全机器人心脏手术的体外循环建立与管理

作者:王加利,李佳春,高长青作者单位：中国人民解放军总医院心血管外科,全军心脏外科研究所，北京 100853

  【摘要】  目的 总结全机器人心脏手术的体外循环（extracorporeal circulation,ECC）建立方法与术中管理经验。方法 使用达芬奇S（da Vinci.S）机器人完成心脏手术25例，其中在ECC下行房间隔缺损修补术12例，二尖瓣成形术1例。12例房间隔缺损患者经股动脉（Fr20）、股静脉（Fr23，Bio-Medicus）及颈内静脉插管（Fr15，Bio-Medicus整体动脉插管）建立体外循环；1例二尖瓣成形术经股动、静脉（Fr24/29，Carpentier双腔静脉插管）插管建立ECC；灌注中全部应用负压辅助静脉引流装置（VAVD），控制负压在-30～-55 mmHg。采用浅低温灌注，连续血气监测（CDI-500）和含血心肌保护方法。结果 13例患者ECC时间98～205（135.9±31.6）min，升主动脉阻断时间50～125（64.8±19.8）min，心脏自动复苏11例，体外除颤复苏2例。术后呼吸机辅助时间7～17（11.1±4.3）h，24 h胸腔引流量120～680（247.5±197.5）ml。均无并发症康复出院。结论 ECC时间和阻断时间较长与手术方法等因素有关，灌注中使用VAVD、连续血气监测和加强ECC管理是十分必要的。

【关键词】  体外循环 机器人 辅助静脉引流装置 连续血气监测

  　Management of Extracorporeal Circulation with

    Totally Robotically Assisted Cardiac Surgery

    WANG Jia-li, LI Jia-chun, GAO Chang-qing

    (Department of Cardiovascular Surgery, PLA General Hospital,Beijing 100853, China)

    Abstract: OBJECTIVE   To summarize the way and management of extracorporeal circulation(ECC) with totally robotically assisted cardiac surgery. METHODS  Total 25 patients underwent cardiac surgery with da Vinci S robotic surgical system, including 12 patients underwent atrial septal defect repair (ASDR) and 1 patient underwent mitral valvuloplasty (MVP). The ECC was achieved with femoral arterial cannula (Fr20), femoral venous cannula (Fr23, Bio-Medicus) and right internal jugular venous cannula (Fr15, Bio-Medicus) in patients for ASDR, and with femoral arterial and venous cannulae (Fr24/29) in patients for MVP. For all cases, vacuum-assist venous drainage (VAVD) and continuous blood gas monitoring devices were used during ECC. RESULTS  The ECC time was 98-205 (135.9±31.6)min and aortic cross-clamp time was 50-125(64.8±19.8)min. Automatic cardiac resuscitation occurred in 11 patients, while other 2 cases needed external defibrillation. The postoperative intubation time were 7-17(11.1±4.3)h, the volume of drainage in 24hs post-operations were 120-680 (247.5±197.5)ml. CONCLUSION  The long ECC time and aortic cross-clamp time are related to the operation skill . Using VAVD and continuous blood gas monitoring devices and strengthening management during ECC are extremely necessary.

    Key words：  Extracorporeal circulation;Robotics;Vacuum-assist venous drainage;Continuous blood gas monitoring

    微创外科概念的出现和兴起使传统的外科领域发生了一系列革命性的变化。胸腔镜技术应用于心脏手术曾被认为是现代微创心脏外科的代表性手术［1］，但真正带来外科手术微创革命化的是全机器 人外科手术系统。我院从2007年1月至2007年7月开展全机器人心脏手术共25例，其中体外循环(extracorporeal circulation,ECC)下完成全机器人心脏手术13例，取得了满意的手术效果，现将ECC的建立方法及管理经验报道如下。

  1  资料与方法

    1.1  临床资料  2007年1月至2007年7月共完成机器人心脏手术25例，其中12例冠心病患者采用机器人游离乳内动脉，侧胸小切口搭桥手术（MIDCAB）或全机器人搭桥术（TECAB）。12例房间隔缺损患者和1例二尖瓣关闭不全患者在ECC下使用机器人进行缺损修补和瓣膜修复成形术,男性3例，女性10例，年龄28～53岁，体重47～75 kg。

    1.2  麻醉方法  采用静吸复合麻醉，所有患者均采用双腔气管插管，在胸壁打孔放置机械手和心内操作时采用单肺通气。麻醉后放置食道超声并在超声引导下，右颈内静脉放置双腔静脉管及Swangas漂浮导管，同时穿刺并预留一套管，肝素封闭，以备上腔静脉插管用。

    1.3  插管位置及方法  房间隔缺损手术采用同侧股动脉（Fr20）、股静脉（单极静脉引流管Fr23）、右颈内静脉（经预置套管处穿刺插入股动脉插管（Fr15）作为上腔静脉引流）建立ECC。二尖瓣手术采用右股动脉插供血管(Fr20)，同侧股静脉插双极静脉引流管(Fr24/29)建立ECC。

    1.4  ECC设备与方法  所有患者均使用膜式氧合器（T-18 Terumo）,连续血气监测（CDI-500 Terumo），负压辅助静脉引流装置（VAVD Polystan）。预充液包括：乳酸林格式液、万汶注射液、人血白蛋白、5%NaHCO3及20%甘露醇注射液。

    手术切开心包前即开始ECC并不降温，心内操作时采用浅低温，鼻咽温30℃～31℃，直肠温32℃～33℃，灌注流量60～70 ml/（kg·min），维持灌注压力60～80 mmHg。全部患者术中均使用超滤，升主动脉开放前5 min经氧合器一次性给与MgSO4 3～4g，利多卡因100～200 mg。

    心肌保护采用4∶1含血冷停搏液经主动脉根部顺行间断灌注方法，灌注针选择BD 14g静脉穿刺针，经胸壁穿刺送入胸腔后，术者使用机械手缓慢插入升主动脉。心肌保护液温度6℃～8℃，K+浓度20 mmol/l，首次灌注剂量1000～1500 ml。灌注压力为300 mmHg左右，灌注流量为250～350 ml/min，20～30 min复灌半量。

    2  结  果

    13例患者ECC时间98～205（135.9±31.6）min，升主动脉阻断时间50～125（64.8±19.8）min，术中超滤液量2300～4800（3200±692）ml，自动复苏11例，体外除颤复苏2例。术后呼吸机辅助时间7～17（11.1±4.3）h，术后24 h胸腔引流量120～680（247.5±197.5）ml。1例患者术后因胸腔闭式引流较多行侧开胸探查止血，全部患者术后恢复良好，均无并发症痊愈出院。

    3  讨  论

    心脏外科侵入性治疗引起的系统性、连续性炎性反应并不单纯起因于ECC，而是麻醉、外科创伤及ECC三者共同作用的结果［2］，因此微创外科的概念引入心脏外科在减轻系统炎性反应中发挥了举足轻重的作用。与传统心脏手术相比，采用全机器人心脏手术具有创伤小、失血少、恢复快及符合美容要求。

    1998年Carpentier等［3］首次应用da Vinci机器人手术系统在经皮ECC技术（PA）支持下实施了二尖瓣修复术，此后陆续有应用da Vinci机器人全内镜下行二尖瓣修复的报道［4-6］。

    机器人完成心脏手术只需较小的切口，通常3～4个钥匙孔洞大小即可完成。双镜头三晶片立体摄像系统可以提供清晰的直视三维图像，突破了人眼局限；床旁手术机械臂系统的4关节镜头臂和6关节器械臂可以方便地触及人体各个部位，EndoWristTM 仿真手腕器械有7个自由度，在狭窄的解剖环境中尤其达到比人手更好的效果--突破了人手局限。外科医师通过控制台能在狭小的术野中进行直观准确的动作控制，提高了缝合精度和手术安全性［7］。

  闭式ECC插管系统是目前完成机器人辅助心脏手术，尤其是完成二尖瓣修补术和房间隔缺损修补术的重要条件［8］。在微创外科手术中通常选择管腔较细的静脉引流管，被动性静脉引流难以提供有效的血液回流以满足组织灌注，通常需要主动性静脉引流（AVD）。AVD分为动力性辅助静脉引流和负压辅助静脉引流（VAVD），该技术能保证微创ECC过程中组织灌注［9］。在ECC中应用VAVD，可避免因静脉插管过细而引流不畅。虽然VAVD技术能增加静脉引流量，但应用AVD技术有导致微气栓发生的可能性［10］，建议在使用VAVD技术时最好采用滚柱泵作为动脉泵，停止ECC时一定要先关闭负压。通常负压在-35～-55 mmHg就可满足灌注流量2.4 L/（min·m2）以上［3］，负压超过-80 mmHg可产生溶血［11］。

    全机器人心脏手术ECC时间和阻断时间的延长主要受手术方式以及配合熟练程度等因素的影响，传统手术ECC是在插管、套阻断带之后才开始转流，而机器人心脏手术是在ECC下切开心包并套阻断带。但相对延长的ECC时间对手术康复没有副作用［12］。Morgan等［13］研究表明，使用机器人进行房缺修补术除有美容效果外，患者在自觉疼痛，生活能力，精神状况，一般健康情况等方面均好于微创胸廓切开术和胸骨切开术两组患者，明显改善患者的生活质量。

    全机器人心脏手术时需要在胸腔内充入CO2使左肺萎陷，因此术中在回吸术野血时会同时吸回大量的CO2，导致PCO2瞬时增高，术中必须应用连续血气进行动态监测，在PCO2瞬时增高时要及时调整气体流量，维持PCO2在正常水平。

    心脏复苏后，术者在拔除升主动脉停跳液灌注针时，需要瞬间的低血压。此时应该降低流量，控制血压在30 mmHg左右，待升主动脉荷包线打结2～3个后再恢复流量。

    全机器人心脏手术ECC需要插小口径静脉引流管，术中应用VAVD，连续血气检测，相对较长的ECC时间，应加强ECC的管理。

【参考文献】  　　［1］ 陈立军，程云阁，等. 电视胸腔镜心脏外科［J］.中华胸心血管外科杂志，2001，5：312-313.

［2］ Brix-Christensn V. The systemic inflammatory response after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass in children ［J］. Acta Anaesthesiol Scand，2001，45(6):671-679.

［3］ Carpentier A，Loumer D， Aupecle B，et al. Computer assisted open heart surgery. First case operated on with success ［J］.C R Acad Sci Ⅲ,1998,321(5):437-442.

［4］ Chitwood WR, Nifong LW, Elbeey JE,et al. Robotic mitral valve repair:trapezoidl resection and prosthetic annuloplasty with the da Vinci surgical system ［J］.J Thorac Cardiovasc Surg,2000,120(6):1171-1172.

［5］ Mehmanesh H, Henze R, Lange R. Totally endoscopic mitral valve repair ［J］. J Thorac Cardiovasc Surg, 2002(1), 123: 96-97.

［6］ Nifong LW, Chu VF, Bailey BM,et al.Robotic mitral valve repair: experience with the da Vinci system ［J］. Ann Thorac Surg,2003,75(2):438-442.

［7］ Vassiliades TA, Rogers EW,Nielsen JL,et al. Niesem JL，et al. Minimally invasive direct coronary artery bypass grafting: intermediate-term results ［J］. Ann Thorac Surg, 2000,70(3):1063-1065.

［8］ Loulmet D, Carpentier A, d'Attellis N, et al. Endoscopic coronary artery bypass grafting with the aid of robotic assisted instruments ［J］.J Thorac Cardiovasc Surg,1999,118(1):4-10.

［9］ 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.

［10］ Willcox TW, Mitchell SJ, Gorman DF. Venous air in the bypass circuit: a source of arterial line meboli exacerbated by vacuum assisted drainage ［J］. Ann Thorac Surg，1999，68(4):1285-1289.

［11］ Jegger D,Tevaearai HT,Mueller XM,et al. Limitations using the vacuum-assist venous drainage technique during cardiopulmonary bypass procedures ［J］.J Extra Corpor Technol， 2003，35(3):207-211.

［12］ Bonaros N, Schachner T, Oehlinger A,et al. Robotically assisted totally endoscopic atrial septal defect repair: insights from operative times, learning curves,and clinical outcome ［J］. Ann Thorac Surg，2006,82(2):687-693.

［13］ Morgan JA, Peacock JC, Kohmoto T,et al. Robotic techniques improve quality of life in patients undergoing atrial septal defect repair ［J］. Ann Thorac Surg,2004,77(4):1328-1333.