机器人心脏外科手术中周围体外循环的灌注管理

王加利，高长青，张 涛，李佳春，马 兰，文 宇

解放军总医院 心血管外科，北京 100853

机器人心脏外科手术中周围体外循环的灌注管理

王加利，高长青，张 涛，李佳春，马 兰，文 宇

解放军总医院 心血管外科，北京 100853

目的探讨机器人心脏外科手术中周围体外循环(peripheral extracorporeal circulation，PECC)的建立方法与灌注管理策略。方法本院2007年1月- 2014年1月使用达芬奇机器人外科手术系统(da Vinci.S)在PECC下完成心脏直视手术375例，其中房间隔缺损修补169例，室间隔缺损修补22例，二尖瓣成形96例，二尖瓣置换38例，左心房黏液瘤切除44例，右心房黏液瘤切除6例。在食管超声心动图(transesophageal echocardiography，TEE)引导下，体外循环(extracorporeal circulation，ECC)经右侧股动脉、股静脉及颈内静脉分别插管建立，手术通过右侧胸壁3个0.8 cm器械臂孔和一个2 cm工作孔完成。ECC转流中使用负压辅助静脉引流(vacuum-assist venous drainage，VAVD)，连续血气监测(CDITM 500)及超滤。除心脏不停跳术式外，其余手术均采用经胸阻断升主动脉，经主动脉停搏液灌注针顺行灌注含血冷停搏液或康斯特液(HTK液)进行心肌保护。结果无手术死亡及术式转化。ECC时间24 ～ 219(94.9±38.8) min，升主动脉阻断时间18 ～166(66.7±29.0) min，转流中尿量30 ～ 2 100(593.1±459.4) ml，超滤液量800 ～ 6 700(3 005.6±1 245.2) ml。299例患者ECC液体出入量为负平衡(80%)，负平衡量50 ～ 3 100(856.7±563.8) ml。255例手术在心脏停跳下完成，术后心脏自动复苏率81%(207/255)。呼吸机辅助时间4 ～ 12(6.3±1.6) h，24 h胸腔引流量10 ～ 350(111.5±59.5) ml。术后发生股静脉栓塞3例，股动脉栓塞2例，经华法林钠或导管取栓后治愈。结论PECC技术是保证机器人心脏手术开展的前提条件。使用VAVD和连续血气监测、选择合理的心肌保护方法是ECC管理的核心内容。

体外循环；周围体外循环；机器人；负压辅助静脉引流；连续血气监测

机器人辅助心脏手术是目前心脏外科领域的最前沿技术之一[1]。与常规心脏手术正中开胸、中心插管建立体外循环(extracorporeal circulation，ECC)不同，机器人心脏手术ECC只能通过外周血管建立。本文将总结机器人心脏手术时周围体外循环(peripheral extracorporeal circulation，PECC)的建立方法及灌注管理策略。

资料和方法

1 临床资料 我院2007年1月-2014年1月在周围体外循环支持下使用达芬奇机器人外科手术系统(da Vinci.S)完成心脏直视手术375例。男性168例，女性207例；年龄11 ～ 70(40.2±13.7)岁；体质量29 ～ 118(61.6±13.4) kg。病种包括房间隔缺损修补169例，室间隔缺损修补22例，二尖瓣成形96例，二尖瓣置换38例，左心房黏液瘤摘除44例，右心房黏液瘤摘除6例。

2 体外循环建立 患者全麻后双腔气管插管。超声引导下，右侧颈内静脉放置16 G静脉穿刺针套管，肝素封闭，以备上腔静脉插管使用。右侧腹股沟韧带上方2 cm处开直径2 cm左右的切口，分离出股动脉、股静脉并套阻断带，股静脉置荷包缝合线。全身肝素化后，依据患者体质量及动脉管腔的大小插入相匹配的股动脉插管(15 ～ 20 Fr，DLP Medtronic)。在食管超声(transesophageal echocardiography，TEE)引导下，采用Seldinger技术，经股静脉先置入导丝至右心房，顺导丝插入单极股静脉插管(17 ～ 25 Fr，DLP Medtronic)至下腔静脉-右心房交界处并退出导丝；经右颈内静脉预置套管处置入导丝至右心房，顺导丝插入股动脉插管(15 ～ 17 Fr，DLP Medtronic)至上腔静脉-右心房交界处并退出导丝；将颈内静脉与股静脉插管通过一个“Y”形接头与静脉引流管路连接(管路直径3/8'')。

3 设备及预充液 使用索林人工心肺机(STOCKERT S5)和泰尔茂(Terumo)膜式氧合器(SX-18)；术中应用连续血气监测系统(CDITM500，Terumo)连续测定患者的动脉血气、电解质、混合静脉血氧饱和度、红细胞压积等指标；使用迈克唯负压辅助静脉引流装置(vacuum-assist venous drainage，VAVD)辅助静脉引流；使用泰尔茂超滤器(HC11S，Terumo)进行超滤；使用美敦力股动、静脉插管(Bio-Medicus®整体股动脉、股静脉插管)。预充液包括：乳酸林格液、万汶注射液、人血白蛋白注射液、5% NaHCO3及20%甘露醇注射液。

4 体外循环方法 左侧单肺通气，右侧肺叶萎陷后在右侧胸壁进行定位、打孔，与机器人手术系统连接后插入内镜及机械手臂，经内镜套管持续向胸腔内吹入二氧化碳(CO2)气体[1]。在术者准备切开心包前开始ECC转流，初始静脉引流采用重力方式，之后封闭氧合器储血室的排气口，开启VAVD，将静脉引流方式改为负压辅助引流，VAVD压力-40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。ECC采用中流量[45 ～ 60 ml/(min·kg)]灌注，灌注压力50 ～ 70 mmHg。使用连续血气监测仪管理各血气参数，控制动脉血氧分压(PaO2)200 ～ 300 mmHg，二氧化碳分压(PaCO2)45 mmHg左右，混合静脉血氧饱和度(SvO2)75%以上。ECC转流中要注意观察手术进程，保持团队间的密切交流，在医生助手阻断和开放升主动脉以及进行升主动脉荷包线打结等操作时，将灌注流量减低到0.5 ～ 1 L/min，维持灌注压力30 mmHg左右，以降低升主动脉的张力；在术者关闭心房前需要心腔内排气时，将负压去除，必要时可钳夹静脉引流管以增加回心血量。升主动脉开放前经停搏液灌注针缓慢回吸，进一步排除心腔内可能存在的气体。

5 心肌保护方法 除心脏不跳动术式外，其余手术均经右侧胸壁第四肋间隙、腋中线处戳孔，插入升主动脉阻断钳(Chitwood钳)。在食管超声引导下，将BD14G静脉穿刺针经胸壁穿刺插入升主动脉，尖端位于主动脉根部管腔中央偏后，在胸壁外与停搏液灌注管路(Myotherm XPTMMedtronic)连接后固定，升主动脉阻断后顺行灌注康斯特保护液或4∶1含血冷停搏液(St.Thomas液)[2]。HTK液20 ～ 30 ml/kg一次性灌注，灌注压力200 ～300 mmHg，灌注流量300 ～ 350 ml/min；4∶1含血冷停搏液首次灌注剂量20 ml/kg，灌注压力300 ～380 mmHg，灌注流量250 ～ 300 ml/min，以后每隔20 ～ 30 min或出现心电活动时半量复灌不同比例的含血停搏液。

结果

手术全部成功，无手术死亡及术中术式转化。ECC时间24 ～ 219(94.9±38.8) min，主动脉阻断时间18 ～ 166(66.7±29.0) min，转流中尿量30 ～ 2 100 (593.1±459.4) ml，超滤液量800 ～ 6 700(3 005.6± 1 245.2) ml。299例ECC液体出入量为负平衡，负平衡量50 ～ 3 100(856.7±563.8) ml。255例手术在心脏停跳下完成，心脏自动复苏率81%(207/255)。术后呼吸机辅助时间4 ～ 12(6.3±1.6) h，24 h胸腔引流量10 ～ 350(111.5±59.5) ml。术后发生股静脉栓塞3例，股动脉栓塞2例，经华法林钠或导管取栓后治愈。

讨论

经外周血管建立体外循环，使用VAVD辅助静脉引流，应用连续血气监测系统动态监控血气及电解质的变化，选择合理的心肌保护方法等是机器人辅助心脏手术中体外循环管理的核心内容。

1 外周静脉插管路径的选择 虽然采用单根双腔股静脉插管可以省去颈内静脉插管的操作，但在实际应用中存在以下问题：首先是在右心房入路手术时双腔股静脉插管会影响手术操作；其次是在股静脉置管时，单纯依靠TEE很难将双极引流孔定位在理想的位置。只有双腔静脉的尖端一级引流口位于上腔静脉，二级引流口位于下腔静脉内才能保证充分的静脉引流[3]。我们采用经食管超声引导下股静脉及颈内静脉分别插管，该方法安全、可靠，并不增加操作难度，其插管位置还能分别进行调整。周围体外循环需要重视股动、静脉插管后的血栓形成，本组病例中发生5例此类并发症，主要发生在工作开展初期，动脉血栓经取栓后治愈，静脉血栓经华法林钠抗凝后治愈。术后常规给予口服阿司匹林抗凝后未再发生上述并发症。

2 负压辅助静脉引流技术的应用 微创心脏手术中，只有充分的静脉引流才能满足循环灌注需求，同时保证术野的清晰。但外周血管直径细，此类静脉插管的管体细长，被动性的重力引流方式只能引流大约75%的静脉回流量，无法满足手术要求，需要采取主动性引流[4]。负压辅助静脉引流技术是最为常用的一种，VAVD技术允许使用较细的静脉插管，从而减小组织创伤。此外，使用VAVD在获得充分的静脉引流后还能尽量多地滤出液体，达到零平衡或负平衡的目的[5]。使用VAVD时需要控制适当的负压，负压超过-70 mmHg时即增加血液破坏，又会因静脉插管周围的心房萎陷而发生震荡现象，静脉回流量反而减少[4]。我们的体会是：只要静脉插管的位置合适，-40 mmHg左右的负压较为理想，与文献报道的基本相符[6]。VAVD技术有导致动脉微气栓的潜在风险，且风险性会随着负压的加大而增加，需要引起足够的重视[7-9]。CO2气体在血中易于溶解，机器人心脏手术中持续向胸腔内吹入CO2对防止动脉微气栓有较大的益处[10]。

3 连续血气监测系统的应用 在体外循环转流中，患者的血气、电解质以及酸碱平衡是不断变化的，灌注师一般每隔20 ～ 30 min采集一次血标本进行检验，然后根据血气结果进行调整。然而，当所需要的信息不能及时反馈时，仅依靠灌注师的经验进行控制管理有一定的盲目性，有时会影响灌注管理的准确性。使用CDI连续血气监测可及时、精确地控制血气参数的变化，具有非常高的应用价值[11-13]。体外循环转流中有可能会发生脑缺血，部分原因是过低的二氧化碳分压使血管收缩；相反，高碳酸血症会增加脑栓塞的风险[14]。在机器人心脏手术体外循环转流中密切监测及控制PaCO2是非常重要的，尤其是在不停跳房间隔缺损修补手术中，术者在修补缺损下缘时要开放腔静脉阻断带，加之心脏不停跳下术野血量多，需要使用心内吸引器快速吸引，此时大量的CO2会随着血液被吸入到循环管路中，导致PaCO2瞬时增高。使用CDI连续血气监测系统可连续监测PaCO2的变化，在PaCO2超出正常值范围时及时调整气体流量，以维持PaCO2在正常范围。

4 心肌保护方法的选择 机器人心脏手术中升主动脉阻断方法有主动脉腔内球囊阻断和经胸阻断两种。主动脉腔内球囊阻断技术操作复杂，有许多潜在的风险，且价格高昂，目前应用较少[15-17]。本组病例均采用停搏液灌注针直接穿刺胸壁后，由术者操作机械手臂插入升主动脉，助手医生使用长柄Chitwood钳于右侧胸壁外阻断升主动脉。同主动脉腔内球囊阻断技术相比，该方法简单易掌握，而且更为经济实用，也避免了潜在的主动脉损伤风险[18]。但经胸阻断时的停搏液灌注针是采用14 G静脉套管针，经胸壁外插入胸腔内，由于留置的套管针管壁较长且软，易受到穿刺时的角度及胸壁挤压的影响，造成较大阻力，故停搏液灌注时需要采用较高的灌注压。

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Perfusion management of peripheral extracorporeal circulation during robotic heart surgery

WANG Jia-li, GAO Chang-qing, ZHANG Tao, LI Jia-chun, MA Lan, WEN Yu
Department of Cardiovascular Surgery, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China
The fi rst author: WANG Jia-li. Email: wangjiali301@sina.com

ObjectiveTo discuss the establishment and perfusion management strategies of peripheral extracorporeal circulation (PECC) during robotic heart surgery.MethodsOf the 375 patients who underwent robotic heart surgery using “da Vinci S” surgical system from January 2007 to January 2014, 169 cases underwent repair of atrial septal defect, 22 cases underwent repair of ventricular septal defect, 96 cases underwent mitral valvuloplasty, 38 cases underwent mitral valve replacement, 44 cases underwent resection of left atrial myxoma and 6 cases underwent resection of right atrial myxoma. Surgery approach was achieved through three 0.8 cm trocar incision in the right side of the chest and a 2 cm working port. Extracorporeal circulation (ECC) was established through the femoral artery, femoral vein and right internal jugular vein cannulation with the guidance of transeophageal echocardiography (TEE). Vacuum-assisted venous drainage (VAVD), CDITM 500 continuous blood gas monitoring and ultra fi ltration were used during ECC procedures. The aortic occlusion was performed with a Chitwood crossclamp and antegrade cardioplegia was delivered directly via chest with cold blood cardioplegic solution or HTK solution for myocardial protection.ResultsAll procedures were successfully performed with no operative death and conversion to a median sternotomy. ECC time and aortic cross-clamp time were 24-219 (94.9±38.8) min and 18-166 (66.7±29.0) min respectively. During ECC, the urine volume were 30-2100 (593.1±459.4) ml, ultra fi ltration volume was 800-6 700 (3 005.6±1 245.2) ml, and the total fl uid balance was subzero-balanced in 299 (80%) patients with subzero-balanced volume of 50-3 100 (856.7±563.8) ml. 255 patients underwent surgery with arrested heart and the cardiac autoresuscitation rate was 81% (207/255). Postoperative intubation time was 4-12 (6.3±1.6) h and drainage volume within 24 h postoperatively was 10-350 (111.5±59.5) ml. 3 cases of femoral vein thrombus and 2 cases of femoral arterial thrombus were observed after the surgery. All the complications were cured using warfarin or embolectomy.ConclusionPECC technology is a precondition for robotic cardiac surgery. Using VAVD and CDI, selecting the reasonable methods of myocardial protection are the key points of ECC management.

extracorporeal circulation; peripheral extracorporeal circulation; robotics; vacuum-assist venous drainage; continuous blood gas monitoring

R 654.1

A

2095-5227(2014)12-1227-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2014.12.014

时间：2014-08-15 16:38

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20140815.1638.003.html

2014-05-23

国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA021104)；全军医学科技“十二五”重点项目(BWS11J030)

Supported by the National High Technology Research and Development Program of China(2012AA021104); Military Special-purpose Program of "Twelfth Five-Year"(BWS11J030)

王加利，男，副主任技师。研究方向：体外循环的基础与临床。Email: wangjiali301@sina.com