吸入一氧化氮在小兒心臟術后肺動脈高壓的臨床應用

周智恩,孫小圣,嚴善秀,馮 君,何倫德,王道莊,鄧碩曾

肺動脈高壓(pulmonary hypertension,PH)是左向右分流型先天性心臟病(先心病)最常見的嚴重并發癥之一,重癥患者手術預后差,國外報道重度PH患者總的一年生存率為 88%[1]。而一氧化氮(NO)被認為是較理想的肺血管擴張劑,但目前國內仍未普及應用。我們的研究旨在評價吸入 NO對先心病合并重度 PH患兒體外循環(extracorporeal circulation,ECC)術后的作用。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2007年8月至 2009年8月我們共收治先心病伴 PH患兒 205例,占同期小兒先心病手術例數的 35.4%,按小兒肺動脈高壓分度:肺動脈收縮壓 30～40mm Hg為輕度,41～70 mm Hg為中度,＞70mm Hg為重度[2]。其中術前 PH重度 50例,中度 58例,輕度 97例。未做心導管檢查僅超聲心動圖檢查存在 PH 125例。50例術前合并重度PH患兒中有 32例術后肺動脈壓下降不明顯接受 NO吸入治療。其中男 20例、女 12例,年齡 4個月～12歲(4.8±2.8)歲,體重 4.4～36(14.1±6.5)kg。手術種類包括室間隔缺損(VSD)修補術12例,動脈導管直視閉合術 8例,完全性心內膜墊缺損(TECD)修補術 5例,右室雙出口(DORV)矯治術 3例,完全性肺靜脈異位引流矯治術、大動脈錯位調轉術各 2例。所有患兒均在靜脈復合麻醉 ECC下進行,采用膜肺氧合,術中超濾。ECC時間 75～210(98±30)min,主動脈阻斷時間 15～160(75±18)min,術后患兒均返 ICU監護。

1.2 吸入 NO的入選標準 必須同時具備以下四條:①術后平均肺動脈壓(mPAP)≥25 mm Hg(1mm Hg=0.133KPa),跨肺壓(TGP)≥15mm Hg,肺血管阻力指數(PVRI)≥3U/m2[3];②給予肌松、鎮靜、止痛、吸入高濃度氧,適宜的過度通氣和堿中毒,靜脈用血管擴張劑等常規治療無效;③術后患兒循環穩定為先決條件,保證研究指標的穩定性;④在監測期間避免快速輸注液體和大劑量調整血管活性藥,盡可能保證呼吸參數的一致性,以減少除試驗用藥外其他因素對血流動力學和呼吸功能的干擾。剔除標準為:研究前出現以下任一并發癥,包括:急性左心衰、心內仍存在殘余分流、肺靜脈梗阻、嚴重心律失常、胸腔積液。

1.3 吸入 NO及監測方法 采用帶有 NO/二氧化氮(NO2)傳遞和監測系統的西門子 300A呼吸機輸送和持續監測 NO、NO2峰值濃度,利用 AVL OMNL血氣分析儀進行分析和測定高鐵血紅蛋白(MetHb)濃度。NO為北京氧氣廠制造,以 10 ppm作為起始濃度,每 30 min增加 2 ppm,一般最大不超過 20 ppm,連續監測心率(HR)、平均動脈壓(mSAP)、mPAP、中心靜脈壓(CVP)、肺毛細血管楔壓(PCWP),利用 FICK法測定心輸出量,根據公式計算心臟指數 (CI)、肺血管阻力 (PVR)、體血管阻力(SVR)、體肺血管阻力指數比(Rp/Rs)。動脈二氧化碳分壓(PaCO2)、動脈血氧分壓(PaO2)、動脈血氧飽和度(SaO2)、PaO2與吸入氧濃度(FiO2)之比(PaO2/FiO2)和呼吸指數(RI)等指標。

1.4 統計學分析 采用 SPSS 11.5統計軟件分析,參數均以均數±標準差(±s)表示,各組均數采用配對 t檢驗,P＜0.05為有統計學意義。

2 結 果

2.1 術后患兒一般情況 32例接受 NO吸入治療患兒全部有效。吸入 NO 32～335 h,平均(66.4±21.3)h,NO濃度為 10～25 ppm。6例治療期間曾發生 PH危象,積極治療后好轉。3例在撤離呼吸機后仍需面罩吸入 NO。全組死亡 3例(1例 VSD吸痰誘發 PH危象死亡,1例 TECD和 1例 DORV因術后多器官功能衰竭死亡)。

2.2 吸入 NO前、后血流動力學和呼吸功能指標的變化 血流動力學指標結果顯示,吸入 NO 24 h后mPAP、PVR、Rp/Rs顯著下降,體循環指標 HR、CI、SVR變化不明顯。呼吸功能指標顯示,吸入 NO 24 h后 PaO2/FiO2、SaO2顯著升高。見表1。

表1 NO治療前、后血流動力學和呼吸功能的變化 (±s)

表1 NO治療前、后血流動力學和呼吸功能的變化 (±s)

注:與 NO吸入前比較*P＜0.05,**P＜0.01

HR(次/Min) 142±16 138±12 mSAP(mm Hg) 59±10 60±10 mPAP(mm Hg) 41±3 29±2**CVP(cmH2O) 9±2 7±1*PVR(Wood單位) 4.78±0.83 3.85±1.42**Rp/Rs 0.56±0.17 0.33±0.13**CI(L/(Min· m2) 3.4±0.6 3.5±0.7 PaCO2(mm Hg) 38.0±7.9 35.9±3.5 PaO2(mm Hg) 40.8±11.1 50.9±8.9**PaO2/FiO2(mm Hg) 67.0±30.1 92.6±25.0**SaO2(%) 0.78±0.14 0.84±0.09*

2.3 監測 NO2、MetHb情況 所有患兒 NO治療期間監測NO2濃度均 ＜5 ppm,最高濃度1.2 ppm,平均(0.5±0.4)ppm,MetHb均在 3%以下,平均(1.5±0.5)%。

3 討 論

由于小兒代償能力低下,先心病異常的血流動力學可嚴重影響其呼吸功能和肺血管發育,大量左向右分流導致肺充血,易誘發肺部感染,使肺血管壓力和阻力增高;持續肺動脈高壓又加重患兒心力衰竭,呼吸困難,形成惡性循環[4]。此外,長時間 ECC所致肺血管內皮功能障礙是引起術后早期肺血管阻力增高的主要原因[5]。因此合并有 PH的心內畸形矯治術后的早期,肺動脈壓仍維持較高水平,并對該類疾病的預后有重要影響,成為制約該類手術早期成功率的重要因素之一[6]。所以,先心病合并 PH患兒圍術期血流動力學的管理重點是降低肺動脈壓及肺循環阻力并維護心功能。

NO是一種內皮細胞衍生的體液因子,由 L-精氨酸經 NO合酶催化而成,當吸入 NO進入肺泡腔后,通過升高毛細血管平滑肌細胞內的環磷酸鳥苷(cGMP)引起肺血管平滑肌舒張,隨后擴散至血管腔內與血紅蛋白結合而被滅活,因其具有可吸入性,選擇性舒張通氣性肺泡壁的微小血管以及 cGMP的半衰期短暫等優點,目前作為選擇性肺血管擴張劑在心外科得到廣泛的應用[7]。

我們通過吸入療法來補充外源性 NO,從而降低 PVR。結果顯示,吸入 NO可顯著降低 mPAP、PVR和 Rp/Rs;同時顯著升高 SaO2、PaO2和 PaO2/FiO2,而 HR、SVR、mSAP、PaCO2無變化 。提示吸入NO通過降低 PVR來改善肺血流灌注和氧合功能,對體循環、通氣功能無影響。同時我們觀察到,絕大多數患兒吸入低濃度 NO(10～25 ppm)即可產生較好的治療效果,對 NO反應不好者,繼續增加 NO并不能提高療效。所以我們主張應用 NO時應盡量以產生臨床療效的最低濃度維持。一部分患兒對 NO吸入呈依賴性,提示 NO治療存在一定的個體差異。這與 Miller等[8]研究結果相似。

NO治療期間應密切監測毒副作用,雖然低濃度 NO(＜40 ppm)本身毒性不強,但 NO氣體與氧反應生成的 NO2卻有很強的毒性,氣道中 NO2濃度過高可與肺水結合形成亞硝酸鹽和硝酸鹽,引起嚴重的肺損傷,一般認為呼吸環路中 NO2濃度不應超過5 ppm[9]。本組監測到 NO2的最高濃度為 1.3 ppm。NO入血后與 Hb結合,最終形成 MetHb,MetHb無法結合氧,可造成 Hb攜氧能力下降。嬰幼兒由于存在 MetHb還原酶發育不全,更需要嚴密監測。本組監測 MetHb濃度均在正常范圍。

總之,我們認為,對于先心病 ECC術后難治的反應性 PH或 PH危象患兒,若常規治療無效,可通過 NO吸入治療。NO是一種有效、安全、理想的肺血管擴張劑。

[1]Humbert M,Sibon O,Chaouat A,et al.Pulmonary arterial hypertension in France results from a national registry[J].Am J Respir Crit Care Med,2006,173(9):1023-1030.

[2]李少民,王麗娜,張莉,等.先天性心臟病合并肺動脈高壓的診斷及外科治療 [J].中國胸心血管外科臨床雜志,2006,13(60):434-436.

[3]徐卓明,蘇肇伉,陳玲,等.先天性心臟病術后肺動脈高壓的一氧化氮吸入治療[J].中華胸心血管外科雜志,2001,17(2):74-76.

[4]周智恩,孫小圣,嚴善秀,等.嬰幼兒體外循環手術后呼吸功能衰竭的危險因素分析 [J].中國體外循環雜志.2009,7(3):129-131.

[5]Wynne R,Botti M.Postoperative pulmonary dysfunction in adultsafter cardiac surgery with cardiopulmonary bypass:clinical significance and implications for practice[J].Am JCrit Care,2004,13(5):384-393.

[6]Brown KL,Ridout DA,Goldman AP,eta l.Risk factors for long intensive care unitstay after cardiopulmonary bypass in children[J].Crit Care Med,2003,31(1):28-33.

[7]SteudelW,Hurford WE,ZapolWM.Inhaled nitric oxide:basic biology and clinical applications[J].Anesthesiology,1999,91(4):1090-1121.

[8]Miller OI,Celemajer DS,Deanfield JE,et al.Very-low-dose inhaled nitric oxide:aselective pulmonary vasodilator after operations for congenitalheartdisease[J].JThorac Cardivasc Surg,1994,108(3):487-494.

[9]Foubert L,Fleming B,Latimer R,et al.Safety guidelines for use of nitric oxide[J].Lancet,1992,339(8809):1615-1616.