互动科普

心肺机在冠状动脉搭桥手术时，用于替代患者“呼吸”，可是你知道它的副作用吗？ 

心肺机能干什么？ 

50年前，美国费城杰斐逊医学院的John Hey sham Gibbon，Jr．第一次应用心肺机成功地进行了一例人体手术。1930年代，他作为哈佛医学院的一名外科研究人员开始开发这种设备，并从IBM董事长J.Watson以及其他人那里得到工程学建议和资金支持。经过数年的动物试验，Gibbon解决了当时心脏外科最主要的障碍——为医生提供充分的手术时间。

在采用Gibbon泵”之前，通过对患者身体降温，可以降低代谢率和减慢血液循环，为医生争取到15分钟的手术时间。

近年来情况有所改变2001年，美国杜克大学医学中心的麻醉科主任F．Newman及其同事在《新英格兰医学杂志》上发表了一篇文章，他们发现，即使是在CABG手术5年以后，许多患者仍然深受心智损害之苦；而以往的研究，对患者的跟踪观测只有6个月的时间。这篇文章得出结论说：“对于CABG后出现的认知能力下降，一直使用诸如‘隐性的’、‘短暂的’和‘亚临床的’之类形容词来描述。这使得临床医生、患者及其家属对严重性认识不足。”Newman补充说：“这篇文章发表后的当月，我们就收到搭桥手术患者的4000封电子邮件。许多人非常高兴，因为他总算知道自己原来并没有发疯。”

Newman的团队在研究中使用了5项认知测验：短期记忆，重复一组号码，视觉暂留，用符号匹配数字，以及将数字与字母联系起来。他们分别在住院前一周、术后一周、术后6周以及6个月后，对261例心脏搭桥术患者进行了检测。手术后，53%的受试者无法达到原先的认知水平。6个月后，36％的患者的认知能力仍然有损害，6个月后这一比例降到24％。

这些结果并不令人吃惊。从一开始，就有各种文献报道使用心肺机的手术后，患者的认知能力有短暂的下降，但这常常被归因于一般性的手术损伤。然而Newman团队在第1轮试验过去5年后，又对受试者重复进行了检测，发现有42％的受试者进展不佳，再次被认定为认知功能受损。即使在剔除了年龄老化的因素后，结果仍然如此。

“泵脑袋”的祸首何在?

尽管还没有得到证实，人们还是怀疑心肺机从几个方面造成了认知能力的下降。医生推测，这种泵可能通过改变血流状态或者向患者血流释放微碎块(脂肪颗粒、血凝块及气泡等)的方式造成损伤，或者可能红细胞在流经心肺机时遭到破坏，失去了向大脑及身体其余部分输送充足氧气的能力。根据Gibbon最初的设计(该设计经过改进后目前仍在应用)，这种仪器推动血液在带滚轴(该滚轴与旋转臂相连)的管道内流动；旋转臂转动的方式跟打蛋器相似。即使是在目前最新的仪器中，细胞也可能与管道接触而造成破坏，或者可能被蠕动泵剪切或碾压。在Gibbon的模型中，血液滴在金属丝网上，以便充分地与氧气接触。但这种直接接触往往导致吸收过多的氧气，造成氧中毒。另外，气泡也很常见，这些气泡流过心肺机后，会造成动脉栓塞。为了减少这两种问题的发生，研究人员最终发明了一种更接近肺脏的材料：具有气体通透性的人工合成膜。

还有其他方面的改进，如聚乙烯管道可防止血细胞粘附其上，离心泵处理细胞时更轻柔，气体交换装置产生的气泡直径更小，温度控制更完善，等等。尽管如此，仍然还有些难以处理的问题。整个系统以及手术本身，仍然会产生各种各样的碎块。除了气泡以外，血细胞凝固碎块、管道被侵蚀后生成的颗粒以及动脉粥样硬化斑(所有这些统称为栓子)均可以经过心肺机和插管回到体内。泵的推送可使这些碎块变得松散；手术医生钳夹主动脉连接管道时，也会产生这类碎块。如果这些栓子嵌堵在小血管中，则会阻断血流，类似一次小型的中风发作，使周围组织供血不足甚至缺血坏死。

应用各种技术几乎可以最大限度地清除上述那些栓子：在心肺机内由聚合物丝线编织的筛网可滤除血液中直径为0.2-5.0微米的颗粒；无缝线接头减少了对主动脉的操作，从而减少了可能进入血流中的微粒数；多普勒超声探测器可搜寻漂游的微小气泡。如果发现了微气泡，控制心肺机的专家，也就是所谓灌流医生，就可以调整流经气体交换装置的血液流速。但微小栓子(直径为仪器探测能力下限的1/10，每小时可有200-300个)仍然可以逃过探测器并有可能对机体或脑组织造成损伤。Newman等人认为，手术期间的这些异常会造成患者的认知障碍；但也有研究人员对此表示怀疑。例如，由德国维尔茨壤大学的Mullges主持，对52例搭桥手术患者进行了一项为期5年的研究，2002年秋《神经学》(Neurology)杂志发表了他们的研究报告。他们发现，与这些受试者的基础(术前)认知能力相比，随访期间基本上没有出现认知能力“全面下降”的情况。不过，手术医生对心肺机越来越关注了，他们提出了技术与性能改进的要求，同时也促使人们开始寻找替代心肺机的方案。

无泵手术更好吗?

有位外科医生形容“搏动心脏”或无泵”冠脉—动脉搭桥术是“骑在马背上切割宝石”，但是，现在有新型的设备可以帮助“骑士”在切割时稳住“战马”[参见前页图文]。这种稳定装置就像带吸垫的蜘蛛脚，可以通过负压吸附在心脏上。尽管无泵手术并非适用任何情况(例如我的情况就不适用)，但总算为某些无法耐受心肺机的患者提供了一种选择。目前，世界各地的心脏手术有20-80％采用无泵方式，这取决于当地手术医生以及医院的情况。

无泵手术似乎减少了较大栓子的数量。2001年，Bowies及其同事在美国檀香山的圣法兰西斯医院(St．Francis Hospital)对40例患者进行了一项研究，多普勒超声仅检测到平均27个拴子，而在有泵手术中栓子数平均为1766个。然而，这对于人知能力是否有改善，目前还不是很清楚。在其他的研究中，还存在并不如此确定甚至与此相矛盾的结果。

专家认为，以前在比较哪种手术效果更好时，都存在着各种局限性，比如受试者人数太少、各不相同的试验设计或目标，以及评价认知能力所固有的复杂性等等。这些因素使得研究人员无法得出有效的结论。美国退役军人事务部将于2007年完成项耗资1000万美元的研究，对有泵手术与无泵手术进行比较。这项研究由位于丹佛的科罗拉多大学保健科学中心外科主任L. Grover主持。目前，研究人员正在对17家退役军人医院的2200例心脏病患者的认知能力进行监测。

无泵手术的价格较低廉，且患者出院也快，那现在是不是到了淘汰心肺机的时候了呢?还没人敢这么说。心脏手术及刚结束的时期，有很多因素可能影响认知能力：炎症、缺氧(组织供氧不足)、血压降低、心律不齐、体温过高或过低，等等。美国杜克大学麻醉科副教授P．Grocott已经发现，冠脉搭桥术后的头24小时出现发热的患者，6周后出现认知能力下降的可能性比他人高；但没有人能确定，发热是导致认知能力下降的原因，还是仅仅一种手术后症状。

Newman指出，当前的紧迫问题是，“我们能做的事情中，到底哪些对围术期的疗效有重大意义?如果不同的干预手段和改进措施能够改变早期结果，相信我们还是能有效改变(认知能力)下降趋势的。”显然，医学将继续探寻更好的解决方案。

同时，我自己也找到了一些应对认知力下降的方法。我把工作时间安排得更短，经常散步，从距离目的地好几个街区的地铁站下车，然后走上很长的一段路；我还弹钢琴来锻炼集中精力。在瓣膜修补手术一年半以后，我恢复了原先的生活和智力状态。“泵脑袋”们，打起精神来!你们看，我不是还能照样写这样的长篇大论吗?!

【马永强/译 胡善德/校】