体外循环中的心肌保护 ppt课件.ppt

体外循环中的心肌保护体外循环中的心肌保护于坤心肌生理代谢心肌生理代谢心肌的正常代谢冠脉循环的调节CBFP/R;神经调节:激素调节:CA;血管紧张素;甲状腺素局部调节:缺氧;CO2;乳酸;腺苷;缓激肽冠脉血冠脉血流量与心肌氧耗流量与心肌氧耗摄氧率高心肌氧耗分配 心电 基础代谢 心肌张力 心率 心力心肌作功与氧耗关系的临床意义心肌作功与氧耗关系的临床意义洋地黄治疗心衰硝酸甘油治疗心梗适当的BP和HCTIABP心肌缺血再灌注损伤心肌缺血再灌注损伤原因能量耗竭细胞内钙超载自由基损伤机械因素功能及形态改变心肌顿抑可逆及不可逆损伤心肌保护的对象心肌保护的对象心脏传导系统血管内皮心肌工作细胞体外循环前的心肌保护体外循环前的心肌保护疾病因素营养及激素情况药物作用麻醉及手术操作术术前前评评估估血流梗阻梗阻固定（冠心病、MS、AS）MS左心室前负荷不足，左室小 AS或F4心室向心性肥厚 梗阻可变（F4、肥厚性心肌病）血液返流MI、AI心脏肥大及肺血管病变 MI、AI心室前负荷增加，离心性肥厚 血液分流ASD、VSD、PDA肺高压及右心的改变 VSD左心前负荷增加，左室大 ASD右心前负荷增加，左室发育小危险因素评估危险因素评估 危险因素危险因素 左心功能不全（安静时EF18mmHg)不稳定性心绞痛或近期内（手术6周内）有心梗 心衰表现 老年人（大于65岁 二次手术 急诊（24小时紧急手术者）肥胖 其它（糖尿病、COPD、高血压、严重心律失常、肾功不全等）危险分类危险分类 正常无危险因素 危险增加1种因素 高度危险2种或以上术 前 准 备 减轻或消除危险因素 增加心功能储备 氧、能量的供需平衡术 中 控 制 麻醉 诱导平稳（HR、BP等）控制应激反应 充足的氧供血液动力学 1、AS或F4，心室肥厚使充盈受损，应给予足够容量提高 前负荷,AS病人要保持窦性心律，利于心室充盈 2、MI及AI应降低外周血管阻力，增加前向血流，减少反流。HR应保持8090次/分；但AS病人应保持甚至增加全身血管阻力，以提供足够冠脉流量。3、肺高压患者，应避免高碳酸血症、代酸、低氧和浅麻醉。体外循环中的心肌保护体外循环中的心肌保护缩短体外循环及阻断时间创造有利于心脏复苏的条件预防再灌注损伤复苏,复律,复力辅助循环防止心脏过胀及空瘪体外循环后的心肌保护体外循环后的心肌保护增加氧供,减少氧耗改善心肌代谢维持血气电解质正常防止鱼精蛋白中和时的过敏反应传导功能紊乱者安装临时起搏导线术后血流动力学稳定:心率和前后负荷的调整体外循环中心肌保护的具体措施体外循环中心肌保护的具体措施常温,室颤,冠状动脉持续灌注全身低温,间断阻断冠脉循环,缺氧停搏冠脉血液持续灌注全身中低温,心脏局部深低温,缺氧停搏心脏局部低温,间断灌注冷停搏液温-冷-温灌注含血停搏液常温持续灌注含血停搏液常温,不阻断 心脏空跳心脏停搏液的要求心脏停搏液的要求迅速停跳低温供氧及能量底物适宜的缓冲系统膜稳定剂高渗性经实验研究证实心脏停搏液的基本成分心脏停搏液的基本成分电解质钾:15-40mmol/L钠:80-120mmol/L钙:0.5-1.2mmol/L镁:4-16mmol/L停搏液的渗透压停搏液的渗透压适度高渗的停搏液以平衡细胞内因代谢产物蓄积而引起的高渗状态随着缺血的损害及低温的影响，Na+K+泵功能受到抑制而造成细胞水肿目前认为渗透压在300380mosm/kgH2O最为适宜停搏液离子浓度停搏液离子浓度-K+当膜电位降至50mV时则Na+通道停止工作，Na+被阻在细胞外，结果不能产生及传播动作电位。维持膜电位在此水平可使心脏处于舒张期停搏晶体停搏液为1520mmol/l，在血液停搏液时为2530mmol/l，Na+通道停止工作而Ca2+通道又不开放停搏液离子浓度停搏液离子浓度-Ca2+停搏液中加适当浓度的Ca2+是为了维持心肌细胞膜的完整性和膜上钙通道功能的稳定性，以避免无钙液灌注后出现“钙反常”无钙停搏液可增加再罐注时心肌损伤成人停搏液中离子钙应该降低以减少钙进入细胞,而相反在儿童病人则高钙停搏液可以得到好的结果停搏液离子浓度停搏液离子浓度-Mg2+阻滞Ca2+经慢通道的内流，抑制肌浆网Ca2+的释放，通过激活Ca2+ATP酶促进肌浆网摄取Ca2+，抑制肌纤维在任一Ca2+浓度时的收缩反应Mg2+尚能拮抗Ca2+引起的冠状动脉血管阻力升高多数结果表明Mg2+浓度16mM时心肌保护效果最佳，这与细胞内的Mg2+浓度相吻合停搏液离子浓度停搏液离子浓度-Na+细胞外Na+浓度过高则内流增多会引起水肿如细胞外Na+过低则在高K+形成的细胞膜去极化情况下会影响Na+Ca2+的交换机制目前大家认为Na+的浓度以100120mmol/l为宜心脏停搏液的添加成分心脏停搏液的添加成分能量物质糖类氨基酸和白蛋白高能磷酸盐辅酶Q膜稳定剂钙通道阻滞剂和自由基清除剂缓冲剂及高渗物质其他心脏停搏液的种类心脏停搏液的种类晶体停搏液仿细胞内液停搏液仿细胞外液停搏液含血停搏液氟碳化物停搏液超极化停搏液停搏液的驱动方法停搏液的驱动方法重力驱动法加压驱动法滚压泵驱动法停搏液的灌注途径-1升主动脉根部灌注压力70mmHg剂量:首次15ml/kg,隔30分钟重复灌注首剂半量冠状动脉直接灌注适应症:AI压力剂量停搏液的灌注途径-2冠状静脉窦逆行灌注解剖学基础压力:40 mmHg方法:间断或持续经右房灌注桥灌联合灌注心肌灌注时限心肌灌注时限间断和持续灌注持续灌注(1)心肌代谢产物不断排走，降低pH(2)灌注液通过潜在吻合支灌注阻塞区远侧的心肌(3)通过非冠状循环提供的通道使心肌均匀降温(4)减少心肌再灌注过程氧自由基的产生。心肌保护的温度处理心肌保护的温度处理 低温对心肌保护所起的作用有1.降低代谢，减少氧耗量2.促进电机械活动终止，维持心肌有效停搏3.延缓缺血性损害的发生低温对机体的影响改变细胞生化反应的平衡离子浓度的调节蛋白质的代谢与酶的功能抑制酶的活性改变膜的通透性与稳定性，影响膜的功能心脏停搏前的低温对心肌是有害的，冷挛缩现象间断低温含血停搏液间断低温含血停搏液适宜温度范围：4，10，12，20 优点缺血期间供氧及能量底物适宜的胶渗压和缓冲系统自由基清除作用缺点低温时粘滞度增加,红细胞和血小板聚集氧离曲线左移,供氧有限温血停搏液温度范围满足心肌有氧代谢的基本条件：(1)足够的氧含量，HCT不低于0.24；(2)足够的灌注流量(3)停灌仅限偶尔使用(4)心肌停搏液在心肌均匀分布 温血停搏液温血停搏液优点克服低温不利因素连续灌注避免心肌缺血缺点术野不清血钾高周围脏器保护欠佳冷血保护存在的问题冷血保护存在的问题心肌的冷保护方法的有效性已得以肯定，温度的选择是影响保护效果的重要因素降温减低心肌代谢时，应避免低温相关的不利因素，其中膜损伤及跨膜离子梯度的影响是低温心肌保护需进一步研究的主要内容 温血保护存在的问题无意识缺血(1)心室肥厚加大灌注流量仍不能满足心肌代谢的需要(2)逆灌时室间隔后部及右室的灌注不足(3)心肌停搏液在心肌分布不均。有意识缺血 (1)间断停灌具有预处理(preconditioning)作用(2)停灌累计达停搏时间的46%时即有酸中毒和缺血性坏死CWBC与常温体外循坏(NCBP)(1)粒细胞及补体激活、组胺释放增加、中枢神经系统的损害(2)血液破坏增加，致术后凝血机制紊乱及肾功能损害。(3)一旦出现与体外循环相关的意外情况,处理则极为棘手。冷、温保护的适应范围冷、温保护的适应范围 CWBC心肌保护的报道基本以后天性心脏病(瓣膜、冠脉搭桥等)居多，这些手术的大部分操作可以在CWBC的条件下完成。多数复杂先心病及婴幼儿手术，丰富的侧支血流影响术野暴露及心内操作，甚至需深低温低流量或停循环来完成，此时再选用CWBC保护心肌则有不适之处。温血诱导停搏 方法优点1.温血诱导停搏再转流降温可以避免冷挛缩。2.温血诱导停搏是在有氧状态下停搏，心肌颜色红润；3.而冷晶体停搏液诱导停搏容易造成心外膜下出血，心脏颜色苍白终末温血灌注终末温血灌注 效果方法理论基础1.偿还氧债，重建钠-钾泵和钙泵功能 2.使心肌温度上升更接近生理状况下开放主动脉，可缩短主动脉开放到恢复窦性心律时间3.冲洗酸性产物，可作为主动脉开放前预处理含血停搏液的白细胞滤除含血停搏液的白细胞滤除装置:白细胞滤器机理:机械滤过和直接间接吸附作用减少沉淀于冠脉血管床的白细胞减轻心肌炎性反应减轻再灌注自由基损伤有利于微循环灌注心肌缺血预处理方法特点:作用明确,启动迅速,持续时间短可能机制内源性保护因子参与代谢改善和线粒体ATP酶的抑制心肌顿抑提高抗氧化储备高钾去极化心肌停搏的作用机制高钾去极化心肌停搏的作用机制机制缺点1.产生Na+“窗口电流”(window current)；2.细胞内Ca2+堆积3.以上离子的流动大多数是逆化学梯度进行的，因此需要消耗能量，增加心肌细胞代谢负担。超极化心肌停搏的作用机制超极化心肌停搏的作用机制机制优点 提供心肌代谢更理想的条件 避免去极化时产生损伤性离子流动 术中无电机械活动的静止期长 能对左室收缩功能提供明显的保护。常用的钾通道开放剂有8，9：nicorandil、pinacidil、aprikalim、cromakalim。超极化与去化心肌停搏作用比较 超极化心肌停搏术中心肌电机械活动静止期延长，再灌注时心脏收缩压恢复好、舒张压不高，减轻心肌的缺血和再灌注损伤。再灌注后的冠脉流量比高钾去极化组要高可以防止心肌水肿的形成先心病心肌保护先心病心肌保护形态结构特点生化和能量代谢心功能神经传导心肌发育成熟的时限心肌发育成熟的时限 人心肌细胞的缝隙连接和粘合膜连接在6岁时变得紧密，与成熟心肌细胞一致。小儿心脏的神经结构自5岁开始具有成人的特征，到10岁时已完全成熟。人类心脏生长发育的速度与生长发育时期并不一致，乳儿期及青春期发育最旺盛，性成熟后心脏的发育趋向稳定。先心病术前状态先心病术前状态缺氧异常冠脉连接及体肺侧枝容量超负荷压力超负荷先心病术中心肌保护先心病术中心肌保护术前调整灌注压力、方法心脏前后负荷调整术后药物使用未成熟心肌的特点未成熟心肌的特点-生化和能量生化和能量代谢代谢肌原纤维ATP酶活性低心肌糖原含量较高，糖酵解能力较强心肌高能磷酸盐的含量较高抗氧化能力强对细胞外Ca2+依赖性强未成熟心肌的特点未成熟心肌的特点-心功能心功能收缩力较弱室壁张力较高，顺应性较差心肌的应激能力较差，易出现泵功能衰竭兴奋时所需的Ca2+主要靠细胞外Ca2+内流提供细胞内游离Ca2+浓度的调节主要是通过Na+/Ca2+交换来完成先心病患儿术前状态先心病患儿术前状态-缺氧缺氧肺动脉闭锁、三尖瓣闭锁、大动脉转位、法乐氏四联症程度取决于肺血流的多少和动静脉血的混合程度无氧酵解阈值下降，心肌储备功能降低，左室壁运动不协调，以及肾上腺素受体下调缺氧的代偿机制之一是降低了抗氧化储备能力，使得机体对缺氧复氧更加敏感异常的冠状动脉连接和体肺侧支降低了循环的舒张压，减少了冠脉血流心脏压力负荷的增加心室血流出梗阻如主动脉缩窄、肺动脉缩窄、法乐氏四联症肥厚心肌心内膜下血流减少，高能磷酸盐浓度较低，增加心肌对缺血的敏感性容量负荷增加左向右分流、瓣膜关闭不全心脏处于高舒张容量状态，舒张能力的储备有限舒张末压的升高，减少冠脉灌注压，增加了心肌缺血的危险性瓣膜病心肌保护瓣膜病心肌保护术前状态调整术中心肌保护：灌注方法的选择主动脉瓣患者复苏困难情况术后药物应用冠心病心肌保护冠心病心肌保护术前状态调整停搏液灌注方法降低氧耗增加氧供：心率、HCT等药物使用心肌保护效果评价指标心肌保护效果评价指标形态结构生理功能：术后室性心律失常，血流动力学，术后恢复情况，药物使用等生化代谢：心肌酶，SOD，MDA，ATP，凋亡等离体心脏灌注模型在心肌保护离体心脏灌注模型在心肌保护研究中的应用研究中的应用1Langendorff模型模型工作心工作心(Working Heart)模型模型离体心脏灌注模型的发展趋势离体心脏灌注模型的发展趋势 (1)灌注流量可范围大，以适应大小不同的心脏 (2)应具备流量和压力测定装置；(3)有独立的停搏液通道和给药通道 (4)可调节心脏前、后负荷 (5)能方便地连接各种记录仪器 (6)尽可能形成密闭环路。