新生兒動靜脈同步換血模擬裝置的設計與應用

黃雋 馬立強 陳光明 吳再新 方樺 歐瓊霞

1中國人民解放軍聯勤保障部隊第九〇〇醫院兒科，福州 350025；2中國人民解放軍聯勤保障部隊第九〇〇醫院衛勤部，福州 350025

新生兒換血療法是用庫血替換患者體內血漿和血細胞，將血液中的病理產物置換出來，以達到治療目的，是治療新生兒高膽紅素血癥最有效和最迅速的方法，主要用于重癥母嬰血型不合新生兒溶血病的治療［1-2］，是挽救生命、減少或避免后遺癥的重要措施，也可用于新生兒敗血癥、膿毒癥、重型紅細胞葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺陷病等疾病的搶救治療［3-4］。該技術始于20世紀50年代［5］，經典的換血方法是臍靜脈切開單管交替抽注完成換血，但因抽注過程不能同步進行，會導致患兒血容量的劇烈波動，進而影響各個臟器的供血平衡。本院兒科于1985 年開展新生兒換血療法［4］，2005年7月開展改良成分換血［6］，2012年1月開展外周動靜脈同步換血［7］，2015年獲批有關外周動靜脈同步換血的國家實用新型專利（專利號：ZL 201520665956.3），即用兩臺輸液泵自動控制動脈端和靜脈端血液抽出和輸入的速度，以達到同步等量的換血目的。但在實施過程中發現：（1）即使兩臺同一廠家同一批號的輸液泵也存在流速差異；（2）同一廠家同一批號的輸血器也存在管徑大小的差異，進而導致動、靜脈端管路流速的差異；（3）換血時動脈端是采用反接方式，這樣也可能會影響流速。以上3個因素最終可能會導致換血過程中患兒血容量的波動，存在血容量不足或血容量過多的風險。為克服以上缺陷，特設計一種新生兒外周動靜脈同步換血前預測患兒血容量變化的模擬裝置（專利號：202020089599.7），用于換血前預測動、靜脈端管路血流速度差異和患兒血容量變化，以減少和規避換血風險。

1 資料與方法

1.1 模擬裝置的設計

1.1.1 裝置的組成 輸液泵（浙江史密斯醫學儀器有限公司，SY1200型）2臺（A和B），一次性使用輸血器（山東威高集團醫用高分子制品股份有限公司）2付（A 和B），100 ml生理鹽水（福州海王福藥制藥有限公司）3袋，具體見圖1。

圖1 模擬裝置示意圖

1.1.2 操作方法（1）如圖1連接裝置。（2）先用2袋生理鹽水分別預沖輸液泵A 和輸液泵B 的輸血器管路，并排氣，注意無菌操作。（3）排空生理鹽水2，用于回收動脈端抽出的液體。（4）電子稱稱量3 袋生理鹽水的重量（生理鹽水1 代表靜脈端輸入血液量，生理鹽水2 代表動脈端抽出血液量，生理鹽水3 代表患兒血容量），并做好記錄。（5）設置輸液泵A和輸液泵B的輸液速度和累計換血量，一般輸液泵A和輸液泵B 的輸液速度等量設置為100～150 ml/h。（6）同時開啟輸液泵A 和輸液泵B，運行0.5～1 h，運行中必須保證輸液泵A 和輸液泵B 同時開啟和關閉。（7）再次電子稱稱量3 袋生理鹽水的重量。（8）計算動脈端、靜脈端管路流速差異，預估患兒血容量變化。（9）模擬完畢后，直接用該模擬裝置連接患兒的動、靜脈血管通路（事先預置于橈動脈和大隱靜脈的24G 留置針）開始換血，將流速較快的輸液泵作為動脈端血液抽出泵，注意保持動脈端抽出血液的充分肝素化，以避免血液凝固致管路堵塞。（10）根據計算結果，在換血時另開一道外周靜脈輸液補償通路，調節補償通路的輸液速度，以保證換血過程中患兒血容量的穩定。

1.1.3 具體預測方法舉例（1）輸液泵開啟前：生理鹽水1 的重量為105 g，生理鹽水2 的重量為10 g，生理鹽水3 的重量為99 g。（2）設置輸液泵A 和輸液泵B 的輸液速度均為150 ml/h，同時開啟輸液泵運轉30 min。（3）輸液泵運轉30 min 后：生理鹽水1 的重量為25 g，生理鹽水2 的重量為100 g，生理鹽水3 的重量為89 g。（4）根據以上稱量結果計算出：每小時靜脈端輸入的液體量=（105-25）×2=160 g，每小時動脈端抽出的液體量=（100-10）×2=180 g，每小時患兒血容量減少量=（99-89）×2=20 g。（5）設置外周靜脈補償通路的輸液速度為每小時20 g（即20 ml/h）。（6）這樣就能確保換血過程中患兒的血容量一直保持穩定。

1.2 模擬裝置的應用

1.2.1 臨床資料 2018 年1 月至2019 年12 月本院NICU 確診的新生溶血病且符合換血指征［8］的共24 例。2018年1—12月13例，設為對照組，采用常規外周動靜脈同步換血［7］，其中ABO溶血9例，Rh溶血3例，MN溶血1例；男7 例，女6 例；胎齡（38.31±1.41）w；體質量（3.20±0.54）kg；日齡（2.65±0.82）d。2019 年1—12 月11 例，設為觀察組，在外周動靜脈同步換血前使用模擬裝置預估患兒血容量變化，其中ABO 溶血8 例，Rh 溶血2 例，MN 溶血1 例；男6 例，女5例；胎齡（38.16±1.67）w；體質量（3.25±0.51）kg；日齡（2.80±1.06）d。兩組患兒的病種、性別、胎齡、體質量、日齡比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）。本研究已經本院醫學倫理委員會審核通過。

1.2.2 方法 對照組采用常規外周動靜脈同步換血［8］，觀察組在換血前先使用模擬裝置預估患兒血容量變化，然后根據計算結果，設置換血過程中外周靜脈補償通路的輸液速度，以補償換血過程中可能出現的血容量丟失。

1.3 觀察指標（1）換血效果：總膽紅素（TB）和血紅蛋白（Hb）。（2）生命體征：平均動脈壓（MAP），心率（HR），呼吸（RR），脈搏血氧飽和度（SpO2）。

1.4 統計學方法 應用SPSS13.0 統計軟包進行數據分析，計量資料均符合正態分布以均數±標準差（）表示，兩組間均數比較采用獨立樣本t檢驗，組內換血前后比較采用配對t檢驗，計數資料的比較用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 換血效果 兩組患兒換血量比較差異無統計學意義（P＞0.05）；換血前和換血后兩組患兒的TB 和Hb 比較差異均無統計學意義（均P＞0.05）；換血后兩組患兒TB 均明顯低于換血前（均P＜0.001），Hb均明顯高于換血前（均P＜0.001），詳見表1。

2.2 生命體征變化 MAP比較：對照組MAP在換血60 min后各時間點逐漸降低，與換血前比較差異均有統計學意義（均P＜0.05）；觀察組MAP一直穩定，僅在換血120 min時略低于換血前（P＜0.05）；觀察組MAP 在換血105、135 和165 min 時均高于對照組（均P＜0.05）。HR 比較：對照組HR 在換血45 min后各時間點逐漸增快，與換血前比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），觀察組HR一直穩定；觀察組HR 在換血120、135 和180 min 時低于對照組（P＜0.05）。RR 比較：對照組RR 在換血45 min后各時間點逐漸增快，與換血前比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），觀察組RR逐漸下降，在換血60、105、120、150、165 min 時均低于換血前；觀察組RR在換血105、120、135、150、165、180 min時均低于對照組（均P＜0.05）。SpO2比較：對照組SpO2在換血45 min后各時間點均逐漸降低，與換血前比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），觀察組SpO2一直穩定；觀察組SpO2在換血120 min時高于對照組（P＜0.05），具體見表2。

3 討論

新生兒換血療法是降低血清膽紅素、清除致敏紅細胞和血型抗體、提升Hb 最為有效的方法［3］，本科從2005 年7月開始由傳統的臍靜脈切開單管交替抽注換血，先后經歷改良成分換血和外周動靜脈同步換血兩次技術改進。外周動靜脈同步換血的優點是操作簡單、節約人力、患兒痛苦小、感染栓塞的風險小、換血效率更高，但由于換血過程中靜脈端輸入和動脈端抽出血液的流速大（一般等量設置為150～250 ml/h，因輸血器管路的內徑比普通輸液器管路的內徑大，實際流速可達到200～300 ml/h），如果輸入和抽出的血液存在少量的流速差異，即有可能在短時間內導致患兒血容量的減少或過多，嚴重者導致失血性休克或循環充血。成人血容量多、全身血管床豐富，在創傷性休克時當失血量達到血容量的20%～30%時才會出現血容量減少，達到30%～50%出現中度休克，達到50%～70%出現重度休克［9］。兒童當失血量達循環血容量的20%時，就會引起休克［10］，年齡越小，對失血的耐受力越差。新生兒血容量絕對值小，即使是少量出血亦會對循環產生影響。新生兒失血性休克如不及時發現和處理，病死率極高［11］。有文獻報道在新生兒同步換血過程中出現失血性休克［12］，本科在2018 年也有2 例患兒在同步換血后出現低血容量休克，其中1 例經快速擴容后病情很快穩定，1 例給予擴容處理后病情仍危重，合并呼吸衰竭，給予氣管插管呼吸支持1 d 后痊愈出院；2例患兒換血后血容量過多，經使用利尿劑、限制液體入量后痊愈出院。因此如何確保在同步換血過程中患兒血容量和血液動力學的穩定極其重要。

表1 兩組患兒換血效果比較（）

表1 兩組患兒換血效果比較（）

注：與同組換血前比較，aP＜0.001

表2 兩組患兒換血前后生命體征比較（）

表2 兩組患兒換血前后生命體征比較（）

注：與同組換血前比較，aP＜0.05；與對照組同一時間點比較，bP＜0.05

本科于2019年1月開始在同步換血前使用該模擬裝置預測動、靜脈端血流速度差異和患兒血容量變化，然后通過精確計算，預設外周靜脈補償通路的輸液速度，以補償換血過程中患兒血容量的丟失。結果發現兩組患兒換血效果均理想，但對照組患兒MAP、HR、RR 和SpO2在換血45 min 后出現明顯波動，提示該組患兒在換血過程中存在一定程度的血容量變化。與對照組比較，觀察組患兒上述生命體征指標均持續穩定，且在觀察組中無1 例患兒出現失血性休克和循環充血的表現，提示觀察組患兒在換血過程中血液動力學是穩定的，其血容量沒有明顯變化。

與現有技術相比，本裝置的優點是：（1）操作簡單，耗材少，且容易獲得；（2）根據計算結果，可精確預測動脈端、靜脈端血流速度的差異和換血過程中患兒血容量的變化；（3）通過調節外周靜脈補償通路的輸液速度，可精確調控換血過程中患兒血容量的變化，以確保患兒血容量和血液動力學穩定，規避血容量不足或血容量過多的風險。該裝置的使用可極大提高新生兒外周動靜脈同步換血的安全性，值得推廣應用。

本裝置的不足：（1）不能自動監測動脈端和靜脈端血管通路的血流情況，因此需人工觀察動、靜脈端抽出和輸入血液是否順利通暢，以避免因管路不暢或堵塞導致抽血和輸血不能同步等量；（2）為保證抽血和輸血達到同步等量，在操作過程中如有意外處置情況，需人工同時開啟和關閉輸液泵A和輸液泵B。

下一步改進方向：（1）與相關廠家合作研制電子監控裝置，自動監測動脈端和靜脈端血流的充盈和流暢情況，并能自動報警；（2）在兩臺輸液泵之間設置電子聯動開關，解決同時開啟和關閉問題，避免人工操作時可能出現的時間偏差。

利益沖突：作者已申明文章無相關利益沖突。