不停跳冠脉搭桥术介绍

一、历史回顾

心脏外科在世界范围内的广泛开展主要得益于体外循环技术在临床的应用。在20世纪50年代末, 体外循环技术尚未广泛应用, 冠状动脉旁路移植术 ( 简称“冠脉旁路移植术”) 和冠状动脉内膜剥脱术都是在跳动心脏上完成 ,Sabiston 于 1962 年完成首例大隐静脉与右冠状动脉的旁路移植, Garrett、Dennis、DeBakey 1964 年完成左冠状动脉与静脉的旁路移植都是在非体外循环条件下进行的。1968 年以后, 随着体外循环技术和心脏停搏液的广泛应用, 因其可提供安全、舒适的手术环境――静止、无血的手术野和吻合部位容易暴露――并且有相对低的并发症而被广泛使用，心肺旁路(Cardiopulmonary Bypass,CPB)成为冠状动脉旁路术的金标准，1970年在伦敦召开了第六届世界心脏病大会，Favaloro与另一位使用IMA搭桥的先驱者苏联 Kolesov都参加了此次大会。Favaloro报道了当时世界上最多的CABG例数(570例)，Kolesov介绍了用IMA移植治疗冠心病的经验。可以说那届大会给全世界的医生展示了CABG，推开了它在世界范围内应用的大门。冠脉旁路移植手术无论从数量上和技术上都得到飞速发展。体外循环心脏冷停跳冠状动脉旁路移植术在过去的 30 多年成为一种安全易行的常规手术, 并取得了良好的短期和长期的疗效。

但在巴西、阿根廷等国的一些外科医师可能因为经济等原因一直坚持了非体外心脏不停跳旁路移植手术(off-pump coronary artery, OPCAB),Benetti和Buffolo分别于1991年和1996年报道了2000例和1200例，并取得了良好的临床效果，手术后的血管造影结果显示, 非体外循环组和体外循环组的病人移植血管的通畅率无明显差异, 但是避免了体外循环对机体的损伤。

虽然在20 世纪 80 年代心肌保护有了较大的发展, 冷血和温血停跳对心肌有更佳的保护作用,但主动脉阻断仍然对缺血的心肌有缺血损伤, 体外循环能激活补体系统引起全身炎症反应, 造成重要器官损伤。凝血因子的消耗可引起出血并发症, 对粥样硬化的主动脉插管、钳夹和微栓可引起脑卒中。Calariore等一项研究中表明CPB是CABG手术后死亡、急性心肌梗死和早期并发症发生率的一个独立的危险因素。另外, 常规冠状动脉旁路移植术的麻醉和手术过程复杂, 一次性耗材多。

1977年Gruentzing实行了首例经皮冠状动脉成形术(percutaneous transluminal coronary angioplasty , PTCA)获得成功。1987年Sigwart首先将冠脉内支架植入术应用于临床。介入治疗技术的发展结束了只有心外科医生才能进行血运重建的历史，对CABG提出了巨大的挑战。

面对这种挑战，20 世纪 90 年代早期 , 二项技术发展促进了冠脉旁路移植术式的改进。一是胸腔镜技术在胸部手术的应用; 二是胸骨牵开器、固定器及相关的特殊器械、设备成功应用于临床，先后有 Benetti 应用 CTS、 Jasen 应用 Octopus、 Cohn 应用Genzyme等各种不同类型冠状动脉固定系统进行非体外循环下的冠状动脉旁路移植术。90年代初微创冠脉搭桥(minimally invasive CABG, MICABG)应运而生。它的核心思想便是尽可能地减少手术创伤、减少医疗费用，如通过缩短切口如借助特殊体外循环器械的洞穴(port-access)手术。另一方面即使在体外循环盛行的80年代，南美的部分医生仍坚持非体外循环下搭桥，由于避免了由体外循环可能带来的并发症，到90年代中后期OPCABG也为更多的医生所接受，它也属于MICABG的范畴。最近还有机器人辅助的胸腔镜下CABG、局麻清醒下CABG等。虽然目前对MICABG还存在争议，但它无疑是冠脉外科在90年代最重要的一项突破。1995 年,Benetti 在胸腔镜辅助下取下左乳内动脉 (IMA), 通过左胸小切口, 进行微创直接冠脉旁路移植手术。Benetti 进行术中的左室心肌活检证明, 非体外循环的病例可获得更佳的线粒体保护。Pfister 报告了 220 例非体外旁路移植病人和常规手术病人的配对研究结果, 对于选择的LAD 和右冠状动脉病变的病人进行非体外手术是安全的, 并证明比心脏停搏有更好的左室功能保护作用。。

二、我国冠心病外科的发展

我国的冠心病外科治疗起步并不晚，1970年北京阜外医院报告了首次室壁瘤切除手术获得成功，1974年10月郭加强教授使用静脉作旁路成功地完成了我国第一例CABG，之后在广州、上海等地亦有同类手术成功的报告。到1984年为止全国共完成60例，但到1992年全国总的手术例数还不到500例。据中华医学会胸心血管外科学会1998年的调查，我国目前有29个省市的50余家医院已经开展过CABG手术(包括请国内外专家帮助开展者)，年手术量逐年有所增加。其中一半以上是在少数几个医院完成的，年手术量大于50例者只有5家。近五年随着国际交流增多，一批在国外受训的年轻医生返回国内工作，大大促进了CABG的国内的普及。

1996年阜外医院率先开展了非体外循环下搭桥及胸骨旁切口和左胸前外侧切口行冠脉旁路移植术，此后不少单位相继开展了此项技术。尽管我国CABG尚有待于普及，但在微创CABG技术创新方面与国际保持了同步发展。以结合PTCA搭桥的技术(Hybrid技术)为例，1996年Angelini率先报道用此技术成功治疗6例多支冠脉病变的患者，阜外医院胡盛寿1999年在原手术的基础上使用电视胸腔镜做IMA的游离与吻合，使手术的创伤更小，这种以电视胸腔镜辅助下CABG与PTCA结合应用治疗多支冠脉病变的Hybrid技术国外文献未见报道。万峰在 2002 年8月昆明会议上报道了 1198 例 OPCAB 手术的早期临床结果和经验体会，占同期冠心病手术的 79.5％,OPCAB 实施率 (即OPCAB 占单纯冠状动脉旁路移植术的百分比) 为 85.2%。结论OPCAB 手术是安全可行, 早期效果满意, 远期效果有待进一步观察。

三、非体外循环冠脉旁路移植手术的麻醉的注意事项

非体外循环跳动心脏上冠脉旁路移植手术中, 麻醉师需要更加精心的麻醉管理和与外科医师的良好交流, 并结合适时适量的药物支持。

1、温度控制

非CPB下CABG手术中，由于室温低，心脏直接暴露于空气中，体温很快降低，一般可达34－32℃。在此温度下，凝血酶活性受抑制，术后渗血增加，从而引起失血和输血带来的并发症。对于需早拔管病人，一方面，体温低，麻醉药物代谢慢，会延迟拔管。另一方面，苏醒期体温低，病人易寒颤，增加心肌耗氧量，导致室性心率失常的发生。故术中需要用变温毯保温，取静脉后的下肢要用无菌敷布包好保温。手术室温度一般在23℃以上保温效果较好。

最新研究发现，Arctic Sun温度管理系统能够显著减少不停跳冠状动脉旁路手术（OPCAB）术中低温的发生。更重要的是，在不应用其它保温措施的情况下同样可以达到这个效果。

研究人员将接受不停跳冠状动脉旁路手术的病人随机分成使用Arctic Sun系统组（AS组）或传统方法组（对照组；提高室温，静脉液体加温，空气加温对流系统）防止体温降低（体温<36℃）。AS组测量鼻咽温度，伺服调节的目标温度为36.8℃。整个术中的温度都被记录下来，两组体温<36℃的曲线下（AUC）时间和面积都进行比较。总共有29名病人（AS组=14，对照组=15）参与了该研究。

研究结果发现，AS组的体温降低显著少于对照组，无论低于36℃的持续时间（AS组2.5[0-22]，中线[四分位间范围]，对照组118[49-192]min，P=0.0008）还是AUC<36℃（AS组0.3[0-2.2] ℃ x min，对照组17.1[3.6-173.4] ℃ x min，P=0.002）。

结论认为，Arctic Sun温度管理系统能够显著减少OPCAB术中低温的发生。更重要的是，在不应用其它保温措施的情况下同样可以打到这个效果，包括应用较多的静脉加温输液和提高手术室温度等措施。

2、循环血压的维持

（1）心脏功能的维护，首先根据病人心功能情况,选用心肌抑制较轻的麻醉药物。硝酸甘油可小剂量术中持续泵入,选择性扩张冠状动脉,增加心肌氧供，改善心功能。使用利多卡因维护稳定的心律。在搬动或安放心肌固定装置后, 若心脏反复出现室性心率失常,可静脉推注或持续泵入。

（2）药物使用

在手术操作短期内血压影响明显，一般收缩压低于70mmHg时，可小量多次给予苯肾上腺素。静脉推注苯肾上腺素25－50μg，术中可反复小量应用。一般用量在1mg以内，对其它脏器功能无影响。术中观察收缩压维持在70mmHg以上，血气可维持在正常范围。术中静脉推注苯肾上腺素25－50μg，肺动脉压和肺动脉楔压均无明显改变。对于心脏，苯肾上腺素可以提高冠脉灌注压，同时又有心肌预调节的作用。另外苯肾上腺素也可以反射性减慢心率。

硝酸甘油的使用，硝酸甘油选择性扩张冠状动脉，可以预防和治疗心肌缺血，但是用量过大，造成血压过低则是有害的，反而降低心肌血供。有报道研究证明，当用剂量过大，引起血压降低，而同时用正性肌力药物维护正常循环，通过酶学检查发现，和对照组比较，正性肌力药物的使用造成心肌缺血损伤。

调整适宜的体位和液体治疗 Trendeleburg 体位在右心室前负荷增加、增加右心室前负荷和增快心率的前提下可重建循环稳定状态和冠状血流。为了改善手术操作暴露心脏侧面和后面，Trendelenburg 位基础上手术台向右倾斜。但不能仅是头低位，并要防止过长Trendelenburg 位对机体的不利影响，尤其是脑静脉回流问题，颈静脉压增加即使动脉压正常也可致亚临床脑缺血而损害脑功能。术中为了维持适宜的心室前负荷需要有一定的液体输入，自体血液回收技术的应用可避免输血，但应避免血红蛋白过低造成的不利，在搭桥完毕可使用小剂量利尿药以纠正液体超负荷对术后肺功能产生不利影响。

体外循环的应急准备

尽管脱泵CABG是技术进步的标志，但也存在一定风险，必需有灌注医师和CPB的保驾扩航。 灌注医师一方面负责血液回收机的管理，一方面又要作好CPB机和器材的全部准备，一旦病 人突然发生心律失常、严重低血压或灾难性循环衰竭，外科医师一边进行心脏挤压，一边要 在8～10min内完成插管迅速建立CPB。CPB机的“战备”有床旁待命(stand by)干备(装机不 预充)和湿备(装机并加入预充液)三种，其准备等级要视病人情况和外科医师要求而定，但不可不备。

总之，非CPB下CABG手术的麻醉管理，需要麻醉医生术前对病人的冠状动脉病变情况要清楚了解，同时对外科医生术中的意图也要清楚。这样麻醉医生才能根据术中病人的情况和手术步骤调整病人的生理状态和麻醉深度，在保证病人安全的同时，为外科医生提供良好的手术条件，提高吻合血管的通畅率，降低围术期的病死率。

四、OPCAB 手术技术

（一）、手术适应证和禁忌证

目前有关OPCAB的手术适应证及病人的选择在很大程度上与外科医师对 OPCAB 技术的认知程度和经验有关, 作为普遍接受的 OPCAB 的适应证还有待于大组临床研究结果来确定。从理论上说, 所有单纯冠脉旁路移植病人均可以应用非体外循环冠脉旁路移植术, 尤其适用于高龄 (>70岁) 、心功能低下 (EF<40%) 、肝肾功能不良、升主动脉钙化、有出血倾向、 卒中后遗症等体外循环高危患者。

相对禁忌证为 : ①心肌内血管; ②弥漫钙化血管 , 直径 <1.5mm; ③巨大左心室合并肺 动脉高压; ④术中血流动力学不稳定。现在一般认为非体外循环冠脉旁路移植术的适应证更为广泛, 除非病人心脏停跳, 均可试行OPCAB。MIDCAB 适用于单支血管病变, 主要是左乳内动脉与前降支的旁路移植, 也可适用于对角支( 序贯或 T 桥 )和右冠近端病变(应用右乳内动脉)。OPCAB 适用于多支血管病变, 包括回旋支和后降支。由于转至外科手术的患者多数有多支血管严重狭窄,故 OPCAB 较 MIDCABG开展更为普及。

（二）、旁路移植物获得

目前应用最多的移植物血管是内乳动脉、大隐静脉、挠动脉、胃网膜右动脉等。通常手术开始在给肝素前常规开胸取内乳动脉同时采取大隐静脉。

1. 内乳动脉的获得 正中开胸后应用特制牵开器抬高所需侧内乳动脉的胸壁,并向所需侧旋转降低床位, 以达到良好的暴露, 应用头灯有助于视野的改善,从第六肋间至第一肋间取下内乳动静脉, 达到足够长度防止吻合张力。注意轻柔牵拉内乳动脉,同时用银夹夹闭肋间动静脉, 胸壁电凝止血, 完全游离后给肝素, 结扎内乳动静脉远端, 近端用哈巴狗钳夹,测内乳动脉血流量,大于 50mI/min 为理想。应用罂粟碱生理盐水纱布包裹防止动脉痉挛备用。如果在胸腔镜下取内乳动脉, 则要求内乳动脉所需侧胸部垫高至前倾30度, 在第三－五肋间隙做 5m 的切口, 分别插入内镜, 电凝、二氧化碳通气及钳夹装置,气管插管采用双腔插管, 单侧肺通气, 纵隔轻度向对侧移位, 利于显露内乳动脉,采用加热的二氧化碳气体通入术侧胸腔, 维持胸内压 15mmHg, 从第一肋间向下游离内乳动脉,余步骤同前,为防止内乳动脉痉挛, 应用含罂粟碱的血液冲洗内乳动脉腔。

2. 大隐静脉的获得取大隐静脉时,下肢取外展位, 膝关节屈曲,根据大隐静脉走行切开皮肤, 游离大隐静脉及其分支, 注意勿损伤神经。根据旁路移植支数, 确定血管移植物长度取下的静脉用肝素盐水冲洗, 保存浸泡于肝素生理盐水溶液中备用。

3. 取挠动脉的方法与取大隐静脉相似, 注意 : ①术前做 Allen's 试验 ; ②轻柔操作, 应 用 “no-touch tech”, 避免牵拉和直接接触动脉造成痉挛; ③先剪断远端放血测流量、收集含氧肝素血、加钙通道阻滞剂和罂粟碱浸泡移植物、备用。

4. 其他移植物如胃网膜右动脉等适用于二次或多次旁路移植手术、缺少可利用移植物的病人, 左冠状动脉若无明显狭窄, 可以避免开胸而完成与后降支的吻合。

（三）、OPCAB 手术步骤

OPCAB 采用前胸正中切口, 胸骨全部劈开, 获取内乳动脉及大隐静脉, 取完内乳动脉后给肝素, 通常肝素剂量为1－2mg /kg, 维持ACT在250-300秒之间。切开心包,并将其悬吊, 显露心脏。探查狭窄及闭塞的冠状动脉, 然后用冠状动脉血管固定器,先固定前降支,分离脂肪组织,切开前降支, 完成左乳内动脉与前降支的吻合, 这样心脏就能耐受进一步的牵引和压迫。然后依次完成对角支、右冠后降支、回旋支及其分支血管的重建。

在显露好靶血管后, 用冠脉稳定器固定靶血管处心脏表面, 血流动力学稳定的情况下开始进行远端血管的游离和吻合。切开冠状动脉, 分别用相应直径的探子探查冠脉远端通畅程度, 使用中空的冠状动脉内分流器阻止冠脉内血流或使用钝头针在吻合两端置阻断线,创造无血手术野, 使用C0₂气雾吹管, 同时用细的吸引器吸走血液, 暴露术野。采用大隐静脉、乳内动脉或挠动脉作为血管移植物, 将其剪成45度斜面, 使用 7-0双头针无创伤prolene 线进行连续外翻吻合, 吻合完毕后用生理盐水或血液检查吻合口是否通畅以及是否漏血。远端吻合完成后根据情况可以随时进行近端吻合。部分钳夹升主动脉侧壁, 用 6-O 双头针无创伤prolene 线进行连续缝合,完成近端吻合口后注意血管排气,打开主动脉阻断钳。

（四）、有关不停跳搭桥的新型器械

1、固定器的应用

目前冠状动脉固定器根据工作原理可分成两种。一种是以Guident、Octopus等为代表的吸盘式固定器，具有稳定性好、便于暴露靶血管等优点，使用较为广泛；另一种是以Genzyme为代表的阻断冠状动脉的固定器，具有出血少等优点，但对于左主干或合并其他重症的患者有一定的风险。

2、CO₂吹雾器的使用

不停跳冠状动脉旁路术成功与否的重要条件是心脏表面局部的相对静止和无血环境。随着固定器和血管阻断橡皮绳的应用，手术条件较过去已有较大的改善，CO₂吹雾器的使用使外科医师的无血手术环境得到更大的改善。但要注意气雾压力不要太大，不要直接对吻合血管吹，以免引起血管内膜损伤。

3、各种主动脉—大隐静脉吻合装置在心脏不停跳冠状动脉旁路移植术中的应用

常规CABG的近端吻合仍需要部分钳夹升主动脉,对于有高血压病、主动脉硬化的老年病人,可引起血管内膜钙化斑块脱落而发生脑卒中,甚至引起主动脉夹层分离,增加手术死亡发生率,延长住院时间。常规手工缝合会对血管壁造成损伤,暴露在管腔内的缝线及损伤的管壁容易引起血栓的形成,而连续缝合的荷包效应可使吻合口变形、狭窄,影响吻合口的通畅率。

Symmetry 主动脉吻合器

Spider主动脉吻合器

易扣

4、血管内shunt的使用

以往行不停跳冠状动脉吻合时必须阻断冠状动脉血流，易导致心肌缺血和心律失常的发生。采用血管内shunt(分流器)，可以尽早恢复冠脉血流，吻合时较为确切。

5、其他新器械的应用

Guidant固定器采用心尖吸盘，以及心包悬吊可避免以往的翻转心脏造成血压下降，心律失常等的发生。对老年主动脉钙化的患者可采用ENCLOSE，STRING等进行主动脉近段吻合。采用记忆合金的U-CLIP，能在血管吻合时自动打结，大大缩短手术时间。

五、不停跳冠状动脉旁路术的手术疗效

根据目前的临床研究显示,非体外循环下的冠状动脉旁路移植术可取得常规冠脉旁路移 植术相同的疗效, 有些报告中OPCAB 的疗效甚至优于常规旁路移植术。术后病人恢复快 ,少数病人可在手术室拔管,ICU时间仅数小时, 住院时间缩短至3－4天。出血输血少,医疗费用可下降 30%－50% 。

非体外循环下的冠脉旁路移植术手术死亡率为 0－2.3% 。Pfister报道 245 例 MIDCAB 和 318 例OPCAB,死亡率为1.5%,1996 年后降为0.5%, 围术期心梗发生率为0.5%,卒中发生率仅为 0.2% 。Puskas 将 51 例多支血管非体外循环旁路移植与248 例常规旁路移植病人进行病例匹配,作前瞻性研究,结果为非体外循环组无手术死亡, 而常规组死亡率1.6%,非体外循环组无卒中、围术期心梗、出血等手术并发症, 平均术后3天出院, 输血量减少50%, 医疗费用下降 1/3,26例患者术后冠脉造影, 血管通畅率95.5%(41/43),所有乳内动脉均保持通畅。

对于体外循环高危病人,非体外循环冠状动脉旁路移植术能降低手术死亡率和并发症发生率。Arom 将3171 例冠心病人分成低危( 预计死亡率〈 2.6%〉 、中危 ( 预计死亡率 2.6%-9.9%) 和高危( 预计死亡率 >10%) 三组,OPCAB与常规 CABG 的手术死亡率均为3.4%,在低危险病人和中等危险病人组也无明显差别, 但在高危病人组两者差异非常明显, 分别为7.7%和 28.8%。Rizzo 报道高危患者非体外循环旁路移植组预计手术死亡率为6.1%,但实际无死亡, 而低危患者常规旁路移植组实际死亡率为2.4% 。Racci 报道70岁以上病人冠状动脉旁路移植术后的卒中发生率 ,OPCAB 和常规 CABG 分别为0和 9.3% 。

近年来，随着国外OPCAB手术数量积累到一定的数量，Mack、Magee、

Singh 等相继报道了多中心达到一万余例的大宗数量病例，认为OPCAB手术是安全的，手术死亡率与同等条件的CABG病人相比低（2.8% vs 3.7%, P <.001），输血量明显减少(32.6% vs 40.6%, P <.001),手术后中风率降低(1.4% vs 2.1%, P =.002), 手术后肾功能衰竭也明显降低(2.6% vs 5.2%, P <.001), 呼吸系统并发症明显减少(4.1% vs 9.5%, P <.001)。

关于OPCAB术后的移植血管的通畅率，一般认为OPCAB与CABG无明显差别。Natasha等报道术后3个月，CABG组的血管通畅率是98％，而OPCAB组的血管通畅率是88％。但有学者认为该研究存在手术医师熟练程度不一致，病人术前存在一定差异等干扰因素，所以对该研究结果有质疑。而Keren进行了OPCAB术后平均4年左右的随访，冠脉造影显示三年的通畅率为99% ± 1%,5年的通畅率为93% ± 4% 。Wural在类似的研究表明（随访平均4年，最长9年），93％的胸廓内动脉术后保持通畅，65%的静脉桥保持通畅，与CCABG结果相似。

未来发展方向

近年来,以机器人为核心的微创辅助心脏外科在全世界范围内广为研究和开

展,形成一股热潮,已经用于冠状动脉旁路移植手术、房间隔缺损修补术和二尖瓣手术。目前,在临床上有两种机器人可供使用,分别是宙斯(ZEUS) 系统和达芬奇(Da Vinci) 系统。

1998 年5 月,达芬奇系统和宙斯系统首次用于临床冠状动脉旁路移植手术( Robot assisted coronary artery bypass , RACAB) 。达芬奇系统首次在巴黎的Brousseaux 医院和德国的Leipzig 大学应用。同年9 月,宙斯系统在德国Munich 大学首次应用于临床。Falk 等报道22 例通过3～4 个孔洞在体外循环下完成内乳动脉和前降支的吻合,手术时间在3. 5～8h ,最初手术时间较长,后期明显缩短,反映这类手术需要一个学习过程。3 个月后随访造影示1 例阻塞,3 个月通畅率为95 . 4 %。德国Cichon 等利用达芬奇系统常规取内乳动脉,行多支冠状动脉移植术,他们成功施行内乳动脉和前降支、右冠状动脉的吻合。Reichenspurner 等首先报道用宙斯完成冠状动脉吻合,但他通过胸部小切口,用传统固定器和阻断方法,直视下切开前降支,进行吻合。

随着现代科技的发展,已经能够成功施行机器人辅助心脏手术,但是仍存在很大挑战。目前,机器人辅助心脏手术操作较难、价格昂贵,仅适用于少数病人。只有随着医师操作技术的熟练、机器人系统、新器械如近端和远端血管吻合器、胸腔内固定和显露装置的开发,安全性会逐渐提高,机器人心脏手术才能广泛开展。