非搏动灌注的PVR无差异。临床研究中也有人报告搏动灌注的PVR无明显降低作用。Ogata等报告，搏动性CPB患者的PVR比较高。在大多数已发表的文章中，不管是动物实验还
7、是临床研究，都表明用搏动灌注PVR较低，但还不能下最后结论，因为还有一些研究结果不能证明搏动灌注与非搏动灌注PVR有差别。两种结论不同，其原因不易解释，因为在不同的研究中，血流的形式不完全相同，温度、泵的类型等也不同。许多作者试图要证实和解释不同灌注时PVR差别的存在。已发表的文章证实搏动血流与非搏动血流在同样的平均压条件下，前者颈动脉窦和主动脉弓压力感受器的活性较高，一些作者报告，压力感受器活性增高，可抑制缩血管物质的释放，PVR降低。如果搏动性压力的增高局限于主动脉弓和颈动脉窦区域，全身动脉压降低。另一些作者证明了平均动脉压很高时（18.7-20.0 Kpa，140150mmHg），压力感
8、受器的敏感性明显降低。Giron等提出了另一个理论，即血管舒缩的自动调节机制对PVR变化的作用。他们发现去除搏动血流时，全身动脉系统的PVR增高，但局限性保留主动脉弓和颈动脉窦的搏动压力，可防止PVR增高。除了神经系统对血管的自动调节外，可能还有一些其它因素涉及搏动血流对PVR降低的作用，Mandelbaum等指出去除颈动脉窦区域的迷走神经干，行双侧肾切除，用药物阻断自主神经系统，仍不能消除搏动和非搏动血流对PVR的影响。一些研究人员对用或不用搏动血流对血液分布的结果作了研究，他们发现血液分布是非常相似的。而Nakayama等发现用搏动血流灌注，冠状动脉和肾血流稍有增加，肝血流稍有减少，但无统
9、计学差异。其他研究人员用放射性微颗粒测定了两种灌注血流对血液分布的影响，结果表明肾上腺、肝、脾、肾、胰血管床的血流分布无差异。另一个研究用二种灌注方法对狗的后腿血流、头臂血流、肠系膜动脉血流进行测定比较，结果也无差别。大多数的报告均同意用搏动血流对绝大多数被检测的血管床的血流灌注是均匀一致的。 四、搏动灌注对激素的影响 如果搏动和非搏动血流灌注之间存在明显差异，那么大多数研究人员会同意这种差异是由于不同灌注方法引起的不同激素的释放反应。随着对PVR的多次研究，结果有些不同。 （一）儿茶酚胺 动物实验研究报告搏动和非搏动灌注中儿茶酚胺水平无明显差异，Landymore和Philbin在临床研究中
10、也得到同样结果。但晚近的研究报告指出非搏动灌注组术后儿茶酚胺浓度较高。Mori等用搏动辅助装置（PAD）产生搏动血流，发现儿茶酚胺水平较低，但与非搏动组比较差异较小，在二个测定点时上，只有去甲肾上腺素水平有统计学差异。最近Minami等报告用搏动灌注，明显降低了CPB中和术后肾上腺素和去甲肾上腺素水平的升高。 （二）肾素血管紧张素系统 搏动性转流对血浆肾素活性的作用，主要可能决定于术前用药。心得安抑制肾素释放，一些作者报告，如果术前用心得安，术中不管用搏动还是非搏动灌注，血浆肾素活性无差别。如果术前停用心得安，有人报告使用搏动灌注术后肾素活性明显降低。Watkins等在狗的实验中观察到，应用搏
11、动灌注，转流停止后45分钟，血浆肾素活性，血管紧张素活性水平明显降低。其他作者也有同样的报告。Canivet等证实搏动灌注比非搏动灌注可防止血浆肾素活性的升高，结论是搏动灌注降低了CPB中和术后肾素升高的反应。 （三）抗利尿激素 一些研究人员报告，常规非搏动CPB中血浆血管加压素或抗利尿激素水平升高。以后的研究提示：搏动灌注可以减轻血管加压素水平的增加。精氨酸血管加压素是一种直接作用于周围血管并引起血管收缩的强烈活性物质，有人报告用搏动灌注可能通过对血管加压素的作用而引起PVR降低。Frater等未发现搏动灌注降低了血管加压素的反应，然而他们的研究例数较少，使统计处理比较困难。 （四）可的松
12、有人报告非搏动灌注中血浆可的松水平降低。Taylor用常温搏动灌注来防止这种可的松水平的降低。Frater等人发现两种灌注方法对可的松水平无差异。近期在成人和儿童的CPB中用搏动和非搏动两种方法比较，结果表明可的松水平无差异。 （五）前列腺素 非搏动CPB中，血栓素和前列环素均升高。搏动灌注降低了血栓素的升高，增加了前列环素的水平。血栓素是一种强烈的使血管收缩和血小板聚集的物质，而前列环素则是强烈的血管扩张和抗血栓形成的物质，一些作者指出：搏动灌注对血栓素和前列环素的作用可能对降低PVR，增加组织灌注有作用。 大部分文献表明，CPB中搏动和非搏动灌注对激素的释放反应有明显的差别，这提示两种灌注
13、方法在生理学上确有区别。但有争议的不同结果的报告仍存在，要明确判断两种方法对生理反映的差别及关系，目前仍有困难。 五、搏动灌注对心脏的影响 CPB对心脏的作用取决于心脏的状态，正常充盈跳动的心脏不管用什么血流进行灌注，产生的是搏动血流。跳动的心脏在非搏动灌注时冠状动脉的血流已被证明是搏动性的，心室颤动时冠状动脉血流呈线性。室颤的心脏当全身血流灌注为搏动性时，冠脉血流也为搏动性。一些研究者报告，停跳的心脏接受搏动血流灌注时，心内膜下的血流灌注量增加，而且心内膜心外膜血流比率维持在良好状态。Moores发现不管心脏处于跳动状态还是心室颤动时，两种灌注血流对上述参数不产生差异。Grover等发现不管
14、是跳动或是室颤的心脏，用搏动灌注并不改变冠状动脉总血流量，也不改变左室血流及心内膜心外膜血流比率。Hewitt和Weichert在研究跳动的心脏时发现，搏动性CPB对冠状动脉血流无影响。然而一些研究提示在冠状动脉有严重狭窄时，搏动血流灌注对室颤的心脏冠状动脉狭窄远端能维持较好的血流灌注，而无冠状动脉狭窄的区域，其血流量无改变。搏动血流灌注对跳动的心脏所起的有益作用看起来微小，而对室颤的心脏能改善心内膜下的血流灌注，尤其在有冠状动脉狭窄时，其作用更明显。（一）室颤停跳的心脏 一些研究提示如果要测定搏动灌注对心肌代谢的作用，当心脏颤动时效果较好。Schaff等证实非搏动灌注使冠状动脉狭窄远端局部区
15、域产生乳酸，氧分压下降，CO2增加。而应用搏动灌注时，乳酸被消除，心肌氧和二氧化碳分压可维持或接近正常水平。Bixter报告了同样的结果，但当平均灌注压明显升高时（6.67-10.7Kpa，50-80mmHg），搏动灌注的这些有益的代谢作用消失。Moores等发现搏动灌注对跳动或室颤的心脏的心肌氧耗和乳酸摄取均无明显改善。其它研究人员也报告搏动灌注对心肌氧耗，心肌乳酸水平，心肌ATP含量并无良好作用。 有人发现在体外循环中心室颤动时用IABP产生搏动血流，心肌氧摄取无改善，而乳酸摄取改善。有人证实冠状动脉搭桥术患者采用常规非搏动性血流灌注，术后一天左室射血分数明显降低，相反用搏动性血流灌注，术后一天射血分数比术前水平有很大提高，而且术中心肌梗塞发生率较低。有人报告用PAD产生搏动血流也得到上述相同的效果。而Zumbro等在用PAD时发现，搏动血流对心电图和CPK同功酶的释放并不比非搏动灌注好。 一些研究提示搏动灌注对室颤的心脏可维持较好的心内膜下血流灌注和心肌代谢，结果术后心功能较好。而几乎同样数量的研究不能证明搏动灌注具有
