微创心脏外科治疗结构性心脏病进展

摘要：本文回顾近10多年来国内外有关微创心血管外科（minimally invasive cardiac surgery，MICS）方面的文献，着重介绍其在治疗结构性心脏病上的现况与进展。MICS核心内容就是尽量减少治疗性创伤，在最接近人体生理状态下完成心脏手术；MICS切口的微创化和非体外循环技术的应用是研究的主要方向，也是临床上较为成熟并获得人们公认的技术成果：（1）小切口手术，（2）非体外循环（off-bypass，OP）下微创技术，（3）胸腔镜辅助下手术，（4）完全内镜辅助机器人手术。总之，结构性心脏病（包括先天性心脏病、瓣膜性心脏病、冠状动脉粥样硬化性心脏病等）的MICS，是继体外循环应用之后的又一重大突破，已成为心脏外科发展的一个重要趋势。

关键词：微创心脏外科 结构性心脏病

概述 近几年来国内外学者提出“结构性心脏病”概念。顾名思义，它是指心脏内解剖结构的异常或损坏，如最常见的间隔缺损、瓣膜病；更宽泛地，抑或还应该伸延至营养心脏的自身冠状动脉和连接心脏的大血管的病变，如冠状动脉病变、瓦氏窦瘤破裂以及各种大动脉瘤等等。尽管目前在其定义、范畴和分类上还有分歧，但从它们对机体产生的血液动力学影响，以及对其进行干预性治疗等角度考量，先天性心脏病、瓣膜性疾病、冠状动脉粥样硬化和大血管疾病等，都具有相通相近之处。因此，将上述不论何种因素所引起的各类心脏大血管结构方面的改变与异常，纳入和统称为结构性心脏病较为妥贴。通过外科手术或者介入性修复能有效治疗结构性心脏病，并且两者成为临床上两个主要的治疗手段与方向。

微创心脏外科（minimally invasive cardiac surgery, MICS）作为心脏外科领域的一项新技术和分支，萌生于20世纪60年代中、后期，Kolessov^[1]首次报道了不用体外循环在跳动的心脏上进行冠状动脉搭桥（coronary artery bypass grafting, CABG）。其实最早和最朴素的微创手段就是在心脏外科不断强调和一贯提倡的心肌保护理论与措施；但真正形成微创理念的是在1987年法国医生Mouret应用腹腔镜施行胆囊切除手术成功后。近一、二十年来，随着心血管外科技术设备的进步，基础和临床研究的融汇，外科理念和操作手段的转变，尤其是面对来自快速发展的介入性治疗的挑战，微创技术在结构性心脏病外科治疗中的应用有了很大进展，这些临床实践已经渗透到心脏血管外科的各分支领域，特别是在小儿先天性心脏病外科、瓣膜病外科、冠状动脉和大血管疾病外科这三大分支。MICS已成为心脏外科发展的一个重要趋势^[2-4]。

MICS是微创理念与日趋成熟的心脏外科技术相结合的产物，其中心内容就是尽量减少治疗性创伤，旨在最接近人体正常生理状态下完成心脏手术。当介入治疗的发展结束了只有外科医师才能进行心脏手术的历史时，当人们一提起“手术刀”便宁可选择疗效可能稍逊的介入治疗甚至内科药物治疗时，也是当微创的观点被独自提出并影响到传统心脏外科的治疗时，首先考虑到的是尽量缩小切口而最直观地减少创伤，这是各种小切口心脏手术出现的根本原因之一。毋容置疑，人们对生活质量的提升和美容美肤的追求，以及不仅获得身体的完好，还要求得心理的健康，这也是小切口技术存在的始动因素。小切口手术在给病人带来诸多益处的同时，也因为术野显露不良而增加了手术难度，加大了手术风险。腔镜技术的及时诞生弥补了这一缺憾，不但使切口达到最小化，而且为手术提供了良好视野。2000年后机器人心脏手术进入临床，使微创化程度和质量进一步提高。此外，MICS发展的另一方向便是非体外循环（off-bypass, OB）技术在同步进行。所以，一直以来它主要围绕手术径路、切口大小和体外循环（cardiopulmonary bypass,CPB）应用与否等方面进行探索的。目前，临床上比较成功的MICS技术包括小切口手术，非体外循环（off-bypass, OP）下微创技术，胸腔镜辅助下手术和完全内镜辅助机器人手术等方面。现就这些进展作一综述，并着重介绍常用技术。

1 小切口技术（mini-incision techniques, MI）

针对传统心脏外科的大切口、大手术问题，人们最先开始的就是改变入路途径和缩短切口长度。结构性心脏病中许多心脏手术可以通过MI完成，MI主要有经肋间、部分胸骨劈开和胸骨旁三种入路。心脏外科医生在手术径路上尝试各种方法，甚至不用CPB支持、心脏跳动下手术。同传统胸骨正中劈开入路比较，具有创口小、外表美观和引流量少等优点。

1.1 右腋下或右胸前外侧经肋间入路^[5-9]

通常取右侧乳腺下方皮肤自然皱折处切口。患者胸部右侧抬高45°~60°侧卧位；皮肤切口长8~10cm，切口后端点为右侧腋中线与第3或4肋交点（成人稍低），前端点为右胸肌外侧缘与右锁骨中线交点，在两点间作弧形切口，于乳腺和胸肌深面潜行分离，由第3或4肋间进胸。借助双腔气囊气管插管，塌陷右肺，或者将右肺组织牵压于后方。在右膈神经前方1~1.5cm处，平行切开心包，上至上腔静脉心包返折处，下抵膈肌水平，缝合悬吊心包切缘。有时临时离断切口上、下肋软骨，可获满意显露效果。国内外报导对于常见先心病房间隔缺损（ASD）、室间隔缺损(VSD)，完全可以通过MI实施心内直视术^[5-7]；有学者应用此法进行复杂性先心病根治，证实其入路安全有效^[8]。

右侧小切口剖胸手术主要适用于二尖瓣手术、ASD和VSD修补等。除切口疼痛稍重外，MI具有切口小、创伤轻、瘢痕不外显和胸骨完整；另外，胸液引流量小，切口美观美肤，术后病程也相应缩短。

1.2 胸骨上段或下段小切口即部分胸骨正中径路^[10-13]

皮肤切口上端起自胸骨柄，下端至第3或4肋间水平；应用胸骨锯自上而下正中锯开胸骨并撇向第3或第4肋间隙，使胸骨切口呈“J”形，应用小号撑开器牵开胸骨，切开并悬吊心包，可显露升主动脉及根部、上腔静脉、右心耳及部分右心房和左房顶部。如果切口显露不满意，可将切口下延切开一个肋间直至满意为止。主动脉瓣置换（aortic valve replacement, AVR）为常规经主动脉根部径路；二尖瓣手术径路为先切开右心耳及右心房壁，由卵圆窝处切开房间隔及部分左心房顶，牵引并显露二尖瓣进行手术操作。陈振强等^[11]报告48例心脏瓣膜手术经上述径路完成，安全可靠、创伤小、出血少，效果满意。由于其切口为常规径路的1/2，胸骨固定后稳定性好，易被患者接受。亦有学者经胸骨下段小切口施行其它心内直视手术，达到同样效果^[14]。

1.3 胸骨旁入路^[15-17]

胸骨旁右侧切口进胸，打开和悬吊心包，暴露右心房；在右心房上缝置荷包线，于中央刺口，放置推送导管进入右心房、房间隔缺损到左心房，然后通过导管将封堵器送入房缺部位。该方法主要适用于ASD封堵，无须体外循环，但须在经胸超声（transthoracic echocardiography, TTE）或经食管超声(transesophageal echocardiography, TEE)检查指引下完成释放和固定封堵器^[17-21]。

胸骨旁左侧切口主要局限于获取同侧内乳动脉，施行前降支和/或对角支的心脏不停跳下CABG^[4,22,23]。

下面重点介绍胸骨旁入路、非体外循环下微创技术分别在ASD和CABG手术中的应用。

1.3.1 微创ASD封堵术

ASD是最常见的先天性心脏病（congenital heart disease, CHD）之一，占CHD的10%~15%，以女性多见。其传统治疗是在CPB下直视修补，或采用Amplatzer封堵器在心导管引导下封堵缺损两种方法^[17-21]。外科治疗多取用自体心包修补，其效果可靠，但创伤大、恢复慢，且留有手术疤痕大等。心导管封堵技术虽创伤小，但操作复杂，需要同时应用X线和TEE指引，患者及工作人员均暴露在X线辐射下；由于输送导管与缺损呈直角关系，放置困难，有时出现意外事件处理较为棘手。另外受年龄及体重因素影响，较小的婴幼儿不适宜介入治疗^[15,16]。

经胸微创ASD封堵术是近几年开展的微创外科与介入技术相结合的新术式，其方法是在全身麻醉、气管插管和非CPB下进行。患者取右侧抬高、仰卧位，经胸骨旁右侧第4肋间作3cm左右的切口；放入微创肋骨牵开器，切开和悬吊心包，暴露右心房。肝素钠1mg/kg静脉注射后，于右心房外侧壁缝置直径约1cm荷包；在荷包线中央穿刺送入推送导管，经ASD至左心房。通过推送导管送入ASD封堵器。需要反复推拉，但经TEE或TTE指导下，确认封堵器无移位；超声多普勒彩色血流图显示无血液穿隔分流，使释放封堵器，退出推送导管，结扎荷包缝线，缝闭心包和逐层关胸。

1）微创ASD封堵术优点^[15-17]：（1）创伤小，无须胸腔镜辅助，手术时间短，效果确实，恢复更快；（2）在手术室内进行，无X线辐射损害，推送和释放封堵器位置准确、快速；（3）适应征宽、安全性高；（4）无医源性心包填塞、动静脉瘘等并发症；（5）如封堵失败，可延长切口，在CPB下及时手术。

经TTE下微创ASD封堵术，避免半创伤性TEE操作，更适合年幼患儿，扩大了封堵适应征，为ASD封堵术的广泛开展提供了一种无创的指导方法^[20，24-27]。

2）微创ASD封堵术适应征^[20,25,27]：（1）继发孔中央型ASD；（2）各个年龄段患者；（3）缺损边缘距二尖瓣环≥0.5cm，距上、下腔静脉≥0.5cm；（4）ASD直径宜<3cm。

3）微创ASD封堵术禁忌征^[19，25]：（1）并发其他必须手术矫治的心脏畸形；（2）合并中、重度肺动脉高压，已有双向分流者；（3）超出封堵器大小的巨大ASD。

1.3.2 微创直接CABG（minimally invasive direct CABG, MIDCABG）

1995年以前，绝大多数CABG采用胸骨正中切口，CPB和心脏停跳下进行。CPB对全身各个器官都有不利影响，并可引起全身炎症反应。90年代中期之后不少学者已经尝试摒弃CPB，或采用MI，或两者兼用，以减少CABG手术的损伤^[4,22,23]。根据所需搭桥的部位，可采取胸部左前外侧、左后侧、部分胸骨正中或腹上部等小切口入路，在心脏跳动下实施MIDCABG。通常应用于治疗单支或两支病变血管，桥血管多用乳内动脉作左前降支（LAD）和/或对角支（D）吻合；少数右冠状动脉（RCA）病变亦适用，也可使用胃网膜右动脉。为稳定靶血管，最初依靠药物诱发心跳过缓，如β-受体阻滞剂控制心率，以便于手术操作。早期的冠状动脉造影显示，吻合口的通畅率逊于传统的CPB下的CABG，这也促进了多种多样限制靶血管和心脏活动的机械装置（心表固定器）的发展。随着经验积累和心表固定器的应用，移植血管的通畅率亦随之提高。

目前，外科医生很少遇到单支或两支病变的患者，而MIDCABG的良好效果大大激励了人们的兴趣，促进了多支多处血管非体外循环冠状动脉搭桥（OPCABG）的技术发展。在Benetti^[28]和Bufolo^[29]经验的基础上，外科医生建立了安全显露侧、后壁血管的方法。许多中心发表了CABG大综病例报道，并且绝大多数在非体外循环下完成^[3,30-31]。几乎所有报道均证实，OPCABG有利于减少血制品用量、缩短监护和住院时间，住院费用因之而减少^[32-34]。一些回顾性的研究显示，OPCABG手术可以降低并发症发病率和/或病死率^[35,36]。

高龄、既往有CABG手术史、左主干病变，以及合并其他重要脏器受损的患者，都有报道显示MIDCABG和OPCABG是一种安全有效的方法。

1.4 其他入路

1.4.1 左后外侧经肋间入路

患者取右侧卧位，在平膈肌顶、经左侧第7肋间后外侧入路进胸。打开心包后，可暴露心脏的左侧壁及后下壁冠状动脉左回旋支及其分支血管。因此，该切口适用于钝缘支CABG，尤其是二次心脏手术需再次CABG，以及心脏血管解剖和暴露困难者。其优点是仅需截取一般较短大隐静脉，即可在OP下施行与胸主动脉搭桥。

需要再次手术者是搭桥手术患者中的一个特殊群体。经皮介入治疗在原发冠状动脉病变中有很好的疗效，但在治疗静脉桥粥样硬化狭窄时明显无效，基于此理由，以及再次手术的远期生存率达到5年90%~95%，10年>75%，提示对于有严重症状或存在生存危险的患者，再次手术仍是一个彻底的治疗方式^[37]。

1.4.2 胸骨正中入路^[28-36]

该切口为目前最常应用的CABG入路，尽管胸部切口大，但暴露最好，适用于所有CABG。迄今，1/2甚或更多的患者可以避免体外循环损害，在OP和心表固定器制动下进行多支多处CABG。无须CPB支持，心脏不停跳，升主动脉不阻断和避免低温，是目前应用最为广泛的一种MICS技术。

2 窗式或孔穴入路技术（port-access technigues, PA）^[38]

小切口技术仍有7~10cm长创口，并且大多依然位于胸骨正中，所以MICS发展的又一阶段就是电视胸腔镜技术在心脏外科的应用。在视频辅助下、不开胸和经胸腔镜完成心内操作。1989年Laston等报道在胸腔镜下施行动脉导管钳闭术，以后陆续出现ASD、VSD修补术；90年代中后期许多学者成功进行电视胸腔镜下二尖瓣手术、CABG等。据认为，该手术方法安全、可靠，虽然主动脉阻断时间和体外循环转流时间延长，但术后并发症少，恢复快。

2.1 胸壁打孔全胸腔镜下手术

部分心脏外科医师借鉴腔镜外科技术，探索出胸壁3孔全胸腔镜下的心脏外科手术方法^[39,40]。

全身麻醉、双腔或单腔气管插管，患者胸部右侧略高、仰卧位。股动、静脉插管，建立体外循环。右腋中线第6或7肋间入胸放置胸腔镜暴露手术野；胸骨旁右第4肋间入胸为器械操作孔；右腋中线第4肋间打孔为升主动脉长阻闭钳径路。在电视胸腔镜下，平行膈神经自下腔静脉入右房处到升主动脉切开心包；升主动脉根部缝置荷包插入冷灌管或针，转流后套管法阻闭上、下腔静脉；通过一长的阻断钳经第三孔和心包横窦阻闭升主动脉，冷晶体或冷血心脏停跳液顺行灌注保护心肌。经右心房切口修补ASD或VSD；经房间隔入路施行二尖瓣置换（mitral valve relplacement, MVR）等。

2.2 经皮血管内CPB系统支持孔穴入路技术^[41-43]

电视胸腔镜为术者提供了二维手术野，相对狭小，一个视野下只能完成一、两个操作，缝合较困难，需不断调整胸腔镜位置。为此，在孔穴入路技术基础上，又发展了经皮血管内体外循环系统支持。体外循环经由股动、静脉完成，使用远端有充气球囊的三腔管在血管内完成主动脉阻断，并藉此灌注心脏停搏液使心脏停跳实现左心室减压，以进行MVR、CABG等。

同小切口手术如MIDCABG比较，腔镜技术能够到达心脏的各个区域，实现更完全的再血管化；同时吻合更为精确。与传统CABG或MVR比较，它避免了正中开胸、减少胸痛、缩短康复时间。

2.2.1 血管内体外循环系统四个关键部分

1）主动脉内阻断兼灌注导管：是一根经周围动脉插入特制的薄壁气囊导管，具有主动脉阻断、注入心脏停跳液和灌注动脉血作用。

2）静脉引流导管：为一根细长的带侧孔的薄壁插管，从股静脉插入到右房，末端留置于上腔静脉，依靠重力引流和离心泵辅助吸引，进行CPB。

3）冠状静脉窦插管：是带气囊的血腔管，主要用于逆行灌注心脏停搏液。

4）肺动脉引流管：用于股静脉引流不畅时，避免过高的中心静脉压；同时作为左心室减压导管。

2.2.2 手术操作方法

1）MVR在右锁骨中线和右腋前线之间第五肋间隙作约3~4cm²的窗口用于手术操作，在第四肋间隙刺一1cm长小口插入电视胸腔镜，由其引导下完成MVR。

2）CABG在左锁骨中线第三、五、七肋间分别开三个孔1cm的一组孔穴，自上而下，第一个孔穴放入电凝、冲洗和吸收装置，第二个孔穴用于插入手术操作器械，第三个孔穴用于放入胸腔镜。另外还需在所搭桥部位开孔0.5cm进行血管吻合。

胸部打孔、小切口开胸和股部解剖等多处创伤，如果使用更为复杂的体外循环技术，再加术野显露差、手术时间长，遭遇意外机率高等等，其给患者所带来的创伤到底有多大，还值得探讨。

3 完全胸腔镜辅助下机器人手术^[43-46]

PA的临床应用和不断改进，安全性和实用性得到了中期临床实验的肯定。这些技术又促进了完全胸腔镜机械臂技术的第三代机器人的问世，后者使手术时间大大减少，手术精度更加改善。1998年Boyd^[43]等首先在心脏跳动下应用机器人系统施行CABG获得成功，目前常用的Zeus系统和da Vinci系统这两种机械人辅助手术装置（1）都具有高频动作滤过功能，以消除外科医师多余无用的手部颤动，使操作更为稳定；（2）多维方向运动，使前后、左右和上下活动自如；（3）立体视野感觉，使操作更为准确、精细；（4）遥控和声控操作功能，以减少辅助人员。

机器人辅助CABG：在胸壁上打三个孔洞，胸腔镜提供视野，使用机械臂辅助进行CABG^[43]。目前，完全胸腔镜机器人辅助心脏不停跳CABG手术还局限于前降支，而PA+完全胸腔镜机器入辅助心脏停跳CABG手术可应用于所有冠脉中。机器人辅助MVR：在胸腔镜和PA辅助下，经由一个较大的切口和微小孔洞进行，经右侧第四肋间经路完成二尖瓣手术^[44,45]。

总之，MICS书写了心脏外科发展历程中一个新的篇章，是继CPB应用之后的又一次重大突破。

可以预见，未来的心脏手术造成患者的创伤将越来越小，MICS将进一步得到发展，并且更加为患者所乐于接受。