引用本文： 熊德生. 微創體外循環在主動脈瓣置換術中的應用. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2015, 22(12): 1170-1172. doi: 10.7507/1007-4848.20150290 復制
心臟外科手術多采用胸骨正中開胸，在傳統體外循環（conventional extracorporeal circulation，CECC）下行心臟直視手術。盡管在安全性上較過去有了很大提高，但全身性炎性反應、血細胞的破壞、術后凝血功能障礙及其相關的神經認知障礙等相關并發癥仍然無法避免。為了改善傳統心臟外科手術的缺陷，減少并發癥的發生，從體外循環方向，國外于1996年提出了微創體外循環（minimal extracorporeal circulation，MECC）的概念并于近年應用于臨床[1-2]。我院于2006年在國內首家引進此項技術進入臨床應用，總結我院2010年3月至2012年10月25例應用MECC方法行單純主動脈瓣置換術（AVR）的臨床經驗。
1 臨床資料與方法
1.1 一般資料
全組25例，男15例、女10例，年齡40 （19～58） 歲，體重69 （47.5～92.0） kg，左心室舒張期末最大前后徑/左心室收縮期末最大前后徑4.8～9.1/3.0～7.6 （6.7/4.8） cm，左心室射血分數54% （38%～64%）。全組患者均根據病史、心血管體征、胸部X線片、心臟彩色超聲心動圖等檢查確診為主動脈瓣疾病，其中主動脈瓣關閉不全14例，主動脈瓣狹窄伴主動脈瓣關閉不全11例。其中有4例合并有無需處理的二尖瓣病變。心功能分級（NYHA）Ⅰ級3例，Ⅱ級17例，Ⅲ級5例。
1.2 操作方法
麻醉和外科操作均與傳統主動脈瓣置換術一樣，采用氣管內插管，全身靜脈吸入復合麻醉，正中開胸，常規主動脈-右心房插管。但要注意的是MECC系統在連接房腔管與體外循環靜脈管路時不能有空氣。MECC系統采用德國Jostra Quadrox-i氧合器，Jostra BIOLINE COATING循環管路，Jostra ROTAFLOW離心泵，以及Jostra QUART微栓濾器。預充勃脈力 : 血定安=1 : 2，預充量600 ml。轉機前全身肝素化1～1.5 mg/kg，循環管路內無需預充肝素，活化凝血時間（activated coagulation time，ACT）值250～300后轉機，溫度保持在鼻咽溫33～34 ℃，停機后魚精蛋白中和比例1 : 1或不需要中和。術中心肌保護采用氧合血+鉀方式，32℃血溫行左右冠狀動脈直接灌注，首次灌注15～20 ml/kg，如遇左心室前后徑較大者灌注量為20～30 ml/kg，30 min后重復灌注10～15 ml/kg。從誘導麻醉開始，直到體外循環結束，每20 min檢查一次血細胞比容。術中輸血的指征是血細胞比容＜24%。
2 結果
總體外循環時間67 （51～89） min、主動脈阻斷時間42 （33～63） min、轉流中最低血紅蛋白（Hb） 9.6 （8.3～12.6） g/dl、轉流后Hb9.5 （7.7～12.6） g/dl、體外循環總液體量969 （500～1 500） ml、轉流后血乳酸1.8 （0.5～4.2） mmol/L、轉后膠體滲透壓18.6 （15.8～22.0） mm Hg，體外循環中無1例患者因Hb 低而輸入紅細胞。術后ICU機械通氣時間17.4（10.0～24.5） h，ICU第一24 h胸腔引流量484.8（158～950） ml。所有患者均順利拔除胸腔引流管，安全返回病房，順利出院，無1例院內死亡。
3 討論
MECC系統是一個完全肝素化的循環封閉系統。它基于肝素化管路減少了肝素劑量，并將管路和血液的接觸面積從13 m2降低至3 m2 [3]，將預充液量從1 500 ml左右減少至700 ml左右。靜脈系統通過離心泵的吸引代替傳統靠重力引流，可以有效縮短管道長度。肝素涂層可以減少凝血酶的形成和減輕炎癥反應[4]。放棄了開放的儲血罐而以一密閉的儲血袋代替，進一步減少了系統激活[5]。研究證明，MECC可以減少體外循環過程對血液成分破壞和對凝血功能的干擾，減少術后胸腔引流量，降低心臟手術對異體血液制品的需求[6-7]。
由于微創體外循環對外科手術操作沒有任何改變，因此在手術時間上，MECC與傳統心臟手術時間應該無差異。對于流轉中及流轉后Hb，由于MECC系統省略了儲血罐，而以儲血袋替代，而且儲血袋旁有一短路管道，使得體外循環中血液可以不經儲血袋而直接進入離心泵頭的，加上縮短的管道長度，決定了微創體外循環的小預充量，故而流轉中及流轉后Hb明顯優于傳統體外循環。術后各項指標，ICU機械通氣時間和停留時間以及第一24 h胸腔引流量MECC優于傳統體外循環[7]。
MECC系統封閉的回路既是它的優點，但也限制了它的應用。在傳統的體外循環中，因為開發的儲血罐，靜脈回路進氣可以迅速的處理掉。然而，同樣數量的空氣在MECC系統會導致突然停止泵或甚至栓塞[8]。其排氣相對比較麻煩，在右心系統開放的手術中要特別注意靜脈管路的進氣，因此MECC系統目前主要應用于右心系統完整手術，如冠狀動旁路移植術和單純主動脈瓣置換術等。也有醫院在嘗試將MECC系統應用于二尖瓣置換術并取得了不錯的效果[9]。
MECC系統相對于傳統體外循環的優勢還體現在圍術期微循環的灌注上[10]，正交偏振光譜成像數據顯示在體外循環期間微血管灌注障礙，采用MECC患者的功能性毛細血管比采用常規體外循環能更快地恢復循環。并且MECC對術后神經認知系統的損傷比傳統體外循環小[11]。
由于MECC系統良好的生物相容性和封閉的回路，因此它可以替代體外膜式氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）進行長時間的生命支持。對于術前心臟功能差，術后可能需要生命支持的患者尤為適合，在心臟手術完成之后，無需額外的裝置，可直接轉入術后監護室進行輔助，避免了從傳統體外循環轉換到ECMO過程中的循環波動，并且節約了費用。
目前國外MECC系統除了用于心臟外科手術，已經在向其它科室發展，如高風險的經皮冠狀動脈介入（PCI）[12]，MECC系統的支持保證了PCI過程中血流動力學的穩定，使得高風險介入手術的順利完成。
由于MECC系統比傳統體外循環成本貴，我院MECC系統逐漸轉向ECMO應用轉移。但通過對藥物、檢驗、材料、設備、用血以及手術室、重癥監護病房和病房分析，采用MECC系統患者的治療總成本比采用傳統體外循環患者低[13]。
MECC系統在主動脈瓣置換術中安全可行，比傳統心肺旁路系統具有更好的生物相容性和良好的臨床結果，值得推廣。
心臟外科手術多采用胸骨正中開胸，在傳統體外循環（conventional extracorporeal circulation，CECC）下行心臟直視手術。盡管在安全性上較過去有了很大提高，但全身性炎性反應、血細胞的破壞、術后凝血功能障礙及其相關的神經認知障礙等相關并發癥仍然無法避免。為了改善傳統心臟外科手術的缺陷，減少并發癥的發生，從體外循環方向，國外于1996年提出了微創體外循環（minimal extracorporeal circulation，MECC）的概念并于近年應用于臨床[1-2]。我院于2006年在國內首家引進此項技術進入臨床應用，總結我院2010年3月至2012年10月25例應用MECC方法行單純主動脈瓣置換術（AVR）的臨床經驗。
1 臨床資料與方法
1.1 一般資料
全組25例，男15例、女10例，年齡40 （19～58） 歲，體重69 （47.5～92.0） kg，左心室舒張期末最大前后徑/左心室收縮期末最大前后徑4.8～9.1/3.0～7.6 （6.7/4.8） cm，左心室射血分數54% （38%～64%）。全組患者均根據病史、心血管體征、胸部X線片、心臟彩色超聲心動圖等檢查確診為主動脈瓣疾病，其中主動脈瓣關閉不全14例，主動脈瓣狹窄伴主動脈瓣關閉不全11例。其中有4例合并有無需處理的二尖瓣病變。心功能分級（NYHA）Ⅰ級3例，Ⅱ級17例，Ⅲ級5例。
1.2 操作方法
麻醉和外科操作均與傳統主動脈瓣置換術一樣，采用氣管內插管，全身靜脈吸入復合麻醉，正中開胸，常規主動脈-右心房插管。但要注意的是MECC系統在連接房腔管與體外循環靜脈管路時不能有空氣。MECC系統采用德國Jostra Quadrox-i氧合器，Jostra BIOLINE COATING循環管路，Jostra ROTAFLOW離心泵，以及Jostra QUART微栓濾器。預充勃脈力 : 血定安=1 : 2，預充量600 ml。轉機前全身肝素化1～1.5 mg/kg，循環管路內無需預充肝素，活化凝血時間（activated coagulation time，ACT）值250～300后轉機，溫度保持在鼻咽溫33～34 ℃，停機后魚精蛋白中和比例1 : 1或不需要中和。術中心肌保護采用氧合血+鉀方式，32℃血溫行左右冠狀動脈直接灌注，首次灌注15～20 ml/kg，如遇左心室前后徑較大者灌注量為20～30 ml/kg，30 min后重復灌注10～15 ml/kg。從誘導麻醉開始，直到體外循環結束，每20 min檢查一次血細胞比容。術中輸血的指征是血細胞比容＜24%。
2 結果
總體外循環時間67 （51～89） min、主動脈阻斷時間42 （33～63） min、轉流中最低血紅蛋白（Hb） 9.6 （8.3～12.6） g/dl、轉流后Hb9.5 （7.7～12.6） g/dl、體外循環總液體量969 （500～1 500） ml、轉流后血乳酸1.8 （0.5～4.2） mmol/L、轉后膠體滲透壓18.6 （15.8～22.0） mm Hg，體外循環中無1例患者因Hb 低而輸入紅細胞。術后ICU機械通氣時間17.4（10.0～24.5） h，ICU第一24 h胸腔引流量484.8（158～950） ml。所有患者均順利拔除胸腔引流管，安全返回病房，順利出院，無1例院內死亡。
3 討論
MECC系統是一個完全肝素化的循環封閉系統。它基于肝素化管路減少了肝素劑量，并將管路和血液的接觸面積從13 m2降低至3 m2 [3]，將預充液量從1 500 ml左右減少至700 ml左右。靜脈系統通過離心泵的吸引代替傳統靠重力引流，可以有效縮短管道長度。肝素涂層可以減少凝血酶的形成和減輕炎癥反應[4]。放棄了開放的儲血罐而以一密閉的儲血袋代替，進一步減少了系統激活[5]。研究證明，MECC可以減少體外循環過程對血液成分破壞和對凝血功能的干擾，減少術后胸腔引流量，降低心臟手術對異體血液制品的需求[6-7]。
由于微創體外循環對外科手術操作沒有任何改變，因此在手術時間上，MECC與傳統心臟手術時間應該無差異。對于流轉中及流轉后Hb，由于MECC系統省略了儲血罐，而以儲血袋替代，而且儲血袋旁有一短路管道，使得體外循環中血液可以不經儲血袋而直接進入離心泵頭的，加上縮短的管道長度，決定了微創體外循環的小預充量，故而流轉中及流轉后Hb明顯優于傳統體外循環。術后各項指標，ICU機械通氣時間和停留時間以及第一24 h胸腔引流量MECC優于傳統體外循環[7]。
MECC系統封閉的回路既是它的優點，但也限制了它的應用。在傳統的體外循環中，因為開發的儲血罐，靜脈回路進氣可以迅速的處理掉。然而，同樣數量的空氣在MECC系統會導致突然停止泵或甚至栓塞[8]。其排氣相對比較麻煩，在右心系統開放的手術中要特別注意靜脈管路的進氣，因此MECC系統目前主要應用于右心系統完整手術，如冠狀動旁路移植術和單純主動脈瓣置換術等。也有醫院在嘗試將MECC系統應用于二尖瓣置換術并取得了不錯的效果[9]。
MECC系統相對于傳統體外循環的優勢還體現在圍術期微循環的灌注上[10]，正交偏振光譜成像數據顯示在體外循環期間微血管灌注障礙，采用MECC患者的功能性毛細血管比采用常規體外循環能更快地恢復循環。并且MECC對術后神經認知系統的損傷比傳統體外循環小[11]。
由于MECC系統良好的生物相容性和封閉的回路，因此它可以替代體外膜式氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）進行長時間的生命支持。對于術前心臟功能差，術后可能需要生命支持的患者尤為適合，在心臟手術完成之后，無需額外的裝置，可直接轉入術后監護室進行輔助，避免了從傳統體外循環轉換到ECMO過程中的循環波動，并且節約了費用。
目前國外MECC系統除了用于心臟外科手術，已經在向其它科室發展，如高風險的經皮冠狀動脈介入（PCI）[12]，MECC系統的支持保證了PCI過程中血流動力學的穩定，使得高風險介入手術的順利完成。
由于MECC系統比傳統體外循環成本貴，我院MECC系統逐漸轉向ECMO應用轉移。但通過對藥物、檢驗、材料、設備、用血以及手術室、重癥監護病房和病房分析，采用MECC系統患者的治療總成本比采用傳統體外循環患者低[13]。
MECC系統在主動脈瓣置換術中安全可行，比傳統心肺旁路系統具有更好的生物相容性和良好的臨床結果，值得推廣。