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体外循环是心脏外科发展的基石，为目前呼吸及心脏循环衰竭的主要机械支持[1-2]，但体外循环会导致血管收缩及血流减少，低体温会使这种情况进一步加剧，而当机体与体外循环分离时若体温不能完全恢复到常温，则会使病人乳酸水平升高[3-4]。儿童体外循环后高乳酸血症是目前临床常见表现，被认为是术后早期不良事件的重要预测因素，而患儿体内升高的乳酸水平通常被视为低心排血量的替代标志物，系由组织灌注不足所致。高乳酸血症也可发生于组织灌注正常的病人，此时高乳酸血症可能与高血糖等因素相关[5-7]。低体质量、低月龄的婴幼儿受其血容量较小等特点影响，在体外循环过程中，患儿全身组织经历低温、缺氧及低灌注等过程，更容易出现高乳酸血症[8]。本研究分析低月龄、低体质量患儿体外循环后乳酸水平相关影响因素，并分析患儿乳酸与血糖及氧合指标间的相关性。现作报道。
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将2017-2019年129例于我院在体外循环下行手术治疗的小儿先天性心脏病(室间隔缺损、房间隔缺损及动脉导管未闭)病人纳入研究，纳入标准：(1)月龄为1~6个月；(2)体质量 < 5 kg；(3)因先天性心脏病于我院在体外循环下行手术患儿；(4)临床资料完整；(5)患儿家属对本试验知情，并签署知情同意。排除标准：(1)合并术前感染；(2)行姑息性手术者；(3)术后3 d死亡者；(4)合并严重心衰及肾功能不足者。本研究通过我院伦理委员会审核并批准。
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所有患儿术前均完善相关检查，术中采用相同的麻醉方式及体外循环管理。患儿进入手术室后开放外周静脉通道，采用静吸复合麻醉。前正中开胸建立常规体外循环(德国Maquet人工心肺机)，使患儿鼻咽温降至32~34 ℃时阻断升主动脉，并于主动脉根部经冠状动脉窦顺行灌注心肌保护液(高钾冷晶体)。手术过程中全程浅低温管理，灌注流量维持于100~200 mL·kg-1·min-1，使混合静脉血氧饱和度维持于65%以上(Dideco婴儿膜式氧合仪及Medtronic混合静脉血氧饱和度检测仪)，首次停搏液的灌注剂量为15~20 mL/kg，以后每20 min以首次剂量的1/2进行灌注。体外循环中维持红细胞比容(hematocrit，HCT) 0.20~0.25、平均动脉压30~60 mmHg，手术结束后复温，开放升主动脉，自动或除颤复跳，继续行辅助循环，待血流动力学稳定后，停止体外循环，给予改良超滤，使HCT达到0.38~0.40。超滤结束后予鱼精蛋白中和肝素，止血关胸，返回重症监护室继续治疗。
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研究[9]表明患儿体外循环6 h后，体内乳酸清除率是评价患儿预后的良好指标，亦有研究[10]表明，病人体内乳酸水平会于术后6~9 h达到峰值，故本研究根据患儿术后6 h乳酸水平，将患儿分为高乳酸组和正常乳酸组。因正常人体内乳酸水平为1.3 mmol/L左右，当血乳酸浓度高于2.25 mmol/L时即为高乳酸血症[11]，故本研究以2.25 mmol/L为标准对患儿进行分组。
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记录病人年龄、性别、体质量及患儿美国麻醉师协会(American Society of Anesthesiologists，ASA)术前麻醉分级情况。
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记录患儿行体外循环时间、主动脉阻断时间及出现酮症[12]的患儿例数；在手术结束后6 h抽取患儿动脉血进行血气分析(GEM Premier 3000，美国)检测患儿动脉血乳酸、葡萄糖及动脉血氧饱和度(arterial oxygen saturation，SaO2)水平，并检测患儿中心静脉血的静脉血氧饱和度水平(venous oxygen saturation，SvO2)，患儿氧合指标水平采用SaO2与SvO2差值表示[5]。
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采用t检验、χ2检验、Pearson相关分析和logistic回归分析。
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术后1例患儿死亡，最终纳入病例128例，其中高乳酸组43例，正常乳酸组85例。高乳酸组患儿年龄-ASA分级IV~V级比例均高于正常乳酸组(P < 0.05)，2组患儿性别、体质量差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。
分组 n 年龄/月 男 女 体质量/kg ASA分级 先心病类型 Ⅱ~Ⅲ级 IV~V级 房间隔缺损 室间隔缺损 动脉导管未闭 高乳酸组 43 4.73±0.32 9 34 3.97±0.46 18 25 5 31 7 正常乳酸组 85 4.87±0.29 23 62 4.09±0.38 20 65 8 72 5 χ2 — 2.49△ 0.57 1.57△ 4.60 4.00 P — < 0.05 > 0.05 > 0.05 < 0.05 > 0.05 △示t值 表 1 2组患儿一般资料比较(n)
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高乳酸组患儿体外循环时间、主动脉阻断时间、葡萄糖及乳酸水平均高于正常乳酸组(P < 0.05~P < 0.01)，2组SaO2-SvO2水平、酮症发生率差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 2)。
分组 n 体外循环时间/min 主动脉阻断时间/min 葡萄糖/ (mmol/L) 乳酸/ (mmol/L) SaO 2-SvO 2/% 酮症 高乳酸组 43 59.83±12.93 38.93±11.27 11.07±1.12 2.85±0.23 29.76±1.98 9(20.93%) 正常乳酸组 85 54.24±12.71 34.21±11.34 10.23±0.97 1.51±0.19 30.29±2.15 21(24.71%) t — 2.34 2.23 4.39 35.07 1.35 0.23△ P — < 0.05 < 0.05 < 0.01 < 0.01 > 0.05 > 0.05 △示χ 2值 表 2 2组患儿手术及实验室相关指标比较(x±s)
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多因素logistic回归分析显示，月龄较大是体外循环术后防止乳酸水平升高的保护因素(P < 0.05)，体外循环时间、主动脉阻断时间较长及体内高葡萄糖水平是体外循环术后乳酸水平升高的独立危险因素(P < 0.05~P < 0.01)(见表 3)。
因素 B SE Waldχ2 P OR(95% CI) 月龄 -1.682 0.649 6.707 < 0.05 0.186(0.052~0.664) 体外循环时间 0.049 0.020 6.185 < 0.05 1.050(1.010~1.091) 主动脉阻断时间 0.067 0.024 7.908 < 0.01 1.069(1.020~1.120) 葡萄糖 0.848 0.224 14.400 < 0.01 2.335(1.507~3.619) SaO 2-SvO 2 -0.030 0.120 0.062 > 0.05 0.971(0.767~1.228) ASA分级 0.397 0.500 0.631 > 0.05 1.488(0.558~3.966) 表 3 影响患儿术后乳酸水平的多因素logistic回归分析
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Pearson相关分析显示，患儿体内乳酸水平与葡萄糖呈明显正相关关系(r=0.509，P < 0.01)，与SaO2-SvO2水平无明显相关性(r=-0.047，P>0.05)。
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心脏手术后体外循环可显著改变心脏的代谢状态，表现为耗氧量及乳酸水平的变化，机体内乳酸水平反映了乳酸产生与清除之间的动态平衡情况，病人体内升高的乳酸水平常提示病人体内氧供不足，而乳酸长期升高与不良预后及高死亡率相关，但目前发现有部分体外循环后病人其氧供充足，亦出现高乳酸血症，此时考虑可能与病人体内高葡萄糖水平等因素相关[6, 13-14]。基于此，本研究通过探讨低体质量、低月龄患儿体外循环心脏外科术后6 h患儿体内乳酸、葡萄糖水平及氧合情况间的相关性，旨在关键的时间点，识别受损的代谢、氧供情况，以便及时干预，改善预后。
本研究结果显示，术后1例患儿死亡，围手术期死亡率为0.78%(1/129)明显低于先前国内报道[15]的3.4%~9.7%的总体死亡率，除与技术改进有关外，还与纳入样本患儿手术相对简单及纳入样本较少等因素相关。通过对最终纳入的128例患儿进行分析表明，月龄较大是体外循环术后防止乳酸水平升高的保护因素，而较长时间的体外循环、主动脉阻断及较高的葡萄糖则是体外循环术后乳酸水平升高的独立危险因素，且经相关性分析结果显示，患儿体内乳酸水平与葡萄糖呈明显正相关关系，而与病人氧合相关指标SaO2-SvO2水平无明显相关性。
体外循环心脏手术可诱发正常的生理反射，从而激活循环系统受体，激活血液系统中的各种血管活性物质及细胞毒性物质，导致组织器官缺血、缺氧及再灌注损伤，而低月龄及低体质量婴儿各脏器发育不成熟，对于手术及体外循环的应激性较差，故对于低月龄的患儿其术后乳酸升高风险更高，预后不良[16]。
具有较长体外循环及主动脉阻断时间亦是患儿术后6 h出现高乳酸血症的危险因素，在进行心脏手术时需低温情况下行停循环处理，尽管手术期间组织代谢减慢，但此时机体以无氧酵解功能为主，因此，在术中不可避免的会代谢产生乳酸。此外，尽管随着技术、设备的不断进步，在很大程度上改善了因设备带来的限制，但目前手术期间的灌注仍以平流灌注为主，与正常生理情况下的波动灌注有一定差异，而长时间的体外循环，使周围组织的灌注欠佳，亦会导致高乳酸血症[17]。
由此推断，体外循环术后病人体内高乳酸可能为混合来源，因病人在术后6h出现酮症的比例较低，提示患儿在无组织缺氧的情况下，通过糖无氧酵解呈乳酸，从而使患儿体内乳酸水平升高，尽管既往研究证实在糖无氧酵解时，乳酸/丙酮酸的比例相对更高，但根据KLEE等[5]对高乳酸盐、血糖值正常及高乳酸/丙酮酸比值病人进行亚组分析，结果显示乳酸来源并不易区分。此外，有学者[19]认为在高葡萄糖水平病人中，糖无氧酵解增加，而吸氧与乳酸/丙酮酸比值间关系被削弱，从而使二者关系不可预测。本研究亦显示在体外循环术后6 h，尽管本研究中的患儿吸氧量相对较高，但患儿体内的SaO2-SvO2与病人体内升高的乳酸水平无明显相关性，而出现该结果的原因可能与乳酸与其他代谢指标间存在相关性而未被探及。
综上，体外循环术6 h后患儿体内乳酸水平与患儿葡萄糖水平呈明显正相关关系，而与患儿氧合指标SaO2-SvO2无明显相关性。但本研究受纳入样本容量影响，具有一定局限性，此外，本研究仅对患儿进行观察，无法对胰岛素对高乳酸血症病人患病率潜在影响进行分析，亦无法对高乳酸血症与高血糖和/或吸氧之间的关系进行探究，故应进一步行大样本、多中心，多指标及干预后的指标间相关性进行深入研究。
低月龄、低体质量体外循环患儿乳酸水平与血糖及氧合指标的相关性
Analysis of correlation between lactate level and blood glucose, oxygenation indexes in low-month-old and low-weight children treated with cardiopulmonary bypass
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摘要:
目的分析因先天性心脏病行体外循环治疗的低月龄、低体质量患儿其体内乳酸水平与血糖及氧合指标的相关性。 方法选择在体外循环下行手术治疗的小儿先天性心脏病病人129例，根据术后6 h乳酸水平，将患儿分为高乳酸组（n=43）和正常乳酸组（n=85）。比较2组患儿手术相关指标及体内葡萄糖、乳酸和氧合指标水平。采用多因素logistic回归模型分析影响患儿术后体内乳酸水平的因素，应用Pearson相关模型对术后6 h患儿体内乳酸水平与葡萄糖及氧合指标的相关性进行分析。 结果高乳酸组患儿体外循环时间、主动脉阻断时间、葡萄糖及乳酸水平均高于正常乳酸组（P < 0.05~P < 0.01），2组动脉血氧饱和度（SaO2）与静脉血氧饱和度（SvO2）差值（SaO2-SvO2）水平、酮症发生率差异均无统计学意义（P>0.05）。多因素logistic回归分析显示，月龄较大是体外循环术后防止乳酸水平升高的保护因素（P < 0.05），体外循环时间、主动脉阻断时间较长及体内高葡萄糖水平是体外循环术后乳酸水平升高的独立危险因素（P < 0.05~P < 0.01）。Pearson相关分析显示，患儿体内乳酸水平与葡萄糖呈明显正相关关系（P < 0.01），与SaO2-SvO2水平无明显相关性（P>0.05）。 结论低体质量婴儿体外循环术后6 h的乳酸水平与葡萄糖水平有关，与氧摄入无关。 Abstract:ObjectiveTo analyze the correlation between lactate level and blood glucose, oxygenation index in low-month-old and low-weight congenital heart disease children treated with cardiopulmonary bypass. MethodsOne hundred and twenty-nine congenital heart disease children treated with cardiopulmonary bypass were divided into the high lactate group(n=43) and normal lactate group(n=85) according to the lactate level after 6 h of surgery.The operation-related indexes, and levels of glucose, and oxygenation indexes were compared between two groups.The multivariate logistic regression model was used to analyze the influencing factors of lactate level in children after operation.The Pearson correlation model was used to analyze the correlation between lactate level and glucose, oxygenation index in children after 6 hours of operation. ResultsThe extracorporeal circulation time, aortic occlusion time, glucose and lactate levels in high lactate group were higher than those in normal lactate group(P < 0.05 to P < 0.01).The differences of arterial oxygen saturation(SaO2) and venous oxygen saturation(SvO2) (SaO2-SvO2) levels and incidence rate of ketosis were not statistically significant between two groups(P>0.05).The results of multivariate logistic regression analysis showed that the older age was a protective factor to prevent the increasing of lactate level after cardiopulmonary bypass(P < 0.05), the extracorporeal circulation time, aortic occlusion time and high glucose level were the independent risk factors of the increasing of lactate level after cardiopulmonary bypass(P < 0.05 to P < 0.01).The results of Pearson correlation analysis showed that the lactate level was significantly positively correlated with glucose(P < 0.01), but had no significant correlation with(SaO2-SvO2) level(P>0.05). ConclusionsThe lactate level in low-month-old and low-weight children after 6 h of cardiopulmonary bypass is correlated with the glucose level, but not with oxygen intake. -
Key words:
- low-weight infant /
- cardiopulmonary bypass /
- lactate /
- glucose /
- oxygenation index
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表 1 2组患儿一般资料比较(n)
分组 n 年龄/月 男 女 体质量/kg ASA分级 先心病类型 Ⅱ~Ⅲ级 IV~V级 房间隔缺损 室间隔缺损 动脉导管未闭 高乳酸组 43 4.73±0.32 9 34 3.97±0.46 18 25 5 31 7 正常乳酸组 85 4.87±0.29 23 62 4.09±0.38 20 65 8 72 5 χ2 — 2.49△ 0.57 1.57△ 4.60 4.00 P — < 0.05 > 0.05 > 0.05 < 0.05 > 0.05 △示t值 
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表 2 2组患儿手术及实验室相关指标比较(x±s)
分组 n 体外循环时间/min 主动脉阻断时间/min 葡萄糖/ (mmol/L) 乳酸/ (mmol/L) SaO 2-SvO 2/% 酮症 高乳酸组 43 59.83±12.93 38.93±11.27 11.07±1.12 2.85±0.23 29.76±1.98 9(20.93%) 正常乳酸组 85 54.24±12.71 34.21±11.34 10.23±0.97 1.51±0.19 30.29±2.15 21(24.71%) t — 2.34 2.23 4.39 35.07 1.35 0.23△ P — < 0.05 < 0.05 < 0.01 < 0.01 > 0.05 > 0.05 △示χ 2值
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表 3 影响患儿术后乳酸水平的多因素logistic回归分析
因素 B SE Waldχ2 P OR(95% CI) 月龄 -1.682 0.649 6.707 < 0.05 0.186(0.052~0.664) 体外循环时间 0.049 0.020 6.185 < 0.05 1.050(1.010~1.091) 主动脉阻断时间 0.067 0.024 7.908 < 0.01 1.069(1.020~1.120) 葡萄糖 0.848 0.224 14.400 < 0.01 2.335(1.507~3.619) SaO 2-SvO 2 -0.030 0.120 0.062 > 0.05 0.971(0.767~1.228) ASA分级 0.397 0.500 0.631 > 0.05 1.488(0.558~3.966)
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