[目的]探索离体体外循环模型中不同频率时体外循环的有效性及安全性,评估不同部位对压力的衰减；研究小儿心脏手术中搏动灌注的不同频率参数对小儿体外循环中器官保护、临床预后的影响；对比效果最优的搏动灌注组与平流灌注的临床结果,为小儿体外循环中搏动灌注的临床应用奠定基础。[对象和方法]第一部分,搏动灌注的离体模型研究选用Stockert S5型体外循环机搏动滚压泵头作为搏动灌注的能量来源,配置相关的控制面板、体外循环管路、接头、人工膜式氧合器、储血罐、改良超滤、监测系统,组成体外搏动灌注闭合回路。以1.5L/min(相当于10kg小儿150ml/kg/min,采用Capiox Baby RX05氧合器时)或2.25L/min(相当于15kg小儿150ml/kg/min,采用Dideco Lilliput 902氧合器时)作为灌注流量,固定脉宽为30%,基础流量为30%,搏动频率分别选用30、60、100转/分,模拟手术时体外循环过程,连续转机1小时,监测不同部位的压力。第二部分,搏动频率对小儿搏动体外循环结果的影响将60例非紫绀型先天性心脏病患儿随机分为A组(n=20,频率f=30次/分)、B组(n=20,f=60次/分)和C组(n=20,f=100次/分)。三组患儿均在主动脉阻断后开始搏动灌注,直至主动脉开放、心脏复跳,其余时间使用平流灌注。搏动装置为Stockert S5体外循环机的滚压泵；流量100-150ml/kg/min,停搏液为晶体灌注液,术中ACT保持在480s以上,肛温30-32℃。气体管理使用α稳态,静脉血氧饱和度在75%以上,HCT为25-30%,红细胞用量0.5-1u,血浆用量50-100m1。搏动灌注频率根据分组情况选择,脉宽固定为30%,基础流量固定为30%。所有患儿使用胸骨锯行正中开胸,主动脉及上下腔分别插管,降温至肛温30-32-C后阻断升主动脉,经主动脉灌注针注入晶体灌注液20m1/kg,待心电图为一条直线且直视下心脏完全停跳后开始行外科手术,手术完成后开放主动脉,观察心电图及直视下心脏复跳情况,待心脏复跳后结束搏动灌注,转为平流灌注,达到停机标准后脱离体外循环。记录患者基本情况(年龄,性别,体重等)。术中连续记录患儿血流动力学指标；记录术中及术后12h内的尿量、术后是否使用利尿剂及用量；监测切皮前、主动脉阻断时、停机时、术后12h内乳酸值变化；检测术前(t1)、返回ICU时(t7)、术后第一天(t3)的心功酶(CK-MB.LDH).肝功能指标(ALT、AST)和肾功能指标(BUN、CR):分别于切皮前(T1),主动脉阻断时(T2),心脏复跳时(T3),返回ICU后2小时(T4)采集血液标本,测定血浆游离血红蛋白(PFH)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、S-100β蛋白、内皮素-1(ET-I)及血一氧化氮(NO)。记录阻断时间、体外循环时间、是否复跳。记录ICU期间强心药及血管活性药使用总量、ICU拔管时间、ICU停留时间、术后12小时内胸液量。第三部分平流灌注与搏动灌注的对比研究将4()例非紫绀型先天性心脏病患儿随机分为A组(n=20,搏动灌注)、B组(n=20,平流灌注)。A组患儿在主动脉阻断后开始搏动灌注,直至主动脉开放、心脏复跳,搏动灌注参数为频率30次／分,脉宽30%,基础流量30%；B组患儿全程使用平流灌注。体外循环机为Stockert S5:流量100-150ml/kg/min,停搏液为晶体灌注液,术中ACT保持在480s以上,肛温30-32℃。气体管理使用a稳态。记录患者基本情况(年龄,性别,体重等)。术中连续记录患儿血流动力学指标；记录术中及术后12h内的尿量、术后是否使用利尿剂及用量；监测切皮前、主动脉阻断时、停机时、术后12h内乳酸值变化；检测术前(t1)、返回ICU时(t2)、术后第一天(t3)的心功酶(CK-MB、LDH)、肝功能指标(ALT、 AST)和肾功能指标(BUN、CR)。记录阻断时间、体外循环时间、是否复跳。记录ICU期间强心药及血管活性药使用总量、ICU拔管时间、ICU停留时间、术后12小时内胸液量。[结果]第一部分离体搏动体外循环转流120min。搏动灌注与平流灌注间切换迅速,操作简便。不同搏动频率下,动脉微栓过滤器的压力衰减大于膜肺的压力衰减。30次／分搏动频率与60次／分、100次／分搏动频率比较,跨膜肺和跨动脉微栓过滤器的压力差更为显著第二部分各实验组年龄、体重、性别无统计学差异；体外循环时间、主动脉阻断时间无统计学差异。搏动灌注时,A组动脉压差21.0±7.9 mmHg,B组为12.4±6.5 mmHg,C组为7.5±4.4 mmHg,组间具有统计学差异(p<0.01)。三组术中均未使用血.管升压药,与切皮前的血压作比较,A组有40%的患儿在体外循环阻断期间的收缩压能够达到生理收缩压水平,这一比例在B组和C组分别为15%、5%,三组间差异具有显著性意义(p<0.01)。CK-MB、LDH、AST、 ALT、CR、BUN及在三组患儿间均无统计学差异。术中及术后尿量无统计学差异,三组患儿术后12h内使用利尿剂的比例分别为A组25%、B组40%、C组70%(p<0.05)。术后12h内的胸液量、ICU气管插管时间及停留时间在三组间无统计学差异。三组患儿的乳酸值(LAC)均在体外循环结束后达到最大值,随后迅速下降,三组间没有统计学差异。血浆游离血红蛋白含量随体外循环的开始逐渐升高,在T3时达到最大值,此时A组游离血红蛋白(PFH)含量明显大于B组(p<0.01),术后PFH迅速下降并且三组均恢复到相似水平。神经元特异性烯醇化酶(NSE)在主动脉阻断时较术前略有降低,随后开始升高直至心脏复跳时,术后即开始下降,不同时间点之间统计学差异显著(p<0.0I),组间则无统计学意义。S-100β蛋白的变化趋势与NSE相似,体外循环过程中迅速升高,随后下降,不同时间点之间具有显著的差异(p<0.01),组间比较则显示B组与C组具有统计学差异(p<0.05),T3时B组浓度为969.87±345.13ng/L明显低于C组的1363.92±539.68ng/L。主动脉阻断时,NO较术前有小幅度的下降,至心脏复跳时达到最大值,随后开始下降,各时间点存在显著性差异(p<0.01),组间比较显示A组与C组差异显著,进一步分析显示T3时点三组间具有差异,A组的NO浓度391.17±225.41umol/L明显高于C组的219.37±117.07umol/L。ET-1在阻断时已经开始上升,至心脏复跳时达到最大值,随后开始下降,不同时间点具有显著的差异(p<0.01),组间差异也具有显著性,进一步分析显示T3时点三组间差异显著,A组ET-1浓度67.89±62.59 ng/ml明显低于B的157.93±141.4 ng/ml (p<0.01)和C的137.60±125.15 ng/ml (p<0.01)。住院期间三组均无死亡,术后短期随访没有明显神经及其他系统并发症。第三部分 各实验组年龄、体重、性别无统计学差异；体外循环时间、主动脉阻断时间无统计学差异。搏动灌注时,A组动脉压差21.0±7.9 mmHg,B组为2.6±2.9 mmHg,组间具有统计学差异(p<0.01)。两组术中均未使用血管升压药,与切皮前的血压作比较,A组有40%的患儿在体外循环阻断期间的收缩压能够达到63 mmHg,这一比例在B组为0%,组间差异具有显著性意义(p<0.01),说明搏动灌注在术中能够明显的提升患儿的血压。肌酸激酶同工酶(CK-MB)随体外循环而升高,术后即开始下降。乳酸脱氢酶(LDH)随体外循环而升高,术后第一天仍有小幅度的上涨。谷草转氨酶(AST)在返回ICU时已开始升高,术后第一天仍有小幅度的增加。谷丙转氨酶(ALT)、肌酐(CR)则一直处于正常范围内,没有升高或者降低。尿素氮(BUN)在术后有小幅度的上升,但仍处于正常范围内。CK-MB、LDH、AST、ALT、CR及BUN在两组患儿间均无统计学差异。术中及术后尿量无统计学差异,两组患儿术后1211内使用利尿剂的比例分别为A组25%和B组80%,组间差异具有统计学意义(p<0.01),可见使用搏动灌注能够促进肾功能的恢复,减少术后利尿剂的使用。术后12h内的胸液量在两组间无差异,且均未出现因出血导致的二次手术。两组患儿的乳酸值(LAC)均在体外循环结束后达到最大值,随后迅速F降,组间没有统计学差异。各组在ICU气管插管时间及停留时间上没有统计学差异。[结论]第一部分：动脉微栓过滤器的压力衰减大于膜式氧合器的压力衰减。低频率搏动灌注能够产生较高的灌注压,同时产生更为明显的压力衰减。第二部分：小儿体外循环中低频率较高频率搏动灌注产生更为显著的搏动效果。第三部分：小儿体外循环中低频率搏动灌注较平流灌注更能改善肾脏功能,但两者预后没有显著差异。