Hb及HCT在先天性心脏病患儿围手术期管理及结局预测中的研究进展
刘一为
刘彩霞 
·
DOI： 10.3760/cma.j.cn421158-20240315-00115
Research progress of Hb and HCT in perioperative management and outcome prediction of children with congenital heart disease
Liu Yiwei
Liu Caixia
·
DOI： 10.3760/cma.j.cn421158-20240315-00115
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摘要
先天性心脏病（congenital heart disease，CHD）是在胚胎发育期间出现的心脏或大血管的结构异常，占所有活产儿的1.0%，是所有出生缺陷中最常见的疾病。血红蛋白（hemoglobin，Hb）、红细胞比容（hematocrit，HCT）是临床上很常见的血液学指标。有研究发现围手术期的Hb及HCT对于体外循环CHD的预后有一定的预测价值。但在不同年龄段、不同CHD类型患儿中，由于Hb及HCT参考值不同，围手术期管理中的指导标准也不同。为了更好地指导临床工作，本文旨在对Hb及HCT的年龄变化特点、CHD患儿Hb及HCT的特点、围手术期Hb及HCT在CHD结局预测中的研究进展进行综述。
血红蛋白类;红细胞比容;先天性心脏病
ABSTRACT
Congenital heart disease (CHD) is a structural abnormality of the heart or large blood vessels that occurs during embryonic development. It accounts for 1.0% of all live births and is the most common of all birth defects. Hemoglobin (Hb) and hematocrit (HCT) are common hematological indexes in clinical practice. Some studies have found that perioperative Hb and HCT have certain predictive value in the prognosis of CHD after cardiopulmonary bypass. However, Hb and HCT reference values varied in children at various age groups and CHD types, leading to different perioperative management strategies. In order to better guide clinical practice, this article aimed to review the age-related changes of Hb and HCT, the characteristics of Hb and Hct in CHD children, and the research progress of perioperative Hb and HCT in the prediction of CHD outcome.
Hemoglobins;Hematocrit;Congenital heart disease
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引用本文
刘一为,刘彩霞. Hb及HCT在先天性心脏病患儿围手术期管理及结局预测中的研究进展[J]. 中华小儿外科杂志,2025,46(03)：264-268.
DOI:10.3760/cma.j.cn421158-20240315-00115评价本文
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血红蛋白（hemoglobin，Hb）分子是由两个α和两个β样亚基组成的四聚体
[
1
]。在人体中行使催化（亚硝酸盐还原酶、一氧化氮双加氧酶、单加氧酶、烷基氢过氧化物酶、酯酶、脂加氧酶）、一氧化氮氧化代谢、代谢重编程、pH调节和维持氧化还原平衡等多种功能
[
2
]。其中，Hb作为人体必需的蛋白质，参与血液中氧气的捕获和运输
[
1
]。在人类胚胎发育过程中，共有3种类型的Hb：胚胎型、胎儿型和成人型。它们之间虽然差异很大，但都可以在胚胎发育过程的特定时间最佳地结合所接触的氧。胎儿型和胚胎型的Hb结合氧的能力较成人型更强
[
3
]。
红细胞比容（hematocrit，HCT）是指红细胞在血液中所占容积的比值，HCT测定可反映红细胞的增多或减少，但其受血浆容量改变和红细胞压积大小的影响
[
4
]。
一、Hb及HCT的年龄变化特点
Hb和HCT的正常值因年龄和性别的不同而有很大差异
[
5
]。小儿红细胞在大小、形状、组成和寿命上与成人红细胞不同，Hb及HCT值自妊娠期至幼儿期不断发生变化
[
8
,
9
]。既往对大量儿科患者的研究表明，从妊娠22周开始，胎儿静脉血中的Hb、HCT和红细胞指数就发生了变化
[
10
,
11
,
12
]。足月新生儿（胎龄37~42周）Hb和HCT在生后3~4 h升高，随后在28 d内持续下降
[
10
,
11
,
12
,
13
]。Hb和HCT的下降约持续2个月，这段时期在临床上被称为"生理性贫血期"。产生这一变化的原因是：出生后，婴儿从母体胎盘氧合过渡到肺呼吸时，相对组织缺氧程度改善，促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）水平下降，红细胞、Hb生成开始减少。此后，Hb浓度降低导致携氧能力下降，刺激EPO的产生，导致红细胞生成增加，Hb浓度升高，红细胞和Hb随年龄缓慢增加，并在12~13个月时达到较稳定的状态
[
9
,
14
,
15
]。根据儿童这一生理特点，世界卫生组织按年龄段制定了相应的儿童贫血标准：6~59个月儿童，Hb<110 g/L；5~11岁儿童，Hb<115 g/L；12~14岁儿童，Hb<120 g/L；≥15岁非孕期女性，Hb<120 g/L，孕期妇女，Hb<110 g/L，≥15岁男性，Hb<130 g/L。这为临床工作提供了诊断治疗基础
[
16
]（
表1
）。我国小儿血液会议建议：新生儿期Hb<145 g/L，1~4个月儿童Hb<90 g/L，4~6个月儿童Hb<100 g/L为贫血
[
17
]。
| 人群 | 非贫血者血红蛋白水平范围（g/L） |
|---|---|
| 6~59个月儿童 | ≥110 |
| 5~11岁儿童 | ≥115 |
| 12~14岁儿童 | ≥120 |
| 非孕期女性（≥15岁） | ≥120 |
| 孕期妇女 | ≥110 |
| 男性（≥15岁） | ≥130 |
标准海平面诊断贫血标准
[
16
]
二、CHD患儿的Hb及HCT特点
CHD是常见的人类出生缺陷之一，发生比例大约为10/1 000，每100个新生儿中就有1例患有CHD
[
18
]。儿童CHD包括紫绀型和非紫绀型，非紫绀型CHD患儿表现为正常的全身氧合和HCT。紫绀型CHD约占所有CHD的25%，以右向左的血液分流为特征
[
19
]。动静脉血的混合导致体循环中的氧饱和度降低
[
20
]，使慢性缺氧成为其基本病理生理特征。长期低氧血症和组织氧合减少会刺激肾脏产生EPO，引起继发性红细胞增多。这种继发性红细胞增多是一种适应性生理机制，旨在补偿组织氧合不足。然而，当存在持续和固定的低氧血症（即存在显著右向左分流）时，组织氧合会在达到一定限度后无法继续增加
[
21
]。
为了维持氧气输送，紫绀型CHD患儿术前Hb及HCT在一定程度上高于非紫绀型CHD患儿。Kang等
[
22
]将年龄<12个月、接受CHD手术治疗的患儿根据术前诊断及外周血氧饱和度分为紫绀组和非紫绀组，在诱导麻醉后采集并测量术前HCT等血液学指标，他们指出，对于12个月以下CHD患儿，紫绀组HCT较非紫绀组高。Temel等
[
23
]回顾性收集了85例CHD患儿的临床资料，采集术前、术后24 h内的血液标本进行Hb测定，发现全部患儿术前和术后Hb水平差异无统计学意义，但非紫绀型患儿术前Hb水平明显低于紫绀型CHD患儿（
P<0.01）。同样，在一项比较接受心脏手术的紫绀型和非紫绀型CHD患儿凝血功能的研究中，Rizza等
[
24
]发现紫绀组患儿术前HCT及Hb值均高于非紫绀组患儿。
三、术前Hb、HCT与CHD患儿手术不良预后的关系
Hb、HCT常作为诊断贫血的指标。术前贫血在成人心脏手术患者中很常见，并与术后并发症及死亡率增加有关
[
25
,
26
]。一项基于114 227例病例的Meta分析显示，20.6%的心脏手术患者术前存在贫血，贫血使术后死亡率增加了2.7倍，同时术后急性肾损伤、中风和感染的发生率也增加了2.7倍
[
27
]。Mufti等
[
28
]研究指出，术前较低的Hb水平与死亡率增加显著相关，提示术前贫血是死亡率升高的独立危险因素，并认为这一结果可能归因于贫血所致的组织灌注和氧输送减少，最终导致患者出现器官功能障碍。Pala等
[
29
]使用HCT代替Hb水平作为贫血参数，回顾了46例冠脉旁路移植术的患者术前HCT与术后并发症及不良预后的关系，发现术前低HCT水平与术后30 d内死亡率增高有关。
Park等
[
30
]和Hongsawong等
[
31
]分别对儿童CHD术后肾损伤的术前危险因素进行研究。Park等
[
30
]通过回顾性研究指出除年龄<12个月、较长的体外循环时间外，术前低Hb是婴幼儿CHD手术后急性肾损伤的独立危险因素。Hongsawong等
[
31
]研究发现，术前高HCT水平可作为紫绀型CHD患儿术后出现微量白蛋白尿的预测因子，而术前Hb未显示出对术后肾功能损伤的预测价值。
Guevara等
[
32
]认为术前HCT水平可作为预测法洛四联症（tetrallogy of Fallot，TOF）患儿术后不良预后的指标。他们的研究结果显示，术前HCT与术后出血量之间存在显著正相关，与30 d死亡率之间也存在显著相关，从而证实术前HCT是TOF患儿术后失血和30 d死亡率相关的独立危险因素，推测术前HCT可用于TOF严重程度的分级，并为评估TOF手术死亡率提供基础
[
32
]。在这项研究中未发现术前Hb水平与术后30 d死亡率的相关性。这与Liu等
[
33
]在一项回顾性分析中的结论一致。相反，Boos等
[
34
]的研究中未发现大动脉转位新生儿术前贫血（HCT低于正常值）与术后不良结局的相关性。
紫绀病CHD患儿代偿性红细胞增高的严重程度与静息氧饱和度（oxygen saturation，SpO
2）呈反比关系。Zhou等
[
35
]回顾了777例<18岁紫绀型CHD患儿的术前Hb和SpO
2值，使用Hb与SpO
2的乘积（Hb×SpO
2）与不同年龄段的Hb值下限（the age-adjusted lower limits of normal hemoglobin，aaHb）比较来预测紫绀型CHD患儿的预后。研究指出，术前Hb×SpO
2低于aaHb可作为接受心脏手术的紫绀型CHD患儿不良预后（院内死亡、心脏骤停、败血症、再手术、大出血和较长的有创呼吸机通气持续时间）的危险因素，且Hb×SpO
2<aaHb可作为评估该人群术前贫血的潜在标准
[
35
]。同样的，Liu等
[
33
]使用术前Hb×SpO
2值对TOF患儿术后不良结局进行回顾性分析，证实了Hb×SpO
2<aaHb为TOF患儿术后不良结局的独立危险因素，Hb×SpO
2<aaHb患儿术后不良结局发生率、机械通气时间、住院时间明显增加，住院费用也较高。
四、术中Hb、HCT在CHD患儿体外循环血液稀释策略中的应用进展
体外循环是CHD手术中不可缺少的重要组成部分。虽然体外循环的并发症发生率已经大大降低，但临床相关的肾脏和神经损伤的发生率仍然较高
[
36
]。体外循环中几乎普遍应用血液稀释，但安全HCT水平仍不明确。体外循环期间目标HCT及维持HCT仍然存在高度争议
[
37
]。在一项接受心脏手术的新生儿和儿童患者血液管理指南中，建议体外循环期间HCT应该维持在24%
[
27
]。而两项随机试验在评估了接受双心室修复的婴儿在低温体外循环期间HCT水平与术后不良预后的关系后，并未发现体外循环期间HCT与术后不良结局存在关系。Jonas等
[
38
]比较了低温体外循环期间两种血液稀释方案，体外循环期间平均HCT为21.5%的婴儿（较低HCT组）与平均HCT为27.8%的婴儿（较高HCT组）的术后不良结局差异无统计学意义，但发现1岁时较低HCT组患儿的精神运动发展指数得分低于较高HCT组。因此，作者指出，血液稀释策略在体外循环中的广泛使用是安全的，但与婴儿精神运动发育不良相关
[
38
]。相反，另一组血液稀释方案对神经发育的影响的研究指出，接受双心室修复的婴儿血液HCT稀释到35%与25%相比，两组患儿延迟关胸率、再手术率、术后心包填塞、室颤、机械通气时间、总住院天数等差异无统计学意义，同时，在患儿1岁时，采取不同稀释策略的患儿精神运动和精神发展指数差异也无统计学意义
[
39
]。郑蒙蒙等
[
40
]比较了体外循环中不同Hb水平患者术后的认知功能后指出，低Hb患者术后早期较易发生认知功能障碍，Hb浓度可能是术后认知功能障碍的独立危险因素。
Boettcher等
[
41
]认为对于低体重患儿，特别是新生儿和婴儿，在体外循环过程中应避免过度血液稀释。Ramakrishnan等
[
36
]在新生儿和婴儿CHD中采取高流量、高血细胞比容的体外循环策略，该策略的基本组成部分包括在整个体外循环期间保持高流量（新生儿通常为200 ml·kg
-1·min
-1，体重为10 kg的大龄婴儿为150~175 ml·kg
-1·min
-1，大龄儿童为2.6 L·min
-1·m
-2），在体外循环期间HCT至少保持在32%。与使用传统体外循环策略相比，采用该策略的术后急性肾损伤（约3%）和临床急性神经事件（<1%）的发生率显著降低。该研究认为，较高的HCT增加了供氧量，维持了心输出量，防止继发性终末器官损伤，有助于维持良好的术后液体平衡，总体上确保术后平稳和更快恢复
[
36
]。同样，Kayoum等
[
42
]认为体外循环中减少血液稀释，更好地保存红细胞，将HCT维持在24%以上可减少术后出血及术后并发症的发生率，缩短住院日。
五、术后Hb、HCT与CHD患儿不良预后的关系
CHD患儿术后Hb及HCT维持与不良预后的关系目前仍不明确。Zhou等
[
43
]指出成人体外循环术后低Hb是复合不良事件（中风、心肌梗死、急性肾脏病等）和死亡的危险因素。该研究指出，对于成人心脏病患者，术后最低Hb<9 g/dL时复合不良事件发生风险增加，而Hb<7 g/dL时死亡风险增加
[
43
]。与此相似的是，国际专家组建议CHD患儿输血阈值为7 g/dL（双心室修复）、9 g/dL（单心室姑息）或7~9 g/dL（未纠正的CHD）
[
44
]。虽然输注红细胞是纠正Hb下降的最快方法，但有研究表明，对于这一人群一定水平的贫血是安全的，限制性输血策略可避免不必要的血液制品暴露
[
45
,
46
]。Cholette等
[
46
]对162例接受双心室修复的CHD患儿采取不同的术后输血策略后指出，尽管保守组（Hb输血阈值7 g/dL）患儿术后每日Hb明显低于非保守组（Hb输血阈值9.5 g/dL），且持续时间超过10 d，但两组患儿术后乳酸、动静脉氧分压和临床结局相似。2024年Tanyildiz等
[
47
]最新的一项回顾性研究中比较了CHD患儿围手术期自由输血（血红蛋白≤9.5 g/dL）和限制性输血（如果患儿稳定，等待血红蛋白≤7.0 g/dL后再输血）对预后的影响，结果显示两组在体外循环时间、血管活性正性肌力评分、总液体平衡、机械通气时间、心脏重症监护病房住院时间和死亡率方面相似，在出血、再次手术、急性肾损伤、透析、脓毒症和全身炎症反应综合征的发生率相似。
也有研究指出，术后到达ICU时的高HCT与术后并发症和手术死亡率增加相关，对于非紫绀型CHD患儿，HCT增加至38%与主要并发症和手术死亡率增加相关；对于紫绀CHD患儿，HCT增加至42%与主要并发症和手术死亡率增加相关；高HCT亚组与中等HCT亚组相比，术后住院时间、总住院时间和总通气时间延长，差异均有统计学意义
[
48
]。
六、存在的问题
尽管大部分研究使用术前术后Hb绝对值对CHD患儿进行围手术期管理及结局预测，但有学者认为，接受CHD手术的婴儿应用相对Hb阈值可能更合适，例如，如果紫绀型CHD婴儿术前Hb为17 g/dL，术后Hb水平为11 g/dL（下降35%），尽管术后氧饱和度正常，但由于患儿术后早期对抗急性Hb下降（心输出量和心率增加）的适应性机制受损，因此即使术后Hb处于正常值范围内，这仍是不安全的，Hb的快速和相对下降可能比绝对Hb值更令人担忧
[
49
]。Hogervorst等
[
50
]指出在心脏手术后的成年人中，尽管术后Hb维持在7 g/dL以上，但术后Hb下降50%以上与较差的结果（住院死亡率、中风、心肌梗死和肾功能衰竭）相关。急性Hb下降可引起终末器官功能障碍，特别是高度依赖氧的器官，如脑和心肌等
[
49
]。
综上所述，Hb及HCT在不同年龄、不同类型的CHD患儿中存在差异，尽管Hb及HCT水平受多种因素的影响，但围手术期Hb及HCT这一客观指标可为CHD的围手术期管理、体外循环策略、结局预测等提供一些指导。但对于紫绀型CHD患儿，由于低氧血症引起的继发性Hb及HCT升高，以及不同年龄段患儿Hb、HCT的基础值不同，围手术期Hb及HCT对紫绀型CHD患儿预后预测及评估标准难以统一，仍需进一步探讨。
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