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编号:10401519
急性等容血液稀释的有效性和安全性
http://www.100md.com 《中华实用医药杂志》 2003年第2期
     【文献标识码】 A 【文章编号】 1609-6614(2003)02-0112-04

    急性等容血液稀释技术(ANH)作为一项血液保护措施,已有近30年的历史,并作为美国官方许可的技术在临床上有广泛的应用 [1] 。然而应用该项技术,我们究竟能得益多少,其安全性又如何?怎样合理应用这项技术,才能作到既有效又安全?笔者以为对于这些问题有必要进行进一步的探讨,借以促进ANH的发展和临床推广,故综述如下。

    1 何谓ANH技术

    ANH [2] 是一种相对简单的自体输血法,即病人进入手术室后,在麻醉诱导前或后,手术失血前,将病人的血液放出,采集到抗凝袋中,保存在室温内。同时给予无细胞的晶胶液以维持恒定的血容量。待手术结束,出血终止时或有指征时,将保存的自体血回输。

    由于在手术开始前,病人处于“贫血”状态,手术中所出的血是稀释的血,则就减少了红细胞的丢失,术时自体血的回输能减少患者对异体血的需求。这也是当初提出ANH的立意点。但前提是患者有一定的氧储备,有一定的代偿能力,能够适应这种“贫血”状态,而不出现缺氧。这也是ANH的安全界限。
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    ANH的实施可分为两类 [3] ,一类称为“限制性ANH”,其目标Hct为20%~30%,另一类称为“极度ANH”,其目标Hct为14%~20%。后者因其能挖掘机体的最大潜力,使ANH在节约用血上效果最大,也因其处于安全的边缘,使人们有缺氧的顾虑。

    2 ANH的安全性

    2.1 ANH与氧供需平衡 ANH的安全是建立在氧供需平衡上的,一方面机体有氧储备,另一方面机体对贫血有生理性的代偿,通过代偿使氧供仍大于或等于氧耗,以避免组织细胞缺氧。

    1964年,Num和Freemen就提出了氧储备 [4] 的概念,机体的氧供(DO 2 )主要由心输出量和氧含量决定,即DO 2 =CO×CaO 2 而CaO 2 =1.35×Hb×SaO 2 +0.003×PaO 2 =205ml/L。CO在成人静息时为5L/min,则机体可获氧大约1000ml/min,而机体每分钟消耗的氧量(VO 2 )平均为250ml,另750ml的氧随静脉回流,故SvO 2 =75%,CvO 2 =750ml/5L=150ml/L,VO 2 /DO 2 =0.23~0.32,这些数据表明机体静息时所输送的氧是氧耗的2~4倍。生理状态下,如果将这部分储备的氧移走,不会造成机体的缺氧性改变。氧耗的多少是由各组织自身情况决定的,不依赖于氧供。但当DO 2 下降至阈值时,机体通过各种代偿来增加氧供,超过阈值时,氧耗随 氧供而改变,出现乏氧代谢,称之为“生理性氧供依赖” [5] ,如果我们能够测出氧耗的变化,往往提示机体已有缺氧了。需要指出的是一些重危病人,即使DO 2 正常或高于正常,由于细胞利用氧的能力下降,也表现为对氧供的依赖,这称之为“病理性氧供依赖”,对于这些人就不适用最低Hct标准,这些人也是ANH的禁忌者。
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    ANH的代偿机制 [2] ,主要表现在三个方面:第一增加心排血量和心指数。有研究发现CO的增值与Hct的下降有关联,当Hct降至20%~25%时,CO可增加16%~50%,CO的增加与下列因素有关:①血液稀释导致血粘度下降,总外周阻力下降,后负荷下降,左室心功能曲线左移,从而使心搏增加;②血粘度的降低,还使得静脉回流增加,前负荷增加,心搏加强;③贫血时还有通过化学感受器,反射性增加心搏;④当患者清醒时,贫血还能增加心率,增加心搏出量。第二降低血粘度,使之更接近牛顿液体,改善微循环,使得各组织间灌注更为均匀一致,更有利于组织的氧合。第三,ANH时,能观察到氧解离曲线右移,组织氧摄取率提高。Creteur等人 [6] 在研究休克模型时,进一步行ANH发现氧摄取率由37%提高到55%。

    2.2 ANH对各脏器的影响

    2.2.1 对心脏的影响 大多数资料表明,在静息状态下,心脏的氧摄取率已达到55%~80%,故心脏的氧储备很少,而作为代偿机制之一的CO的增加,也使得心脏的氧耗增加。那么是否ANH时心肌危机四伏呢?通过实验发现,ANH时,冠脉血流是增加的,一方面来源于CO的增加,另一方面来自冠脉自身的扩张,当Hct降至28%,CO增加34%,冠脉血流增加59%。又有实验表明 [7] 在极度稀释下,Hb为5~10g/dl,心内膜与心外膜血流比,与对照组差异无显著性。我们观察到,只有当Hct<0.1,Hb<5g时,才测出心肌乳酸水平的升高。当然,ANH对于心脏的影响不仅与稀释度有关,还与病人的年龄、疾病状况、冠状动脉的基础条件等因素有关。
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    2.2.2 对脑血流的影响 通过对实验动物,如猫、狗、老鼠、猪等的极度ANH的研究发现[8] :ANH时,大脑的血流量增加,从而维持大脑的氧供不受影响,即使Hb稀释至5g/dl,也未测出大脑氧耗的改变。正是由于ANH能够增加脑血流、降低血粘度、改善微循环,故ANH疗法还被用于临床治疗急性脑梗塞等缺血性脑血管病 [9] 。且Suncler和Messˉmer实验证明Hct0.3时脑组织灌注最佳。而另一些实验则指出,只要保持血液二氧化碳张力正常,脑血管的自动调节作用使脑血流基本不变,或只是略有增高。不同意见的研究表明 [4] ,当Hct下降时,脑血管的自动调节范围较正常时狭窄。但无论是何种实验设计,亦或是不同的监测手段,诸如脑电图、听觉诱发电位、高能磷酸盐的测定等,都认为ANH时脑的氧供首先得到满足,即使是极度的稀释也不会对大脑产生任何影响,在颈动脉狭窄的病人,也可施行限制性ANH。然而对有颅内病变的病人 [8] ,因ANH时脑血流的增加可能会加重颅内压力的变化,则实施ANH时必须要慎重。
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    2.2.3 对内脏血流的影响 我们已有这样的经验,在失血性或中毒性休克时,机体的整体氧供减少,这时机体通常是先满足重要脏器,而牺牲一些所谓的不重要器官,如胃、肠、胰、骨骼肌等,因此鉴别这些器官的氧供情况有特别的意义。Diebel [10] 等在对猪放血后等容稀释至Hct18%,测肠系膜上动脉血流不变,而肠粘膜血流仅为基础的64%,粘膜PCO 2 和粘膜下pH正常,另测门静脉氧及二氧化碳饱和度正常,说明只要能维持适当的血管内容量,胃肠道能很好地耐受血液稀释。Hutter [11] 等在对狗行极度ANH,Hct下降到20%,此时测骨骼肌氧供为基础值的74%,但骨骼肌表面氧分压不变,经放射微球技术测局部灌注,血流分布更为均匀。统计资料显示:ANH后,大多数内脏血流下降,而胰腺、十二指肠、和肾脏血流不变,由于ANH时各组织氧的分布变得更为均匀,故当Hct低至0.20时,未发现有肝、胰、肠、骨骼肌的损害。

    2.3 麻醉与ANH的安全
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    2.3.1 麻醉方法与ANH ANH的代偿涉及心输出量和氧摄取,lckxbe [12] 等人将40例腹部手术分为两组,一组硬膜外,一组全麻,都行ANH。发现硬膜外组心率明显上升,氧供未变,氧耗增加,氧摄取也增加。分析:在病人清醒的条件下,虽然因为采血时的恐惧感而导致氧耗增加,但清醒状态使代偿更为完善。而全麻组,心率不变,氧耗未变,氧供降低,氧摄取也上升。分析:全麻下有利的一面在于全麻时体温下降、意识丧失、肌肉松弛,则代谢率下降,氧耗减少;不利的一面在于各种全麻药物对心血管有一定的抑制作用,从而使ANH时代偿不完全。值得注意的是全麻下,心率更多的是与二氧化碳分压、麻醉深度、手术刺激有关,全麻ANH时,心率加快,要警惕低血容量。

    2.3.2 氧浓度与ANH 全麻使用高浓度氧通气,当FiO 2 为1.0,PaO 2 为500mmHg,PaO 2的上升可以增加血当中物理溶解的氧量,由此部分抵消ANH时因Hb下降所导致的氧含量的变化,同时PaO 2 的增加也促进了氧弥散入组织,在高氧通气的条件下 [13] ,大约15%的氧供以及50%的氧耗是由血浆中溶解的氧所提供。使用高氧通气还可部分逆转ANH所带来的心搏的变化。但如全麻时使用N 2 O,此时FiO 2 只有0.35,SchouH等人 [14] 发现CO和氧供都减少了,但SvO 2 ,氧摄取不变,分析并非是笑气对心肌的直接抑制,而是因降低FiO 2,物理溶解的氧减少而有所改变。
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    2.3.3 麻醉药物与ANH 全麻下,各种全麻药物对循环的抑制作用可能削弱ANH的代偿,这一点在对有异氟醚 [15] 的研究中得到了证实;在极度稀释时异氟醚的舒血管作用,很难完全代偿其对心肌的抑制,并导致血压下降,氧供下降。另一方面,ANH时,药物的分布和排泄发生了变化,某 些药物的作用延长了,Xue Fs等 [16] 人对ANH下万可松的剂量和时效进行了对照研究,发现ANH组万可松所介导的肌肉阻滞作用明显比对照组长,且峰值、作用时间、恢复指数差异均有显著性,尤其当Hct低至20%以下时,更为敏感。如果不了解这一点,容易加深麻醉,加重安全隐患。

    3 ANH的有效性

    ANH的有效性体现在两个方面,一是适当的稀释后,有助于改善微循环,从而对组织灌注有所影响,这一点多用于内科治疗。二是ANH在避免异体输血方面的效应,这与围手术期血液保护相关,也是当前研究的重点。
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    3.1 从数学角度看ANH的有效性 首先我们知道,同一Hct时,全血的丢失量与RBC的丢失量成正比 [17] 。则同样的全血丢失量,不同的Hct,Hct越低,RBC丢失越少。

    其次根据Gross采血公式V=EBV×(H 0 -H f )/Hav,则H o 和H f 的差值越大,基础Hct越高或者目标Hct越低时,可采血量也就越大,相应节约的RBC也就越多。

    那么如何正确估算红细胞的损失呢?举个例子,对一个EBV为5L、H o 为0.45的人来说,稀释至H f 为0.25后手术,术中出血1000ml,过去的算法是0.45×1000-0.25×1000=200ml,即节约RBC200ml。但我们忽略了,整个失血和采血过程中Hct的值是不断变化的,因此Bourke和Smith [18] 引入微分来表达这种实时的变化:
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    dHct/dV L =Hct/EBV,则V L =EBV×Ln(H 0 /H f )(1)

    同样根据质量守恒定律,(Hct L ×V L )+(H f ×EBV)=H 0 ×EBV (2)

    将(1)式代入(2)式中,Hct L =H 0 ×EBV×(1-e -VL/EBV )/V L 。Hct L 表示所采血液的平均Hct,据此计算ANH所节约的RBC量。前面的例子经上式计算仅能节约RBC181ml,且术中出血后,若不及时回输的话,则最低Hct为0.205。这在许多病人中可能会产生安全问题。由以上公式分析,好象只有当术前血液稀释至Hct低于20%,并在手术中有较多的失血时,ANH节约的RBC的量才有临床意义,但此时不及时回输血液的话,安全又成问题了。
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    3.2 从临床角度看ANH的有效性 有许多临床实验结果支持ANH的应用。在对前列腺摘除术中应用ANH技术,统计资料显示使用ANH后,患者接受异体输血的比例由原来的66%~70%降低为14%~16%。同样的报道见于骨科髋关节置换术,52例病人使用ANH后,无一再需要异体输血。但同时也不断的有人对它的有效性提出质疑,Bryson等人 [19] 在1998年发表的文章中指出,对24项研究,1218例病人的ANH资料进行分析,并未能显示ANH可以避免异体血输液,认为过去对ANH有效性的报道,或者是存在实验设计的缺陷,或者是对ANH组和对照组使用了不同的最低Hct标准。

    那么究竟如何来判断ANH是否有效呢?笔者认为对于原先只要输200~400ml血液的手术,运用ANH技术后,可以避免输血,尽管它所节约的RBC的量有限,但因其避免了输入异体RBC可能产生的感染、炎症、输血反应等问题,故可认为是有效的。对于术中出血多的手术而言,运用ANH技术后,能把异体输血的可能性控制在10%~20%左右,则其在减少异体血方面也是有成效的。如果我们要将目标定为“不输血”手术,那么就需要对ANH加以改进和扩展,在ANH基础上联合应用其他血液保护措施。
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    4 如何合理运用ANH技术

    ANH的运用必须兼顾安全性和有效性。

    4.1 提高ANH技术培训,慎重选择病人。尽管ANH可广泛地应用于各个年龄层次、各类手术,但Roseberg [20] 等人对老年人ANH时安全性加以评估,发现存在明显的氧供下降。同样Hogue [21] 在老年人非心脏手术中,用连续的EKG ST-T分析评价ANH对心脏的影响,发现当Hct<28%时,有34%的病人出现了缺血性的ST-T改变,故在选择病员及选择ANH的稀释程度时,一定要慎之又慎。选择病人时要严格考察有无ANH的禁忌证,ANH的禁忌证 [2] 包括:(1)相对禁忌证如:①贫血的病人Hb<10g/dl;②对术中缺氧耐受差的,如低血容量,发热,甲亢,休克。③肾功能不全。④有出血性疾病,凝血异常者。⑤充血性心衰或近期心梗。⑥估计术中出血量少者。(2)绝对禁忌证如:不稳定型心绞痛,射血分数<45%,左室舒张末压>21mmHg。一般我们把开始出现缺氧征象时的Hct称之为“临界Hct” [22] ,在健康成人中ANH的临界Hct为7%~13%。在选择稀释程度时要考虑留有一定的安全界域,故在健康的成年人通常稀释后Hct不低于21%,在冠心病人或老年人中,稀释后Hct不低于28%,同时要加强ANH的技术培训,只有有经验的医师才能因人而异、综合分析,及时发现失代偿情况,及时给予血液回输以保障安全。
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    4.2 提高监测手段 [23] ANH要达到最大效应,必然使氧供下降接近阈值,这就需要更加完善的监测手段,来了解机体的氧供需情况。主要的监测手段如下。

    4.2.1 监测系统的血流动力学及给氧状况 主要有HR,MAP,CVP,PCWP,并可通过光纤肺动脉导管连续监测SvO 2 ,通过其热稀释探头,测CO,DO 2 ,VO 2 ,计算O 2 ER,也可通过其抽血,做血气分析,了解PvO 2 ;相对而言,PvO 2 更能反映组织利用氧的情况,而且与PmicO 2 有很好的相关性。但在实际操作中,可能HR更有价值,因其方便直观。Hogue等 [21] 证实全麻ANH下,心率加快与EKG的缺血改变呈线性相关。

    4.2.2 监测各器官的血流和供氧状况 通过冠状窦热稀释导管可监测心脏血流,通过经颅多普勒超声可知道大脑中动脉的血流情况,而放射性微球技术可用于局部血流监测。测定胃粘膜的pH值和乙状结肠张力了解内脏的供血,EKG的ST-T分析,经食道超声心动描计,了解心脏氧供,颈静脉球埋管测氧饱和度,行血气分析,了解脑的氧供。
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    4.2.3 监测微循环 通过分光镜检测血红蛋白的吸收光谱,了解其在毛细血管中的分布情况,也有行NADH荧光检查监测细胞代谢,或直接测乳酸水平。

    4.3 推广联合应用技术 近几年来,国际上的研究重点放在联合应用上,在ANH的基础上,复合EPO及人工氧载体,称之为“扩增的ANH”。术前给予EPO能提高基础Hct,因而扩大了ANH的适用性,而术前较高的Hct有利于ANH发挥最大效应。有临床资料表明 [17] :在全髋置换术时,术前给予EPO后,可允许采血900~1350ml而不出现贫血,且术中不必输血,术后自体血回输后Hb达10g/dl以上,病人恢复也较平时快。在与人工氧载体复合应用时,由于人工氧载体能提高组织的氧合能力,故机体可适应更低的Hb环境。也有在ANH基础上,外加控制性降压、术中自体血收集、药物疗法等,有研究报道 [17] :在髋关节成形术中,应用 术前自体血采集和术中血液回收技术,在这基础上复合ANH时,可使异体输血率由75%下降到42%。由此可见,ANH时联合应用其他血液保护措施,可以大大地提高ANH的有效性而不影响其安全性。
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    (收稿日期:2002-12-19)

    作者单位:200011上海市第九人民医院麻醉科

    (编辑罗 彬), 百拇医药(朱莹)