心脏外科与重症医学——更好的借鉴、融合、共同提高

作者:许卫江[1] 李颖[1] 
单位:武汉亚洲心脏病医院[1]

   1940年,首例右心室刀刺伤修补的顺利完成,开创了我国心外科的历史,此后心外科医生通过孜孜不倦的努力,不断开展新的手术方式:动脉导管结扎术、缩窄性心包炎心包剥脱术、Blalock-Taussig 分流术、二尖瓣闭式分离术。1958 苏鸿熙教授将体外循环技术带入我国,并完成了首例体外循环手术室缺修补术,从此心外科开始了蓬勃的发展,在50年间取得了巨大的成就,同时也面临了新的挑战。我国人口基数巨大,每年亟待心脏外科手术的患者约800万。同时随着人口老龄化和生活方式的改变,我国心脏外科的发展趋势也发生了变化。首先,随着生活水平和医疗条件的改善,成人瓣膜病患者中风湿性心脏病的数量逐渐减少,而退行性改变的比例逐年提高。这类患者往往高龄并伴有冠心病,增加了手术的难度和风险。同时随着对生活质量的要求越来越高,冠心病伴有心衰、支架或搭桥术后再狭窄患者的二次手术愿望强烈。其次,先天性心脏病手术正向低龄化和复杂化发展。我国先心病的发病率为 0.7%,全国每年有15-20万新患者。过去,由于受到经济水平和检查技术的限制,许多先心病患儿漏诊或错失了外科手术机会。目前随着经济水平和技术水平的提高,许多先心病患儿在新生儿期或婴儿期已得到明确诊断,获得了早期手术的机会。而这种低龄患者的手术,特别是复杂先心手术,难度大,并发症高,对手术和围术期处理都是极大的挑战。其三,随着城市化和高节奏生活方式的改变,“三高”人群日益增多,主动脉夹层的发病率增高并趋于年轻化。主动脉夹层发病突然、进展迅速、死亡率高,往往需要急诊外科手术治疗。并且这类急诊手术创伤大,出血多,往往需要深低温停循环,导致术后并发症增多。此外,手术医生也在不断地挑战以往的禁区:终末期心脏病,发展新的诊治技术,如心脏移植、人工心脏辅助等等。心外科的发展趋势必然导致我们心脏重症面临的危重患者越来越多。同时心脏外科手术具有创伤大、出血多,体外循环非生理性灌注所带来的全身炎症反应综合症及血液破坏、凝血功能紊乱等特点,使得心外科患者在围手术期往往面临着心功能不全同时合并多个脏器功能损害的威胁。如何为患者创造更好的手术条件,如何治疗围手术期的多脏器功能障碍、如何降低死亡率成为每一个心脏外科中心不得不面临的问题。在这种情况下,心脏重症医学的建立应运而生。

   现代重症医学的诞生和发展与外科,尤其是心外科的发展有着千丝万缕的联系。1863年南丁格尔曾提到为外科术后患者设置专门的小房间,这便是ICU的雏形。上世纪20年代,这种小房间被命名为“术后恢复室”。50年代,心内直视手术成功应用于临床和推广,为现代ICU的建立提供了客观需要,并显示了蓬勃发展的生机。重症医学最初是应外科,特别是心外科的需要而产生,同时又与心外科的发展相辅相成。

一、重症医学的治疗手段和治疗理念为心外科保驾护航

   机械通气是重症医学领域最早运用的脏器功能支持手段。1928年, Boston儿童医院首次将无创通气用于临床,俗称“铁肺”, 并在1952年的哥本哈根脊髓灰质炎疫情的治疗中发挥了巨大的作用,此后机械通气飞速发展并在重症医学领域广泛应用。心外科术后同样需要机械通气的辅助和治疗。根据流行病学资料,心外科术后由于体外循环引发的SIRS、开胸导致肺功能和胸廓稳定性的改变、术后血流动力学波动、组织器官再灌注损伤等因素影响,心脏术后ARDS的发生率可达0.4-2.0%,病死率高达31-70%,严重影响心脏术后患者的预后。机械通气是治疗ARDS的必要手段和基础,在心外科术后肺功能的支持中发挥着重要的作用,同时重症医学ARDS的治疗原则,实施肺保护性通气策略及六步法治疗流程,可获得良好疗效,降低病死率。在机械通气的应用过程中,人们发现正压通气时的心肺交互作用不同于自主呼吸。在正压通气时,由于胸腔内压的上升,肺容积的增大,导致静脉回流的减少,可降低左心前负荷。与此同时,根据Laplace方程:T=Ptm×R/2H(Ptm=Pic-Ppl),正压通气时胸腔内压(Ppl)由负压转变为正压,跨心室壁压(Ptm)下降,室壁张力(T)也随之下降,降低了左室后负荷。正压通气的这一作用被应用于急性左心衰的治疗。近十几年来,无创正压通气技术迅速发展,作为有创机械通气的补充形式,可减少再次插管、减少患者不适、无需镇静、正常进食、保留上气道加温湿化、过滤功能、保留生理咳嗽、更易脱机。无创正压通气除治疗轻度呼吸衰竭、呼吸肌疲劳、COPD、呼吸睡眠暂停、肺间质纤维化等呼吸机系统疾病外,也可在心外科用于治疗早期ARDS和心源性肺水肿。2010年中华心血管病学分会发布的《急性心力衰竭诊断和治疗指南》中明确规定了急性心衰患者行机械通气的指证:出现心跳呼吸骤停而进行心肺复苏;合并I型或II型呼吸机衰竭。《指南》中推荐的机械通气方式有两种:无创呼吸机械通气CPAP和BIPAP模式;气道插管和人工机械通气。总之,机械通气作为重症医学的第一大“武器”,在心脏外科围手术期,对呼吸系统及急性心衰的治疗发挥了重要的作用。

   持续肾替代治疗(CRRT)是重症医学中另一个重要的治疗手段。1977年,第一个肾替代治疗方法应用于临床。CRRT在最初阶段主要应用于急性肾功能衰竭(ARF)的治疗,目前随着对CRRT理论的完善和深入探讨,其治疗范畴已扩大到整个危重病领域。如前所述,心脏外科术后患者往往合并有多脏器功能障碍,其中ARF的发生率约为2.5%-30%,病死率高达50-85%。发生的原因与术前慢性肾功能损害;体外循环期间肾脏低灌注;体外循环期间血液成分破坏,阻塞肾小管;手术后低心排综合征等有关。CRRT的最大特点是对循环干扰小;能有效调节心脏的前负荷;同时可实现间歇透析;能有效地清除尿素氮和中分子毒性产物;为药物治疗和营养支持提供容量空间。这样不仅可以针对心脏术后ARF进行肾脏替代治疗,也能针对心脏术后的心衰及系统性炎症反应综合征进行容量调控,同时清除炎症介质,纠正乳酸酸中毒,减轻心脏负荷,促进病情回复。

   许多重症医学的治疗理念也对心外科围术期的处理产生了巨大的影响。2001年,Van den Berghe等对1548例外科ICU患者进行的胰岛素强化治疗研究,结果显示强化胰岛素治疗可以降低病死率、缩短机械通气时间、减少ICU留治时间,对感染控制和MODS的预防也很有益。这一研究奠定了围术期应激性高血糖控制的治疗基础。虽然此后对于血糖控制的标准和强度以及胰岛素的输入方式有不同的研究结果,但是应用胰岛素控制围术期应激性高血糖的理念已得到外科及重症医学的广泛接受,并成为心外科围术期治疗策略中重要的一部分。

   心外科手术创伤大,术后有创监测和治疗多,严重感染及继发感染性心内膜炎是威胁心外科患者预后的另一大问题。严重脓毒症及脓毒症休克时的血流动力学管理有别于心外科常见的低心排。借鉴重症医学的治疗理念,在心功能可以承受的前提下进行早期液体复苏、执行目标导向性集束化治疗、加强病原学监测与敏感抗生素的应用,重视休克时的器官功能支持,大大提高了心外科严重感染患者的生存率,改善预后。

   借鉴重症医学中对组织灌注与代谢的监测,提高了心外科对于血流动力学管理的更深层次的理解。传统的心外科从宏观指标,如心率、血压、中心静脉压、氧饱和度、心输出量、尿量等评估血流动力学状态并指导治疗。而重症医学更多是从微观指标上评估血流动力学状态,如动脉乳酸、胃粘膜PH值、毛细血管充盈时间等。而越来越多的围绕血流动力学和组织代谢的研究显示:真正的生命战场在于组织代谢的改变,包括微循环改变、细胞功能紊乱、线粒体能量代谢失调。因此在心外科的血流动力学管理中,不仅要关注宏观的血流动力学异常,更要关注血压正常的休克,关注组织灌注与代谢。

   心外科是外科领域中最具挑战的外科行业,曾经是外科领域的禁区,其高风险与严重并发症曾让人们谈“心”色变,术后高发的脏器功能损害让外科医师与患者“望而却步”。然而,在重症医学的支持下,心外科中许多的不可能正逐渐转变为可能:高龄与脏器功能损害不再是心外科的绝对禁忌;复杂手术方式、长时间体外循环带来的并发症不再是生命的禁区;医生们面对严重感染的威胁不再是“一筹莫展”。


 二、重症医学不断从心外科借鉴新的技术

   重症医学不仅为心外科保驾护航,也不断从心外科借鉴新的技术,促进自身的发展。第一个被重症医学借鉴来的技术就是肺动脉漂浮导管(Swan-Ganz导管)技术。1929年,德国医生Forssmann将 一根尿管经左肘前静脉送入右心房,并拍摄了右心造影片。1954年,Dr.Fegler提出用温度稀释法测量心排血量。1970年,由Swan和Ganz首先研制出顶端带气囊的导管,并于1972正式应用于临床。Swan-Ganz导管可用于测量肺动脉压(PAP)、肺毛细血管嵌压(PAWP)、心排血量(CO)、中心静脉压(CVP)、计算肺循环阻力(PVR)、体循环阻力(SVR),因其能实时监测评估心功能和心室容量负荷,成为血流动力学监测的金指标,并广泛应用于心外科。其后发现通过Swan-Ganz导管监测混合静脉氧饱和度(SvO2),结合血气分析和CO监测,可计算氧供给(DO2)、氧消耗(VO2)、氧摄取率(O2ER),评估全身组织氧代谢平衡,从而受到重症医学的青睐,用于各类型休克患者的血流动力学监测、指导严重脓毒症及脓毒症休克的液体复苏、指导血管活性药物的应用。近年来在Swan-Ganz导管基础上,结合动脉脉搏轮廓分析法研制的PiCCO技术,因其操作更简便,并发症少,在重症医学中得到越来越广泛的应用。

   另一个由心外科走向重症医学的技术是体外膜肺氧和技术(ECMO)。1953年,John Gibbon成功实施了第一例体外循环心脏手术,将心外科带入一个新的时代。传统的体外循环(CPB),用于在短时间内,暂时性代替心肺功能,属于开放式体外循环。ECMO是开放式转变为闭合式的体外循环系统,它的材料生物相容性更好,血液破坏更小,使用时间也更长。往往用于严重呼吸功能衰竭或心功能衰竭时的心肺支持治疗。在心外科ECMO的适应症包括心脏术后心源性休克、移植或心室辅助的过渡 、急性心肌炎、急性心肌梗死导致的心源性休克。在呼吸系统主要用于机械通气无法改善的ARDS或新生儿肺疾患。而在重症医学领域,ECMO适应症的拓展为脓毒症循环衰竭的抢救。从上世纪90年代开始,国外学者已开始尝试将ECMO技术应用于当时感染性休克的治疗。通过不断总结和努力,目前有较多临床研究证据证明:ECMO用于新生儿严重脓毒症治疗生存率可达80%。而在婴儿及儿童脓毒症休克的治疗中,应用ECMO的患儿生存率也接近50%。因此在《2012年国际儿童严重脓毒症和脓毒症休克指南》中推荐难治性脓毒症休克或伴有ARDS的休克患儿应行ECMO治疗。尽管ECMO在成人严重脓毒症治疗中的作用还存在一定的争议,但是,ECMO技术已从心外科手术室走入ICU,成为重症医学中一个新的亮点。

   综上所述,重症医学应外科需要而产生,随外科发展而迅速成长;重症医学的技术和理念为心脏外科的发展保驾护航,拓宽了手术适应症,降低了术后死亡率,将更多不可能变为可能;同时心脏外科的血流动力学监测与支持手段不断被重症医学所借鉴,拓展了重症医学的深度和广度。

   我们有理由相信心脏外科与重症医学一定会更好地彼此借鉴,相互融合,共同发展,为人类的医学事业做出更大的贡献。


    2013/5/16 9:17:35     访问数:1345
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