機(jī)器人心臟外科手術(shù)淺談

楊蘇民 王清江 于霄霖

·專家筆談·

機(jī)器人心臟外科手術(shù)淺談

楊蘇民 王清江 于霄霖

達(dá)芬奇； 機(jī)器人； 二尖瓣； 冠心??； 冠狀動(dòng)脈搭橋

隨著達(dá)芬奇機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，不開胸微創(chuàng)手術(shù)逐漸成為主流，達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于普外科、泌尿外科、婦科、胸外科、心臟外科、小兒外科、耳鼻喉外科、甲狀腺外科、口腔科、頭頸外科等領(lǐng)域，并幾乎涵蓋了以上學(xué)科的所有基本手術(shù)[1]，并且創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、住院時(shí)間短。在心臟外科，二尖瓣修補(bǔ)/置換術(shù)、房間隔/室間隔缺損修補(bǔ)術(shù)、心臟腫物清除術(shù)、心包腫物切除術(shù)、冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)等手術(shù)均可在達(dá)芬奇機(jī)器人輔助下進(jìn)行。2008年，解放軍總醫(yī)院購(gòu)入國(guó)內(nèi)第一臺(tái)達(dá)芬奇機(jī)器人，于2010年成立達(dá)芬奇機(jī)器人心臟手術(shù)培訓(xùn)中心，取得心外科手術(shù)種類世界第一的優(yōu)異成績(jī)[2]。我院于2014年開展達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)技術(shù)，經(jīng)過(guò)兩年努力，于2016年達(dá)到心外科達(dá)芬奇手術(shù)量居全國(guó)第一位。現(xiàn)對(duì)達(dá)芬奇機(jī)器人在心外科的應(yīng)用以及達(dá)芬奇手術(shù)過(guò)程做一簡(jiǎn)要綜述。

一、患者的選擇

由于缺少專門的小兒達(dá)芬奇心臟器械，選擇患者是一般要求體重>40kg，并且排除主動(dòng)脈瓣疾病、高齡、肥胖、二次手術(shù)等原因造成的胸腔組織粘連、大血管疾病、嚴(yán)重肺動(dòng)脈高壓或呼吸功能不全、嚴(yán)重肝功能不全、嚴(yán)重腎功能不全、嚴(yán)重心腦血管并發(fā)癥、凝血功能障礙等。

二、患者體位

患者體位既要方便機(jī)器人器械進(jìn)行操作，又要避免傷害患者。手術(shù)醫(yī)生及助手站于患者的胸部切口側(cè)，床旁機(jī)器人位于對(duì)側(cè)。為了找到更好的手術(shù)操作視野，通常選擇在患者胸部切口側(cè)肩背部墊一胸墊，使患者冠狀位與手術(shù)臺(tái)呈15～25°夾角[3]。胸壁胸部切口側(cè)面與床沿平齊，手臂用中單固定，位置低于腋后線的水平，以更好地暴露胸壁。盡管患者與手術(shù)臺(tái)呈一定角度，主刀醫(yī)生仍然會(huì)要求將手術(shù)臺(tái)向?qū)?cè)傾斜，以更好地抬高并暴露手術(shù)野。由于患者胸壁抬高，麻醉醫(yī)生一般給患者頭部墊一墊子，使下巴與胸骨中線平齊，從而避免病床向?qū)?cè)傾斜時(shí)引起患者頭部向?qū)?cè)扭動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致臂叢神經(jīng)的牽拉損傷。

三、電除顫

由于達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)屬于微創(chuàng)手術(shù)，除顫儀的電極板無(wú)法進(jìn)入體內(nèi)，主刀醫(yī)生和麻醉醫(yī)生通過(guò)體表貼除顫電極貼來(lái)完成電除顫和電復(fù)律。電極貼通常貼于右側(cè)肩下部和左側(cè)胸壁，使兩電極貼連線通過(guò)心臟長(zhǎng)軸，以便于電流通過(guò)心臟[4]。因?yàn)殡娏魍瑯咏?jīng)過(guò)肌肉，為了防止電燒傷，在電除顫時(shí)應(yīng)將達(dá)芬奇機(jī)器人器械撤出患者體內(nèi)。同時(shí)進(jìn)行短暫的通氣，使胸腔內(nèi)壓力及二氧化碳?xì)怏w量減低，從而降低電阻抗，增加電復(fù)律的成功率。如果不能進(jìn)行體外除顫，也可應(yīng)用兒科器械插入胸腔內(nèi)充當(dāng)電極板進(jìn)行除顫。

四、血管通路

達(dá)芬奇手術(shù)的血管通路與常規(guī)開胸手術(shù)基本相同。術(shù)前不僅需要外周靜脈置管，還需要中心靜脈置管以便于測(cè)壓和注射藥物。動(dòng)脈測(cè)壓管通常選擇在患者的左橈動(dòng)脈，其原因如下：(1)手術(shù)體位導(dǎo)致右側(cè)手臂略低于腋后線，使手腕和肘部略彎曲，有時(shí)可致回血，導(dǎo)致動(dòng)脈波形不準(zhǔn)，并且體外循環(huán)時(shí)難以調(diào)整該部位。雖然有缺點(diǎn)，右側(cè)橈動(dòng)脈置管也是可以備用選擇的。應(yīng)用血管內(nèi)阻斷時(shí)可以通過(guò)右側(cè)橈動(dòng)脈檢測(cè)無(wú)名動(dòng)脈是否受阻[3，5]。(2)當(dāng)右側(cè)股動(dòng)靜脈插管困難時(shí)，可改為左側(cè)股動(dòng)靜脈進(jìn)行插管，應(yīng)盡量避免經(jīng)股動(dòng)脈置入動(dòng)脈測(cè)壓管。

五、麻醉與止疼

盡管達(dá)芬奇手術(shù)獲得了很高的評(píng)價(jià)[6]，但患者術(shù)后仍然會(huì)感到切口疼痛，原因包括切口創(chuàng)傷的刺激、術(shù)中機(jī)械臂牽拉、術(shù)后引流管刺激等。有研究表明，達(dá)芬奇手術(shù)的術(shù)后疼痛程度與常規(guī)開胸術(shù)后并沒有太大不同[7]。麻醉醫(yī)生通常會(huì)應(yīng)用一些靜脈藥物、局部麻醉藥進(jìn)行止疼。雖然胸部硬膜外鎮(zhèn)痛可能被視為一種理想形態(tài)的術(shù)后鎮(zhèn)痛方法，但這種方法并不普及。術(shù)前或術(shù)后應(yīng)用肋間或者脊椎旁神經(jīng)阻滯能夠達(dá)到很好的止疼效果[8]。

六、單肺通氣

由于達(dá)芬奇心臟手術(shù)是通過(guò)胸壁小切口進(jìn)行操作，因此，體外循環(huán)前后應(yīng)給予單肺通氣。術(shù)中使單肺塌陷有兩種方法，一種是應(yīng)用雙腔氣管插管，另一種是應(yīng)用帶有支氣管阻塞器的單腔氣管插管。鑒于大部分患者術(shù)后帶氣管插管，一些外科醫(yī)生更傾向于應(yīng)用支氣管阻塞器的單腔氣管插管，因?yàn)殡p腔器官插管術(shù)后要更換為單腔器官插管，增加操作量。與雙腔器官插管相比，應(yīng)用單腔器官插管使患者體外循環(huán)停機(jī)后更容易發(fā)生供氧不足[5]。事實(shí)上，體外循環(huán)停機(jī)后，單肺的PaO2/FiO2(氧合指數(shù))可能會(huì)比體外循環(huán)前減少超過(guò)50%[5]。供養(yǎng)不足經(jīng)常出現(xiàn)于體外循環(huán)后的單肺通氣過(guò)程中，可能是因?yàn)樗莘蔚难髁吭黾訉?dǎo)致了通氣肺的通氣/灌注比例嚴(yán)重失調(diào)[5]。當(dāng)套管針置入胸壁并行單肺通氣以后，主刀醫(yī)生通常會(huì)將操作側(cè)胸腔通入二氧化碳?xì)怏w，以減少胸腔中的空氣含量。這樣，在體外循環(huán)停機(jī)時(shí)，可以避免空氣進(jìn)入左心系統(tǒng)[6]。然而，二氧化碳吹入量增加也會(huì)使胸內(nèi)壓增高進(jìn)而導(dǎo)致靜脈回心血流受阻[3]。控制二氧化碳流量在2～3L/min，或者控制胸腔氣壓低于10mmHg，能夠有效避免上述情況的發(fā)生[3]。有些外科大夫提出在胸腔內(nèi)置入一個(gè)18-G的靜脈導(dǎo)管作為二氧化碳進(jìn)出的通道，能夠有效避免胸內(nèi)壓過(guò)高[3]。不管采用哪種方法，都應(yīng)盡量保證這段期間血流動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定，避免靜脈回心血流受阻。

七、手術(shù)過(guò)程

1.二尖瓣手術(shù)

(1)建立體外循環(huán)：達(dá)芬奇輔助下二尖瓣手術(shù)通常通過(guò)股動(dòng)脈、股靜脈建立體外循環(huán)。術(shù)前常規(guī)行計(jì)算機(jī)斷層血管造影(CTA)檢查，以排除大血管病變，如主動(dòng)脈夾層、假性動(dòng)脈瘤等疾病。部分醫(yī)院應(yīng)用多普勒超聲檢查來(lái)確定患者是否患有以上疾病[9]。髂動(dòng)脈及股動(dòng)脈粥樣硬化也視為手術(shù)禁忌證[10]。體外循環(huán)靜脈管一般應(yīng)用20～28F管道，經(jīng)股靜脈直通下腔靜脈置入右心房。插管前行食管超聲檢查確認(rèn)是否存在心房水平分流。應(yīng)用食管超聲確定靜脈管是否插入右心耳或者經(jīng)卵圓孔進(jìn)入左心房[11]。靜脈管的位置取決于上腔靜脈及肺動(dòng)脈的引流情況，同時(shí)跟醫(yī)生的習(xí)慣有關(guān)。主要有3種方式：①單管回流：?jiǎn)喂芑亓鲿r(shí)，靜脈管的頂端進(jìn)入到上腔靜脈與右心房連接處，或者位于上腔靜脈以上幾厘米。食管超聲再次定位確定靜脈進(jìn)入上腔靜脈的位置。需要注意的是，當(dāng)左房拉鉤拉起左房時(shí)，靜脈管可能因?yàn)闋坷饔枚鴱纳锨混o脈退回右心房。因此，置入靜脈管時(shí)要將靜脈管深入上腔靜脈3～5cm。②加入上腔靜脈管回流：為保證靜脈回流，有時(shí)會(huì)經(jīng)右側(cè)頸內(nèi)靜脈將上腔管置入上腔靜脈，上腔管型號(hào)一般為15～18F。同開胸手術(shù)體外循環(huán)方式基本一致。③加入主肺動(dòng)脈管回流：通過(guò)頸內(nèi)靜脈將特殊的上腔靜脈引流管置入主肺動(dòng)脈內(nèi)，輔助體外循環(huán)機(jī)引流。一般將其置入主肺動(dòng)脈的肺動(dòng)脈瓣與肺動(dòng)脈分叉之間。為保證血液回流，一般在靜脈管中接入負(fù)壓裝置。盡管用到的靜脈管管徑較細(xì)，但-40mmHg的負(fù)壓足夠維持術(shù)中靜脈回流與動(dòng)脈供血之間的平衡[12]。體外循環(huán)的動(dòng)脈管是通過(guò)股動(dòng)脈插入的，通常應(yīng)用導(dǎo)絲或游離出股動(dòng)脈后置入18～24F動(dòng)脈管。主動(dòng)脈管頂端到達(dá)腹主動(dòng)脈或髂動(dòng)脈遠(yuǎn)心端。應(yīng)確認(rèn)動(dòng)脈管進(jìn)入胸主動(dòng)脈，而不是進(jìn)入對(duì)側(cè)髂動(dòng)脈。

(2)心臟停跳：心臟停跳的方式有多種，包括順行灌注、逆行灌注和混合灌注。順行灌注又分為2種。第一種是血管外阻斷。將灌注管經(jīng)胸壁插入近端升主動(dòng)脈，這種方法跟傳統(tǒng)開胸手術(shù)的方法基本一致。第二種是血管內(nèi)阻斷。應(yīng)用一個(gè)長(zhǎng)100cm，管徑10.5F的管道，通過(guò)股動(dòng)脈插管進(jìn)入主動(dòng)脈根部。這種管道末端有一個(gè)氣囊，氣囊進(jìn)入升主動(dòng)脈后充氣使其膨脹，阻斷血流，相當(dāng)于血管內(nèi)的阻斷鉗。管道的末端存在順行灌注的通道，可以使停跳液進(jìn)入冠狀動(dòng)脈，防止其進(jìn)入體循環(huán)。氣囊的定位是非常重要的，如果氣囊阻塞冠狀動(dòng)脈或者無(wú)名動(dòng)脈，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥，如腦灌注不足等[3，5]。因此，有必要通過(guò)食管超聲進(jìn)行氣囊的正確定位。由此，一些主刀醫(yī)生主張從雙側(cè)橈動(dòng)脈置管以防止氣囊阻塞無(wú)名動(dòng)脈[3，5]。這兩種順行灌注的方法都有一個(gè)必要的前提，那就是主動(dòng)脈瓣結(jié)構(gòu)及功能基本正常。主動(dòng)脈瓣輕度以上反流被認(rèn)為是達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)順行灌注的相對(duì)禁忌證。逆行灌注也可以通過(guò)經(jīng)皮置入冠狀靜脈竇導(dǎo)管來(lái)實(shí)現(xiàn)。置入冠狀靜脈竇導(dǎo)管，一般選用右側(cè)頸內(nèi)靜脈作為穿刺點(diǎn)，并通過(guò)食管超聲和壓力檢測(cè)來(lái)定位。在進(jìn)行逆行灌注時(shí)，要同時(shí)監(jiān)測(cè)冠狀靜脈竇的壓力變化。逆行灌注時(shí)一般保持壓力在30～40mmHg之間，當(dāng)壓力大于50mmHg，則考慮改變逆灌管的位置或者降低輸出流量。

(3)手術(shù)切口：達(dá)芬奇機(jī)器人輔助二尖瓣手術(shù)通常是通過(guò)右側(cè)第四肋間腋前線切一6cm小口作為鏡頭進(jìn)入口及操作口，二氧化碳通過(guò)鏡頭臂套筒吹入胸腔內(nèi)，第二、第六肋間置入套筒針作為機(jī)械人左、右臂器械進(jìn)入的通道，第五肋間置入套筒針作為拉鉤器械進(jìn)入的通道。二尖瓣的解剖結(jié)構(gòu)決定了經(jīng)右側(cè)操作更具合理性[6]。

(4)手術(shù)方式：最常見的二尖瓣病變手術(shù)治療方案有兩種：二尖瓣置換術(shù)和二尖瓣成形術(shù)。二尖瓣置換術(shù)又分為三種[13]。①傳統(tǒng)的二尖瓣置換術(shù)：切除病變二尖瓣瓣膜及其瓣下腱索，置換二尖瓣生物瓣或機(jī)械瓣。②保留二尖瓣全部瓣葉的二尖瓣置換術(shù)：二尖瓣原始腱索、乳頭肌、瓣環(huán)不做處理，將二尖瓣前葉做簡(jiǎn)單處理，進(jìn)行二尖瓣置換。這種方法保存了二尖瓣生理結(jié)構(gòu)的完整性，維持了心臟結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，減少了左室破裂的發(fā)病率，有利于心臟功能的快速恢復(fù)。但也存在其局限性，二尖瓣狹窄嚴(yán)重的患者不適于此種方法，狹窄的二尖瓣不僅限制血流通過(guò)，還限制置換二尖瓣的瓣葉活動(dòng)度。③保留二尖瓣后瓣葉的二尖瓣置換術(shù)：切除二尖瓣前瓣及其腱索，保留后瓣葉，進(jìn)行二尖瓣置換術(shù)。這種方法不僅能夠在一定程度上維持心臟的原有結(jié)構(gòu)，而且能夠保證心臟的收縮功能[14]。但此種方法同樣存在缺陷，它不僅對(duì)主刀醫(yī)生的技術(shù)水平有很高的要求，而且存在出現(xiàn)瓣膜功能障礙、左室流出道梗阻等風(fēng)險(xiǎn)。

二尖瓣成形術(shù)主要分為三類[15]。①腱索成形術(shù)：主要應(yīng)用人工腱索和腱索轉(zhuǎn)移的方法，適用于腱索延長(zhǎng)、斷裂，乳頭肌斷裂等引起的二尖瓣關(guān)閉不全。該種方法對(duì)瓣葉的處理最小，最大的保留了瓣葉的原始結(jié)構(gòu)與功能。但也存在手術(shù)難度大、適應(yīng)范圍狹窄等缺點(diǎn)[16]。②瓣葉成形術(shù)：主要包括三角形切除成形、楔形切除成形、瓣葉穿孔修補(bǔ)、雙孔化成形等手術(shù)方法[17]。方法的選擇不僅根據(jù)患者的病理生理改變，還取決于主刀醫(yī)生的習(xí)慣與技術(shù)水平。③瓣環(huán)成形術(shù)：可單獨(dú)應(yīng)用于二尖瓣瓣環(huán)擴(kuò)大患者，亦可與以上二尖瓣成形術(shù)結(jié)合應(yīng)用。由于達(dá)芬奇機(jī)器人能夠?qū)⑹中g(shù)視野放大10倍，使手術(shù)靈敏度和準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高，從而降低了二尖瓣成形的手術(shù)難度，進(jìn)而促進(jìn)了二尖瓣成形手術(shù)的發(fā)展。

(5)打結(jié)方法：盡管達(dá)芬奇機(jī)器人具有很高的靈敏度，但應(yīng)用達(dá)芬奇器械進(jìn)行體內(nèi)打結(jié)依然很耗費(fèi)時(shí)間。因此出現(xiàn)了二種新的打結(jié)方法。①主刀醫(yī)生體內(nèi)縫合后，由助手應(yīng)用打結(jié)器于體外進(jìn)行打結(jié)。這種方法即準(zhǔn)確又迅速[18]，并且對(duì)線的損傷比機(jī)器人打結(jié)小。②刀醫(yī)生可以選擇應(yīng)用鎳鈦合金線夾代替打結(jié)操作[19]?，F(xiàn)在國(guó)外大部分縫合都應(yīng)用鎳鈦合金線夾，并且逐步應(yīng)用于開胸手術(shù)中[18，20]，但在國(guó)內(nèi)，這項(xiàng)技術(shù)仍不成熟。

2.冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)

(1)手術(shù)切口：達(dá)芬奇機(jī)器人輔助冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)通常是通過(guò)左側(cè)第四肋間鎖骨中線外側(cè)2cm置入鏡頭套筒針，二氧化碳通過(guò)鏡頭臂套筒吹入胸腔內(nèi)，第二、第六肋間置入套筒針作為機(jī)械人左、右臂器械進(jìn)入的通道。

(2)手術(shù)方式：最常見的達(dá)芬奇輔助冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)治療方案有四種：非體外循環(huán)下全機(jī)器人冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)、體外循環(huán)下全機(jī)器人冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)、機(jī)器人輔助乳內(nèi)動(dòng)脈游離+胸壁小切口冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)以及雜交手術(shù)[21]。非體外循環(huán)下全機(jī)器人冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)在乳內(nèi)動(dòng)脈游離完成備用后，在左側(cè)肋下或劍突下打孔[22]，通過(guò)此孔置入心肌固定器。固定器中包含打水裝置，能夠在縫合時(shí)使靶血管暴露的更加清楚。由于操作復(fù)雜，目前此類手術(shù)多用于單支病變的冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)中。體外循環(huán)下全機(jī)器人冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)的體外循環(huán)建立過(guò)程與上述二尖瓣體外循環(huán)建立過(guò)程基本一致。體外循環(huán)可使雙肺壓縮、心臟排空以獲得良好的手術(shù)暴露，心臟停跳使血管吻合更加簡(jiǎn)便，降低了手術(shù)難度。機(jī)器人乳內(nèi)動(dòng)脈游離+胸壁小切口冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)是目前較為流行的手術(shù)方式。乳內(nèi)動(dòng)脈游離備用后，撤除機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)并終止二氧化碳?xì)庑?。而后通過(guò)內(nèi)鏡確定血管吻合的位置，并使用腰椎穿刺針穿過(guò)胸壁以標(biāo)記小切口的位置[23]。此外，還可以通過(guò)直接擴(kuò)大此前的機(jī)械臂孔來(lái)達(dá)到上述目的。而后使用軟組織牽開器以暴露手術(shù)野并用心肌固定器穩(wěn)定心肌。以上工作完成后即可用標(biāo)準(zhǔn)的非停跳搭橋技術(shù)完成血管吻合。雜交手術(shù)適用于多支病變的冠心病患者。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療與冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)在雜交手術(shù)室中同期進(jìn)行，通常先進(jìn)行機(jī)器人輔助下乳內(nèi)動(dòng)脈-前降支冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)，而后經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入處理非前降支病變，其優(yōu)點(diǎn)主要是住院時(shí)間短，術(shù)中可評(píng)估橋血管通暢度以及在經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入失敗時(shí)可行補(bǔ)救性搭橋手術(shù)治療[24]，其缺點(diǎn)主要是較長(zhǎng)的手術(shù)時(shí)間、較高的費(fèi)用、腎損傷、出血及急性支架內(nèi)血栓形成等[25-26]。對(duì)于非前降支病變引起的急性冠脈綜合征患者，首先行經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療是更好的選擇，但其缺陷是顯而易見的。美國(guó)心臟學(xué)會(huì)推薦先行冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)，這也是應(yīng)用最多的雜交手術(shù)方式，其主要優(yōu)勢(shì)為可以在血管造影下評(píng)估橋血管的通暢性，并在介入過(guò)程中保護(hù)前壁心肌[26]。

八、展望

達(dá)芬奇機(jī)器人技術(shù)是新的技術(shù)革新，人們正式邁入了心臟外科手術(shù)的微創(chuàng)時(shí)代。通過(guò)達(dá)芬奇機(jī)器人的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)了其具有創(chuàng)傷小、縮短住院時(shí)間、提高生活質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，達(dá)芬奇機(jī)器人技術(shù)也帶動(dòng)了其他技術(shù)的革新，如鎳鈦合金線夾、血管內(nèi)阻斷等技術(shù)相繼誕生，并逐步向普通手術(shù)中推廣。但不得不承認(rèn)，達(dá)芬奇機(jī)器人技術(shù)也存在其不足：達(dá)芬奇器械過(guò)于笨重、所需耗材及花費(fèi)增多、手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)、缺乏觸覺反饋等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與手術(shù)團(tuán)隊(duì)的不斷磨合與努力，相信這些問(wèn)題在不久的將來(lái)都將得以解決，我們也將迎來(lái)達(dá)芬奇手術(shù)的新時(shí)代。

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(本文編輯：楊澤平)

10.3969/j.issn.1005-6483.2017.05.002

266003 山東省青島大學(xué)附屬醫(yī)院心血管外科

2017-04-30)