两种机器人辅助下微创心脏手术的体外循环管理

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复旦大学附属中山医院心脏外科 (上海，200032)

0 引言

随着智能化机器人技术的开发，已经可以将大部分的心内操作在内镜下完成，微创化已经成为心脏外科发展的主流方向之一[1]。目前，这种手术方式已经扩展到心脏外科诸多领域，包括简单先天性心脏病纠治、二尖瓣手术和冠脉搭桥术。近年来，本院心脏外科应用“伊索”和“达芬奇”机器人系统，完成微创机器人辅助下体外循环心脏手术几十例，临床效果良好。现就两种不同微创机器人辅助下心脏手术的体外循环管理特点等作一介绍和比较。

1 资料与方法

1.1 一般资料

将2003年11月～2012年5月41例接受体外循环下微创机器人辅助心脏手术的患者，分为2组，A组应用AESOP3000机器人，共17例，其中男性9例、女性8例,年龄(16～57)岁,平均33.1±10.0岁,体重(43～76) kg，平均58.7±8.2 kg，包括房缺修补术10例、室缺修补术2例、二尖瓣置换术4例、二尖瓣成形术1例；D组应用Da vinci S机器人，共24例，其中男性14例、女性10例, 年龄(15～64)岁,平均52.3±13.2岁，体重(46～83) kg,平均63.4±12.1kg，包括房缺修补术5例、二尖瓣成形术19例。

1.2 体位与麻醉方法

所有患者均取平卧位，右胸抬高15°～20°，右上肢略低于手术台，暴露右侧胸腔至腋后线，贴体表除颤电极片。采用短效麻醉药诱导，全身麻醉，双腔气管插管，纤维支气管镜确定插管位置。监测心电图、血压、动脉氧饱和度、中心静脉压等。同时术中使用食管心脏超声进行全程监测。

1.3 体外循环方法

1.3.1体外循环设备与预充体外循环应用离心泵(Terumo)和膜肺(Maquet、Dideco、Terumo等)。所有均采用中度血液稀释，预充液由复方电解质液和胶体等组成，均加入白蛋白20 g。

1.3.2体外循环建立方法两组均在右腹股沟处做约(3～4) cm小切口，行股动静脉插管，股动脉选用Edwards18F～20F。A组采用双极股静脉插管(DLP25-29F)，D组采用单极股静脉插管(Edward24～28F)，考虑到其引流量可能不足以维持全身灌注，根据手术方式加用离心泵辅助引流或负压辅助引流或加用颈内静脉插管辅助引流，建立体外循环。

1.3.3心肌保护方法A组中10例房室缺修补术采用常温不阻断不停跳并行循环的方法，术中温度在(36～37) ℃，维持其窦性心律。7例采用中低温主动脉阻断心脏停跳的方法，中低温在(28～30) ℃，应用4:1冷含血停搏液进行心肌保护；D组均采用中浅低温阻断升主动脉心脏停跳的方法，中浅低温在(30～33) ℃，应用4:1冷含血停搏液进行心肌保护。

1.3.4体外循环管理方法术中维持灌注流量在(40～80) ml·kg-1，灌注压维持在(5.3～10.7) kPa，连续监测静脉氧饱和度，使之大于65%，检测血气电解质及时纠正，术中积极使用超滤，控制血细胞压积不低于20%。肝素用量3.6 mg·kg-1，ACT维持在480 s以上，体外循环停止后以鱼精蛋白中和肝素(1:1.5)。

2 结果

所有手术均获得成功，A组中双极股静脉引流比较充分，仅在2例中加用暂时性滚压泵辅助引流；D组中12例加用离心泵辅助引流，7例加用负压辅助引流，5例加用颈内静脉插管辅助引流，结合单极股静脉插管引流充分。两组术中均转流平稳，血流动力学稳定，监测指标均在正常范围，无手术死亡和围手术期并发症。平均体外循环时间，平均主动脉阻断时间，平均胸腔引流量，平均ICU时间，见表1。D组中仅1例输血。出院随访均恢复正常生活，无不适症状，无术后中、远期并发症。

表1 两组患者术中和术后情况Tab.1 The intraoperative and postoperative conditions of two groups

3 讨论

心脏外科领域内机器人辅助下手术发展于胸腔镜技术。但传统的内窥镜有很大的局限性：操作器械较难、费时；二维图象不适宜做精细的手术操作。随着声控机械臂的发明,使术者可通过麦克风发出“向下、向上”等指令来指挥机械臂来完成手术视野的调节。如本院应用的AESOP3000(简“伊索”)[2]，随着三维内镜和大活动度机械手臂的临床应用，“达芬奇”机器人系统也被应用于我院的心脏外科微创手术，其手术切口更小，患者恢复更快的优点将逐步成为微创手术的首要选择。

体外循环的成功建立是机器人心脏手术成功的关键之一，传统的体外循环插管技术已经无法达到其要求，我们采用外周股动静脉插管建立体外循环，并辅以各种辅助引流方法，取得很好的引流和灌注效果，现总结以下几点经验和体会：

1) 双极股静脉插管要求远端开口置于上腔静脉内，常常需要在食道超声指导下进行放置，虽然引流比较充分，但操作较为复杂和困难，且插管成本较高。

2) 单级股静脉插管成本较低，且操作较为简易，根据不同手术方式结合各种不同的辅助引流方法，能起到很好的引流效果。术中连续监测中心静脉压，结合术野中右心房充盈情况，能实时反映静脉引流状况，指导各种辅助引流方法的调整。

3) 滚压泵安装在静脉引流管上，吸引静脉血可增加静脉引流量，但抽吸负压可能突然上升到危险的地步，并且很难调节吸引量，现已基本不用。同样，离心泵安装在静脉引流管上，吸引静脉血也可增加静脉引流量，当离心泵速在(1000～1200) r·min-1时，静脉端可产生(-6.7～-10.7) kPa的负压[3]。另外，离心泵产生的吸力较为柔和，并易于调控，但是一旦静脉大量进气，泵头排空，会暂时影响引流。负压辅助引流(vacuum-assist venous drainage, VAVD)是将一个稳定的负压源加载到密闭的储血器中即可增加静脉血引流量，方法简便且安全可靠，但是需要带有自动减压装置的膜肺才可以装配使用。由于静脉系统一直处于负压状态，静脉输液会加快，还可能增加体内动静脉短路机会。另外，负压产生剪切力会增加血液破坏；静脉储血罐内的负压，使吸引血过滤网两侧压力阶差增加，过滤加快，影响效果；用离心泵作动脉泵时，由于泵的前负荷增加，血流量可能下降，甚至产生血液倒流[4]。

4)根据手术方式不同，有时需要进行颈内静脉插管用于上半身引流，我们选用Edwards16F插管由麻醉医生经皮穿刺置管，术中引流满意。但是术后拔除插管后，需要有较长时间的按压止血过程。

5)在胸骨右缘第2肋间打孔放置胸腔镜手术专用主动脉阻断钳阻断升主动脉，应用胸腔镜手术专用注射针，直接从主动脉根部间断注入4：1冷含血停跳液停跳心脏，心肌保护效果良好。我们认为采用阻断钳阻断升主动脉主动脉根部顺性灌注心脏停搏液，安全有效，操作简单，容易掌握[5]。国外也有应用Heart-Port系统经皮球囊阻断升主动脉的报道，但其可能引起主动脉撕裂，主动脉内壁微小栓子脱落而发生神经系统并发症等，且价格昂贵，目前很少使用[6]。结合主动脉开放前应用专用注射针在主动脉根部灌注停搏液处进行持续负压吸引，不仅可以排尽心脏内气体，还可以避免心脏过胀，帮助心脏复苏。

6)进行房缺修补术时，也可采用并行循环心脏不停跳的方法，应注意维持适当的灌注压、体温和血钾浓度等，保持心脏窦性心律，避免心律失常的发生。

7)相比常规心脏手术，机器人微创手术的转流时间相对延长，术中连续监测静脉氧饱和度和血细胞压积，积极应用超滤，维持SvO2>65%和Hct>20，保证全身微循环灌注良好，防止过度的血液稀释，常规预充白蛋白，积极应用乌司他丁和甲强龙，能减轻肺部炎性反应和水肿，加快术后恢复，缩短住ICU时间和住院时间。

4 结论

目前机器人辅助下胸腔镜心脏手术可以说是设备最为昂贵、技术难度最高、适应征最为苛刻的一种手术方式。在不断研制和使用微创体外循环新设备、新材料和新药物的同时，根据不同的机器人辅助系统和不同的手术方式，选择正确合适的灌注引流途径，术中充分引流和灌注和长时间稳定的灌注管理调整是保证机器人辅助微创心脏手术顺利、成功的重要因素。

[1] 赵强，蔡俊峰.机器人外科手术系统在心脏外科中的应用[J].上海医学，2011，34(1)：6-9.

[2] 魏来，王春生，沈金强,等.机器人外科手术系统体外循环心脏手术的初步经验[J].上海医学，2011，34(1)：38-42.

[3] 陈佳莉，胡克俭，罗海燕,等.离心泵辅助股静脉引流应用于微创心脏瓣膜手术的体外循环管理经验[J].中国体外循环杂志，2010，8(4)：208-210.

[4] 王加利，李佳春，高长青,等.负压辅助静脉引流技术在微创心脏手术中的应用[J].中国体外循环杂志，2009，7(3)：163-165.

[5] 赵赟，胡克俭，程玥,等.微创体外循环在机器人辅助下心脏手术中的应用[J] .生物医学工程学进展，2009,30(3)：157-159.

[6] 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: 920-925.