【麻海新知】心脏手术中的体外循环流量与主要肾脏不良事件：一项经倾向评分调整的前后对照研究

摘要

2024年7月11号，Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia杂志刊发了来自法国Louis Pradel医院Benoit Bouisset的一项对照研究。该研究结果显示，接受心脏手术的患者采用高体外循环流量策略与术后30天内主要肾脏不良事件减少有关。

目的：心脏手术相关急性肾损伤是心脏手术常见且严重的术后并发症，与术后死亡率增加相关。本研究旨在探讨体外循环 (CPB) 灌注流量 (BFR) 与第30天主要肾脏不良事件 (MAKE) 之间的关联。

设计：单中心回顾性前后观察研究。根据 CPB 流量将患者分为 2 组：第一组采用的管理方案是 CPB-BFR >2.2 L/min/m²（低 CPB-BFR 组），第二组采用改良管理方案是 CPB-BFR >2.4 L/min/m²（高 CPB-BFR 组）。主要结果是 30 天时的 MAKE，定义为死亡、肾脏替代治疗或持续性肾功能不全。

背景：目标人群：接受择期和紧急心脏手术且无严重慢性肾功能不全的成年患者，CPB 持续时间为 90 min。

干预措施：共纳入 533 名患者（低 CPB-BFR 组，n = 270；高 CPB-BFR 组，n = 263）。主要结果：高 CPB-BFR 组 30 天时的 MAKE 显著下降（3% vs 8%；OR，0.779；95% CI，0.661-0.919；P < 0.001），高 CPB-BFR 组 30 天死亡率较低（1% vs 5%；OR，0.697；95% CI，0.595-0.817；P < 0.001），高 CPB-BFR 组肾脏替代治疗减少（1% vs 4%；OR，0.739；95% CI，0.604-0.904；P = 0.016）。

结论：在接受心脏手术的患者中，CPB-BFR 增加与 30 天内 MAKE 减少（包括死亡率和肾脏替代治疗）相关。

5%~30%的心脏手术患者会发生手术相关急性肾损伤（CSA-AKI），CSA-AKI是一种严重的并发症，显著增加死亡率。CSA-AKI的诊断是手术后肾功能恶化，表现为肌酐水平升高和/或尿量减少。在CSA-AKI 的患者中，1% 至 5% 需要肾脏替代治疗，导致 50% 至 68% 的超额死亡率。CSA-AKI 的发生是多因素的，包括因CPB-BFR不足导致的低灌注和 CPB 启动期间的早期肾血管收缩。有报道认为，尽管灌流量增加，但 CPB 期间肾脏氧供需仍不平衡。动物研究也证实了体外循环期间增加灌流量对增强内脏和胃肠道灌注至关重要。同样，CPB-BFR 较低可能导致肾脏氧供需失衡。为降低 CSA-AKI 风险，应限制血管加压药的使用并增加 CPB-BFR。有报道称CPB 管理的目标导向灌注策略可通过设定适当的 DO₂i（氧供指数） 阈值来降低 CSA-AKI 的发生率。2019 年欧洲心脏外科灌注指南发布后，在缺少DO₂i 持续监测的情况下，决定增加 CPB-BFR，目标是 CPB-BFR >2.4 L/min/m²。本研究旨在分析其对 MAKE 的影响，MAKE 是结合死亡率和 30 天肾脏恢复情况的综合标准。假设增加 CBP-BFR 可能与 30 天时的 MAKE 下降有关。

方法

患者人群

2017 年 1 月至 2018 年 12 月（干预前阶段）和 2021 年 1 月至 2022 年 12 月（干预阶段）期间接受心脏手术超过包括18 岁的患者，并确定 CPB 持续时间≥ 90 min。2019 年，CPB-BFR 阈值各不相同，因此未纳入研究范围；此外，2020 年严重冠状病毒大流行对心脏外科手术强烈影响，导致病例数量显著减少，急诊手术比例增加。排除标准包括根据 EuroSCORE II 分类的“紧急”和“抢救”手术、心脏移植、接受左心室辅助装置的患者、严重慢性肾衰竭（术前慢性血液透析和/或术前肌酐为 200 mmol/ L）以及在温度 <30˚C 下进行的 CPB。

数据收集和定义

根据 CPB-BFR 将患者分为低 CPB-BFR 组（CPB-BFR > 2.2 L/min/m²）和高 CPB-BFR 组（CPB-BFR > 2.4 L/min/m²）。CPB-BFR 已根据体表面积进行标准化，以 L/min/m² 表示。体表面积使用 Dubois 公式计算：体表面积 (m²) = 0.007184 ×身高 (cm)^0.725 × 体重 (kg)^0.425。 

主要结果：手术后30 天的 MAKE，定义为死亡、肾脏替代治疗或持续性肾功能不全（肌酐值大于等于2倍基线值）的综合结果。满足上述 3 个要素中任意一个，即被认为在 30 天内达到 MAKE。肌酐基线水平为手术前一天测得的术前值。

次要结果：术后48 小时内 AKI 发生率、术后 48 小时内的最高肌酐水平、重症监护病房住院时间和术后住院时间，以及输血和溶血率。

麻醉方案

所有患者均接受丙泊酚、舒芬太尼和氯胺酮全身麻醉诱导。使用顺式阿曲库铵或罗库溴铵进行气管插管。全程使用舒芬太尼和七氟醚维持麻醉。在体外循环期间，中断机械通气和七氟烷，BIS监测麻醉深度，维持在 40 至 60 之间。体外循环撤机并恢复机械通气后，继续使用七氟烷。所有患者均接受氨甲环酸治疗。术后患者转入 ICU。

CPB 技术

采用30˚C心博停跳体外循环。使用滚压泵进行动脉泵血。预充量为 1 至 1.2 L乳酸钠林格液，并在回路中添加 5 000 IU 普通肝素。按照方案进行 CPB 前抗凝治疗；给患者注射 300 IU/kg 普通肝素，以达到 400 秒的活化凝血时间目标，CPB 期间每 30min检查一次活化凝血时间，以达到 >400 秒的目标。CPB 结束时，通过缓慢注射鱼精蛋白来拮抗肝素。所用的心脏停搏液是晶体溶液或 Celsior或温血心脏停搏液。根据所用产品类型，每 20 至 40 min注射一次心脏停搏液。在干预前期间（2017- 2018 年；低 CPB-BFR组）CPB 开始时CPB-BFR为 2.2 L/min/m²，在干预期间（2021-2022 年；高 CPB-BFR 组）为 2.4 L/min/m²。然后根据患者的体温、手术干预类型、血红蛋白水平和静脉血氧饱和度进行调整。根据CPB类型、以及静脉引流量和心肌保护持续调整体温。

CPB目标血细胞比容为21%~35%，静脉氧饱和度为70%。CPB期间输血维持血红蛋白为7g/dL，静脉泵注去甲肾上腺素维持平均动脉压为65mmHg。使用 CDI 500 血液参数监测系统每min测量一次血氧分压、动脉血氧饱和度、血红蛋白水平、血细胞比容水平和静脉血氧饱和度等参数，并使用 I-Stat 设备每 45min校准一次。

结论

接受心脏手术的患者采用高 CPB-BFR 策略与术后 30 天内主要肾脏不良事件减少有关。

麻海新知述评

当服用DOAC的患者需要进行择期手术或非手术治疗时，可采用标准化管理方案，无需检测DOAC水平或肝素桥接。当服用DOAC的患者需要进行急诊、紧急或半紧急外科手术时，当DOAC水平升高或无法使用时，可适当使用抗凝剂逆转剂。

本研究表明，与CPB-BFR >2.2 L/min/m² 相比，CPB-BFR >2.4 L/min/m² 可导致 30 天内的 MAKE 显著下降，术后前 48 小时内的死亡率、肾脏替代治疗和 AKI 3 期显著下降。可能是由于动脉氧输送量明显增加，但没有增加溶血或红细胞输血频率。本文认为 CPB-BFR 的增加与 CSA-AKI 的减少有关，曾有类似报道，特别是在低 CPB-BFR介导的肾缺氧期间，肾脏氧摄取量减少。也有研究报道CPB-BFR >3 L/min/m² 且 CPB 血细胞比容为 20% 的患者，其 CSA-AKI 发生率并不高于血细胞比容为 25% 的患者。

一个有趣的点是，尽管管理方案不是基于氧供，但 CPB-BFR 的增加导致 DO₂i 的增加；CPB-BFR 很可能是在一定血细胞比容范围内决定氧供的主要因素。最近也有研究证明，DO₂i >300 mL/min/m²（如本研究中的高 CPB-BFR 组）可降低 CSA-AKI 。表明增加 DO₂i 可能会限制肾血流向其他器官的重新分布或降低了血液稀释的影响，从而增强肾灌注。最近的两项荟萃分析以中等质量的证据支持这些发现。本研究中观察到的高 CPB-BFR 组 DO₂i 显著增加，引发对氧供目标值的疑惑。

然而，在Ranucci等人的报道中，DO₂i 目标值为> 280 mL/min/m²，结果 DO₂i 中位数为 315 mL/min/m²，低于本研究中高 CPB-BFR 组的平均值，并未观察到AKI 的显著降低。假设 CPB 体温差异可以解释这种情况（本研究中最低温度为 35˚C，但 Ranucci 等人 报告的研究中最低温度为 33˚C）。CPB-BFR 或氧供是否应适配体温仍有待研究。此外，在 Ranucci 等人的试验中，未观察到目标导向灌注组的死亡率下降，可能是因为试验达到疗效终点而提前停止。高 CPB-BFR 组的死亡率明显较低，这一发现得到了 Newland 和 Baker 的支持，他们发现 CPB 参数提高了旨在预测 30 天死亡率的多参数模型的预测性能，包括 CPB-BFR，提示CPB参数显著高于单纯术前危险因素。本研究并未探讨死亡率过高是否归因于 CPB 期间的整体灌注不足或肾脏损伤致的系统性损害。然而，根据术后48 小时内的肌酐变化，1 期和 2 期 AKI 没有显著差异，但由于缺乏尿量标准和血液稀释导致的敏感性缺乏，可能导致早期 AKI 的诊断不足，这与死亡风险增加相关，并可能解释此处死亡率的差异。

本研究存在重要的局限性，其中一些是前后对照研究所固有的。存在明显选择偏差，部分原因是作者希望在统一的人群中检验假设，并且仅包括研究中心的一小部分心脏手术病例。

此外，该研究的回顾性和单中心性质限制了将结果外推到其他中心，并且由于磨合期和 COVID-19 大流行，容易出现时间偏差。例如，关于肾脏替代治疗时间、血液制品输注以及液体给药和清除策略的做法可能已经改变。

这项研究还有几个优点。纳入了由同一外科医生在两个时期内采用相同手术技术实施的不同类型的手术，并使用了各种心脏停搏液，从而提高了研究结果对不同手术情况的普适性。我们还进行了倾向评分调整，以改善各组之间的平衡，但胸主动脉手术率和术前呼吸困难是一个明显的例外，这两个因素在理论上都倾向低 CPB-BFR 组。此外，缺失数据极少。

原始文献：

Benoit Bouisset 1, Matteo Pozzi 2, Martin Ruste 3, Thomas Varin 4, Marco Vola 2, Thomas Rodriguez 5, Maxime Le Jolivet 5, Pascal Chiari 6, Jean-Luc Fellahi 3, Matthias Jacquet-Lagreze 3. Cardiopulmonary Bypass Blood Flow Rates and Major Adverse Kidney Events in Cardiac Surgery: A Propensity Score-adjusted Before-After Study. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2024 Jul 11:S1053-0770(24)00454-3. doi: 10.1053/j.jvca.2024.07.019.