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      逆行灌注心臟不停跳體外循環(huán)過程中心肌保護(hù)研究進(jìn)展

      2014-03-19 06:01:51
      微創(chuàng)醫(yī)學(xué) 2014年4期
      關(guān)鍵詞:冠狀體外循環(huán)瓣膜

      鐘 宏

      (廣西北海市人民醫(yī)院心胸外科,北海市 536000)

      逆行灌注心臟不停跳體外循環(huán)過程中心肌保護(hù)研究進(jìn)展

      鐘 宏

      (廣西北海市人民醫(yī)院心胸外科,北海市 536000)

      大多學(xué)者認(rèn)為手術(shù)過程中心肌保護(hù)成為手術(shù)成功的關(guān)鍵。目前,已有大量的實(shí)驗(yàn)和臨床研究表明心臟不停跳手術(shù)有較好的心肌保護(hù)效果。本文就心臟不停跳手術(shù)對(duì)心肌保護(hù)效果做一綜述。

      心臟不停跳;手術(shù)治療;心肌保護(hù)

      心血管外科已有100多年的歷史。早在1896年,Rehn就開始了人類心臟上的縫合技術(shù),但直到1953年Gibbon等研究出體外循環(huán)機(jī),才打開了心臟外科禁區(qū)之門,真正地揭開現(xiàn)代心臟外科學(xué)發(fā)展的序幕[1]。因心肌保護(hù)一直是心臟外科的重要環(huán)節(jié),國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直不斷尋找更理想的心肌保護(hù)辦法,1955年Melrose首先提出了心臟停跳液技術(shù),從此這種技術(shù)成為心外科心肌保護(hù)的主要方法。1973年Gay等對(duì)Melrose原液成功進(jìn)行了改進(jìn),為臨床合理應(yīng)用高K+心停搏液奠定了基礎(chǔ),淺低溫體外循環(huán)(CPB)結(jié)合主動(dòng)脈根部灌注冷K+心停搏液加心臟局部深低溫的方法已成為全世界絕大多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)常用的基本方法。到20世紀(jì)80年代,又提出了一個(gè)新概念,即“溫心外科(Warm heart Surgery)”[2]。Lichtenstein等[3]在此基礎(chǔ)上,利用持續(xù)灌注溫血K+停搏液的辦法保護(hù)心肌取得良好效果,并逐漸應(yīng)用于臨床。

      1 背景與現(xiàn)狀

      隨著CPB設(shè)備、灌注技術(shù)及心臟外科技術(shù)的不斷發(fā)展,CPB心內(nèi)直視手術(shù)的不良反應(yīng)已明顯減少,安全性有所提高。但仍不能避免心肌缺血再灌注損傷,眾多改良心肌保護(hù)液尚無一種公認(rèn)的配方能解決心肌缺血、缺氧和復(fù)灌的損傷。在此背景下,于上世紀(jì)80年代后期,國(guó)內(nèi)外逐漸開始采取在CPB心臟跳動(dòng)的條件下不阻斷主動(dòng)脈、不使用心臟停搏液進(jìn)行手術(shù),獲得較理想的心肌保護(hù)效果,引起普遍關(guān)注。至1992年,顧瑞華等[4]首先報(bào)道了在CPB心臟不停跳下施行右心系統(tǒng)的心內(nèi)直視手術(shù),隨后何巍等[5]改進(jìn)了淺低溫CPB心臟不停跳心內(nèi)直視手術(shù)方法,使該技術(shù)發(fā)展到左心系統(tǒng)手術(shù)中。肖穎彬等[6]在此基礎(chǔ)上又進(jìn)一步地改善了手術(shù)野的顯露,完善了術(shù)中排氣措施,擴(kuò)展了手術(shù)指征,進(jìn)一步推動(dòng)了心肌保護(hù)效果[7,8]。由于此手術(shù)方式使心肌持續(xù)得到氧、血液的灌注,可以維持較接近生理狀態(tài)的有氧代謝及相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境,沒有經(jīng)過心臟停跳和復(fù)蘇的非生理性過程,沒有受到低溫、高K+和較大溫差的不利影響,也沒有再灌注損傷的影響,心肌保護(hù)取得了較大的效果,術(shù)后低心排和嚴(yán)重心律失常少見[9~11],特別是對(duì)于心功能不良、心臟高度增大和手術(shù)時(shí)間較長(zhǎng)的患者更具有重要臨床意義[12,13]。

      經(jīng)冠狀靜脈竇逆行灌注的心肌保護(hù)方法是1956年Lillehei等[14]首次成功用于臨床,該方法在很長(zhǎng)時(shí)間里一直未能得到重視和應(yīng)用。但近幾十年的研究發(fā)現(xiàn),逆行灌注能為冠狀動(dòng)脈狹窄遠(yuǎn)端心肌提供良好的保護(hù),這又重新激起人們對(duì)逆行灌注的興趣。該手術(shù)采用經(jīng)冠狀靜脈竇持續(xù)灌注,心臟無須停跳,因此,避免了中低溫心臟停跳心內(nèi)直視手術(shù)所致的心肌缺血再灌注損傷。大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究均證實(shí)有更好的心肌保護(hù)效果[15~19]。該技術(shù)是一種簡(jiǎn)便、安全、較接近生理狀態(tài)且心肌保護(hù)效果較為理想的新方法,可為心臟外科醫(yī)生多提供一種可選擇的心肌保護(hù)措施[10]。

      2 逆行灌注心臟不停跳心肌保護(hù)的基本原理

      2.1 逆行灌注心臟不停跳的解剖學(xué)基礎(chǔ) 心臟的靜脈引流系統(tǒng)按照Hochberg等[20]的分法,可把其分為大系統(tǒng)和小系統(tǒng)兩大內(nèi)在聯(lián)系的系統(tǒng)。前者包括聯(lián)系冠狀動(dòng)脈系統(tǒng)、毛細(xì)血管網(wǎng)、冠狀靜脈竇和右房之間的靜脈管道,占冠狀靜脈引流量的73%;后者包括動(dòng)脈竇間隙(聯(lián)系毛細(xì)血管前冠狀動(dòng)脈系統(tǒng)和心室腔)及Thebesian靜脈(連接冠狀靜脈和心室腔)組成,小靜脈是直接引流入心室腔的靜脈網(wǎng),主要分布在右心室心肌中,占冠狀靜脈引流量的27%。冠狀靜脈是無瓣膜的管道,并通過毛細(xì)血管及竇狀隙和心肌細(xì)胞相通,氧的彌散距離較短,有利于心肌細(xì)胞攝取O2和進(jìn)行物質(zhì)交換,這為逆行灌注提供了解剖上的可能[21]。

      2.2 逆行灌注心臟不停跳的心肌保護(hù)機(jī)制 該技術(shù)是從主動(dòng)脈灌注管中分出的一根灌注管,并對(duì)冠狀靜脈竇進(jìn)行逆行灌注,不采用心臟停搏液,使心肌得到持續(xù)的氧合血灌注,心臟始終保持有節(jié)律的空搏狀態(tài),有效地維持了心肌組織內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,保持較接近生理的有氧代謝、酸堿平衡和電解質(zhì)平衡。心臟不受高K+、低溫、停搏及復(fù)蘇過程的非生理性打擊,不受心臟按壓、電擊除顫等機(jī)械性損傷,從而最大程度地減輕了心肌缺血再灌注損傷。近年來,何巍等[10]研究證明,淺低溫CPB心臟不停跳手術(shù)能避免心肌缺血再灌注損傷,更好地保護(hù)了心肌的超微結(jié)構(gòu),能減少代表心肌細(xì)胞損傷程度的肌鈣蛋白及各種心肌酶的釋放;可減少術(shù)中中性粒細(xì)胞在肺部的積聚和激活,減少了術(shù)后肺部炎性因子的釋放,從而可以有效地減輕術(shù)后肺損傷;能減少炎性因子而增加抗炎因子的釋放致減輕術(shù)后炎性反應(yīng)。

      3 手術(shù)方法

      3.1 CPB的建立 常規(guī)方法建立CPB后,經(jīng)主動(dòng)脈插管緩慢注入預(yù)充液,先開放上腔靜脈引流,估計(jì)機(jī)內(nèi)預(yù)充液基本所流出血量代替后再開放下腔靜脈引流,并迅速提高灌注流量,同時(shí)注意保持灌注與引流的動(dòng)態(tài)平衡。為了保證有效灌注量,必須保證靜脈引流通暢,應(yīng)及時(shí)回收術(shù)野和心包腔內(nèi)的血液,防止丟失。

      3.2 逆行灌注的基本方法 Shapira等[22]研究認(rèn)為,逆行灌注不受冠狀動(dòng)脈病變程度的影響,心停搏液降溫滿意。到80年代后期,經(jīng)冠狀靜脈竇逆行灌注冷心停搏液或含氧血心停搏液已較廣泛地用于冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)和主動(dòng)脈瓣替換術(shù)。Menasche等[23]報(bào)道了一組500例主動(dòng)脈瓣替換的臨床研究,認(rèn)為逆行灌注是安全有效的心肌保護(hù)方法,且無冠狀動(dòng)脈插管的并發(fā)癥,手術(shù)操作簡(jiǎn)單,優(yōu)勢(shì)明顯。逆行灌注法可分為直視插管和非直視插管法。

      3.2.1 直視插管法 方法是手術(shù)過程中阻斷上下腔靜脈、切開右房后,在冠狀靜脈竇口處先縫一荷包,直視下將逆灌導(dǎo)管插入冠狀靜脈竇2~3 cm,注水3 mL使管前端水囊充盈,以防管道滑脫,然后收緊荷包??刹捎肅PB機(jī)的一個(gè)小泵作為逆行灌注專用泵,控制流量200~300 ml/min,控制壓力在5.3~7.5 kPa(約40~60 mmHg)。該方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確,但須切開右心房。另一種方法可以從主動(dòng)脈灌流管接“Y”形接頭,分出一根灌注管道與逆行灌注管連接并進(jìn)行持續(xù)灌注,可采用輸液夾鉗夾法控制其灌注量和灌注壓。此方法操作簡(jiǎn)單,但不夠精確。

      3.2.2 非直視插管法 該方法是在右心房壁近冠狀靜脈竇處先縫一荷包,在CPB開始前將逆灌導(dǎo)管通過荷包孔插入右心房,用手指于右房室溝處引導(dǎo),將逆灌導(dǎo)管插入冠狀靜脈竇,然后收緊荷包。其余操作同直視插管法。該方法優(yōu)點(diǎn)是無須切開右心房,右心房可插單根引流管,但需有一定經(jīng)驗(yàn),有時(shí)不夠準(zhǔn)確,可致逆灌管脫出。

      4 手術(shù)適應(yīng)證及禁忌證

      4.1 適應(yīng)證

      4.1.1 心臟瓣膜病手術(shù) 對(duì)于心臟瓣膜特別是對(duì)重癥瓣膜病變的患者,往往因病史長(zhǎng)、心臟擴(kuò)大較明顯、心功能較差、手術(shù)耐受力差等原因,術(shù)后容易出現(xiàn)低心排、惡性心律失常、肝腎功能衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥,病死率較高。采用逆行灌注心臟不停跳手術(shù),可以避免因心臟停跳而致的心肌缺血再灌注損傷、低溫、心臟按摩和電除顫等物理性損傷,有效地減少術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率,明顯降低手術(shù)病死率。尹俊等[24]報(bào)道161例心臟不停跳瓣膜置換術(shù)病例,證實(shí)此技術(shù)有較好的心肌保護(hù)效果;花光斌等[17]對(duì)心臟不停跳手術(shù)對(duì)心肌細(xì)胞存活情況進(jìn)行研究,結(jié)果心肌細(xì)胞存活情況在不停跳組比在停跳組高,不停跳手術(shù)要比停跳手術(shù)顯示出更好的心肌保護(hù)效果。該技術(shù)對(duì)重癥瓣膜手術(shù)有良好的療效。

      4.1.2 先天性心臟病(CHD)手術(shù) 目前,已有很多文獻(xiàn)報(bào)道證實(shí)大部分CHD(如房間隔缺損、室間隔缺損)可用該手術(shù)進(jìn)行。Ma等[25]研究了不停跳體外循環(huán)下先天性心臟病手術(shù)的心肌損傷情況,病例主要來自房缺、室缺、法洛氏四聯(lián)癥的病人,證實(shí)了不停跳下心內(nèi)直視手術(shù)對(duì)先心病手術(shù)的心肌保護(hù)作用顯著。馮旭等[26]報(bào)道心臟不停跳手術(shù)對(duì)法洛四聯(lián)癥根治術(shù)的心肌保護(hù)作用良好,說明掌握好該技術(shù)可糾治先天性心內(nèi)畸形。

      4.1.3 合并重度肺動(dòng)脈高壓患者 也有相關(guān)報(bào)道心臟不停跳手術(shù)對(duì)合并重度肺動(dòng)脈壓高患者的心肌保護(hù)效果良好,如陳林等[27]報(bào)道實(shí)驗(yàn)組58例CHD合并重度肺動(dòng)脈高壓的患者,術(shù)中測(cè)右室壓/左室壓比>0.70,術(shù)后效果良好,說明該技術(shù)適用于合并重度肺動(dòng)脈高壓病例。

      4.1.4 冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)或同時(shí)行瓣膜手術(shù) 一般情況下,粥樣硬化病變不侵犯靜脈系統(tǒng),而對(duì)于嚴(yán)重病變的冠狀動(dòng)脈需行冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)時(shí),經(jīng)冠狀靜脈竇逆行灌注能使已病變動(dòng)脈遠(yuǎn)端所支配的心肌得到持續(xù)灌注,心肌保護(hù)效果好而且也便于手術(shù)操作。林輝等[28]采用非CPB心臟不停跳技術(shù)對(duì)73例冠心病患者行冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)或同時(shí)行瓣膜置換術(shù),取得較好的臨床效果。該技術(shù)過程中避免了缺血再灌注損傷、低溫、除顫等不良影響,降低了CPB導(dǎo)致的各種并發(fā)癥的發(fā)生率。因此,冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)或同時(shí)行聯(lián)合瓣膜置換術(shù),可以達(dá)到理想的心肌保護(hù)效果。

      4.2 手術(shù)禁忌證 不適用逆行灌注心臟不停跳手術(shù)主要有以下情況:①?gòu)?fù)雜先天性心臟畸形;②側(cè)支循環(huán)豐富者;③有冠狀靜脈竇畸形者;④合并永存左上腔靜脈者;⑤較小的兒童等。

      逆行灌注心臟不停跳法手術(shù)適用于大部分先天性和后天性心臟手術(shù)病例,特別適合于心臟高度增大、心功能差患者。但對(duì)于新開展此技術(shù)的單位來說,應(yīng)嚴(yán)格掌握手術(shù)適應(yīng)證,應(yīng)從簡(jiǎn)單的先心病,如ASD修補(bǔ)及小的VSD修補(bǔ)術(shù)開始,然后再開展較大VSD的修補(bǔ)術(shù)、單純瓣膜替換術(shù)及聯(lián)合瓣膜替換術(shù)等。

      5 心肌保護(hù)效果的評(píng)價(jià)

      5.1 血液生化檢查 目前,已有大量實(shí)驗(yàn)及臨床研究證明,當(dāng)心肌受損時(shí),Troponin I是當(dāng)今評(píng)價(jià)心肌損傷程度和心肌保護(hù)措施優(yōu)劣的理想標(biāo)志物;血清CK及CK-MB活性,也是檢測(cè)心肌受損敏感度高和特異度強(qiáng)生化指標(biāo)[29,30]。以脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物為代表的丙二醛(MDA),以及以超氧歧化酶(SOD)為代表的生物抗氧化酶,也可以間接反映氧自由基造成心肌細(xì)胞損傷程度[31,32]。除此之外,乳酸、乳酸脫氫酶(LDH)、C反應(yīng)蛋白(CRP)、肌紅蛋白、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)等也可間接反映心肌損傷的程度,應(yīng)根據(jù)具體需要選擇對(duì)應(yīng)的檢測(cè)指標(biāo)。

      5.2 心肌超微結(jié)構(gòu) Yin等[33]研究發(fā)現(xiàn),不停跳心臟手術(shù)組較對(duì)照組心肌肌原纖維排列整齊、Z線清楚、線粒體腫脹輕、線粒體嵴較清楚、糖原顆粒較少。說明心肌超微結(jié)構(gòu)變化可以反映心肌損傷的程度。

      5.3 臨床表現(xiàn) 該手術(shù)操作完成后即可停止CPB,一般不需另作輔助循環(huán)及心臟復(fù)蘇,大多數(shù)停機(jī)順利。大部分病人術(shù)中不需使用多巴胺等正性肌力藥物。但對(duì)于術(shù)前心功能差、心臟高度增大患者,或者術(shù)畢短時(shí)間內(nèi)血容量未補(bǔ)夠者,若血壓偏低可用適量多巴胺來維持血壓、中心靜脈壓的穩(wěn)定及理想尿量。術(shù)后心輸出量較停跳組明顯提高,很少發(fā)生低心排及嚴(yán)重心律失[9~11]。

      6 優(yōu)缺點(diǎn)及解決辦法

      6.1 優(yōu)點(diǎn) ①采用逆行灌注心臟不停跳手術(shù), 全過程中心肌得到持續(xù)的氧合血液供應(yīng), 極大地避免了心肌缺血再灌注損傷;②避免了高K+的影響,不受停跳和復(fù)蘇的非生理性打擊,縮短了CPB時(shí)間及手術(shù)時(shí)間;③淺低溫為心肌提供了更為接近生理狀態(tài)的有氧代謝、酸堿平衡和電解平衡的內(nèi)環(huán)境,避免了低溫對(duì)機(jī)體的干擾;④避免了低溫導(dǎo)致的酶活性改變及CPB誘導(dǎo)的全身炎癥反應(yīng)對(duì)肺等器官的損傷[10,34];⑤心肌的代謝產(chǎn)物被不斷沖刷掉;⑥可及時(shí)輔助判斷手術(shù)效果,如是否導(dǎo)致殘余分流、傳導(dǎo)束的損傷及瓣膜啟閉的情況。

      6.2 缺點(diǎn)及解決方法 逆行灌注心臟不停跳手術(shù)還存在一些爭(zhēng)議[18],主要體現(xiàn)在以下的幾個(gè)問題。

      6.2.1 手術(shù)術(shù)野問題 心臟回血較多,導(dǎo)致術(shù)野不夠清楚,解決辦法:①引流不良時(shí),可切開房間隔,房缺將左心房引流管置入左室;②經(jīng)主動(dòng)脈瓣口放入心包吸引管,同時(shí)將右心引流管置于左冠脈口吸引;③助手間斷用外用吸引器吸去瓣環(huán)處血液。

      6.2.2 排氣困難問題 心臟手術(shù)排氣不良,解決辦法:①CBP過程中始終保持頭低位;②轉(zhuǎn)流中保持較高的灌注壓,保持平均動(dòng)脈壓在60 mmHg以上;③縫合主動(dòng)脈切口后,主動(dòng)脈根部接排氣管,排氣針插入腔靜脈管;④縫合房間隔切口前,暫停左心引流,搖動(dòng)手術(shù)床至頭低左傾位,麻醉師配合膨肺,將氣體經(jīng)房間隔切口排除;⑤在縫合右房切口前,開放下腔靜脈,使右房血液充盈,麻醉師配合膨肺,同時(shí)擠壓右心室,排除右心氣體。

      6.3 血尿問題 血尿的出現(xiàn)主要與吸引器的過多使用、血液稀釋度、紅細(xì)胞脆性增加及CPB時(shí)間較長(zhǎng)等有關(guān)。解決辦法:①調(diào)節(jié)好吸引器吸力,避免吸力過大;②在保證術(shù)野清晰的條件下盡量少使用吸引器;③合理的血液稀釋;④控制CPB時(shí)間,必要時(shí)更改手術(shù)方式等。

      7 展 望

      逆行灌注心臟不停跳手術(shù)技術(shù)日益受到重視的同時(shí),存在的一些問題也不容忽視。張海洲等[35]研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),盡管理論上心臟不停跳手術(shù)無心肌缺血的過程, 但在實(shí)際手術(shù)期間仍有一定量的氧自由基的產(chǎn)生,心肌仍然會(huì)受到不同程度的損害。其原因是多方面的,如CPB、吸引器的使用、術(shù)中燈光照射、機(jī)械性刺激及暴露牽拉等造成心肌局部缺血損傷。盡管此技術(shù)的相關(guān)研究已取得可喜的進(jìn)步,但仍有必要進(jìn)行進(jìn)一步深入研究,尤其是加強(qiáng)逆行灌注心臟不停跳手術(shù)過程中的心肌及血細(xì)胞保護(hù),以期達(dá)到更為理想的心肌保護(hù)效果。

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      Researchprogressonmyocardialprotectionofretrogradeperfusionofextracorporealcirculationinbeatingheart

      ZHONGHong

      (DepartmentofCardiothoracicSurgery,People′sHospitalofBeihaiCity,Beihai536000,Guangxi,P.R.China)

      Most scholars believe that intraoperative myocardial protection is key to the success of surgery. Currently, a large number of experimental and clinical studies have shown that beating heart surgery have better myocardial protection. This paper aims at making a review on the effect of beating heart surgery on myocardial protection.

      Beating Heart; Surgery; Myocardial protection

      鐘宏(1971~),男,研究生,副主任醫(yī)師,研究方向:胸心血管外科。

      R 654

      A

      1673-6575(2014)04-0470-04

      10.11864/j.issn.1673.2014.04.25

      2014-04-03

      2014-06-01)

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