心外科：新观念 新进展

北京阜外心血管病医院  胡盛寿  教授

南 昌 大 学 医 学 院  胡春松  硕士

 

（注：本文作于2008年12月，首次发表。）

 

提要: 本文阐述了心外科的最新观念与最新进展,内容包括: 开胸手术，年龄不限；先心手术，智商不减；冠脉搭桥，地位不降；瓣膜外科，前景不赖；心脏移植，性别不同；人工心脏，遥远不再；微创手术，推广不易；杂交手术，内外不分；再生医学，奇迹不断；心脏麻醉，进展不快。相信它对心外科基础研究与临床实践具有现实指导意义。全文约7400字。

 

 

    随着现代外科学、生理科学、工程技术、信息科学、材料科学、组织工程等不断发展，心外科逐渐由整体、器官、有创、人工、粗放型技术向微型、无创、机器人、精细技术转变。许多传统观念获得更新与突破，有利于患者的心外科治疗技术取得了一系列进展。现简要阐述之。

 

开胸手术  年龄不限

 

    心脏病是人类的主要杀手，全球每年约有1750万人死于心脏病。心脏外科手术是治疗心脏病的主要方法之一。然而,患者能否接受手术以及医生是否决定选择手术治疗是两个重要的方面。能否实施手术，除了考虑病情外，还有诸多其它因素，如患者经济条件等。其中，年龄因素是影响患者手术选择的主要考虑之一。而新近研究认为，开胸手术对于80岁以上患者依然是可行的治疗选择。年龄已不是医生排外为患者选择心脏手术的主要因素。如果心脏病患者全身状况良好，如冠脉搭桥（CABG）手术，可以明显改善患者生活质量。关键是围术期危险因素的综合评估，现在已有不少生物标志物等功能指标测评。一项基于185例心脏手术患者随访资料表明，术后5年，60%患者仍存活，其中90%存活者可以积极、独立生活，结果相当鼓舞人心。这表明单纯年龄因素已不再成为排外手术选择的决定因素。而生活质量已成为这类患者的主要考虑。因此，为满足每一位患者的治疗与护理需要，对其进行全面评估，选择个体化治疗方案是最为关键的。例如：小儿心脏外科医生要考虑儿童的特异需求，他（她）们不同于成人；而老年人特殊的问题，必须术前仔细评估，而不能主观臆测，如心肺功能、肝肾功能、前列腺肥大等问题。

 

先心手术  智商不减

 

我国有数目庞大的先心病患者，先心手术是心外科主要项目之一。临床上，患者家长除了关心选择手术的时间外，主要担心手术对于患者近、远期智力的影响。

最新研究表明，体外循环条件下少数复杂心脏缺陷儿童、青少年的先心外科手术不会出现术后短期神经问题。对于学龄期儿童患者来说，这的确是一个利好的消息。以前的研究发现，复杂先心病术后存活者有神经问题，例如泵发育受损、低智商（IQ）分值以及语言能力下降。研究人员比较了接受体外循环先心手术患者与非体外循环非心脏手术患者，两组均进行了术前2周和术后6个月神经与发育测试。结果两组患者IQ分值、记忆力、运动能力或注意力均无明显差异，手术后均未表现神经心理积分下降。因此，除了如需紧急外科修复手术的复杂先心病，如先天性左室发育不良或大血管转位外，其它无明显症状先心病儿童的择期手术时间，对于医生、患儿家长都不再是难题了。他们不用再担心体外循环潜在神经发育不良后果，可以放心作好术前准备。当然，这归功于外科手术技术和相关药物的进展。  

 

冠脉搭桥  地位不降

 

长期以来，冠脉搭桥术（CABG）是冠心病不可动摇的，最成熟的外科治疗方法，它挽救了大量劳动者。然而，近十年来，全球范围内CABG正面临着来自介入治疗--血运重建术（PCI）的挑战。美国每年有1200万冠心病患者，1997年有60万例CABG，45万例PCI。而自2000年以来，PCI：CABG比例从1：1猛升至3：1。随着近来欧洲心脏学会和美国AHA指南均推荐，PCI可以作为多支血管病变的大多数患者首选初始治疗，未来这种比例差别还会继续，甚至加剧。由于几乎全是心内科专家参与撰写指南，外科治疗未受推荐，甚至排斥了更有效的CABG治疗。既往随机试验认为PCI与CABG存活率无明显差异，只是表现在低危患者（入选全部患者心室功能正常，70%为单、双支血管病变）。事实上，95%手术获益患者（左主干病变、严重和或复杂3支血管病变、完全闭塞血管、心功能受损者）被排外。这就导致夸大PCI益处，弱化CABG预后益处或不愿承认（90%CABG为典型3支血管病变）手术效果。因此，临床上应给医患双方充分的信息，确保做出合理的治疗选择，确保得到最好的、平衡的、有效的治疗。对于多支病变患者，不仅要选择CABG治疗，而且应尽早接受手术。

最近研究表明，延迟择期CABG手术可能是术后死亡的重要危险因素，而及时接受手术者，死亡危险减少1/3。对于半危重病例，国外推荐CABG手术最长等待时间为6周（1.5个月），非危重病例最长等待12周（3个月）。心外科医生基于患者病情，手术预期益处，用通常的惯例确定手术紧急程度。医生推荐的及时手术可带来明显的存活益处。当然，考虑到费用问题，医疗机构建立患者安全等待手术的时间表，是预防不良后果的有效方法。明确及时手术与术后死亡危险之间的关系是重要的，便于医院避免因不能接受的延误导致患者危险增加。因此，CABG在冠心病治疗中的地位是不容置疑的。

   

瓣膜外科  前景不赖

 

主动脉瓣控制着从心脏主泵腔（左室）至主动脉向身体其它部位供血的血流。主动脉狭窄、钙化使瓣膜狭窄损害心脏泵血能力。主动脉狭窄是老年人最常见的心脏瓣膜病之一。在美国，每年有超过5万例主动脉狭窄需要外科手术。传统瓣膜置换手术需要开胸、心脏停跳约90分钟，在主动脉瓣上切开动脉，切除原先的瓣，缝上新瓣膜。然而，瓣膜置换术有益成千上万其它健康状况良好的老年患者预后的同时，死亡率也超过10%。

微创主动脉瓣搭桥术使不宜传统瓣膜置换手术的高危老年患者获益。这种新的主动脉瓣狭窄搭桥而不是置换的外科手术，可有效地恢复从心脏到身体其它部位的血流，成为高危患者有效的传统瓣膜外科的一种安全替代手术。

该方法称为主动脉瓣搭桥术，是主动脉瓣狭窄的高危老龄患者的一种重要治疗选择。该手术可以在心脏不停跳状态下，微创手术完成。以前认为许多此类患者传统手术治疗效果甚微。由于老年人主动脉瓣置换可能发生的危险，约有60%有症状主动脉狭窄患者，不敢贸然选择外科手术治疗。这些患者的存活率较差，确诊后3年存活率仅为20%。但美国心脏外科专家近五年（2003-2007）31例、平均年龄81岁、高危主动脉狭窄患者的搭桥手术经验表明，处于危险上限的典型不宜手术的这类患者，可以从主动脉瓣搭桥术中获益。

美国介入性心脏病专家发明了用一种微创经导管瓣膜置换术，为不能进行“开心”手术的心脏病患者进行了心脏瓣膜置换。例如微创肺动脉导管临床试验，经皮心脏瓣膜置换用牛心包心脏瓣膜，压缩至近似于一支铅笔的直径，从腿部进入到循环系统并穿过患者的肺动脉瓣膜而展开，患者康复较快。微创瓣膜置换术在心脏不停跳的情况下，不借助体外循环或开放式胸部切口手术而进行瓣膜置换，且较之以往技术可大大缩短患者的恢复时间。

德国科学家最近发明了一种新型心脏瓣膜移植术，将供体心脏瓣膜经过特殊的“纯化”处理后再植入受体，不仅能避免排异反应，且植入的瓣膜-- 一个类似于空框架的瓣膜结构，可与受体共同生长发育。此外，还可以使患者免除繁杂的后续手术治疗。

 

心脏移植  性别不同

 

心脏移植是将活体心脏从一个个体向另一个体移植，只要能有效控制排斥反应，手术后患者就可安全存活。目前心脏移植手术在技术上是比较成熟的，主要的问题是供体心脏严重短缺。

而美国最新研究发现，心脏移植，男女有别。即患者接受不同性别供体心脏移植的后果存在较大区别。接受同性心脏的患者，术后出现严重排异反应的几率较低，一年内存活率比接受异性心脏的患者高２０％。与接受异性供体心脏移植的病人相比，接受同性供体心脏的病人术后第一年出现严重排异反应的几率低１３％，在４年内出现严重排异反应的几率低１４％。最成功的心脏匹配是男性与男性之间的心脏移植，成功率最低的是男性受体接受女性供体的心脏。分析认为，与心脏移植中的“性别差异”有关的原因可能是男女心脏大小和免疫系统的区别以及荷尔蒙激素的不同。因此，心脏移植最好做到“供体受体，性别及大小相配”。以前的研究发现，“性别差异”对肺、肾脏移植有一定影响。看来是“殊脏同归”了。

据统计，美国女患者等待手术的时间平均为１０８天，男患者还需等待更长时间，为１１９天，而且等待手术的男患者数量比女性多两倍。可见，不少患者都不得不接受异性供体心脏。尽管接受同性供体心脏移植的术后成功率较高，专家们并不建议患者特地等候同性供体心脏，因为及时手术关系患者生命安危。

最新研究还显示，基因测试能提供心脏移植之后器官工作情况的详细信息。目前用于取代传统的侵入性心肌活体组织切片技术--GEP测试，可以监控患者是否对移植的心脏产生排异反应。此外，该技术还可以反映氧饱和度、心脏压力及心肌的电性质等，这些指标对于分析移植后心脏的工作情况是非常重要的。

在美国，约有480万名心力衰竭患者，每年约有5万名终末期心力衰竭患者死亡，而每年心脏移植的患者不足2000例。在英国，60岁以下需进行心脏移植的患者仅14例，仅有20%能获得供心，而绝大部分患者因得不到救治而丧生。因此，研发人工心脏将为大部分终末期心血管病患者带来生存的曙光。

 

人工心脏  遥远不再

 

人工心脏为众多心脏病患者带来生的希望。

不仅患者术后要需要休息，心脏本身也要休息。重约8g临时心泵可使心脏手术后患者更快康复。未来，这种新的装置有助于更多患者虚弱的心脏愈合。该装置基本上可以执行心脏2/3的功能，因此，可以让心脏“暂时罢工”，修复自身。这种微型泵置入导管，经动脉导入心脏（左室），可以帮助左室泵血。设计的目的是外科手术后支持心脏一周或更短时间，让心脏更快恢复。由于有这种帮助心脏康复的有力的辅助泵，可以较以前更多地施行开胸手术。例如患者只需微型泵辅助2天，心脏便快速愈合，大大缩短了患者康复时间，术后患者很快就可起床活动。微型心泵最多每分钟可以泵5升血（相当正常心博量7升的3/4。待完成使命后，可以从患者体内去除此泵。

今年7月2日，一位14岁美国女性患者在第一次心脏移植手术失败后，医生为这名摘除了心脏的“无心人”植入了一台新型人工心脏，患者依靠人工心脏奇迹般地存活了118天，10月29日医生终于为患者成功移植了另一颗新心脏。

人工心脏是指能够植入人体内的血液泵，除了泵以外，该系统组成还包括监测与控制系统、驱动装置及能源供给系统。按其用途可分为左心室辅助、右心室辅助、双心室辅助和全人工心脏。人工心脏尚待突破的关键技术主要有心脏泵流道的生理相容性设计、基于人体生物信息的精确控制、高效的经皮能源供应系统等。

近年，英国研制的全球首颗电脑三维心脏模型有望为心脏手术带来变革。“三维心”有望帮助医生缩短心脏手术时间、提高手术准确性，还可供医学院学生或实习医生学习和研究手术治疗方案。而日本研制的人工心脏“Everheart”植入患者体内后，6个月存活率高达89%，一年存活率达83%，成效可与心脏移植相匹敌。最新报道，世界首个可移植人造心脏在法国问世。这个人造心脏与人类心脏大小相当，是动物组织、金属钛和导弹技术的结合体。它可以完全替代人类心脏。

另外，美国科学家用死去小鼠的心脏组织结构,向其中注入培养的新生细胞,得到了重新跳动的心脏。“复活”8天后,这些心脏功能达到正常小鼠心脏功能的2%。利用全器官脱细胞化（whole organ decellularization）方法，人们可在实验室中制成大鼠和猪的人工心脏。这一成果有望为人类人工心脏制备提供新的方法。跳动的生物人工心脏将为人类心血管健康带来新的希望。

总之，未来的人工心脏将更可靠、更安全、更完美。我国是世界人口大国，终末期心脏病患者数量庞大，积极研发人工心脏具有重要的现实意义。

 

微创外科  推广不易

 

CABG在冠心病外科治疗中具有不可动摇的地位，但亦有自身的缺陷：（1）需要开胸手术；（2）创伤较大；胸前8-10英寸切口。因此，微创手术将成为新的发展方向，受到医患青睐。2008年4月26日ASA（美国外科协会）128届年会报告了物美价廉的机器人辅助冠脉血运重建。  

自美国纽约两位医生共同完成第1例机器人（DaVinci）辅助CABG术以来，微创手术以其一系列优势吸引心外科医生和患者。此后完成的机器人辅助微创心脏手术，包括：1、收获乳内动脉；2、二尖瓣修复；3、第1例机器人辅助房缺(ASD)修补术。微创机器人辅助手术的一系列临床试验已获FDA通过。

其基本方法是在患者肋间穿刺3个铅笔大小的小孔，2只机械臂和一个内窥镜（微型相机）可抵达心脏，不开胸施行心脏手术。这是心外科手术史上的历史性创新。和常规外科手术比较，其优势是显而易见的，包括：

1、可提前1-2天出院，缩短住院时间。

2、恢复较快，痛苦较少。

3、疤痕明显减少。

4、并发症更少。

5、更易保持搭桥血管通畅。

6、带来良好经济效益（每例增加8千美元）。

7、节省患者总体费用（缩短住院，减少输血需要，因术后并发症较少，而减少再入院，尤其对有肺或肾病或其它健康问题的高危患者，微创机器人外科节省费用）。

 

具体比较：

	微创手术（100例）	开胸手术（100例）
平均住院天数 普通患者 高危患者	4天 5天	7天 12天
并发症发生率	12%	34%
术后随访1年 再狭窄或堵塞	更低	低
血管开通率	99%	80%
效果差异原因	移植2段乳内动脉	移植1段乳内动脉，1段静脉
高危患者	改善QOL，节省费用

 

目前的缺陷是：

1、少数医院可进行（尚不易普及推广）。

2、费效评估资料有待完善。

3、需要配套技术设施、条件、技术人员。

4、需要熟练技术的心外科医生。

 

杂交手术  内外不分

 

随着心脏外科治疗技术的微创化和医学影像技术的发展，心脏内科治疗的有创化逐步成为现实。融合心血管内科和外科技术优势的杂交（Hybrid）技术便应运而生。2004和2005年AHA两度报告，联合机器人辅助CABG和支架血管成型术（PCI）显示了冠心病广泛病变治疗的良好前景。2004年11月AHA报告，第1例杂交手术，两种方法联合，非开胸，心脏不停跳情况下完成。

微创方法可为患者有效搭桥或开通堵塞的动脉，结果较开胸手术预期的更好或一样好。患者平均住院2.5天，而常规CABG需要5-6天。恢复快，约1周便可恢复工作，而后者常需6-12周。入选患者有多支冠脉病变，包括：左前降支（LAD）和左主干堵塞。全部操作先在内窥镜下闭胸搭桥手术，接着血管成型术用支架撑开未堵塞血管。这种机器人辅助手术是非常微创的方法。当然，必须强调，杂交手术目前只是小量（样本）研究，且全球仅有少数几个心脏中心可以完成。其优点包括：

1、更小的创伤（和常见CABG手术比较）

2、恢复更快。

3、更少痛苦。

4、较少疤痕。

5、较少致残。

6、非常安全，没有患者死亡。

7、计算机消除了外科医生最轻微的抖动，手术风险更少。

  8、该方法绝对无并发症。

9、对于糖尿病患者，避免开胸对患者更有益。因为糖尿病感染风险更大，伤口愈合时间长。

10、6周和6个月后随访，没有死亡病例和心脏病发作，没有需另外再开胸手术者，全部患者均无心绞痛发作。

近年，阜外心血管病医院在应用杂交技术治疗心血管疾病方面取得突破成果，医院成立的杂交技术研究组，通过“一站式杂交手术中心”，使内外科两种治疗方法的优势得到完美结合，让广大的心血管疾病患者获得最大收益。杂交技术代表了现代医学发展的趋势。它体现了以患者为中心的原则，传统的心脏疾病治疗方法不管是内科药物治疗，还有介入治疗以及外科手术，都是让患者到不同的学科和医生面前接受诊治。现在“一站式杂交手术中心”建立了这样一个平台：放射科医生、内科医生、外科医生走到一起，为患者提供服务。还体现了以疾病为主题的主线，不是单个的以学科来代表。另外，它体现了患者治疗的效益原则，用最好的疗效、简洁的方式、低廉的价格为患者提供了良好的服务，减少了患者的重复住院、多重治疗。杂交技术也打破了过去学科之间的界限。过去心脏内科和外科常常争论不休，内科说外科的手术创伤太大，外科说介入治疗容易再狭窄。杂交手术使内外科互相结合，充分发挥各自优势，可以达到更好的治疗效果。总之，杂交技术突破了心血管疾病治疗传统方式，具有创伤、痛苦最小化，疗效最大化的特点。

 

再生医学  奇迹不断

——脐带血可以帮助建造新的心脏瓣膜

 

九十年代末，21世纪初以干细胞为标志的再生医学研究蓬勃发展，尤其心血管基础研究与临床应用方法都取得了显著进展。

2008年AHA年会报告，先心病儿童将有朝一日可以利用他们自己的脐带血重建完美的新的心脏瓣膜。当出生时心脏瓣膜畸型的婴儿不能外科手术修复，就只能依靠动物组织相容性人类器官捐献，或人工材料置换。置换手术可以挽救生命，但置换的瓣膜不能随着孩子生长发育而一同变化。因此，需要2次或更多手术替代生长的瓣膜。动物组织可能也会变得僵硬化，也不如正常人类瓣耐用，而人工瓣膜置换术，儿童必须用血膜治疗。因此“如果产前测试有心脏缺陷，出生时可以收集脐带血，贮存干细胞，以备婴儿将来需要时制造心脏瓣膜。”

然而，心脏瓣膜组织工程仍处在幻想阶段，众多研究人员正在研究用血液细胞、骨髓细胞的可能性。例如，英国一个科研小组首次成功用从人体骨髓中提取的干细胞培养出了人类心脏瓣膜。

另一项研究中，研究小组采用脐带血CD133+干细胞。脐带血冷冻保存，12周后，这些干细胞被种植在生物降解材料，构建的8个心脏瓣，在实验室中生长。此后，电镜检查发现，这些干细胞生长并形成组织层。生化检查显示，细胞不仅存活、生长，而且分泌重要的“细胞外基质”成份——机体组织组成部分，这对于组织功能与结构是必要的、基本的。和人体肺动脉组织比较，组织工程瓣构成含有各种蛋白，而且用抗体检测这些蛋白，研究人员发现瓣膜有肌肉细胞蛋白。这些标志物表明人类心血管组织可在实验室生长。

然而，功能性心脏瓣膜的组织工程的几个重要问题仍有待于解决，包括确认理想的材料，了解在实验室如何调控瓣膜，便于移植后有效工作。

总之组织工程为患者终生所需，与受体同生长作用，并改变所需形状的理想的心脏瓣膜替代物带来前景。  

 

心脏麻醉  进展不快？

 

全麻技术助体外循环由停跳到不停跳状态下完成手术，完美的心脏麻醉可谓立下汗马功劳，奠定了手术成功的基础。10年前-- 1998年即有清醒手术，包括MIDCAB——它诞生于1995年6月。

2000年6月15日美国完成了第1例清醒状态下心脏不停跳CABG术，该手术称“微创直接冠脉搭桥术（MIDCAB）”，清醒麻醉使手术更易耐受，也许只需住院一晚。其目标是使患者搭桥手术成为门诊手术，并和血管成型术一样舒适。清醒麻醉常用于胸外科术后镇痛，因此患者完全清，手术期间患者可以和手术室工作人员交流。但患者整个胸区是麻木的，不知道手术器械在跳动的心脏上操作，且耐受性非常好。

微创胸外手术和清醒麻醉可以成就创新的搭桥外科手术，选择清醒麻醉行MIDCAB术，是最新的微创。患者第二天即可回家，只需住院5天密切观察，而机器人内镜搭桥，清醒麻醉获益更大。它代表心胸外科非常重要的进步，更安全、费效比值更好。

近年发现，手术期间麻醉药物的“双韧”作用，既可麻醉，也可诱发心律失常，导致心脏猝死。因此，应重视手术期间麻醉作用的监护。

 

参考文献（略）

 

  

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