微创心脏手术不同术式的插管特点及体外循环管理经验

黄佳鑫，葛振伟，李建朝，葛畅，姚东风，钱晓亮，杨雷一，程兆云

(河南省人民医院心脏中心/阜外华中心血管病医院/郑州大学华中阜外医院 a.体外循环科；b.心血管外科，河南 郑州 451464)

传统的心脏手术正中劈开胸骨，充分暴露手术视野以方便插管和建立体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)，但此种术式会造成严重的骨、胸壁和纵隔组织损伤，与已有的微创外科标准大相径庭。借助心内可视化技术、手术器械和生物高分子材料等的研究进展，通过小切口进行的心脏手术已经成为许多外科医生的标准做法，安全高效的微创心脏手术(minimally invasive cardiac surgery，MICS)受到医患的共同认可[1]。2020年以来，阜外华中心血管病医院先后开展多种MICS近200例，手术入路包括右前外侧2、3、4肋间、胸骨上段、胸骨中段“J”形和“三孔法”全胸腔镜。根据不同术式选择外周动静脉插管方式建立CPB，术中管理和术后转归相较于常规CPB有其自身特点，现将经验总结如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象回顾性分析2020年10月至2022年2月阜外华中心血管病医院完成的MICS情况。所有患者术前接受经胸心脏血管超声、计算机断层扫描或核磁共振检查，其中任意1项确诊，则需要进行开胸心脏手术，并根据患者个体情况评估适合采取的微创方式进行手术治疗。

1.2 主要设备与材料Stockert S5型CPB机(Sorin，德国)、空气-氧气混合器(Sechrist，美国)、变温水箱(Sorin，德国)、负压调节器(BOEHRINGER，美国)、混合静脉血氧饱和度监测仪(Medtronic，美国)、血凝分析仪(Hemochron，美国)、中空纤维膜式氧合器(Dideco，意大利)、微栓过滤器(塑研长方，中国)、CPB管路套包(塑研长方，中国)、血液浓缩器(Dedico，意大利)、股动脉(femoral artery，FA)插管(Edwards，美国)、股静脉(femoral vein，FV)单极管(Edwards，美国)、FV双极管(Medtronic，美国)及右房二极管(Medtronic，美国)。

1.3 麻醉与手术所有患者术前常规放置体外电击除颤片，开放静脉通路，常规监测心电图，桡动脉穿刺监测动脉血压，均采用静吸复合麻醉、气管内插管并间歇正压通气，视患者心功能情况放置漂浮导管(Swan-Ganz)用以监测肺毛细血管楔压，常规监测脑电双频谱指数，根据患者脑血管情况选择是否行脑氧饱和度监测，麻醉后放置食管超声探头。手术开始前确定心脏切口入路，选择建立CPB的插管。左心减压管单独经肋间造口放置，术野内吹入二氧化碳1～2 L·min-1，主动脉开放前经灌注针处抽吸排除左心气体。经食管超声心动图(transesophageal echocardiography，TEE)确定心脏畸形矫正满意后，常规方法调整停机，拔出静脉引流管，鱼精蛋白中和(每3 mg鱼精蛋白中和1 mg肝素)，拔出动脉插管。股动静脉外科重建，颈内静脉冰袋压迫30 min。

1.4 CPB建立流程

1.4.1右前外侧切口 患者麻醉时右侧颈内静脉(right jugular vein，RJV)预留16G单腔静脉管，肝素封闭以备上腔插管使用；摆放体位；游离右侧FA和FV，5-0 proline线缝荷包待用，全身肝素化，穿刺置入1.5 m导丝，导丝进入血管后用TEE全程引导，确保导丝在主动脉或右心房(right atrium，RA)内。根据患者体质量置入相应型号插管，若FV选用单极管，应确保插管头端位于上腔右房口处，侧孔位于右房内；若FV选用双极管，应确保插管头端进入上腔静脉(superior vena cava，SVC)内；若右颈内静脉置管，一般选用16 Fr(1 Fr表示周长1 mm)FA置入作为上腔引流管；若未预留颈内静脉管，可以选用小号常规SVC经肋间造口置入。

1.4.2胸骨上段切口 一般主动脉瓣或主动脉等病变选用该切口入路，平胸骨第2肋间皮肤做横切口，在第2～4肋间以反“Z”字形锯开胸骨，主动脉插管可选择常规24 Fr升主动脉插管或相应型号FA插管，静脉可选择右房下腔管(36#/46#)或FV单极管(24 Fr/28 Fr)。

1.4.3胸骨中段“J”形切口 正中切口自胸骨上窝至乳头连线水平，自上而下纵行劈开胸骨至第4肋间向右侧横断胸骨，该切口入路可行单纯主动脉瓣置换术或Wheat’s术，需行股动静脉置管建立CPB。

1.4.4全腔镜“三孔法” 右侧胸骨旁第3肋间、右侧腋中线/腋前线第3肋间为操作孔，右侧锁骨中线第5肋间置入胸腔镜，该术式一般用于单纯房间隔缺损修补术或室间隔缺损修补术，CPB建立方法同1.4.1。

1.5 CPB预充：CPB预充液成分为复方电解质注射液(上海百特医疗用品有限公司，国药准字H20000475)500 mL，琥珀酰明胶(苏州贝朗医疗有限公司，国药准字H20113119)1 000 mL，50 g·L-1的碳酸氢钠(江西东亚制药有限公司，国药准字H36020283)2.5 mL和普通肝素(上海上药第一生化药业有限公司，国药准字H31022051)1 mg·kg-1，维持晶胶比0.35～0.40，视情况加入人血白蛋白(山东泰邦生物制品有限公司，国药准字S10970005)等。常规预充排除管道内气体。管理：采用浅低温(32～35 ℃)，灌注流量2.2～2.6 L·m-2·min-1，转中红细胞比容维持在21%～27%，渗透压16～24 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，平均动脉血压50～80 mmHg，转中混合静脉血氧饱和度>75%。血气管理采用α稳态，间隔30～60 min监测血气、电解质和激活全血凝固时间指标。心肌保护：所有患者均选用冷Del Nido液，首次灌注1 000 mL，超过90 min可复灌500 mL；根据手术需要选择加长型主动脉灌注针或左右冠状动脉灌注头顺行灌注；心包腔间断30 min放置冰屑。负压引流：静脉储血器放置在低于患者15 cm处，安装负压调节器以实现充足的静脉引流，负压范围在-60～-20 mmHg，为保证应用过程中的安全，静脉储血器泄气阀应打开。转流开始后，视引流情况调整负压大小以达到满意液面，若负压至最大值仍无法改善引流状况，应考虑调整静脉插管位置或添加静脉插管，而不应盲目加大负压。血液保护：术前肝素化后经静脉引流管放血500～1 000 mL，置于低温下保存，复温时取出，后并行或停机后回输；自体血逆行技术，动脉插管后，经微栓过滤器三通处将预充液放出直至微栓被自体血充满；血液回收技术；血液浓缩器(超滤)。

2 结果

2.1 人口学特征及手术病种共完成MICS 195例。其中，男110例(56.4%)，女85例(43.6%)，年龄12～83(45.73±15.11)岁，体质量38～85(67.14±12.33)kg。手术病种：先天性心脏病(congenital heart disease，CHD)64例，瓣膜手术(valvular surgery，VS)109例，大血管手术(major vascular surgery，MVS)5例和心脏肿瘤(heart tumor，HN)17例。

2.2 手术、微创入路及插管方式情况VS占比(55.9%)最高，其次为CHD矫治术(32.8%)。插管方式：156例(80.0%)采用FA、FV及RJV，30例(15.4%)采用FA及FV插管。见表1～3。

表1 不同小切口术式麻醉与手术特点

表2 不同手术病种与插管方式(n)

表3 微创入路与插管方式(n)

2.3 CPB等围手术期指标和不良事件发生情况所有病例均完成手术，CPB转流时间70～227(119.24±48.52)min，心脏停跳时间32～195(75.30±30.11)min，超滤量700～3 300(1 350.73±362.43)mL。36例(18.5%)围手术期未使用红细胞。所有手术均在心脏停跳下进行，其中89例(46.8%)自动复跳，112例(58.9%)安置临时起搏器，术后机械通气时间5～12(6.52±1.43)h，胸腔引流量30～570(174.72±36.91)mL，ICU停留时间8～55(15.13±6.74)h。11例(5.6%)由于手术矫正不满意经历二次CPB，2例(1.0%)因插管困难转为正中开胸，2例(1.0%)术后出现骨筋膜室综合征接受负压切开引流术，4例(2.1%)因引流量多接受胸腔镜下二次开胸止血，无住院死亡病例。

3 讨论

在MICS中，外科医生只能通过小切口在有限的空间内进行操作，这需要改进灌注管理、视觉辅助和所有器械[1]。CPB技术的演进为MICS提供了重要的技术支撑，其中包括改良的心肌保护技术，采用更小的动脉和静脉插管和辅助静脉引流[2]。3D胸腔镜辅助视觉技术降低了外科医生的学习曲线，各种经胸主动脉阻断钳、高分子切口撑开材料等丰富了切口入路的选择[3]。

实施MICS直接插入标准的大口径插管是不可行的，新型多侧孔超薄导管可通过外周动静脉置入并提供较大的灌注流量和引流量，FA插管是常用的灌注路径，在术前需经超声测量其血管内径，对照患者体表面积选择插管型号[4]。部分年龄小而体质量已近成人的青少年或单纯肥胖者会出现FA较细难以满足全身灌注流量的问题，经胸大肌加插腋动脉或经术中切口加插较细型号的普通插管是其解决途径。对于外周血管硬化且多发斑块者，FA插管的最大风险是逆行脑栓塞和逆行的主动脉夹层形成[5]，动脉插管时血管部位的选择应避开斑块，建议动脉插管应选择1.5 m长导丝并TEE引导以实时观察主动脉情况，插管后应谨慎进行泵压测试实验。当手术遇到困难或二次CPB导致CPB时间过长时，需要评估插管一侧下肢动脉缺血风险，本研究中有2例患者术后发生了骨筋膜室综合征，1例为二次CPB 210 min，另1例为201 min，发生率为1.0%。因此，此种情况出现时灌注医生应考虑是否需要加插一根细小的旁路以改善下肢灌注。

值得注意的是，FA灌注是与生理血流灌注方向相反的逆行灌注措施，患者大血管内的血流分布会出现功能性的对流平面，即所谓的“南北综合征”：右上半身血液氧合主要由自身肺承担，左下半身血液氧合主要由膜肺承担，对流平面的高低取决于左室射血功能。在前后并行期间，灌注医生要注意此种情况出现，及时调整流量或给予机控呼吸，并提醒外科医生尽量缩短该阶段时间。本研究结果显示，通过脑氧饱和度监测可观察到右半大脑饱和度在进行单肺通气时发生变化，但195例患者并未发生脑神经不良事件，此种现象的具体影响还需要进一步观察研究。FV插管也可导致深静脉血栓形成，尤其是肝素化不全时可能发生继发性肺栓塞[5]。拔出动脉插管后，收紧荷包应松紧适度，动脉止血缝合应防止动脉狭窄，术后监护应检查皮温和远端动脉搏动。

若选择颈内静脉插管引流SVC，需要注意管径不宜过大，一般选用Edwards 16 Fr或Medtronic 15 Fr，过粗的管道会与静脉壁贴合紧密，在施加负压时发生震颤现象，反而影响静脉回流。所有病例中，有2例因颈内静脉扩张器(同前述2例困难插管)使用不当，直接刺入胸腔而被迫转为正中开胸。因此，在置管不顺利时，应禁用暴力扩张。出现上述插管并发症，若不影响安全，不宜直接拔除插管，应继续进行手术，至鱼精蛋白中和后再行处理。

由于管道存在一定长度且直径较小，改进的导管重力辅助静脉引流往往不足。一般来说，在最佳条件下，仅靠重力只能引流75%～80%的静脉回流。除非左心室完全减压，否则心脏会继续射血，在心脏停跳后，心内手术野仍被血液淹没。因此，在MICS中，增强静脉回流是必要的，以提供全心肺支持和充分的心脏减压。辅助引流技术可以增强静脉血回流到CPB的虹吸作用，辅助静脉引流有多种方法，常用的是使用动力学辅助(kinetically-assisted venous drainage，KAVD)和负压辅助技术(vacuum-assisted venous drainage，VAVD)[6]。KAVD是在静脉管路安装机械泵，由于滚压泵的强行吸引会导致右房和静脉的持续塌陷，造成负压损伤的概率很大且难以调节，所以临床中较常使用离心泵。但是，离心泵有2个缺点：泵头增加了CPB回路的成本；如果从插管处进入空气，离心泵难以排气。相反，VAVD可以很好处理静脉进气问题，并且花费更少。VAVD利用1个标准的真空吸力源连接到硬壳的储血器，在整个引流系统中产生吸力以增加静脉回流，需要密切调节真空源，以避免负压变化，过大的负压除了导致静脉破裂外，还可能对血液成分造成损伤[7]。此外，储血器中减压阀必须打开，以防止各种原因导致的压力过大。监测静脉管路压力是必要的，灌注医生可据此调节返回的血液量，过高的负压会导致溶血或“抖管”现象，减少静脉回流。

在开始时，使用重力引流开始部分CPB，对于上下腔分别引流者建议先引流上腔以确保插管位于颈内静脉并引流顺畅，然后开始VAVD，并通过施加约40 mmHg的负压来增强静脉回流。若静脉出现震颤现象，说明负压过大或插管位置不合适。该技术的灌注管理需要持续监测静脉系统的负压数据。停止CPB前，需要先释放负压，恢复单纯重力引流，再行常规流量调整。

心脏复跳前排除心腔内气体在MICS中是不容易的，因为空间的限制使得搬动心脏存在困难，心尖不能被升高。空气通常被隔离在肺静脉和沿着室间隔分布，不良的中枢神经系统事件也可能与空气栓塞有关，二氧化碳对去除空气有帮助，其在血液中比空气更易溶[8]。在心内直视手术期间和手术接近结束时，向手术野吹入二氧化碳(1～2 L·min-1)。需要注意的是，如果心内外吸引持续打开，向胸腔持续注入二氧化碳会提高患者的动脉血二氧化碳分压。

MICS中常规的外科操作较费时，常规的St.Thomas液需要20～30 min复灌心肌1次，对于复杂的手术，这无疑会增加CPB时间。组氨酸-色氨酸-酮戊二酸盐液(histidine-tryptophan-ketoglutarate solution，HTK液)是较好的器官保护液，但是其价格昂贵，且不在医保报销范围内，单次灌注1 500～2 000 mL晶体液会造成较严重的血液稀释和低钠血症，这对于体质量较小者并不友好。Del Nido液首次灌注剂量在1 000 mL左右，可提供90 min的安全时限，应用于MICS中比较合适[9]。MICS应根据拟行手术方式、患者血管情况选择插管型号和方式，灌注医生应提前制定灌注预案，根据外科医生习惯制定不同的灌注策略，良好的沟通和多学科有效协作是保证外周CPB的关键。