微創(chuàng)心臟手術(shù)體外循環(huán)中需要注意的問題及其對策

金振曉

自從1952 年美國醫(yī)生John Lewis 在低溫下完成第一例心內(nèi)直視手術(shù)，1953 年Gibbon 醫(yī)生完成第一例體外循環(huán)（extracorporeal circulation， ECC）心臟手術(shù)后，心臟手術(shù)總是與創(chuàng)傷大、并發(fā)癥和死亡率高聯(lián)系在一起。 隨著技術(shù)的進步以及人民群眾對生活質(zhì)量要求的逐步提高，如何在保證有效治療的同時既減輕治療過程中的創(chuàng)傷和痛苦又改善術(shù)后生活質(zhì)量，成為心血管外科醫(yī)生不斷追求的目標。 相應地多種微創(chuàng)心臟手術(shù)技術(shù)不斷涌現(xiàn)出來，有的微創(chuàng)治療技術(shù)不需要ECC 的參與，如冠狀動脈介入治療技術(shù)、先天性心臟病介入封堵技術(shù)、大血管疾病的腔內(nèi)治療技術(shù)和介入瓣膜植入技術(shù)等，使其已經(jīng)成為一個獨立的學科，進而重塑了整個心血管疾病治療產(chǎn)業(yè)的形態(tài)。 但仍還有很多心臟手術(shù)需要在ECC輔助下進行，這些心臟手術(shù)也衍化出多種微創(chuàng)技術(shù)，其中最常見的是在較小的切口下完成心臟手術(shù)，如全胸腔鏡下的心臟手術(shù)、遠程控制機器人心臟手術(shù)、右（左）前外側(cè)切口的心臟手術(shù)、腋下直切口的心臟手術(shù)、胸骨上（下）段切開的心臟手術(shù)等等。 有的專家把縮短ECC 時間和心臟停搏時間及采用閉式ECC 技術(shù)的心臟手術(shù)技術(shù)也歸到微創(chuàng)心臟手術(shù)的范疇。 本文討論的范圍局限于采用較小的切口在ECC 輔助下完成的心臟手術(shù)，這些手術(shù)方法由于術(shù)野顯露不充分，手術(shù)操作難度加大，手術(shù)時間延長，對ECC 技術(shù)、麻醉技術(shù)和術(shù)中監(jiān)測都提出了特殊的要求，灌注師需要充分認識到手術(shù)操作本身對ECC管理的影響，需要對可能出現(xiàn)的問題有清醒的認識，同時在心理、技術(shù)和物資上做好準備。

1 較細的插管與流量需求之間的矛盾

多種微創(chuàng)心臟手術(shù)需要采用外周ECC 插管，比較常見的插管方法是股動靜脈插管，由于外周血管在解剖形態(tài)上較升主動脈和右心房要細很多，選取的動靜脈插管口徑往往比較細，手術(shù)過程中經(jīng)常出現(xiàn)泵壓過高和引流不足的問題，這就限制了ECC 過程中流量范圍的上限。 一項回顧性研究表明［1］，股動靜脈轉(zhuǎn)流下右前外側(cè)切口二尖瓣手術(shù)中，有38.5%的患者泵流量指數(shù)低于2.2 L／（m2·min），而常規(guī)正中開胸患者術(shù)中泵流量指數(shù)低于2.2 L／（m2·min）的發(fā)生率只有9%。 泵流量不足帶來的問題是氧供不足，為了彌補因為泵流量不足造成的氧供不足，就必須提高ECC 血液的攜氧能力，也就是提高血液的血細胞比容，那么這就帶來了第二個矛盾。

2 降低預充量與術(shù)中管路可變性之間的矛盾

提高術(shù)中血細胞比容的一個重要方法是降低ECC 管路的預充量，也就是盡量縮短ECC 管路。 但是，微創(chuàng)心臟手術(shù)的一個重要特點就是，一旦術(shù)中出現(xiàn)預想不到的問題，往往可能需要同時改變ECC 策略，比如增加一支靜脈引流管或者動脈灌注管，或者改變插管的位置，這需要增加分叉管路或者適當延長管路以應對這種改變，這既增加了管路的復雜性，也增加了ECC 預充量。

3 管理復雜性與降低氣栓發(fā)生風險之間的矛盾

影響泵流量的一個主要因素是靜脈引流不足。為了解決這個問題，多數(shù)情況下會使用負壓輔助的靜脈引流（vacuum-assisted venous drainage，VAVD）技術(shù)增加靜脈端的負壓以達到改善引流的目的。 但是，這么做也有一定的負面效應。 首先，VAVD 顯著增加了ECC 管理的復雜程度；其次，在靜脈插管位置不佳的情況下，負壓的使用可能造成腔靜脈和右心房壁的塌陷，反而會使引流量進一步下降；最后，在負壓的作用下，在經(jīng)ECC 管路給藥、采集血樣等操作時經(jīng)阻閉不嚴的靜脈插管和中心靜脈導管，可能會把氣泡帶入循環(huán)血液。 研究表明，采用祛泡性能更好的氧合器、靜脈儲血器和動脈微栓濾器，可以有效降低ECC 血液中氣泡的含量［2］。 此外，由于微創(chuàng)心臟手術(shù)術(shù)野限制，主動脈阻閉開放前的排氣操作往往難以達到排盡心腔內(nèi)氣體的效果，因此而產(chǎn)生的氣泡數(shù)量多，且在心臟復跳后較長時間內(nèi)難以排出，這種現(xiàn)象在心臟功能較差且心腔擴大的患者更加顯著［3］。 手術(shù)過程中使用二氧化碳（2 ～3 L／min）覆蓋術(shù)野可以顯著減少主動脈開放后心腔內(nèi)氣泡含量［4］。 我們推薦的排氣策略是在主動脈阻閉開放前，即經(jīng)心臟停搏液灌注管緩慢抽吸以協(xié)助排氣，同時患者處于頭低位。 開放主動脈后，繼續(xù)抽吸，直到心臟恢復強有力的跳動同時經(jīng)食管超聲檢查確認心腔內(nèi)沒有氣泡后，再拔除心臟停搏液灌注管。

4 外周ECC 與其相關(guān)的潛在腦損傷風險

因為微創(chuàng)手術(shù)技術(shù)的需要，往往需要采用股動靜脈轉(zhuǎn)流，由此帶來的問題是人體最重要的臟器——大腦就處于潛在的危險境地。 首先是這種灌注模式下，大腦處于灌注血流的末端，大腦動脈血壓可能會低于腦血管自主調(diào)節(jié)的閾值，從而容易發(fā)生灌注不良；其次，逆行的動脈灌注血流容易造成主動脈內(nèi)壁上的斑塊脫落而形成固體栓子，導致引起腦栓塞；第三，在主動脈阻閉前和主動脈開放后，并行循環(huán)的情況下，患者上半身的血液灌注來源取決與自體心臟搏出血流和ECC 血流的相對比例。 如果并行循環(huán)下，ECC 灌注師與麻醉醫(yī)生沒有很好地配合，有時會發(fā)生提前停止（或推遲恢復）肺通氣的情況，這時心臟搏出的血液沒有充分氧合（差異性紫紺），可能會造成大腦和心臟缺氧性損傷。 應對的策略，首先是術(shù)前一定要做全身動脈硬化程度的評估，對于有股動脈和主動脈顯著硬化的患者，應該謹慎采用外周循環(huán)模式；其次，術(shù)中監(jiān)測至少應該監(jiān)測右側(cè)橈動脈壓力和右手脈搏氧，最好能做雙側(cè)額部的近紅外反射光譜監(jiān)測腦組織的氧合狀況，可以提供灌注師和麻醉醫(yī)生大腦血壓和血液氧合的信息；最后，術(shù)中外科醫(yī)生、麻醉醫(yī)生和灌注師順暢的交流和密切的配合都是防止?jié)撛谀X損傷發(fā)生的最重要的保障。

5 有限的手術(shù)視野與心肌保護之間的矛盾

目前心臟手術(shù)中心肌保護主要遵守三大原則，即心臟電機械活動靜止、低溫和心臟停搏液灌注。在常規(guī)正中開胸的心臟手術(shù)中，還可以在心包內(nèi)填入冰泥維持低溫。 但是在全胸腔鏡心臟手術(shù)或者右外側(cè)小切口的心臟手術(shù)中，一方面心包內(nèi)不方便填入冰泥，另一方面，心臟處于胸壁包圍下，心肌溫度容易升高，也會顯著影響心肌保護效果。 此外，小切口和全胸腔鏡下心臟手術(shù)的心臟停搏液灌注效果判定存在一定困難，主要依靠心電圖變?yōu)橹本€和冠狀靜脈竇液體回流速率兩方面，對于左心室是否膨脹，主動脈瓣是否存在關(guān)閉不全，難以直觀評價，因此可能存在因主動脈瓣關(guān)閉不全導致的心臟停搏液灌注不足的問題。 本團隊曾經(jīng)采用經(jīng)食道超聲監(jiān)測心臟停搏液的灌注情況，發(fā)現(xiàn)有些患者的主動脈瓣在灌注時存在關(guān)閉不全的情況，部分停搏液漏入左心室造成左心室膨脹；也曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于使用頻率過高，Chitwood 阻閉鉗材料和結(jié)構(gòu)疲勞，在沒有應力的情況下可以閉合，但在有應力的情況下會閉合不嚴。這就造成一種現(xiàn)象，在心臟停搏液灌注的時候，心臟可以停搏，一旦停止灌注，由于阻閉不完全，少量動脈血重新灌注冠脈血管，從而引起心臟電機械活動的出現(xiàn)。 這些都會造成心肌保護效果不佳以致影響患者的心臟功能恢復和預后。 解決的方法是微創(chuàng)心臟手術(shù)時應該采用一定程度的低溫，以防止心肌過快復溫；在心臟停搏液灌注過程中，應采用經(jīng)食管超聲監(jiān)測主動脈瓣關(guān)閉情況和左心室充盈情況；對于手術(shù)中使用的關(guān)鍵器械，應該在使用前檢查確認其功能是否完好，避免因小問題造成大麻煩。

6 靜脈引流不足與心肌保護的關(guān)系

在單純主動脈瓣手術(shù)或者經(jīng)房間溝徑路的二尖瓣手術(shù)時，由于右心房處于閉合狀態(tài)，雖然避免了上下腔靜脈阻閉的操作，但如果發(fā)生靜脈引流不佳的情況，飽滿的右心系統(tǒng)會帶來兩個問題，一是右心房血液經(jīng)冠狀靜脈竇逆行灌注停搏的心臟，會造成心肌溫度快速升高，同時將心臟停搏液從冠脈系統(tǒng)中沖走，心臟會出現(xiàn)電機械活動，這就同時破壞了心肌保護的三原則，必然造成心肌保護不佳；二是右心系統(tǒng)的血液也會經(jīng)過肺循環(huán)到達左心系統(tǒng)，必然造成左心內(nèi)血液增多從而影響手術(shù)視野，相應地增加手術(shù)操作難度，也延長了手術(shù)時間，這也是最容易招致外科醫(yī)生詬病的問題。 這些問題的出現(xiàn)多與靜脈插管選擇不當有關(guān)。 有的團隊選用雙級股靜脈插管用于成人的微創(chuàng)心臟手術(shù)，這種插管的特點是其近端和遠端都有引流孔，可以分別置于下腔靜脈和上腔靜脈內(nèi)，便于阻閉上下腔靜脈切開右心房進行手術(shù)。但是對于不切開右心房的手術(shù)，這種插管則存在缺陷。 由于其引流孔較少，在術(shù)中操作中，特別是經(jīng)房間溝徑路進行二尖瓣手術(shù)時，房間隔向胸骨側(cè)的牽拉會造成引流孔移位，往往會發(fā)生引流不足的情況，使用VAVD 也不能改善，反而可能會造成心臟和血液的損傷。 這種情況下，應該選用合適口徑的多引流孔的單級股靜脈插管，或者同時加用右側(cè)頸內(nèi)靜脈插管以引流上腔靜脈，在VAVD 的輔助下，多能獲得較為理想的靜脈引流，使右心系統(tǒng)處于充分引流狀態(tài)，從而避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。

7 微創(chuàng)手術(shù)有限的手術(shù)視野與室顫處理之間的矛盾

事實上，微創(chuàng)心臟手術(shù)患者在冠脈循環(huán)開放后發(fā)生室顫的幾率顯著高于常規(guī)心臟手術(shù)，一方面是因為上述種種情況容易造成心肌保護效果不佳，另一方面是心腔內(nèi)氣體不易排干凈。 有時，心臟恢復自主跳動后又會出現(xiàn)室顫，這很大程度上與冠脈進氣有關(guān)。 因此，經(jīng)常需要除顫操作。 常規(guī)的手持式心臟直接除顫電極難以使用，最常用的是術(shù)前已經(jīng)安放好的胸壁除顫電極板。 由于右側(cè)肺塌陷，右側(cè)胸腔充滿氣體，導電性能差，除顫前需要在胸腔內(nèi)加入一些鹽水，以提高除顫成功率。 對于循環(huán)血液中鉀離子濃度不高的患者，可以經(jīng)ECC 管路快速注入一劑氯化鉀，以短暫提高循環(huán)血液中鉀離子含量，有時可以使室顫消失，轉(zhuǎn)為自主心律，稱之為“化學除顫”。 當然，也可以再次阻閉主動脈，經(jīng)主動脈根部給予一次心臟停搏液灌注，待心臟電活動消失后再開放主動脈，這樣的操作不但可以除顫，還可以將冠狀動脈內(nèi)氣體沖刷出去。

8 微創(chuàng)心臟手術(shù)過程中經(jīng)食道超聲監(jiān)測的價值

經(jīng)食道超聲檢查可以提供動脈血流灌注的形態(tài)和主動脈壁變化的相關(guān)信息，幾乎可指導手術(shù)過程中每一步操作。 如在建立體外循環(huán)插管時，可輔助判斷動脈插管是否造成主動脈夾層以及靜脈插管位置是否適當。 灌注心臟停搏液時，可以判斷心臟停搏液灌注管的位置以及灌注過程中是否存在主動脈瓣關(guān)閉不全的情況。 主動脈開放后，還可以判斷心腔內(nèi)排氣的情況、冠脈灌注的情況、心內(nèi)結(jié)構(gòu)修復是否完善、心臟功能恢復情況以及有效循環(huán)容量是否充足，并指導ECC 停機。 因此，經(jīng)食道超聲檢查是微創(chuàng)心臟手術(shù)中不可或缺的監(jiān)測工具。

總之，ECC 下的微創(chuàng)心臟手術(shù)不僅僅是手術(shù)徑路的改變，也不僅僅是ECC 插管位置的改變，它對外科醫(yī)生、灌注師和麻醉醫(yī)生都提出了更高的要求。灌注師作為ECC 的掌控者和術(shù)中患者生命的維持者，一定要保持警覺，密切監(jiān)測可能發(fā)生的問題，隨時與外科醫(yī)生和麻醉師溝通，并提出建設性的建議。外科醫(yī)生和麻醉醫(yī)生也必須了解ECC 的需求，任何操作都必須在滿足ECC 灌注的情況下進行。 所有的手術(shù)參與者對術(shù)中可能發(fā)生的問題和應對策略都要有深刻的理解和判斷，這樣才能真正達到微創(chuàng)的要求，使患者獲益，不然就會因小失大，危及患者生命。