瓣膜病同時合并冠心病體外循環中的心肌保護

陳祥舟,劉 梅,彭 莉,胡 衛,楊宗英,肖穎彬,陳 林,王學鋒,陳勁進

隨著我國經濟的發展,人民生活水平的不斷提高,冠心病的發病率日益增高。再由于我國西南地區潮濕,濕潤的氣候條件,風濕性瓣膜病的發生率更是位于全國前列。特別是年齡超過 50歲者,瓣膜病同時罹患冠心病的數量并不少見,而冠心病者也可能同時伴有瓣膜損害,常需同時行瓣膜手術和冠狀動脈旁路移植術(coronary artery bypass grafting,CABG)。我院心血管外科從 2000年1月至 2009年12月,共施行此類手術 96例。現將瓣膜病合并冠心病體外循環(extracorporeal circulation,ECC)中的心肌保護策略做以下探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本組 96例患者中,男性 53例,女性 43例,年齡 31～76(57.2±5.3)歲,體重 36～99(55.9±7.5)kg,體表面積 1.30～2.04(1.63±0.31)m2。

1.2 診斷和手術 本組 96例患者中,80例瓣膜病患者手術前冠狀動脈造影發現冠狀動脈有病變(冠狀動脈肌橋 6例),2例術畢心臟復跳困難探查見左前降支粥樣斑塊而急行 CABG術;11例冠心病患者同時合并瓣膜病(主動脈瓣退行性病變 6例,先天性主動脈瓣二葉畸形 4例,感染性心內膜炎合并主動脈瓣毀損 1例);3例馬凡綜合征同時合并冠心病。96例患者中合并心絞痛史 27例,高血壓史 29例,高脂血癥 18例,高血糖 23例,心房纖顫 64例;左室射血分數 (EF)0.22～0.67,平均(0.55±0.12);心功能(NYHA)Ⅱ級 25例,III級 57例,Ⅳ級 14例,心胸比≥0.65的 41例。

手術為單純二尖瓣成形(MVP)+CABG 2例;二尖瓣置換(MVR)+CABG 18例(同期行血栓清除 5例);MVR+三尖瓣成形(TVP)+CABG 20例(同期行左房血栓、右房血栓清除各 1例);主動脈瓣置換(AVR)+CABG 24例(同期行瓦氏竇瘤修補 1例,行室壁瘤切除 1例);二尖瓣 +主動脈瓣置換(DVR)+CABG 20例(同期行左房血栓清除 3例);DVR+TVP+CABG 8例(同期行左房血栓清除 3例);DVR+三尖瓣置換(TVR)+CABG 1例;Bentall術 +CABG 3例。本組病例冠狀動脈單支病變 51例,雙支病變 24例,3支病變 13例,4支病變 8例;選擇內乳動脈做動脈橋 54例,其余均為大隱靜脈橋,平均搭橋數量為(1.77±0.82)支。

1.3 ECC中心肌保護方法

1.3.1 ECC方法 本組 96例患者,均在全身麻醉下行胸骨正中切口,建立 ECC,使用 Jostra 20型或Stockert III型體外循環機,進口膜式氧合器,并使用Medtronic或 Stockert datamaster靜脈血氧飽和度監測儀監測,保持轉中 SvO2≥65%,中低溫常規 ECC灌注管理方法,中度血液稀釋,轉前有貧血患者,預充 400～600 ml懸浮紅細胞,保持稀釋后紅細胞比容(Hct)值維持在 0.23～0.27。為了維持較高的膠體滲透壓,必要時在預充液中加入血漿或白蛋白,并常規在復溫階段采用超濾方法。

1.3.2 心肌保護方法 ECC建立后,先經右上肺靜脈插入左心引流管,及時心臟減壓,防止心臟過度膨脹,之后再逐步進行血流降溫,保持鼻咽溫與水溫之間相差不超過 10℃,鼻咽溫與肛溫相差不超過 2℃,并維持 MAP≥50mm Hg,當鼻咽部溫度降至 30～32℃時,阻斷主動脈,視手術具體情況分別以順灌、逆灌、直視灌、先順灌再逆灌的方式灌注 4：1冷血心臟停搏液(15～20℃),首次劑量為15ml/kg(心臟肥大的患者劑量可適當增加),每間隔 20 min冷血(10～15℃)半鉀停搏液重復灌注,劑量為 10m l/kg,若為直視灌左右冠狀動脈灌注量按總劑量 2：1進行分配,若為逆灌則始終保持灌注壓＜50 mm Hg;當血管橋遠心端吻合完成,則經血管橋小流量(50～100 Ml/min)進行遠端心肌灌注,同時合并原有的灌注方式進行心肌保護。術中先行遠端橋的吻合,再做瓣膜置換或成形,當心內操作結束,縫合完心臟切口,便開始復溫,以溫血(30～32℃)灌注,流量 200～300 ml/min,時間 3～5 min,至鼻咽溫達 32℃左右開放主動脈,上側壁鉗,最后行血管橋的近心端吻合。若遇心臟復蘇困難者,在血氣及各種監測指數正常的情況下及時再次主動脈阻斷,以溫血半鉀停搏液灌注方法直至心電圖(electrocardiogram,ECG)為一直線,3～5min后再次開放主動脈,以使心臟復蘇成功。全組 96例患者,ECC時間 101～360(204.66±49.22)min,阻斷主動脈時間 67～241(140.18±34.40)min。轉中 MAP維持在 50～80mm Hg,CVP 0～10 cmH2O。ECC中采用主動脈根部順灌 +橋灌 40例、逆灌 +橋灌 24例、直視灌 +橋灌注 14例、先順灌再逆灌 +橋灌 18例,開放主動脈前溫血灌注 76例;復跳困難,二次阻斷溫血半鉀停搏液灌注 8例。

2 結 果

全組心臟自動復跳 58例(60.4%)。轉中尿量滿意,超濾 230～3 900(1 135.7±538.2)ml。全組死亡 5例(5.21%)。其中 1例低心排無法脫機,1例術后 6 d死于呼吸心跳驟停,1例術前 EF僅 0.22,在植入主動脈內球囊反搏術(IABP)5天后死于心力衰竭,2例術后死于多器官功能衰竭。其余患者均康復出院。

3 討 論

心臟瓣膜病合并冠心病并非少見,Lose等[1]對376例 40歲以上的瓣膜病患者行冠狀動脈造影檢查,發現 12.2%的患者存在明顯冠狀動脈病變需同期行 CABG;而冠心病術中發現有合并瓣膜病變者文獻報道發生率 ＞2%[2]。心臟瓣膜病變合并冠心病者,手術操作復雜,手術時間長,術后并發癥發生率相應增多,因此加強心肌保護、選擇合理的心肌保護方法顯得尤為重要。

3.1 冠心病與瓣膜病心肌保護特點

3.1.1 冠心病的心肌保護特點 冠狀動脈硬化性心臟病,是以冠狀動脈狹窄阻塞、心肌長期慢性缺血缺氧為特征,其心肌細胞功能、代謝及對缺血缺氧的耐受能力相對較差。在 CABG術中減輕心肌缺血和再灌注損傷尤為重要,其主要手段是控制再灌注條件和更新再灌注成分,其重點是:①保護尚未缺血的心肌;②防止心肌進一步缺血;③防止缺血-再灌注損傷;④促使受損或能量耗竭的心肌復蘇,增加未缺血部位心肌的活力[3]。因此心肌保護具體措施應該以患者冠脈病變支數的多少和范圍選擇適宜的灌注方式。當左主干狹窄大于 50%,或者合并兩支及以上病變時,我們通常選擇逆灌作為首選的灌注方式。術中橋遠端吻合完成,即通過血管橋灌注冷血停搏液,讓阻塞遠端尚未壞死的心肌得到灌注和養分;單支病變近年來都取乳內動脈作為血管橋,在順灌的基礎上直接將動脈橋搭好后便用動脈橋灌注狹窄遠端。

3.1.2 瓣膜病的心肌保護特點 心臟瓣膜病患者的主要病理生理改變表現為:心室擴大肥厚,心肌及血管順應性下降,心肌收縮力減弱,心肌耐受缺氧能力差。術中阻斷主動脈后,心肌缺血缺氧,ATP被耗竭,無法維持細胞跨膜電位差,鈣離子在細胞內大量聚集,表現為心肌冷攣縮,從而進一步加重瓣膜病患者的心肌損傷[3]。因此對于瓣膜病患者,在建立ECC后,及時插入左心引流管,并保持其通暢,可以有效保持心臟處于空跳狀態,即可以減少正常心肌氧耗量的 50%,減少心肌的做功。同時選擇良好的心肌停搏液和灌注方式,可以最大程度的減輕心肌缺血再灌注損傷。對于單純主動脈瓣病變的患者,我們都選擇左右冠狀動脈竇直視灌注;對于聯合瓣膜病變,心臟擴大明顯,左室收縮功能差的患者,我們選擇先順灌再逆灌相結合的方式。

3.1.3 瓣膜病合并冠心病的心肌保護特點 應該根據兩種病的病變程度及手術徑路來選擇適當的灌注途徑進行心肌保護。順灌及直視灌都可以讓停搏液進入左、右冠狀動脈,誘導心臟快速停跳,從而達到心肌保護作用。逆灌雖然操作稍微繁瑣,但是其走行的冠狀靜脈系統不會被血管粥樣病變累及,能有效減輕心肌的缺血性改變,維持術后心臟的血流動力學穩定,減少冠脈氣栓,提高自動復蘇率等優勢對于心臟擴大明顯合并多支冠脈病變的患者而言卻是極其有利的[4]。對于逆灌右心保護不佳的缺點,Arom通過 7 032例冠脈外科臨床研究指出,單純逆灌與順灌一樣安全有效。Eichhorn等認為逆灌和順灌冷晶體液患者術后右心室舒張功能相同[3]。林輝[5]等用犬進行逆灌心臟不停跳心肌保護實驗得到左右心室心室肌的三磷酸腺苷、超氧化物歧化酶、丙二醛差異無統計學意義,說明逆灌心臟不停跳時右心也獲得了良好保護。因此應將順灌和逆灌兩者協同作用,充分發揮其各自的優點。

對于選擇腔房管作為腔靜脈引流,通常選擇直視灌注或順灌 +橋灌的途徑;如果需要經右房入路的手術,則逆灌 +橋灌或順灌逆灌相結合再 +橋灌的途徑;如果是聯合瓣膜病合并多支冠脈病變的患者,先順灌停跳,再逆灌維持并結合橋灌的途徑更為適宜。

3.2 心肌保護液溫度的選擇

3.2.1 冷血停搏液 自 1950年心臟低溫技術開始應用于心臟直視手術后,目前已成為最常用的心肌保護方法之一。但是近年來對于冷血停搏液誘導適合溫度的選擇仍存在爭議。許多學者研究證明冷血停搏液(4～10℃)使心臟長時間停搏后,足可以使心肌功能恢復至基線水平。反映心肌細胞功能的敏感指標-維持心肌攝氧能力,冷血停搏在 10℃或20℃時具有同等效果。Gilbert[6]等研究結果顯示,冷血停搏中氧釋放量大于預計值,認為停搏心肌代謝酸性產物蓄積可拮抗氧離曲線左移效應,而且心肌局部深低溫的維持,可彌補冷血停搏在心肌分布不均的不足,對冠脈狹窄合并心室肥厚時尤為重要。然而,部分試驗及臨床研究卻表明當心肌溫度低于15℃時,其所帶來的紅細胞“錢串”形成和沉積,影響心肌微循環灌注和停搏液分布;氧離曲線左移;肌漿網和細胞膜的離子泵活動降低,細胞水腫;抑制線粒體呼吸,導致術后心室功能恢復延遲;心肌冷攣縮等明顯副作用,對心肌保護也是不利的[3]。

所以本組病例全部在阻斷主動脈后采用 4：1冷血(15～20℃)停搏液 15 Ml/kg作為首次劑量灌注,對于冠脈堵塞嚴重、完全閉塞、多支病變、心臟擴張明顯的患者,其首次灌注量需要加大,同時術中在心臟周圍放置冰鹽水紗布。心臟停搏期間,每間隔20 min或出現心電機械活動后用冷血(10～15℃)半鉀停搏液重復灌注,劑量為 10ml/kg。若為直視灌注左右冠脈的灌注量按總劑量 2：1進行分配,若為逆灌則始終保持灌注壓 ＜50 mm Hg;當血管橋遠心端吻合完成,則經血管橋小流量(50～100 Ml/min)進行遠端心肌灌注,這樣可縮短心肌缺血時間,以及為心肌提供氧和其他營養物質,沖洗代謝產物并能檢查血管橋吻合口是否漏血[7];之后的每次灌注都以橋灌合并原有的灌注方式進行心肌保護。

3.2.2 開放前溫血灌注 本組病例在心內操作完成,阻塞冠脈遠端吻合完成以后便開始復溫。同時采用原有的灌注方式加橋灌的途徑用溫血(30～32℃)灌注,流量 200～300m l/min,時間 3～5 min,至鼻咽溫達 32℃左右開放主動脈。這樣不僅使心肌在常溫下有大量 ATP生成,使心肌細胞膜上的鈉-鉀泵和鈣泵功能得以盡快恢復,以便心肌細胞在復跳的過程中有較好的調節水分和鈣離子水平的能力,同時溫血灌注還能將阻斷期間產生的大量酸性代謝產物沖洗出心肌,也可以將冠脈內的氣體沖出,減少開放后冠狀動脈氣栓的發生,這些都為心臟在恢復血流供應后的電機械活動恢復打下良好基礎。對于心功能極差的患者,是防止再灌注損傷的有效方法之一[4]。Luo等[8]發現缺血后處理可減輕心臟手術后心肌缺血再灌注損傷及心肌頓抑和凋亡。如果在開放升主動脈前實施短暫、反復的溫血灌注,可以進行準確的缺血后處理過程,能減輕缺血心肌的致命性細胞損傷,保護微血管的存活,縮小心肌梗死范圍[9];能明顯加快術后心肌收縮功能的恢復,保存心肌收縮力,對抗心肌頓抑作用[10];同時提高心室顫動閾值,減少缺血-再灌注后心律失常的發生率,為復跳做好準備。

3.3 復蘇困難的處理 開放主動脈后,保持較高的灌注壓,保證冠狀動脈的灌注,在血氣和其他監測指標均正常的情況下,本組病例有 8例出現頑固性室顫,多次電擊除顫均無法復蘇。此時及時的選擇再次阻斷主動脈,以溫血(37℃)半鉀停搏液高流量灌注(300ml/min)的方式,讓心電活動完全停止,3～5 min后再次開放主動脈,心臟通常可以自動復跳或電擊 1～2次即可。這種現象對于主動脈瓣重度狹窄、心臟擴張明顯合并冠脈多支病變的患者較為普遍,隨著復溫的進行,機體氧耗增加,血管擴張,組織間代謝產物逐漸轉移至血管內;再加患者術前本就存在的心肌肥厚,心內膜下缺血,心室順應性下降,收縮舒張功能下降等因素就注定此類患者復蘇較為困難,如果只是一味的進行電擊除顫,會造成心肌能量的大量消耗。此時及時的再次阻斷主動脈,溫血半鉀停搏液灌注,既償還心肌細胞氧債,提供能量底物,又可沖走大量的代謝產物,并讓心肌靜止休息 3～5min,待心肌的內環境逐步恢復平穩,有能量底物的情況下心臟的復蘇也就比較容易了。

CABG同期需要行瓣膜手術的患者本就是手術的高危因素[4]。手術創傷面積大,手術時間長,患者術前的心功能較差等因素更降低了手術成功率。美國 STS數據庫統計,瓣膜手術同時行冠狀動脈旁路移植手術死亡率 5.9%～11%[11]。本組死亡率5.21%,比統計值低,除了術前完善的檢查診斷及術中精細的操作外,良好的心肌保護也是手術成功的關鍵因素。有研究表明[12],冠狀動脈旁路手術后死亡患者的 25%與術中心肌保護不良有直接關系。本組病例從 ECC一開始就及時行左心減壓,讓心臟處于空跳狀態,減少心肌做功,之后再逐漸降溫,并于轉中維持適當的灌注壓;阻斷主動脈后針對患者病情選擇順灌、直視灌、逆灌、橋灌多種心肌灌注方式相結合,既滿足手術徑路的需要又能以最佳的灌注途徑保護心肌。術中我們采用 4：1冷血停搏液灌注-冷血半鉀停搏液維持-開放主動脈前溫血灌注的方式進行心肌保護,自動復跳率為 60.4%,死亡率為 5.21%,說明該方法有較好的心肌保護效果。對于復跳困難的患者,我們采用再次阻斷主動脈,溫血半鉀停搏液灌注,讓心臟靜止休息 3～5 min后再開放的方法,也有不錯的效果。

Dahlberg等[13]觀察到影響同時行瓣膜手術和CABG遠期生存率的主要因素并非瓣膜病變的病因,而是冠狀動脈病變范圍、瓣膜功能矯正的滿意程度和患者術前的心臟功能。所以對于該類患者,只有進行滿意的瓣膜功能矯正,保證缺血遠端的心肌再血管化,術中完善的心肌保護措施等多方面結合才能夠從根本提高手術成功率。而 ECC中的心肌保護,必須是一個綜合考慮并實施的過程,應充分重視兩病種相結合的特點,針對患者病情,選擇多種灌注途徑結合,采用良好的心肌灌注方法,才能提高自動復跳率,提高 ECC質量,增加手術成功率。

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