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    今天，CBP已不仅仅应用于肾功能不全的治疗中，它的适应证不断扩大，在围手术期中的应用也日益增多。手术前、手术中或手术后应用CBP，使得一些重症患者可以接受并耐受原来无法进行的手术，手术后得以尽快恢复。心血管手术由于应用体外循环，会引起血流动力学的改变，激活炎症因子，患者易并发急性肾功能衰竭（ARF）、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等，甚至出现多器官功能障碍综合征（MODS），直接危及患者生命。CBP能清除一些炎症因子，减轻炎症反应，在术后迅速浓缩血液，维持水电解质平衡，替代肾脏功能，恢复心脏功能。因而广泛的应用于心血管手术。

　　1 心脏手术的特点

　　1.1 心-肺旁路（cardiopulmonary bypass，CPB） 心脏手术中通过体外循环心-肺旁路替代心肺功能。但是CPB会引起术后多器官功能障碍，包括心肌功能障碍。这是因为：①血液稀释。一般在体外循环中预充血细胞压积低的或不含血细胞的液体，减少输血，避免输血可能造成的风险，但同时血液稀释。另外，CPB时需全身降温以保护缺血状态下的脑组织，而低温会增加血液粘滞度，增加血管阻力，使全身动脉压力增高，血流量降低，导致组织低灌注。将血液稀释能部分避免这种现象。但血液稀释后，血管内胶体渗透压下降，液体从血管内进入组织间隙，间质内液体积聚，组织水肿，影响组织氧利用，产生心、肺、脑等器官功能障碍。因此CPB结束后需尽快纠正血液稀释状态，将血细胞压积恢复至起始状态。肾功能正常患者，机体会自动调整或经利尿后使血细胞压积迅速恢复正常，因而可以短期耐受高容量状态。但在新生儿或肾功能不全患者，水的清除能力下降，不能自动地恢复液体的平衡，当心功能不全时，容量负荷更易引起脏器功能衰竭，包括呼吸衰竭。因此在停止CPB后需立即进行血滤以恢复水、电解质平衡。②激活炎症反应。CPB另一严重副作用是激活炎症反应，其程度与循环面积和患者体表面积比密切相关。在儿童，此比值最大。反应早期释放一些体液因素包括激肽、凝血因子Ⅻ和补体片断以及内毒素，导致细胞因子激活。这种反应在CPB开始数分钟后即可迅速发生。激活后的细胞因子可自我扩增。在儿童，细胞因子甚至可达到感染性休克的水平，进一步启动各种内皮细胞及白细胞介质的表达和释放。最后，这些介质共同导致众所周知的旁路后综合征，非常接近于高动力型感染性休克，伴有毛细血管漏出综合征，损伤组织氧交换。低血容量、肺水肿、容量负荷会加重这种病变。

　　1.2 多器官功能障碍综合征 心血管手术后常出现MODS。其中最常见的是ARF。有报道，心脏手术时，ARF的发生率为4.9%，2%需透析治疗，死亡率为50%，透析患者死亡率为65%。换瓣手术中ARF的发生率是冠状动脉搭桥的2倍。CPB的时间及术后心脏功能恢复时间是患者发生ARF的重要因素。旁路时间与ARF的发生呈线性相关；术后心功能水平低下，肾脏缺血，肾血流量（RBF）及肾小球滤过率（GFR）下降，心脏指数（CI）＜2.5（min·m²）是导致ARF最重要的原因。

　　开放性心脏手术后最严重的并发症是急性呼吸衰竭伴心源性休克，导致肺气体交换障碍，血流动力学改变和MODS。Coraim报道，1981-1985年，3300例开放性心脏手术患者中139例（4.2%）出现术后呼吸衰竭。心脏手术后急性呼吸衰竭的发生是由于心功能受损，儿茶酚胺治疗的副作用，及心、肺毒素等多种因素所致。心功能受损使肺的容量符合及压力负荷增加，肺动脉压和肺血管阻力指数（PVRI）升高，肺微循环障碍，毛细血管通透性增加，损害肺表面活性物质，导致肺间质水肿，氧合、弥散功能受损。而儿茶酚胺治疗的副作用是使肺有向左分流（Qsp/Qt）增加。需用儿茶酚胺治疗的患者，分流量可达50%以上。另外心肺毒素如心肌抑制因子（MDF）、肺损伤因子、溶酶体酶、组胺、5-羟色胺、缓激肽、补体激活片断及过敏毒素可造成肺血管收缩，降低氧弥散，增加肺血管通透性，间质水肿，导致右向左分流。这些物质通过体外循环还可产生灌注后综合征。

　　2 心脏手术应用CBP的优点

　　2.1 水、电解质平衡，血流动力学稳定 心血管手术后，心功能较差，容量负荷的轻微变化就可能导致患者心衰，肺水肿，呼吸功能衰竭，甚至危及患者的生命，同时容量负荷对于营养支持，给药等也至关重要。CBP能缓慢均衡的清除过多的水分，液体净出量可达5L/d，可精确的控制血容量，达到清除器官水肿，改善心脏指数，增强心肌收缩力的目的。这对于有慢性肾功能不全或术中并发急性肾功能不全的患者尤为重要。CBP通过对流清除溶质，一些筛选系数为1的小分子物质（如钾、钠、氯、尿素氮等）其滤液浓度与血浆浓度是一样的，因而可以通过调整置换液电解质的浓度，使血液电解质水平维持在一合适的范围内，避免间隙性血液透析（IHD）时钾、钠等电解质的急剧变化对心肌的影响。由于CBP过程中容量变化平稳，水、电解质、酸碱易达到平衡，同时一些具有心血管活性的中~大分子炎症介质，不断从循环中被清除，施行CBP治疗时患者的血流动力学稳定。

　　2.2 清除炎症介质在CBP中一般应用高通透性、生物相容性好的合成膜。它们能清除循环中的补体（分子量是10000-12000）。Andreasson和Journois等在人体中证实，血滤能减少CBP后循环中的补体水平。CPB还能清除许多细胞因子。Van Bommel等发现，通过对流能清除白介素－1（IL－1）和白介素-6（IL-6），Boyce则发现在超滤液中可检测到相当数量的IL-1和IL-6。肿瘤坏死因子α（TNF-α）单体、多种导致心肌功能不全的细胞因子、内毒素片断也能通过对流被清除。对流还能清除β内啡肽（分子量10000-12000），缓激肽（分子量1060）及花生四烯酸代谢产物前列腺素、血栓素和白三烯。应用AN69膜，通过吸附清除循环中的TNF。正是由于清除了炎症介质，血管阻力下降，血流动力学改善，心输出量增加，心功能好转。不过CBP对于炎症介质的清除作用各家报道不一，它在CPB术后的恢复中究竟起多大作用尚等进一步研究。

　　2.3 促进肾功能、肺功能的恢复 CBP可以替代肾脏，使得原有肾功能不全的患者有机会接受心脏手术。而对于术中并发ARF的患者，CBP的应用与IHD相比，前者肾脏替代效率更高。ClarkWR对两者比较发现，当CBP的超滤率为1L/h时，IHD需每周透析7次才能达到相同的KT/V。而且CBP能平稳地清除尿素氮（BUN）和肌酐，不会引起失衡综合征；血流动力学稳定，减少缺血再灌注损伤；能清除相当数量的炎性介质，因而更有利于ARF患者的恢复。Van Bormmel等报道，CBP治疗组患者肾功能恢复早（CAVHD:10.9±1.6d vs IHD;17.6±3.4d，P＜0.05）。CBP的应用对心脏手术后并发呼吸衰竭的患者也有良好的治疗作用。Coraim观察了36例心脏手术后并发呼吸功能衰竭的患者，经CAVH治疗后，患者PVRI、肺平均动脉压、左室压力下降，PaO2/FiO2下降，PaO2和CaO2显著升高，表明氧弥散改善，血液携氧能力增加。Qsp/Qt亦下降，CI和MAP逐渐升高，改善了所有组织的灌注。CAVH还使血液中乳酸水平下降，表明细胞代谢改善。CAVH同时清除循环中的心、肺毒素，如心肌抑制因子和其它毒性物质，清除过多的水分，改善血流动力学，使肺间质水分回入血管内，它还可清除阻断儿茶酚胺受体的物质，使机体对儿茶酚胺敏感性增加，减少儿茶酚胺的用量。此外，CBP导致全身低温可减少CO2的产生，减少机械通气的需求，从而减轻机械通气所致肺损伤。Guys医院ICU治疗296例持续MODS患者时平均通气天数为14.2±22.9天，而CBP组患者平均天数为5.9±5.5天。
　　
    2.4 胶体渗透压高，凝血障碍少 CPB过程中，血液稀释，当CBP结束后应恢复血液的起始浓度，提高血细胞压积。以往为达到血液浓缩的目的，常用的是细胞收集器（cell saver，CS），但血滤较CS更为优越。首先，CS时会丢失大量血浆蛋白，而且前血滤中所用的合成膜对于白蛋白、纤维蛋白原、血红蛋白等分子量较大的物质的筛选系数约为0，即这些物质不能通过血滤清除。因而应用血液滤过主要是清除水分，血浆中白蛋白、免疫球蛋白浓度变化较小。胶体渗透压（COP）较应用CS明显升高，由此可以调控间质液体的平衡。在CPB开始时，血浆被晶体稀释、血滤由于能维持较高的胶渗压，可避免因血液被进一步稀释导致肺功能恶化。此外，血滤对凝血参数包括血小板数目和功能、纤维蛋白原、ATⅢ影响都较小，它们在体内的浓度较应用CS时高，而且血滤能将CPB时残留于体外循环中的血输入体内，术后血液丢失较少，减少输血，维持了血液动力学的稳定。而CPB后短期内血容量是维持心脏循环功能至关重要的因素，特别是当缺乏浓缩血液时或对需避免输血的患者尤为有利，因为术后患者尚处于危险时候（术后缺血），若输注晶体或胶体会使血流稀释，降低氧的转运能力，不利于术后恢复。另外，CPB时，血小板与体外循环氧交换装置中人工合成膜互相抵触，可能导致血小板数量和功能发生改变。它使血小板粘附能力下降，与纤维蛋白原结合减少，α颗粒释放，在体外对ADP和胶原的反应下降。血小板功能下降是CPB对血流系统最为严重的损伤。CS会进一步加重血小板功能的影响较小，术后数小时内血小板功能即可恢复正常，术后第一天血小板数量就达到基础值。

　　3 心脏手术中行CBP的风险

　　CBP过程中血液与透析膜接触，可能会激活补体和中性粒细胞（PMN）。但这主要见于应用纤维素膜、铜仿膜时，使用聚砜膜（polysulphone）时较少出现这种副作用。其次CBP时，体外循环中需要充分抗凝。而肝素分子量为6000-20000，能被血滤清除。但是只要监测出凝血情况，可以避免凝血现象的出现。而且血滤与传统的CS相比，由于ATⅢ浓度变化较少，因而更有利于肝素发挥抗凝作用。

　　4　CBP在心脏手术的应用

　　4.1 术前应用CBP 严重心、肾损害，对利尿剂抵抗的患者心输出量下降，全身组织灌注下降，使血管紧张素Ⅱ，儿茶酚胺和加压素释放增加，血浆醛固酮水平增加，肾小球滤过率下降，小管重吸收钠增加，组织内水钠潴留，动脉血管收缩。细胞因子分泌和一些代谢异常加重上述现象，血容量减少同时伴静脉内液量增加，使心输出量进一步减少。术前可行CBP，以打破患者的“心-肾恶性循环”。

　　4.2 术中应用CBP 早期术中血滤的目的是在术中、术后迅速纠正血管外水分的积聚，提高红细胞压积水平，避免额外的输血，改善心功能，增加术后氧合功能。一些促进术后出血的因子通过血滤被清除，而且促凝血因子被浓缩。血滤还可清除一些细胞因子如TNF、IL-10、髓过氧化物酶等有害因子，并能清除促发IL-1，IL-6，IL-8和髓过氧化物酶释放的因子（可能是C3a，C5a），使之水平降低，减轻由于手术所导致的一系列炎症反应。

　　4.3 术后应用CBP 对肾功能正常的患者，术后补充胶体、加强利尿可以降低组织内过多的水分，但是在肾功能不全的患者如幼儿、老年人则疗效不佳。目前它已常规用于心脏手术后急性肾功能不全的替代治疗中。在儿童，Zobel等证实它能有效替代腹膜透析，较IHD也有明显的优越之处。

　　小结 随着CBP技术的不断发展成熟，目前30%～40%的心脏手术中应用CBP技术。在肾功能不全或透析患者，毫无疑问CPB时需应用CBP，但CBP不仅仅是一种肾脏替代方法，它能治疗CPB时的容量负荷，调控血液的稀释，减少血液丢失，减少输血。同时应用CBP时，血浆渗透压及出凝血功能变化小，血流动力学稳定，能清除炎症介质，改善心肺功能，有利于心脏手术患者的恢复，提高生存率。


编辑：bluelove