機器人心臟外科手術中周圍體外循環(huán)的灌注管理

王加利，高長青，張 濤，李佳春，馬 蘭，文 宇

解放軍總醫(yī)院 心血管外科，北京 100853

機器人心臟外科手術中周圍體外循環(huán)的灌注管理

王加利，高長青，張 濤，李佳春，馬 蘭，文 宇

解放軍總醫(yī)院 心血管外科，北京 100853

目的探討機器人心臟外科手術中周圍體外循環(huán)(peripheral extracorporeal circulation，PECC)的建立方法與灌注管理策略。方法本院2007年1月- 2014年1月使用達芬奇機器人外科手術系統(tǒng)(da Vinci.S)在PECC下完成心臟直視手術375例，其中房間隔缺損修補169例，室間隔缺損修補22例，二尖瓣成形96例，二尖瓣置換38例，左心房黏液瘤切除44例，右心房黏液瘤切除6例。在食管超聲心動圖(transesophageal echocardiography，TEE)引導下，體外循環(huán)(extracorporeal circulation，ECC)經右側股動脈、股靜脈及頸內靜脈分別插管建立，手術通過右側胸壁3個0.8 cm器械臂孔和一個2 cm工作孔完成。ECC轉流中使用負壓輔助靜脈引流(vacuum-assist venous drainage，VAVD)，連續(xù)血氣監(jiān)測(CDITM 500)及超濾。除心臟不停跳術式外，其余手術均采用經胸阻斷升主動脈，經主動脈停搏液灌注針順行灌注含血冷停搏液或康斯特液(HTK液)進行心肌保護。結果無手術死亡及術式轉化。ECC時間24 ～ 219(94.9±38.8) min，升主動脈阻斷時間18 ～166(66.7±29.0) min，轉流中尿量30 ～ 2 100(593.1±459.4) ml，超濾液量800 ～ 6 700(3 005.6±1 245.2) ml。299例患者ECC液體出入量為負平衡(80%)，負平衡量50 ～ 3 100(856.7±563.8) ml。255例手術在心臟停跳下完成，術后心臟自動復蘇率81%(207/255)。呼吸機輔助時間4 ～ 12(6.3±1.6) h，24 h胸腔引流量10 ～ 350(111.5±59.5) ml。術后發(fā)生股靜脈栓塞3例，股動脈栓塞2例，經華法林鈉或導管取栓后治愈。結論PECC技術是保證機器人心臟手術開展的前提條件。使用VAVD和連續(xù)血氣監(jiān)測、選擇合理的心肌保護方法是ECC管理的核心內容。

體外循環(huán)；周圍體外循環(huán)；機器人；負壓輔助靜脈引流；連續(xù)血氣監(jiān)測

機器人輔助心臟手術是目前心臟外科領域的最前沿技術之一[1]。與常規(guī)心臟手術正中開胸、中心插管建立體外循環(huán)(extracorporeal circulation，ECC)不同，機器人心臟手術ECC只能通過外周血管建立。本文將總結機器人心臟手術時周圍體外循環(huán)(peripheral extracorporeal circulation，PECC)的建立方法及灌注管理策略。

資料和方法

1 臨床資料 我院2007年1月-2014年1月在周圍體外循環(huán)支持下使用達芬奇機器人外科手術系統(tǒng)(da Vinci.S)完成心臟直視手術375例。男性168例，女性207例；年齡11 ～ 70(40.2±13.7)歲；體質量29 ～ 118(61.6±13.4) kg。病種包括房間隔缺損修補169例，室間隔缺損修補22例，二尖瓣成形96例，二尖瓣置換38例，左心房黏液瘤摘除44例，右心房黏液瘤摘除6例。

2 體外循環(huán)建立 患者全麻后雙腔氣管插管。超聲引導下，右側頸內靜脈放置16 G靜脈穿刺針套管，肝素封閉，以備上腔靜脈插管使用。右側腹股溝韌帶上方2 cm處開直徑2 cm左右的切口，分離出股動脈、股靜脈并套阻斷帶，股靜脈置荷包縫合線。全身肝素化后，依據患者體質量及動脈管腔的大小插入相匹配的股動脈插管(15 ～ 20 Fr，DLP Medtronic)。在食管超聲(transesophageal echocardiography，TEE)引導下，采用Seldinger技術，經股靜脈先置入導絲至右心房，順導絲插入單極股靜脈插管(17 ～ 25 Fr，DLP Medtronic)至下腔靜脈-右心房交界處并退出導絲；經右頸內靜脈預置套管處置入導絲至右心房，順導絲插入股動脈插管(15 ～ 17 Fr，DLP Medtronic)至上腔靜脈-右心房交界處并退出導絲；將頸內靜脈與股靜脈插管通過一個“Y”形接頭與靜脈引流管路連接(管路直徑3/8'')。

3 設備及預充液 使用索林人工心肺機(STOCKERT S5)和泰爾茂(Terumo)膜式氧合器(SX-18)；術中應用連續(xù)血氣監(jiān)測系統(tǒng)(CDITM500，Terumo)連續(xù)測定患者的動脈血氣、電解質、混合靜脈血氧飽和度、紅細胞壓積等指標；使用邁克唯負壓輔助靜脈引流裝置(vacuum-assist venous drainage，VAVD)輔助靜脈引流；使用泰爾茂超濾器(HC11S，Terumo)進行超濾；使用美敦力股動、靜脈插管(Bio-Medicus?整體股動脈、股靜脈插管)。預充液包括：乳酸林格液、萬汶注射液、人血白蛋白注射液、5% NaHCO3及20%甘露醇注射液。

4 體外循環(huán)方法 左側單肺通氣，右側肺葉萎陷后在右側胸壁進行定位、打孔，與機器人手術系統(tǒng)連接后插入內鏡及機械手臂，經內鏡套管持續(xù)向胸腔內吹入二氧化碳(CO2)氣體[1]。在術者準備切開心包前開始ECC轉流，初始靜脈引流采用重力方式，之后封閉氧合器儲血室的排氣口，開啟VAVD，將靜脈引流方式改為負壓輔助引流，VAVD壓力-40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。ECC采用中流量[45 ～ 60 ml/(min·kg)]灌注，灌注壓力50 ～ 70 mmHg。使用連續(xù)血氣監(jiān)測儀管理各血氣參數，控制動脈血氧分壓(PaO2)200 ～ 300 mmHg，二氧化碳分壓(PaCO2)45 mmHg左右，混合靜脈血氧飽和度(SvO2)75%以上。ECC轉流中要注意觀察手術進程，保持團隊間的密切交流，在醫(yī)生助手阻斷和開放升主動脈以及進行升主動脈荷包線打結等操作時，將灌注流量減低到0.5 ～ 1 L/min，維持灌注壓力30 mmHg左右，以降低升主動脈的張力；在術者關閉心房前需要心腔內排氣時，將負壓去除，必要時可鉗夾靜脈引流管以增加回心血量。升主動脈開放前經停搏液灌注針緩慢回吸，進一步排除心腔內可能存在的氣體。

5 心肌保護方法 除心臟不跳動術式外，其余手術均經右側胸壁第四肋間隙、腋中線處戳孔，插入升主動脈阻斷鉗(Chitwood鉗)。在食管超聲引導下，將BD14G靜脈穿刺針經胸壁穿刺插入升主動脈，尖端位于主動脈根部管腔中央偏后，在胸壁外與停搏液灌注管路(Myotherm XPTMMedtronic)連接后固定，升主動脈阻斷后順行灌注康斯特保護液或4∶1含血冷停搏液(St.Thomas液)[2]。HTK液20 ～ 30 ml/kg一次性灌注，灌注壓力200 ～300 mmHg，灌注流量300 ～ 350 ml/min；4∶1含血冷停搏液首次灌注劑量20 ml/kg，灌注壓力300 ～380 mmHg，灌注流量250 ～ 300 ml/min，以后每隔20 ～ 30 min或出現心電活動時半量復灌不同比例的含血停搏液。

結果

手術全部成功，無手術死亡及術中術式轉化。ECC時間24 ～ 219(94.9±38.8) min，主動脈阻斷時間18 ～ 166(66.7±29.0) min，轉流中尿量30 ～ 2 100 (593.1±459.4) ml，超濾液量800 ～ 6 700(3 005.6± 1 245.2) ml。299例ECC液體出入量為負平衡，負平衡量50 ～ 3 100(856.7±563.8) ml。255例手術在心臟停跳下完成，心臟自動復蘇率81%(207/255)。術后呼吸機輔助時間4 ～ 12(6.3±1.6) h，24 h胸腔引流量10 ～ 350(111.5±59.5) ml。術后發(fā)生股靜脈栓塞3例，股動脈栓塞2例，經華法林鈉或導管取栓后治愈。

討論

經外周血管建立體外循環(huán)，使用VAVD輔助靜脈引流，應用連續(xù)血氣監(jiān)測系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控血氣及電解質的變化，選擇合理的心肌保護方法等是機器人輔助心臟手術中體外循環(huán)管理的核心內容。

1 外周靜脈插管路徑的選擇 雖然采用單根雙腔股靜脈插管可以省去頸內靜脈插管的操作，但在實際應用中存在以下問題：首先是在右心房入路手術時雙腔股靜脈插管會影響手術操作；其次是在股靜脈置管時，單純依靠TEE很難將雙極引流孔定位在理想的位置。只有雙腔靜脈的尖端一級引流口位于上腔靜脈，二級引流口位于下腔靜脈內才能保證充分的靜脈引流[3]。我們采用經食管超聲引導下股靜脈及頸內靜脈分別插管，該方法安全、可靠，并不增加操作難度，其插管位置還能分別進行調整。周圍體外循環(huán)需要重視股動、靜脈插管后的血栓形成，本組病例中發(fā)生5例此類并發(fā)癥，主要發(fā)生在工作開展初期，動脈血栓經取栓后治愈，靜脈血栓經華法林鈉抗凝后治愈。術后常規(guī)給予口服阿司匹林抗凝后未再發(fā)生上述并發(fā)癥。

2 負壓輔助靜脈引流技術的應用 微創(chuàng)心臟手術中，只有充分的靜脈引流才能滿足循環(huán)灌注需求，同時保證術野的清晰。但外周血管直徑細，此類靜脈插管的管體細長，被動性的重力引流方式只能引流大約75%的靜脈回流量，無法滿足手術要求，需要采取主動性引流[4]。負壓輔助靜脈引流技術是最為常用的一種，VAVD技術允許使用較細的靜脈插管，從而減小組織創(chuàng)傷。此外，使用VAVD在獲得充分的靜脈引流后還能盡量多地濾出液體，達到零平衡或負平衡的目的[5]。使用VAVD時需要控制適當的負壓，負壓超過-70 mmHg時即增加血液破壞，又會因靜脈插管周圍的心房萎陷而發(fā)生震蕩現象，靜脈回流量反而減少[4]。我們的體會是：只要靜脈插管的位置合適，-40 mmHg左右的負壓較為理想，與文獻報道的基本相符[6]。VAVD技術有導致動脈微氣栓的潛在風險，且風險性會隨著負壓的加大而增加，需要引起足夠的重視[7-9]。CO2氣體在血中易于溶解，機器人心臟手術中持續(xù)向胸腔內吹入CO2對防止動脈微氣栓有較大的益處[10]。

3 連續(xù)血氣監(jiān)測系統(tǒng)的應用 在體外循環(huán)轉流中，患者的血氣、電解質以及酸堿平衡是不斷變化的，灌注師一般每隔20 ～ 30 min采集一次血標本進行檢驗，然后根據血氣結果進行調整。然而，當所需要的信息不能及時反饋時，僅依靠灌注師的經驗進行控制管理有一定的盲目性，有時會影響灌注管理的準確性。使用CDI連續(xù)血氣監(jiān)測可及時、精確地控制血氣參數的變化，具有非常高的應用價值[11-13]。體外循環(huán)轉流中有可能會發(fā)生腦缺血，部分原因是過低的二氧化碳分壓使血管收縮；相反，高碳酸血癥會增加腦栓塞的風險[14]。在機器人心臟手術體外循環(huán)轉流中密切監(jiān)測及控制PaCO2是非常重要的，尤其是在不停跳房間隔缺損修補手術中，術者在修補缺損下緣時要開放腔靜脈阻斷帶，加之心臟不停跳下術野血量多，需要使用心內吸引器快速吸引，此時大量的CO2會隨著血液被吸入到循環(huán)管路中，導致PaCO2瞬時增高。使用CDI連續(xù)血氣監(jiān)測系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)測PaCO2的變化，在PaCO2超出正常值范圍時及時調整氣體流量，以維持PaCO2在正常范圍。

4 心肌保護方法的選擇 機器人心臟手術中升主動脈阻斷方法有主動脈腔內球囊阻斷和經胸阻斷兩種。主動脈腔內球囊阻斷技術操作復雜，有許多潛在的風險，且價格高昂，目前應用較少[15-17]。本組病例均采用停搏液灌注針直接穿刺胸壁后，由術者操作機械手臂插入升主動脈，助手醫(yī)生使用長柄Chitwood鉗于右側胸壁外阻斷升主動脈。同主動脈腔內球囊阻斷技術相比，該方法簡單易掌握，而且更為經濟實用，也避免了潛在的主動脈損傷風險[18]。但經胸阻斷時的停搏液灌注針是采用14 G靜脈套管針，經胸壁外插入胸腔內，由于留置的套管針管壁較長且軟，易受到穿刺時的角度及胸壁擠壓的影響，造成較大阻力，故停搏液灌注時需要采用較高的灌注壓。

1 Gao C， Yang M， Wang G， et al. Excision of atrial myxoma using robotic technology［J］. J Thorac Cardiovasc Surg， 2010， 139（5）；1282-1285.

2 王瑤， 高長青， 楊明， 等. 全機器人心臟外科手術中經食管超聲心動圖的應用［J］. 中華胸心血管外科雜志， 2011， 27（7）；401-403.

3 周和平，孫國成，陳濤，等.全胸腔鏡下二尖瓣置換的體外循環(huán)管理［J］.中國體外循環(huán)雜志，2011，9（4）：209-210.

4 Colangelo N， Torracca L， Lapenna E， et al. Vacuum-assisted venous drainage in extrathoracic cardiopulmonary bypass management during minimally invasive cardiac surgery［J］. Perfusion， 2006， 21（6）；361-365.

5 王加利，高長青，李佳春，等.負壓輔助靜脈引流技術在全機器人心臟手術中的應用［J］.軍醫(yī)進修學院學報，2012，33（11）：1132-1133.

6 Shin H， Yozu R， Maehara T， et al. Vacuum assisted cardiopulmonary bypass in minimally invasive cardiac surgery； its feasibility and effects on hemolysis［J］. Artif Organs， 2000， 24（6）； 450-453.

7 楊璟，何美齡，柳薇，等.微創(chuàng)心臟外科手術中體外循環(huán)管理［J］.中國體外循環(huán)雜志，2011，9（4）：211-213.

8 Vaughan P， Fenwick N， Kumar P. Assisted venous drainage on cardiopulmonary bypass for minimally invasive aortic valve replacement； is it necessary， useful or desirable?［J］. Interact Cardiovasc Thorac Surg， 2010， 10（6）；868-871.

9 Jones TJ， Deal DD， Vernon JC， et al. Does vacuum-assisted venous drainage increase gaseous microemboli during cardiopulmonary bypass?［J］. Ann Thorac Surg， 2002， 74（6）； 2132-2137.

10 Webb WR， Harrison LH， Helmcke FR， et al. Carbon dioxide field flooding minimizes residual intracardiac air after open heart operations［J］. Ann Thorac Surg， 1997， 64（5）； 1489-1491.

11 Stammers AH. Monitoring controversies during cardiopulmonary bypass； how far have we come?［J］. Perfusion， 1998， 13（1）；35-43.

12 Trowbridge CC， Vasquez M， Stammers AH， et al. The effects of continuous blood gas monitoring during cardiopulmonary bypass；a prospective， randomized study--Part I［J］. J Extra Corpor Technol， 2000， 32（3）；120-128.

13 Ottens J， Tuble SC， Sanderson AJ， et al. Improving cardiopulmonary bypass； does continuous blood gas monitoring have a role to play?［J］. J Extra Corpor Technol， 2010， 42（3）； 191-198.

14 Song JG， Lee EH， Choi DK， et al. Differences between arterial and expired pump Carbon dioxide during robotic cardiac surgery［J］. J Cardiothorac Vasc Anesth， 2011， 25（1）； 85-89.

15 Chitwood WR Jr， Elbeery JR， Moran JF. Minimally invasive mitral valve repair using transthoracic aortic occlusion［J］. Ann Thorac Surg， 1997， 63（5）；1477-1479.

16 高長青，楊明，王剛，等.機器人系統(tǒng)行心房黏液瘤切除術40例［J］.中華胸心血管外科雜志，2011，27（7）：393-394.

17 Ricci D， Pellegrini C， Aiello M， et al. Port-access surgery as elective approach for mitral valve operation in re-do procedures［J］. Eur J Cardiothorac Surg， 2010， 37（4）； 920-925.

18 楊明，高長青，王剛，等.機器入微創(chuàng)二尖瓣手術60例臨床觀察［J］.南方醫(yī)科大學學報，2011，31（10）：1721-1723.

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

時間：2014-08-15 16:38

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

2014-05-23

國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)(2012AA021104)；全軍醫(yī)學科技“十二五”重點項目(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，副主任技師。研究方向：體外循環(huán)的基礎與臨床。Email: wangjiali301@sina.com