宋頔 屈正

综述

血栓弹力图在心脏外科的发展及应用

宋頔 屈正

血栓弹力图； 心脏外科； 体外循环

血栓弹力图（Thromboelastography，TEG）是德国HellmutHartert博士首先发明的一种能够连贯性反映凝血及纤溶全过程的凝血监测图像，包含一系列能够反映血液凝固动态变化（包括凝血反应时间、血液凝固时间、纤维蛋白凝块形成及加固的速率、血凝块的坚硬度及稳定性、血凝块的溶解）的指标[1]。血栓弹力图自1948年于德国发明并应用以来，最初的目的仅仅是明确凝血因子缺乏的情境。血栓弹力图真正得到广泛应用则要到20世纪八九十年代，开始应用于指导术中成分输血、创伤致大出血患者的及时救治、术后低凝状态或高凝状态的实时监测与纠正，以及研究机体自身凝血机制的状态[2]。

众所周知，血液凝固大体分为三个步骤：①凝血酶原复合物（FXa-FVa-Ca2+-磷脂复合物）的形成，FX被激活为FXa；②凝血酶原的激活，血浆中不具活性的凝血酶原（FⅡ）被激活为含活性的凝血酶（FⅡa）；③纤维蛋白的生成，纤维蛋白原（FI）被激活而转变为纤维蛋白单体。FⅡa能够将FⅩⅢ因子激活，可使被激活的纤维蛋白单体相互作用，通过化学键连接形成多聚态的纤维蛋白，即纤维蛋白多聚体。这种多聚体疏水性较强，彼此之间呈网状交织而成，使血凝块的强度逐渐增加，随着时间的推移，逐步完成凝血过程[3]。传统的血凝检测指标只能单一地描述或测定血液凝固某一过程的时间点或部分时程，且需要对受试血样进行处理。而血栓弹力图属于血液流动学动态变化监测的一种，无需对受试血样进行处理，便能描述自血液凝固开始到血小板交联形成、纤维蛋白产生、血凝块发生与发展、血块形成达到最大值和血凝块自降解开始直

至溶解等一系列变化。且血栓弹力图的优点是检测速度快、所需测试血量少、操作过程易于掌握，相比于其他凝血机能检测方式，更为客观、全面而可靠。可为临床特别是心脏外科手术围术期提供诸多有价值的凝血信息，从而为医务工作者带来临床治疗建议。

1 血栓弹力图简介

1.1 血栓弹力图设备工作原理 血栓弹力图仪主要由特定大小的一次性烧杯、自由探针及与之相连的传感器组成[4]。检测时将360 μl血标本沿烧杯侧缘缓慢加入至设定温度约37℃的烧杯中，烧杯以4°45′的倾斜方向角，速度为每个旋转周期10 s进行缓慢而平稳的旋转。血液自身含有的纤维蛋白与烧杯侧壁及自由探针之间可发生反应，自由探针在受试血液样本凝固及纤溶的过程中，随之逐步产生血凝块，因纤维蛋白增多、黏性变化，其与自由探针之间阻力的大小变化可通过传感器记录，随之投射至计算机中，计算机持续记录并绘制出与对应时间相关的函数图像，即为我们如今所看到具有独特曲线结构的血栓弹力图[5,6]。血栓弹力图检测时通过不同的激活剂来实现对整个凝血系统的激活，如花生四烯酸、高岭土、二磷酸腺苷（ADP）等，因而血栓弹力图可对纤维蛋白原、凝血因子及血小板活性做出恰当判断。目前血栓弹力图主要检测方式为普通杯检测、血小板聚集功能检测及肝素酶对比检测。

1.2 血栓弹力图常用指标及其意义[7]

1.2.1 R值 即凝血反应时间，表示从放入血液标本开始到第一个纤维蛋白形成所用的时间。R时间主要反映的是凝血因子的活性。R值相较于外源性凝血因子，其反应程度在内源凝血途径中为著，这与凝血过程中外源性凝血途经的激活方式相同。其正常参考范围3～8 min。当凝血因子活性增强时，R值降低，此时为高凝状态血液；反之，当凝血因子活性缺乏或活性较低，或使用了如肝素类的抗凝剂，造成血液呈现低凝状态。

1.2.2 K值 即血液凝固时间，表示血液样本中首个纤维蛋白形成，即自R值终点起至血凝块达到一定坚固程度所需的时间，反映纤维蛋白多聚体形成至血凝块加固并达到一定强度时的反应速度。其正常参考范围1～3 min，反映的是外源性凝血系统。纤维蛋白原水平升高时，K值降低，此时纤维蛋白原功能亢进，使血液呈现高凝状态；反之，提示纤维蛋白原水平下降，功能弱化，此时为低凝状态。

1.2.3 Angle角 又称α-Angle角，即凝固角，表示纤维蛋白块形成及相互联结（血凝块加固）的速度，是K值与MA值的斜率。其正常参考范围53°～72°。血凝块生成越快，α角越大，血液呈现高度凝集状态；反之，则为低度凝集状态血液。在血液处于极度低凝状态时，α角较之可能缺失的K值可以更准确地做出反应，从而对纤维蛋白原水平做出恰当评估。

1.2.4 MA值 即血凝块形成时所做曲线距中线距离的最大值，即最大振幅，主要反映血小板的功能、数量及部分纤维蛋白原的活性。MA可以直接将纤维蛋白与血小板互相接触、互相反应联结而形成的纤维蛋白多聚体的最大坚固程度通过数值进行量化表达。MA正常参考范围50～70 mm。当血小板功能减弱或其数量减少时，MA值减小，血液处于低凝状态；反之，表示血小板功能亢进或有效血小板数量增加，血液为高凝状态。

1.2.5 CI值 即凝血综合指数，能够对凝血和出血做出全面而综合的判断，对血液在各种不同条件下整体凝血状态做出评价。CI值的正常参考范围为-3～+3。当血液处于低凝状态时，CI值降低；反之，血液处于高凝状态时，CI值升高。

1.2.6 LY30 表示血凝块处于MA值30 min后，其曲线距中线最大距离较MA值减少的百分比，反映血凝块的溶解程度，可反映血凝块的纤溶性。LY30是目前临床上唯一一个可以快速诊断高纤溶状态的指标，相较于临床中常用于诊断纤溶状态的指标D-二聚体（D-Dimer），LY30避免了因干扰因素过多而使其特异性下降。正常参考范围0%～8%。

2 血栓弹力图在心脏外科的发展及应用

体外循环是在心、肺、大血管手术等需要循环辅助时，通过肝素等抗凝剂使用，将处于抗凝状态的静脉血液自机体全部或部分引出至临时替代心肺作用的体外循环人工心肺机中进行氧合，变成动脉血后重新注入机体动脉内的过程[8]。心脏外科手术需要体外循环的支持，而体外循环对于患者自身血液的有形成分和凝血机制的影响是显而易见的。体外循环时，机体心肺无灌注或低灌注，参与分泌激素及降解激素的功能暂停；血液引流过程中同管壁接触、滚压泵损伤和血浆吸附；患者全身肝素化之后，机体组织激素释放能力、细胞亲和力、球蛋白结合力均发生改变；术中血液回收使血液稀释，其内部钾、钠、钙等电解质浓度降低，激素及血清蛋白浓度、激素与对应受体结合比例亦发生改变[9]。

2.1 血栓弹力图在冠状动脉旁路移植术中的应用近年来，随着冠状动脉粥样硬化性心脏病发病率的直线上升，冠状动脉多支病变患者亦与日俱增。冠状动脉旁路移植术的传统术式为体外循环下进行手术。杨霄等[10]的研究根据TEG参数、血小板计数以及患者术后24 h胸引流量的比较，提示体外循环下的冠状动脉旁路移植术对于凝血系统的影响程度大于非体外循环下冠状动脉旁路移植术，但此影响仅仅局限于手术过程中和术毕24 h以内。术毕超过24 h后，血栓弹力图的各项参数相比无统计学差异。与传统术式相比，非体外循环下的冠状动脉旁路移植术（OPCABG）能够避免体外循环过程中因体外循环机滚压泵造成的机械损伤及体外循环时低温等因素对血液固有成分造成的损伤，从而减少相关术后并发症的发生，降低术后死亡率。非体外循环冠状动脉旁路移植术后的患者，由于肝素用量有限，术后机体的高凝状态可使术后早期桥血管关闭的风险增加5.6%。血栓弹力图能对抗血小板药物的疗效做出定量的评价。蔡怀卿等[11]通过对非体外循环冠状动脉旁路移植术患者手术前后凝血功能的变化发现，手术前后K时间和α角差异无显著性（P＞0.05），与术前相比，患者术后血栓弹力图MA值、R值均减小，但LY30增加，且差异具有统计学意义（P＜0.05）。因此，非体外循环下冠状动脉旁路移植术对血液保护的远期优势并无明显差异。

2.2 血栓弹力图在瓣膜置换手术中的应用 瓣膜狭窄或者瓣膜关闭不全的患者，当超声心动结果明确瓣膜存在中-重度不可逆病变，一般多需要在体外循环辅助下行瓣膜置换术。现如今，人工机械瓣膜/生物瓣膜置换手术已是一项比较成熟的术式，但是依然有一定的手术死亡率存在，主要影响因素

有患者术前心脏的功能状态、手术操作的复杂程度和患者心脏的扩大程度。手术需要在体外循环辅助下对心脏进行停跳处理，心脏停止跳动的时间愈长，对全身脏器功能的影响愈大，对患者凝血功能的影响尤甚，极易引起严重的出血和栓塞形成。张文等[12]研究了不同年龄段双瓣置换术患者术后凝血功能的改变情况，发现双瓣置换术患者围术期前后的血凝相关指标变化在不同年龄段是不相同的。双瓣置换术患者的体外循环时间、术后胸腔及心包引流管中液体引流量以及手术后24 h各项血凝功能相关指标并无显著差异，这说明通过控制体外循环时间可能减少患者术后出血以及体外循环对患者凝血功能造成的干扰。

2.3 血栓弹力图在先天性心脏病矫治手术中的应用 随着近年来对于小儿先心病筛查的普及，越来越多的先心病患儿得到了有效的手术矫治。因婴幼儿凝血功能尚不完善，随之而来的手术风险也愈发增加。杨丽君等[13]的研究发现，同成人相比，小儿体外循环心脏直视手术围术期凝血功能异常发生率明显增高，小儿体外循环围术期凝血功能异常率（分别为51.9%和44.4%）和术后出血率（17.3%）明显高于成人的术后出血率（13.6%）。说明先心病患儿较成人更易发生术后出血，也提示有相当一部分血栓弹力图异常的患儿，虽然在体外循环术后凝血功能受损，但并不一定出现异常出血，亦应引起警惕。袁素等[14]的研究发现，由于低氧代偿，患儿病情的严重程度或病程的长短与红细胞压积的升高呈一定程度的正相关。患儿因严重或长期血流动力学改变，凝血系统也会发生代偿性的自我保护，并且随着红细胞压积的升高，血浆成分会相对减少。崔勇丽等[15]通过血栓弹力图来研究重度发绀型先心病患儿围术期纤维蛋白原对其凝血功能及预后的影响，发现在重度发绀型先天性心脏病患儿围术期血浆治疗中最有效的成分是纤维蛋白原，使用纤维蛋白原替代新鲜冰冻血浆，在减少新鲜冰冻血浆输注的同时亦能改善患儿的预后，显著缩短呼吸机使用时间、CICU监护时间及患儿总住院时间。

2.4 血栓弹力图在主动脉大血管手术中的应用 主动脉夹层患者的病理基础是因长期高血压压迫或因马凡综合征等某些结缔组织病变导致主动脉中层的薄弱，表现为中层的囊性坏死、弹力纤维和平滑肌断裂，导致中层的纤维化和玻璃样变性。因主动脉中层病变致使主动脉管腔较正常管径增大，使中膜与内膜之间的附着力减小，一旦血流冲击压力较高，极易造成内膜撕脱，血液进入内膜与中膜之间，形成假腔，使得内膜与中膜之间剥离，血液在假腔内形成湍流，导致主动脉夹层的形成。这些病理因素造成患者自身凝血系统在进行手术救治前就已经被激活。为了能够在完成较长时间手术的同时保证手术视野的清晰，就需要对患者进行深低温低循环甚至停循环的处理，随之而来因体外循环所导致的凝血功能紊乱问题则愈发凸显。崔勇丽等[16]对急性主动脉夹层患者的凝血功能特点及围术期变化做了相关研究，发现主动脉夹层患者自身血液与夹层处的异物相接触、因夹层致机体灌注方式改变、术中肝素抗凝需较大剂量、深低温停循环以及因体外循环时间较长而导致严重炎症反应等情况，都将使患者的凝血功能出现难以避免的损害。在体外循环停止后，使用鱼精蛋白中和肝素之后会导致凝血酶被激活表达达到高峰，血凝块强度亦较之前有所增加。对于主动脉夹层患者，因术前凝血功能受损程度和手术中凝血因子受损的特殊性，在术后止血过程中应提高纤维蛋白原浓度，尽量使其与术前水平相差无异，并降低常规血小板的输注量，这对术后止血乃至远期预后都有较好帮助[17]。

2.5 血栓弹力图指导心脏外科围术期成分输血的应用 体外循环心脏直视手术后患者时常会发生异常出血。异常出血的原因复杂，甚至有2%~5%的患者需要行二次开胸止血手术，二次手术的打击极易增加患者术后并发症及术后死亡率。体外循环后凝血功能中最受影响的是血小板，体外循环可使血小板体积减小、计数下降，从而造成血小板功能缺陷。体外循环也可造成凝血因子的不足，尤其是纤维蛋白原和V因子。胡弋等[18]用血栓弹力图评价开胸手术围术期凝血纤溶功能的变化，发现在开胸心脏直视手术的术中及术后患者的凝血状态均趋于低凝。施乾坤等[19]通过应用血栓弹力图发现，其在心脏大血管外科围术期输注血液制品时具有更高应用价值，可为心脏外科患者术后早期输血情况提供更有效参考信息，从而纠正并预防术后凝血障碍。对于心脏直视手术患者，在其围术期使用血栓弹力图，能够全面而准确地监测凝血功能的变化。余悦娇等[20]的研究发现，有部分患者当PT、APTT值延长时，R值基本不变，K值延长，α-Angle和MA值均减小。因心脏手术患者术式大多为体外循环下行心脏直视手术，手术过程中对血小板造成的机械性破坏、低温乃至深低温停循环、术中因过多失血而大量补充胶体液、肝素-鱼精蛋白复合物形成以及术后肝素反跳等因素，均可引起术后血小板降低，造成黏附、聚集能力下降。徐月亮等[21]用血栓弹力图对心脏直视手术输血对术后出血量的影响进行了Meta分析，与常规检测指导心脏手术输血比较，TEG指导能明显减少患者术后出血量。因此，围术期输血由血栓弹力图来指导，与常规输血相比，可以显著减少患者的引流管引流出血量、悬浮红细胞使用频率及为补充血容量而常用的新鲜冰冻血浆的使用量，说明血栓弹力图在围术期指导成分输血是较为理想的一种方法。

综上所述，血栓弹力图是一种灵敏、快捷的血液流变学检查方法，已应用于临床各方面，特别是在心脏外科临床治疗中，能够对多种术式起监测作用，并对患者自身凝血功能做出评价，指导治疗应用。然而血栓弹力图的监测过程中依然存在诸多影响因素，并有一定局限性，而且因价格偏高，国内使用尚未普及。但是随着研究的深入和实践过程中不断地完善和改进，相信血栓弹力图必将发挥更大的作用，能够使更多的心脏外科手术患者从中受益。

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The development and application of thromboelastography in cardiac surgery

Thromboelastography； Cardiac surgery； Extracorporeal circulation

10.3969/j.issn.1672－5301.2017.07.005

R654.2

A

1672-5301（2017）07-0595-04

2017-04-20）

100029 北京市，煤炭总医院心脏外科