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机器人心脏手术对麻醉的新挑战

时间:2010-08-23 17:51:34  来源:  作者:

       Anesthesia for Robotic Cardiac Surgery to Meet New Challenges
       Wang Gang
       Office of Anesthesiology, PLA Institute of Cardiac Surgery, General Hospital of PLA, Beijing 100853, China
       ABSTRACT
       With the advent of the da Vinci surgical system, a new powerful tool has been created to further minimize surgical access, thus allowing true closed chest totally endoscopic procedures. The use of these techniques necessitates a learning curve itself, requires an experienced anesthesiologist and a better communication between the surgeons, the anesthesiologists, and the perfusionists. This article outlines anesthetic strategies and clinical experience for robotic cardiac surgery.
       Key words: anesthesia strategies; robotic cardiac surgery; da Vinci surgical system
       Corresponding author: Wang Gang; E-mail: Beijing-baoding@sohu.com

   
       上世纪九十年代末da Vinci手术系统用于心脏手术[1],实现了真正意义上的机器人心脏手术操作,避免了传统手术的正中开胸,使手术更加微创和美观,病人术后恢复更快,并发症更少,从而缩短了住院时间,降低了相关费用。目前该系统已经可以完成房间隔修补[2]、二尖瓣置换或成形[3]、冠状动脉搭桥[4]、左房粘液瘤和心包肿物切除[5]等手术。但是机器人手术对麻醉提出了新的挑战,主要包括双腔支气管插管单肺通气、超声引导经颈内静脉插入体外循环上腔引流管、术中食道超声监测等,特别是CO2气胸并单肺通气对呼吸和循环影响的应对处理对麻醉有很高的要求。我院于2007年在中国大陆率先使用da Vinci手术系统并首先应用于心脏手术,现已完成上述手术36例。
       微创心脏外科手术的概念包括两个方面,一是避免体外循环和与其相关的副作用,二是减小手术切口和手术创伤[6]。机器人心脏手术是微创心脏外科手术的完美体现。但是机器人心脏手术的麻醉,不论是在复杂程度、技术难度还是涉及内容的宽度方面都超过了目前心脏麻醉乃至其它专科麻醉。作者曾与手术医生和灌注师一起在美国接受了为期两周的实验室及临床培训(da Vinc® Surgical System On-Site Training program)。经过近期的临床实践,我体会到麻醉面临的挑战和要解决的问题主要有以下几个方面:
       一、 术中单肺通气问题
单肺通气对麻醉医生来讲本不是新技术,但在机器人心脏手术却有特殊性。由于是心脏病病人,同时存在CO2气胸和体外循环转流对肺换气功能的影响,其单肺通气时极易发生缺氧。所以插入双腔支气管插管后,要用纤维支气管镜检查气管插管的位置,特别是当病人摆好体位后要确定导管位置正确并固定牢靠,因为术中TEE操作和纵隔摆动容易使导管移位。

       术前通过肺功能检查和血气分析评估病人对单肺通气的耐受程度。冠脉搭桥手术需要右侧单肺通气,而房间隔修补和二尖瓣置换或成形手术需要左侧单肺通气,由于左肺较右肺容量小,所以后者更易缺氧。我们在临床上体会到,术前有肺功能降低的病人对单肺通气的耐受能力降低,特别是在长时间体外循环转流以后,由于肺水增多,肺间质水肿和一定程度的肺不张,一些术前肺功能正常的病人,也不能耐受单肺通气,特别是中老年病人[7]。所以顺利完成手术缩短单肺通气时间是麻醉医生非常期望的。术毕要更换单腔气管插管并充分膨肺,减少术后肺不张的发生。另外,术中要密切监测 SpO2和血气变化。
       如何预防和处理单肺通气时发生严重缺氧情况,首先是根据病人体重和气道压调整呼吸频率和潮气量,单肺通气的潮气量低于双肺通气,但通过增加呼吸频率,尽量保证足够的分钟通气量,必要时气道压可以高达40cmH2O。第二是尽量缩短单肺通气时间,这就要求手术医生把握好手术节奏。第三就是使用持续气道正压治疗装置,即CPAP。它是通过给塌陷肺持续正压给氧而减少该侧肺的血液分流。要调整合适的供氧压力,既能吹入氧气,又不致使肺膨胀影响手术操作。第四如果使用CPAP效果不好,SpO2继续降低,要立即与术者沟通,果断改为双肺通气,待缺氧纠正后再行单肺通气和手术操作。
       二、 CO2气胸对血流动力学的影响
       手术的对侧肺行单肺通气的同时,向手术侧胸腔吹入CO2。其作用为排除空气,增加电烧的安全性,减少气栓的危险,并促使肺脏塌陷显露术野。CO2的胸腔压力通常为5-12mmHg,往往导致血压下降,对应处理就是加快补液和使用升压药,酌情选用去氧肾上腺素或多巴胺。部分病人由于血压下降剧烈,需要降低CO2吹入压力。机器人手术时,在TEE监测心脏充盈和心功能情况下,补充足够的血容量很有必要。
       多数病人在CO2气胸情况下能够耐受单肺通气,但在肺功能低下的病人容易发生缺氧。特别是取双侧乳内动脉的病人,双侧CO2气胸对呼吸影响更大,会导致高碳酸血症[8],此时易发生窦性心动过速且对β受体阻滞剂不敏感。CO2气胸将塌陷肺压得很实,增加了肺血管阻力,加上胸腔压力和气道压力均高,此时肺动脉压也明显增高。这些因素交互影响,对于心肺功能不全的病人处理起来相对困难,必要时改为双肺通气。
       三、 超声引导穿刺和TEE常规监测的应用
       机器人心脏手术避免了正中开胸,需要建立外周体外循环。其上腔静脉引流管由麻醉医生经颈内静脉插入引导管,而股动静脉插管由手术医生在右侧腹股沟处切开插入。麻醉医生插入颈内静脉引导管时要求穿刺位置尽可能低,靠近颈根部或锁骨,而且要保证穿刺点居于静脉正中。这样有利于术者在台上使用扩张器放置上腔引流管。而同侧颈内静脉放置的大静脉导管要尽可能位置高,远离上腔引流管。为此,就要用超声探头准确定位穿刺部位。
       应用TEE作为机器人心脏手术的常规监测,主要用途包括观察上下腔静脉插管和导丝位置,重新核实术前经胸超声的诊断内容,协助明确主动脉根部停跳液灌注针的位置和停跳液灌注情况,检查房缺修补或二尖瓣成形的效果,指导心脏排气以及心功能检查。如果经右侧颈内静脉放置冠状窦逆灌管,则必须有TEE引导。术中TEE的使用,可以是超声科医生,也可以是麻醉医生,在国外后者需要经过数月的正规培训才能上岗。我们目前是由麻醉医生插入TEE探头,而由我科专科超声医生使用。
       四、 复杂导管的置入和应用
       在机器人心脏手术,麻醉医生可能需要使用一些特殊穿刺和导管,以满足不同需要。动脉测压如果是冠脉搭桥病人,要穿刺右侧桡动脉。原因有二,第一是由于手术操作在左侧,左上肢要屈曲后置并包裹固定,也有的将上肢固定在头上方,但这样容易妨碍机器人右手臂活动[2, 9];第二是如果采用经股动脉插入球囊阻断升主动脉,术中球囊如果向外周移位,影响到右侧无名动脉,则右侧桡动脉压力波形有改变,能及时发现。
       二尖瓣手术时,如果不行上下腔阻断,为使术野干净无血,麻醉医生要经右侧颈内静脉放入肺动脉引流管接体外循环机并负压吸引。有专用的导管以保证足够的引流量,也可用尽可能粗的肺动脉导管代替,置于肺动脉主干。
       最特殊也是最困难的就是经右侧颈内静脉置入冠状静脉窦逆行灌注管,置管过程需要TEE和X光机(C形臂)共同引导,并向导管内注入造影剂,最终是要将导管插入冠状静脉窦适当深度。这需要麻醉医生有专门的经验和技术,也需要放射科医生协助,但难免术中导管移位而改为主动脉根部顺灌。到目前为止我们所完成的机器人手术,停跳液灌注均采用经胸升主动脉阻断顺灌,效果确切且不复杂。
       总之,机器人心脏手术是微创外科领域的重要进步,即对麻醉提出了更高要求,也拓展了临床麻醉的内容并促进了麻醉和监测技术的发展。随着国内更多机器人心脏手术的开展,麻醉医生也将对此发挥重要作用。 
       参考文献
       1. Kypson AP, Chitwood WR. Robotically assisted cardiac surgery. Indian Heart J. 2004,56:618-621
       2. Argenziano M, Oz MC, Kohmoto T, et al. Totally endoscopic atrial septal defect repair with robotic assistance. Circulation. 2003,108[suppl II]:II-191-II-194
       3. Felger JE, Chitwood WR, Nifong LW, et al. Evolution of mitral valve surgery: toward a totally endoscopic approach. Ann Thorac Surg 2001,72:1203–1209
       4. Turner WF, Sloan JH. Robotic-assisted coronary artery bypass on a beating heart: initial experience and implications for the future. Ann Thorac Surg 2006, 82:790-794
       5. Bacchetta MD, Korst RJ, Altorki NK, et al. Resection of a symptomatic pericardial cyst using the computer-enhanced da Vinci™ surgical system. Ann Thorac Surg 2003;75:1953–1955
       6. Kirklin JK, Westaby S, Blackstone EH, et al. Complement and the damaging effects of cardiopulmonary bypass. J Thorac Cardiovasc Surg. 1983,86:845-857.
       7. Kessler P, Mierdl S, Lischke V, et al. Anesthetic considerations for robotics. Cardiovasc Eng. 2000; 5:261-266.
       8. Byhahn C, Mierdl S, Meininger D, et al. Hemodynamics and gas exchange during carbon dioxide insufflation for totally endoscopic coronary artery bypass grafting. Ann Thorac Surg. 2001;71:1496-1501
       9. Nifong LW, Chitwood WR, Pappas PS, et al. Robotic mitral valve surgery: A United States multicenter trial. J Thorac Cardiovasc Surg 2005,129:1395-1404
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