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术中输血量与婴儿心脏术后低氧血症的相关性研究

2025-06-18 48 上传者：管理员

摘要：目的探讨术中输血量与婴儿心脏术后低氧血症的相关性｡方法回顾性分析2019年1—4月广东省某医院收治的在体外循环下行心脏外科手术婴儿的临床资料｡以术中输血量为依据进行三分组,通过单因素和多因素logistic回归模型结合限制性立方样条模型分析术中输血量与婴儿心脏术后低氧血症的相关性｡结果研究共纳入206例婴儿,有31例(15.0%)婴儿发生术后低氧血症,在校正多种因素的影响后,RCS分析提示术中输血量与术后低氧血症的发生呈现线性关系(非线性检验P=0.300)｡多因素Logistic回归分析提示,术中输血量每增加1ml/kg,术后发生低氧血症的风险增加1%(OR=1.01,P=0.027)｡以低值组婴儿为参照,术后发生低氧血症的风险,中值组婴儿增加1.37倍(OR=2.73,P=0.185)､高值组增加3.61倍(OR=4.61,P=0.043)｡结论低氧血症是婴儿心脏术后常见并发症,术中输血量越多,术后发生低氧血症的风险越高｡

关键词：
低氧血症
婴儿
心脏手术
心脏缺陷
输血
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先天性心脏缺陷(Congenitalheartdisease,CHD)是最常见的出生畸形,总体出生患病率为0.8%~1.2%,占所有出生缺陷的近1/3[1]｡在所有CHD中,约一半患者需要手术或经导管干预[2]｡由于该手术操作过程复杂､耗时长,且常常需要在体外循环(Cardiopulmonarybypass,CPB)下进行,患儿术后极易出现低氧血症,发生率达48.8%[3]｡加之,心脏外科手术具有高出血风险,尤其是在心脏手术中大量失血的情况下,术中输血有利于止血,纠正凝血功能障碍,改善组织的灌注和氧合,但也会增加术后并发症,如感染､急性肺损伤和脑血管不良事件[4,5]｡然而,关于心脏病婴儿术中输血情况与术后低氧血症的相关性研究较少,本研究回顾性分析广东省人民医院心脏手术后的婴儿资料,分析术中输血与术后低氧血症的关系,为临床管理提供参考｡

一､资料与方法

1.一般资料:

回顾性分析2019年1—4月在广东省人民医院心外科接受心脏外科手术的婴儿(≤12个月)的临床资料｡排除标准:术前体外膜氧合治疗､急诊手术､姑息手术､缺失氧合指数､术前机械通气治疗､非体外循环下手术｡最终,共206例婴儿纳入本研究｡研究人群流程图如图1｡本研究通过广东省人民医院伦理委员会批准(KY-Z-2022-311-04)｡

2.方法:

所有婴儿术后立刻入监护室,初始呼吸机参数吸氧浓度为80%(空气—氧气混合);压力控制通气模式:通气频率为25~38次/min,目标潮气量为6~8ml/kg,将动脉二氧化碳分压控制在35~45mmHg,吸气时间:呼气时间比为1︰1.5~1︰2;收集术后24h内所有动脉血气资料,统一使用宝石GEM3000血气分析仪进行动脉血气测定,根据术后15min内第一张动脉血气结果校正呼吸机｡根据动脉血气氧分压和吸入氧浓度资料计算出术后的氧合指数｡将所有婴儿根据术中输血量从小到大排序并进行三等分分组:低值组(n=71,红细胞≤30ml/kg)､中值组(n=66,30ml/kg<红细胞≤55.5ml/kg)､高值组(n=69,红细胞>55.5ml/kg)｡参照欧洲麻醉学学会及欧洲重症监护医学学会对儿科低氧血症的定义,以术后24h内所有时刻的血气氧合指数的最大值是否小于300来定义“低氧血症”[6]｡本研究主要的临床结局是低氧血症,次要研究结局是术后重症监护时间､术后机械通气时间､术后住院时间｡

图1研究人群流程图

3.数据收集:

围手术期基线资料原始数据均采自医院信息系统,基线包括:人口学资料(年龄､性别､体重);术前检验资料及其他资料(血红蛋白､血小板､血糖､肌酐);手术资料:(体外循环时间､主动脉阻断时间､输血量);采用先天性心脏病手术风险校正-1(RiskAdjustmentforCongenitalHeartsurgery-1,RACHS-1)评分对手术的复杂程度进行分级｡

4.统计学处理:

数据应用R软件(R-4.1.0)进行统计学分析｡计量资料的数据,采用中位数四分位数[M(P25,P75)]表示,分布呈正态分布时,组间比较采用方差分析,不服从正态分布时,组间比较采用秩和检验｡计数资料采用频数和率[n(%)]表示,组间比较采用χ2检验｡建立Logistic回归分析模型,将术前输血量分别以连续性变量和三等分分组变量的形式带入回归模型中,验证术中输血量与术后低氧血症的相关性｡单因素未校正模型,只纳入术中输血量这一个变量,未校正其他变量;部分校正模型在纳入术前输血量的基础上,还校正了性别､体重､年龄､术前血红蛋白､血小板､肌酐､血糖;全校正模型在部分模型基础上,增加了先天性心脏病手术风险校正-1评分､体外循环时间､主动脉阻断时间等变量｡应用logistic回归模型结合限制性立方样条模型(Restrictedcubicsplines,RCS)分析术中输血量与术后低氧血症的曲线关系｡P<0.05表示差异具有统计学意义｡

二､结果

1.一般资料:

研究人群的临床特征见表1｡本研究中术后24h内低氧血症的发生率为15.0%(31/206),男性婴儿占总数40.7%,低､中､高值组男性婴儿分别占39.4%､40.9%､42.0%;三组婴儿比较,年龄､体重､术前血红蛋白､血糖､术中输血量､肌酐及最大氧合指数,组间差异具有统计学意义(P<0.05);其他变量在三组之间没有明显差异｡

2.临床结局:

术中输血量越高的婴儿低氧血症发生率越高(P=0.028),术后重症监护时间更长(P<0.001),术后机械通气时间越长(P<0.001),术后住院时间越长(P<0.001)｡见表2｡

3.logistic回归模型结合RCS分析:

术中输血量与术后发生低氧血症呈现直线关系(非线性检验P=0.530),术中输血量越多,术后发生低氧血症的风险越高｡如图2｡

4.低氧血症危险因素的logistic回归分析:

单因素分析高值组输血量与术后低氧血症有关(P<0.05)｡见表3｡多因素分析提示术中输血量每增加1ml/kg,未校正模型､部分校正模型及全校正模型术后发生低氧血症的风险增加1%(OR=1.01,P值分别为0.006､0.023､0.027),以低值组婴儿为参照,未校正模型术后发生低氧血症的风险:中值组增加1.36倍(OR=2.36,P=0.137)､高值组增加2.98倍(OR=3.98,P=0.011)｡部分校正模型术后发生低氧血症的风险:中值组增加1.37倍(OR=2.37,P=0.172)､高值组增加3.49倍(OR=4.49,P=0.043)｡全校正模型术后发生低氧血症的风险:中值组增加1.37倍(OR=2.37,P=0.185)､高值组增加3.61倍(OR=0.22,P=0.043)｡见表4｡

表1心脏病术后婴儿的基线资料

表3低氧血症的危险因素分析

表4结局为低氧血症的logistic回归模型

图2术中输血量与术后低氧血症的曲线关系

三、讨论

本研究发现首先,婴儿心脏术后低氧血症发生率高｡其次,术中输血与术后低氧血症的发生有关｡第三,输血量越多,术后发生低氧血症的风险越高｡

心脏手术后的患者中容易术后缺氧,其病因是多因素的,主要是肺通气､手术､输血和心肺转流(CPB)的综合作用的结果[7,8]｡而其中CPB引起的炎性级联反应和肺缺血再灌注损伤等机械和物理效应被认为是术后低氧血症的重要原因[9]｡在涉及成人患者的研究中CPB心脏手术后低氧血症的发生率范围为30.6%~54.2%[10]｡日本医学研究中,CPB停止后2h测量的氧合指数<300的发病率高达39.1%[11]｡研究表明[12],CPB后氧合指数较术前明显降低｡在CPB过程中,因为血液从心脏右侧转移到静脉储存库,通过膜氧合器,最终含氧血液返回到主动脉和体循环｡肺的代谢需求在体外循环期间被排除在体循环之外,依赖于来自支气管动脉的血液流动｡在正常生理条件下,支气管动脉供应约3%~5%的肺血流量｡因此,肺床有一段时间的缺血期,然后再灌注｡这种缺血再灌流一般被认为会加重CPB引起的炎症反应｡在体外循环期间,肺中的三磷酸腺苷减少,肺血中的乳酸在使用体外循环后6h内升高[13,14]｡在体外循环再灌注和复氧期间,除了肺缺血的影响外,还会产生氧自由基,它们参与了这一肺损伤过程｡氧自由基能增强炎症,激活中性粒细胞､巨噬细胞和内皮细胞｡肺缺血再灌流损伤会导致微血管通透性增加､肺血管阻力增加､肺水肿､氧合功能障碍和肺动脉高压[15]｡

与成人体外循环相比,CHD婴儿在疾病种类､基础血流动力学､术后病理生理变化､体外循环技术和材料等方面存在较大差异｡先天性心脏病的肺部并发症是由于结构性压迫引起的,这会导致术前儿科呼吸道软化或肺不张,呼吸系统结构性损伤,肺泡毛细血管膜损伤,以及CPB造成的肺水肿[15]｡所有这些因素都可能导致肺顺应性差,从而恶化并导致低氧血症｡来自上海交通大学医学院附属新华医院的小于等于12岁的318例CHD患儿的研究发现,术后低氧血症的总体发生率为48.4%,年龄与心脏术后低氧血症显著相关,低年龄是低氧血症的危险因素[16]｡本研究也显示,婴儿心脏术后低氧血症发现率高达15.0%｡

心脏外科手术具有高出血风险,这使该患者人群需要围手术期输血[5]｡输血有利于维持止血,纠正凝血功能障碍,改善组织的灌注和氧合,但也会增加术后并发症,如感染､急性肺损伤等[17]｡输血导致的相关急性肺损伤发病机制被描述为一种两击理论,“首次打击”促进促炎环境,导致肺内皮活化(ICAM-1表达增加),促进多形核中性粒细胞(PMN)引发和迁移至肺血管,随后引发的PMN黏附至活化的内皮细胞｡“第二次打击”由生物反应调节剂或通过输血被动转移的抗体诱导,导致致敏/黏附的PMN释放细胞因子和反应性氧化物质,导致肺内皮损伤､毛细血管渗漏和肺损伤[18]｡也可进一步表示为三个重叠的阶段,即:预激阶段､肺部反应和效应期阶段｡在预激阶段,受体相关的危险因素主要通过肺内皮细胞(EC)-PMN相互作用导致内皮细胞活化和PMN预激｡随后,在肺部反应中,抗体或生物学应答调节剂(BRM)结合靶细胞,如EC､PMN或单核细胞,从而诱导宿主反应｡在最后效应期,肺血管内皮屏障可能因中性粒细胞胞外陷阱(NETs)和活性氧(ROS)的释放而受损;由此产生的凝血障碍可能加重肺损伤[19]｡肺损伤会导致氧气交换功能下降,从而引发低氧血症｡

Gordan等[20]研究也显示,输血会伴随着体内铁负荷加重,催化氧自由基产生,引发氧化应激反应｡输血还存在免疫调节作用,体外循环中血液与人工材料的接触使血液中的组分被激活并相互作用分泌大量炎性介质,使机体处于促炎状态｡同时体外循环时心肺仍面临缺血再灌注损伤,导致白细胞激活,炎性介质产生,随主动脉进入体循环使疾病加重｡Mehl等[21]研究显示,外源血液中的白细胞抗体可激活肺部组织中的补体,促使中性粒细胞在肺部聚集及活化,导致大量活性物质被释放,从而引起肺组织损伤｡芬兰图尔库大学医院心脏中心的研究表明,红细胞输注会诱导术后缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)反应迟钝,可能会破坏身体对缺氧刺激的适应,与心脏术后肺部不良事件的风险较高有关[22]｡本研究也显示,输血与术后低氧血症的发生有关｡

儿童的血液总量很少,在体外循环中很难完成无血预填充,且体外循环管道预充与婴儿血容量的比例较大,体外循环期间必须预充一定数量的红细胞才得以维持满意的红细胞压积,这增加了婴儿对体外循环下输血的依赖,并且年轻的先心患者对贫血损伤的敏感性相对较高,对输血需求有增加的趋势[23]｡因此这对CHD婴儿也是至关重要的｡此外,CPB要求的先天性心脏病手术经常合并凝血障碍,这可能导致大量输血[24]｡

虽然输血可以挽救心脏手术中的生命,但越来越多的证据表明,大量输血和血液制品与较差的临床结局相关[25]｡在Wang等[26]的研究结果中,大量输血是术后低氧血症的独立危险因素,其风险增加9.5倍｡Sheng等[27]的研究结果表明,输血超过6个单位与术后低氧血症独立相关,风险增加至12倍｡免疫功能的变化可能部分解释了输血后低氧血症的发生｡血液储存时间的长短也可能对术后低氧血症的发展产生一定的影响,因为红细胞携带氧气的能力可能会降低,输血相关的炎症可能会随着时间的推移而增加[28]｡另一方面,大量输血可能是由于大量出血,大量出血后输血可导致凝血障碍､酸碱异常､体温过低和与输血相关的急性肺损伤[17]｡小儿心脏手术后出血通常与多种因素有关,包括止血系统不成熟､体外循环的血液稀释以及止血系统的过度激活｡新生儿出血的风险更高[29]｡由于血量和血红蛋白浓度的差异取决于年龄和体重,接受手术的儿童出血以及需要输注血液制品是一个复杂的情况[30]｡与成人相比,1岁以上儿童输注同种异体血液后发生不良事件的风险高1.3倍,新生儿输注同种异体血液后发生不良事件的风险高2.8倍[31]｡因此,对于儿童的任何输血决策,都需要进行全面的风险-获益评估｡了解每增加一个单位的输血是否会增加风险,这一点非常重要｡

Wang等[28]纳入了5323例患者研究发现,术中红细胞输入量是低氧血症的独立危险因素｡美国和加拿大10个研究中心纳入了5158例成人心脏手术患者,一项评估接受输血的心脏手术患者结局的大型前瞻性研究,证明了每输血一单位,严重感染(包括败血症和肺炎)的粗风险增加近30%[2]｡上述研究与本研究的结果相似,输血量越高,术后发生低氧血症的风险越高,术后重症监护时间､机械通气时间及术后住院时间越长｡由此可见,加强围手术期血液管理是减少术后并发症的关键[2]｡

本研究存在以下局限性:首先,该研究只研究了术中输血对术后低氧血症的影响,忽略了其他血制品的影响｡其次,本研究只研究了发生在术后24h内的低氧血症,未探讨24h后的低氧血症及长期的不良影响｡

参考文献:

[3]姜会,柏晓玲,成忠莎,等.俯卧位通气在体外循环心脏术后低氧血症患儿中应用的范围综述[J].中华现代护理杂志,2023,29(35):4876-4881.

[6]黄晓琴,刘琦,杜杨,等.婴儿心脏术后低氧血症的发生率和危险因素对预后的影响[J].中国体外循环杂志,2024,22(1):19-24,64.

[23]张慧,吴耀华,郝泉水.限制性输血与自由输血策略对小儿心脏手术后病死率影响的Meta分析[J].中国中西医结合急救杂志,2022,29(3):306-310.

基金资助:广东省医学科学技术研究基金项目(A2023017);

文章来源:杨琦,刘琦,杨柳,等.术中输血量与婴儿心脏术后低氧血症的相关性研究[J].齐齐哈尔医学院学报,2025,46(11):1036-1041.