无血外科及其在心脏外科的应用

无血外科始于二十世纪，由世界著名的整形外科医生Adolf Lorenz所倡导。20世纪60年代早期，美国心脏外科医生Denton Cooley成功地为大量的耶和华见证人实施了无血心内直视手术,并发表了一篇有关此类病人500例无血心脏外科手术的报道。无血心脏外科是指心脏外科手术中避免同种异体血输入，改善病人预后的心脏外科及其相关专业人员共同参与的围术期处理方法。

多年来，许多心脏外科医生采用血液处理和保护技术实施心内直视手术，避免了同种异体血的输注。多数中心的研究结果表明，无血心脏外科实际上减少了外科的复杂性，减少病人术后的恢复时间，改善了病人的预后。本文就无血外科的相关技术，以及在心脏外科的应用研究进行综述。

一、无血外科的理论及其方法

1.1 无血外科理论

无血外科是一个精深、系统的围术期方法，其目的是避免同种异体血的输注，改善病人预后。起初是由于宗教的原因，一些外科治疗的病人拒绝输血所倡导的一种方法。目前，这种实践已被解释为安全有效的团队方法，因为它能减少失血，是最好的同种异体血输注的替代疗法，为所有病人提供尽可能好的治疗。完整的无血外科是一个可调节的，围术期多学科多模式的方法。近年的研究表明，无血外科原则的应用可以改善病人的预后，减少并发症和死亡率，缩短住院时间，明显减少总的住院费用，并能减少血源紧张的局面。

1.2 无血外科是完整的围术期方法

无血外科要求在围术期联合应用各种可选择的策略，目的是限制失血和避免输血。无血外科有四个主要的目的：

(1)病人术前红细胞存贮最大化;

(2)造血最大化;

(3)失血最小化;

(4)氧释放最大化。

上述目的分三个阶段完成：

(1)术前评估和制定计划;

(2)手术期间的外科，麻醉，技师和药理学策略;

(3)术后血液保护，血液成分恢复最大化，提供合理的支持。

术前准备是无血外科成功的关键因素。这一阶段需要根据所要实施的手术和

病人的条件，制定个体化的治疗计划。它应当估算特定手术的围术期失血量，计算特定病人对失血的耐受性，明确病人的生理储备以及危险因素。明确是否患有贫血以及原因。依泊s(重组人促红细胞生成素)术前能有效地增加红细胞质量。估计失血量较大的外科手术，为了增强病人的耐受性，甚至在没有贫血的情况下也需要应用依泊s治疗。这就使得病人在术前能够获得足够的红细胞，以便耐受术中的血液稀释，以及术后能更快地使病人的血色素恢复到正常水平。

如果实施了依泊s治疗，必须注意铁离子的补充。如果没有铁离子补充，即使病人铁离子贮存正常的情况下，依泊s治疗也是无效的。口服铁离子或许不足以与依泊s刺激红细胞生成的作用同步，此时应静脉给予铁离子，使目标血红蛋白水平(或可获得的最高的稳定水平)达到14 -16 g/dL。红细胞压积(red cell volume，RCV：血红蛋白×公斤体重)大于1200可以为这些病人提供一个安全的存贮，而RCV小于800提示需要输血的机会增加。

术中阶段，首先，外科医师应该沿着组织界面解剖和分离以达到相对止血，采用相关器械和技术也可以减少术中出血，例如超声刀能够分离没有解剖界面的软组织，与其他方法相比能减少大量出血，血管钳钳夹能控制软组织分离时中等尺寸血管的出血。其次，术中应用血液回收技术，但血液细胞回收只用于回收溢出的血液。

另外，麻醉医师在无血外科术中也起着十分重要的角色，例如麻醉足够深度，肌肉松弛，避免高血压和高碳酸血症，麻醉剂的选择和技术以及减少腹内压和下腔静脉压，这一切都有助于减少出血。特殊操作包括控制性降压，高容量和急性等容血液稀释。急性等容血液稀释使患者能耐受十分大的血容量的丢失，而不需要同种异体血和相关产品的支持。

术后阶段，有多种治疗方案能减少失血，造血最大化，最大化氧释放和减少耗氧量。减少失血：例如避免高血压，维持正常血容量，了解药物的相互作用，有些药物的相互作用可以增加出血和医源性的贫血。密切监测，区分术后正常失血和活动性出血，必须迅即干预制止活动性出血。术后注意用于化验的血液标本的量和频率。研究表明，ICU病人每天用于监测血液标本的量多达70ml，这将导致病人输血，血液化验的精密计划，微量取样技术的实施和无创监测能显著减少医源性失血。

针对失血的积极处理还包括引流血液的适当回收和再输注，以及止血药物的应用;造血最大化：术前的血红蛋白最大化意味着大多数病人将需要最小的术后造血的支持。然而，继发于明显失血会导致严重贫血，虽然依泊s和静脉输注铁离子的联合应用能够较快速地恢复血红蛋白水平，但有时适当的营养支持，单独应用静脉输注铁离子也是有效的;最大化氧输送：维持血管内容量，避免循环超负荷。

提供适当的高浓度氧通气的支持，如果血流动力学能够耐受，呼气末正压可以增加到7-10cm H2O。维持理想的血流动力学，正性肌力药物的支持等都能达到氧输送最大化的目的;最小化耗氧量：应用适当的镇痛剂和镇静剂，神经肌肉阻滞剂等能明显减少机体的耗氧量。

二、无血外科在心脏外科领域的应用

在过去的几十年内，无血外科在心脏外科领域得到了广泛的应用，其原因主要有二：首先，有部分心脏外科的病人，由于宗教原因而拒绝输注异体血。其次，越来越多的病原微生物通过血液输注传播。有证据表明由于贮存血液的细胞免疫功能下调，增加了术后的感染率。

还有其它与贮存相关的问题所导致的对临床结果的影响，其中包括损害的组织氧合，减少的微循环血流，输血相关的急性肺损伤和凝血功能紊乱。近来的研究表明，输血或许与增加的并发症，死亡率，住院时间和费用相关。因此，无血外科技术在心脏外科领域得到了越来越广泛的应用。

1、无血外科在成人心脏外科领域的应用

20世纪60年代早期，美国心脏外科医生Denton Cooley成功地为大量的耶和华见证人实施了无血心内直视手术。结果表明，心脏外科无血液输注也能安全实施[1]。2000年-2010年，美国宾夕法尼亚州阿勒格尼总医院对40名心脏外科病人实施了无血心脏外科手术，病人平均年龄70±9.5岁，男性21人，女性19人，其中高危病人18人。

手术包括：冠脉搭桥术19人，瓣膜置换/修复术7人，瓣膜置换和冠脉搭桥术7人，再次换瓣术4人，再次冠脉搭桥术2人，瓣膜置换和升主动脉置换术1人。研究结果表明，血液处理和保护策略采用多学科参与的围术期团队的方法，耶和华见证人能安全地耐受常规和复杂的无血心脏外科手术，有着较小的并发症和死亡率。

美国费城宾夕法尼亚大学医学中心宾夕法尼亚医院已形成一个多学科组成的无血医学程序。其无血医疗团队(bloodless medicine team)由1名病人协调员，1名护士和1名血液学家组成，评估来院就诊的耶和华见证人，对他们整个治疗期间作出相关特殊的准备。2000年5月- 2010年4月，心血管外科Dr.Bridges 教授及其带领的团队对94名耶和华见证人在宾夕法尼亚医院实施了无血心脏外科手术。

其中2个病人资料不全不能获得收据，1个病人接受了输血治疗，从医院心脏外科数据库收集了剩余91个病人的数据。本组数据表明，单纯冠脉搭桥术的手术死亡率是2.2％，单纯主动脉瓣置换的手术死亡率是5.6％，其它的并发症包括: 再次手术(总体8.8％，其中心脏原因2.2％)，败血症(2.2％)，胸骨感染(1.1％)，短暂性缺血发作(1.1％)，肾功能衰竭需要透析(1.1％)，延迟通气(18.7％)，主要并发症的发生率在择期手术组和急诊手术组无明显区别。

研究结果表明，病人属于耶和华见证人的无血心脏外科手术能够实施，并且在择期手术和急诊手术情况下都取得了良好的结果。单独冠脉搭桥术和单独主动脉瓣置换术的死亡率都在STS(The Society of Thoracic Surgeons)预计死亡率的95％可信区间。

无血心脏外科手术病人术前都要经过无血医学团队和心脏外科人员标准的评估。所有病人术前都口服硫酸亚铁和皮下注射依泊汀治疗(每周40，000-60，000单位，皮下注射)。如果条件允许，血红蛋白浓度至少达到130g/dL以上时方可实施外科手术。所有口服氯吡格雷和其他抗血小板制剂的病人术前最少停用5天，理想停用上述药物的时间一般是7-10天，以减少围术期出血。应用血小板功能分析仪有助于决定理想的外科干预时间。口服华法林的病人术前使国际化标准比值恢复到正常水平，可以改为低分子肝素或普通肝素皮下注射，一般术前48小时停用肝素。

心脏外科术中特殊注意事项包括：

(1)病人麻醉后，基于他们的RCV，从病人体内采集1-3个单位的血液(RCV900，1个单位;RCV1100，2个单位;RCV1400，3个单位)。采集的容量一般用5％的白蛋白代替(急性等容血液稀释)。

(2)非体外循环心脏手术应用肝素100 mg/kg，维持激活凝血时间(ACT)大于300秒。传统体外循环心脏手术应用肝素300 mg/kg，维持ACT大于450秒;

(3)体外循环预充应用逆行自体预充(retrograde autogolous priming, RAP)减少血液稀释的程度。应用血液浓缩器和50g甘露醇使红细胞比容最大化。病人使用的抗纤维蛋白溶解剂包括：氨基己酸，负荷剂量150 mg/kg，之后6小时，每小时1g输注。硫酸鱼精蛋白中和肝素每100单位1mg;

(4)所有体外循环手术病人使用中等度低温34◦C，撤离体外循环之前，病人复温到36◦C;

(5)通过储血袋的延长管道，应用Cell Saver技术回收红细胞;

(6)再次手术的病人和凝血功能障碍的病人可实施延迟关胸。

术后处理：术后处理要考虑到对潜在问题的迅即识别。术后化验应用儿科实验室试管使血标本采样量最少。仔细管理晶体液的输入，避免血液稀释。接受阿司匹林治疗或肾功能衰竭的病人，考虑应用血管升压素(0.3 uk/kg)。当有出血时，可以应用冷沉淀和凝血因子VII。冠脉搭桥术的病人避免应用凝血因子VII。任何血流动力学不稳定的病人，胸管连续2小时引流量都超过150mL,血管升压药和容量需求的增加，应该再次打开纵膈，以排除出血和/或心包填塞。

2、无血外科在小儿心脏外科的应用

预先自体献血和围术期自体血输注法已经明显减少了心脏外科同种异体血的输注，但因为婴儿和小儿童较少的血容量，成功地实施小儿无血心内直视手术较为困难。减少预充量是实施小儿无血心脏手术的一个主要因素，通过缩小体外循环回路可以达到这一目的。

缩小体外循环环路不仅包括动脉，静脉和心内吸引管路的长度的缩短和内径的缩小，而且还删除任何不必要的成分。真空辅助的静脉回流也有助于减少预充量。真空辅助的静脉回流可减少膜肺氧合器位置的高度，这样，明显减少了动脉，静脉和吸引管道的长度[21]。

Van Son等使用了一系列围术期策略减少小儿心脏外科失血和维持足够的血细胞比容：

(1)当血细胞比容小于38％时应用合成红细胞生成素预处理;

(2)尽可能避免心导管插入术;

(3)胸壁组织，心包和大血管切开时应用低能量电凝技术;

(4)最低限度的体外循环前液体输注;

(5)通过减少体外循环管路容量减少体外循环预充量;

(6)应用体外循环中等度流量，合理的心内吸引技术以减少血细胞破坏;

(7)改良超滤的应用，移除术后过多的水分;

(8)可能的情况下尽量避免深低温，以减少体外循环复温时间;

(9)体外循环后延迟肝素逆转，直至确信没有任何活动性出血点。因此允许连续使用心内吸引，以使病人血液回收最大化;

(10)整个体外循环系统余留灌注液平缓的回输到体内;

(11)红细胞减少的病人术后口服铁离子以增加红细胞比容。

Miyaji 等[23]应用小预充量体外循环系统为68例低体重先心病患儿(体重4-7Kg)实施无血先心病心内直视手术，研究结果表明，通过应用小预充量体外循环，可以为体重大于4Kg的患儿安全实施复杂先心病手术。研究结果表明，无血心脏外科的限制性因素不是术前的红细胞压积水平和心脏外科程序的复杂性，而是体外循环时间和患儿的体重。

3、目前国内现状

2010年，国内浙江大学医学院附属儿童医院心脏外科在全国率先开展了“小儿无血心脏外科手术”， 大大降低了术后患者肾功能不全、肺炎的发生率，并减少了术后呼吸机的使用及监护时间[24]。近年来，北京阜外心血管病医院，武汉亚洲心脏病医院等医院也成功地开展了无血心脏手术，手术效果良好，但仍未见有相关大宗病例的文献报道。

三、结论

综上所述，随着新的外科器械和心外科技术的不断发展，以及促进红细胞生成治疗药物的研制成功，血液处理和保护的方法已变得相当有效。无血外科及无血心脏外科在全世界各大医院和医疗中心正在很快得到发展，因为与需要血液输注的传统心脏外科手术相比，无血心脏外科有诸多优点：因为它可以避免输血所导致的肝炎，艾滋病等传染性疾病。

无血心脏外科能降低术后感染的危险性，缩短住院时间，降低医疗费用。尤其近来研究表明，血液输注能增加术后并发症发生的危险性和降低存活率。但是，无血心脏外科手术是一个系统的工程，要成功地开展无血心脏外科手术，首先必须具备多学科组成的无血医学团队，以及围术期各个环节的系统的处理方法。