冠心病外科手术治疗的经典发展过程

冠脉外科是心血管外科的一个全新领域，是一个仅有70多年发展历史的新兴学科。它虽然出现较晚，但近30余年来已取得惊人发展，使其成为心血管疾病治疗领域最引人注目的治疗方法。

一、首先闯入人体禁区的人——Rehn

心脏是血液循环的中枢，是维持人体血液灌注的动力器官。从亚里士多德时代到Paget时代，一直认为心脏是人体的禁区，人类也决不能对心脏施行任何类型的手术。这一断言，阻碍了心脏外科的发展。

1896年，Rehn为1例心脏病的患者进行手术缝合，成功地挽救了患者的生命。同年，Schiff为1例心脏停止跳动11．5min的患者成功的做了心脏复苏。他们两人的成功，宣告了亚里士多德等医学权威的“心脏是禁区”断言的破产，为人类进一步认识心脏本身和治疗心脏疾病奠定了基础，也促进了与治疗心脏疾病有关的学科，如麻醉、心血管造影、心电图技术的发展和应用。在Rehn之后的20余年中，许多学者作了不懈的努力，为外科治疗心脏疾病做好了准备。

1896年，Dock第一次在临床上诊断出冠脉栓塞，并经尸体解剖证实。

1904年，Landsteiner发现了人类的血型。

1911年，Meltzer发明了气管内麻醉。

1912年，Einthoven发明了心电图机。

1916年，Maclean发现了肝素。

1929年，Forssman发明了心脏导管检查术。

1936年，Robb和Steinberg发明了心脏和大血管检查技术。

上述新技术的出现和应用，为心脏外科手术的术前诊断、手术中麻醉、出血治疗、术中监护和术后康复提供了技术基础。

二、血管吻合的先驱者——Carrel－Guthire

临床医学的进步，与基础医学的发展是分不开的。1920年，Machenzie指出冠脉供血不足是引起心绞痛的原因。心绞痛只是一种现象，其本质是冠脉的粥样硬化，造成管腔狭窄和闭塞，继而形成心肌缺血和坏死。要真正解除心绞痛，必须使缺血的心肌重新得到充足的血液供应。于是血管吻合技术就成了解决血管再通的关键。

1906－1912年，Carrel－Guthire进行了一系列血管吻合动物实验。1906年，进行了三角形血管吻合；1907年，开展了断肢再植实验；1907年，移植了甲状腺和肾；1907年，移植心和肺；1910年，做了冠脉旁路手术；1910年，对心脏瓣膜进行了切开缝合；1912年，用一段静脉移植代替另一段静脉。Carrel也因其对血管吻合的贡献而获诺贝尔奖。

三、侧支循环改善器官供血的发现者——Beck

19世纪20年代，在Carrel－Guthire的努力下，对血管吻合技术已有了相当经验。然而，他们的工作是在实验动物身上进行的。对心脏血管的吻合面临着两大难题。第一是要使心脏停止跳动较长的时间，而又不会造成心、脑等重要器官的缺氧和损伤；第二是要有能吻合直径1．5～2mm血管的缝合技术，这在当时的条件下是难以办到的。那么，通过什么方法能使心脏跳动的情况下，用手术方法来增加心肌的供血？Beck为寻求一种能改善心肌供血的方法潜心研究了近30年，终于发明了3种能改善心脏侧支循环的方法。

1．将有刺激性的物质置入心包腔内，人工造成心包的物理性炎症，致使心包和心脏粘连，进而形成心包血管和冠状血管的吻合网。

2．将胸大肌瓣转移到经过摩擦而变得粗糙的心包表面，致使胸大肌和心包粘连。粘连后两种组织间常有新生的侧支血管吻合网。时间愈久，这种血管吻合网就愈丰富。

3．切开膈肌，将大网膜从腹腔引入胸腔，尔后移植到心包上，形成侧支循环。其改善心肌供血的原理同胸大肌移植。

经过近30年的研究，Beck于1935年发表了题为《心脏侧支循环的产生》论文。Beck的工作引起医学界尤其是外科医生们的极大关注。在以后的若干年内，人们对Beck手术进行了许多改良，如应用肺或将邻近器官组织与缺血的心脏固定。也有人用滑石粉、石棉或某些化学物品撒于心脏表面，使之迅速产生粘连，促使新血管向内生长并与冠状循环吻合，以增加心肌的血运。在解剖上，虽可见侧支循环形成，但由于血管细微、血流量供应不足，很难达到改善心肌血供的目的，况且这种手术治疗是建立在病理性粘连的基础上。由于心脏和其他组织的粘连，给心脏搏动带来不利的影响。例如，粘连后往往有瘢痕形成，这就严重的限制了心脏的舒张，限制了心脏舒张期的充盈，因而引起了一系列临床症状。很遗憾，这种心肌供血的改善是以粘连形成为代价的；不仅这种侧支循环所能改善血流供应的能力相当有限，而且终因粘连、瘢痕而导致心脏活动受限，从而影响了心脏的正常舒缩活动，引起心脏本身以及全身供血的减少，这就是Beck手术被淘汰的重要原因。但应该指出的是，尽管Beck的手术方案无实用意义，但他所创建的试图通过建立心脏侧支循环而改善心肌供血的理论和实践意义是不容否定的，对以后创建新的治疗心肌缺血的内外科方法仍有指导意义。

四、通过冠状静脉途径改善心肌供血——Fauteux

1898年，Pratt通过逆行灌注冠状静脉窦，使离体猫心能维持收缩90min。

1930年，Batson报道犬在动脉压降低而右心房压增高的情况下，心房收缩期中可出现经冠状静脉窦的血液逆流现象，并以此来解释某些冠脉压下降时心绞痛减轻的现象。

1943年，Roberts等首先尝试从冠状静脉窦直接灌注动脉血。他们应用一根玻璃管，把动脉血灌入冠状静脉窦，应用这种方法可以使结扎了冠脉的犬心脏维持搏动26h。

1954年，Beck改进了Roberts的手术方法，他们做了一系列动物实验：颈动脉－冠状静脉窦吻合，并行冠状静脉窦结扎术；主动脉－冠状静脉窦静脉搭桥，并行冠状静脉窦结扎术。他们报告了施行上述手术后再结扎冠脉的死亡率，要比单纯结扎冠脉的死亡率低。他们认为冠状静脉窦可以耐受动脉压力。由于Beck手术死亡率高，同时经冠状静脉窦逆行灌注的确切机制当时也不很明确。

可见Beck试图通过建立新的侧支循环以改善心肌供血的手术方法，面临着一些不可克服的矛盾，使许多学者不得不另辟蹊径来改善心肌的血供。

1946年，Fauteux和Swenson首先介绍了结扎冠状窦以增加心肌血液供应的研究结果。这种手术的设想，是通过结扎或手术缩小冠状窦口，以提高心脏静脉血管内的压力，试图延长血液通过冠状循环的时间，以增加心肌从血液中摄取氧气。这种手术操作方便，危险性小，所以当时有不少学者给患者施行过这种手术。随着对心肌代谢研究的深入，人们发现心肌细胞是体内需氧最多的细胞；然而缩小冠状窦口或结扎冠状静脉窦后，尽管血液通过时间延长，但心肌对氧的摄取能力提高有限，以及冠状静脉窦的结扎影响了心脏的正常冠状循环，反而给心肌代谢带来不利影响。因此，这种手术方法也很快就被淘汰。但是，Fauteux提出的逆行提高冠状静脉灌注压，改善心肌缺血的理论是成立的。在Fauteux的理论被冷落了30年后，随着生物医学工程学和生物化学的发展，以及对心脏静脉系统的深入研究，尤其对冠状静脉系统在冠脉粥样硬化性心脏病和心肌缺血中所起的病理生理作用的研究，获得了全新的认识。近年发现有12%～30%冠心病患者，由于广泛的冠脉阻塞而不适合冠脉搭桥术，因而有许多学者又开始重视选择性冠状静脉逆注的应用。因此，继Fauteux方法之后，又出现了一系列新技术，但其理论基础仍是从冠状循环的静脉系统入手，以缓解心肌供血。目前采用的有3种方法：

1．冠状窦逆行灌注（retrograde coronary sinus perfusion，RCSP）　有3个途径可以达到冠状窦逆行灌注的目的：①经冠状窦插管的逆行灌注；②经右心房的冠状窦逆行灌注；③搏动性冠状窦逆行灌注。

2．舒张期同步逆行灌注（synchronized diastolic retrograde perfusion）　本法是当心脏舒张时，由心电触发血液驱动泵和气泵，使事先置入冠状窦导管尖端气囊膨胀，以阻止冠状窦内血液回流入右心房。与此同时，血泵将动脉血泵入冠状窦内。当心脏收缩时，气囊排气萎陷，使冠状窦内血液顺利回流入右心房。如此重复，而达到改善心肌供血的目的。

3．压力控制性冠状窦间断阻塞（pressure－controlled intermittent coronary sinus occlusion，PCICSO）是试图通过改变冠状静脉的压力梯度而使冠脉血液重新分布，以达到改善心肌供血的目的。通常是采用带有气囊的导管插入冠状窦内，后端连接气泵。根据预定的周期，使气囊膨胀或萎陷。气囊膨胀时，血液分流至冠脉阻塞远端的心肌缺血区，使该区域血供增加。

应用经冠状静脉窦逆行灌注法可以避免主动脉瓣术后医源性冠脉狭窄，在有严重冠脉阻塞的患者，应用冠状静脉窦逆行灌注法可更好地保护心肌，在不影响手术操作的情况下，施行心肌停搏液的多次灌注或持续灌注。

五、心肌血管重建——冠脉旁路术的过渡形式

1946年，Vineberg和Muler在加拿大的蒙特利尔设计了一种新的手术方案，将动物的胸廓内动脉植入心肌内，胸廓内动脉与冠脉残支建立吻合，从而促进心脏的侧支循环形成，Vineberg的手术获得了很大的成功，术后证明多数血管是通畅的。1950年，Vineberg将他的手术方法应用于临床，也获得了一定效果，并于1951年发表了论文。Vineberg的手术方法，是一种从Beck手术向现代冠脉旁路术的过渡形态。实际上，这是一种间接使心肌血管重建的方法。

1956年，Baily开创了冠脉直接重建术，即首次做动脉内膜剥脱术，把冠脉粥样硬化斑块切除，达到血管再通的目的。Baily还在动脉狭窄处切开植上补片，以加宽血管，或将阻塞段血管切除，并再植上一段正常血管，使血液重新通畅。

1967年，Sawyer用二氧化碳气体注入冠脉壁的外膜与冠脉粥样硬化的内膜之间，使动脉的主干及其分支的病变内膜容易剥离，并且可以比较完整地摘除冠脉内膜的病变。这种手术可以直接改善冠脉的血流，较以前问世的手术方法又前进了一步。但这种手术较复杂，难度比较大，而且血管远期阻塞率仍然比较高，故亦未被推广运用。然而应该指出的是，动脉内膜剥脱术对冠脉旁路移植术的创立起到一定的促进作用。

六、冠脉架桥－冠脉旁路手术的兴起和发展

20世纪50年代开始，医学科学技术飞速的发展，尤其是低温麻醉、体外循环和选择性冠脉造影这3项技术的临床应用，促进了冠脉外科的迅速兴起和发展。

1950年，McQuiston首先报道低温麻醉方法在心脏手术中应用。同年，Bigelow证实用冷却心脏表面的方法，可以阻断循环长达24min之久。

1953年，Lewis，Taufic和Swan分别应用低温麻醉法进行了心内直视手术，而且首次成功地修补了先天性房间隔缺损，并进行了肺动脉瓣狭窄的切开术。Lewis证实，当体温缓降至30℃以下时，可安全阻断上、下腔静脉血流达6～8min。这就为心内直视手术创造了条件。然而，由于低温麻醉技术只能在短时间内阻断心脏循环，因而只能进行简单的心内手术，为此，迫切需要建立一种能较长时间阻断心脏循环的方法，以利于施行较复杂的心内手术。体外循环的问世，使较复杂的心内手术方成为可能。

体外循环的兴起与发展，首先要归功于1885年Von Frey和Gruber，他们设计了第一台心肺机。1895年Jacobi和1926年Brukhonerko都对心肺机进行了研究，但均未能应用于临床。实际上，真正对体外循环技术做出卓越贡献的是Gibbon夫妇。他们从1931年开始研究体外循环技术，经过22年艰苦工作，终于在1953年获得成功。1953年3月6日，第一台人工心肺机应用于临床，成功地为1例女性患者施行了房间隔修补术。人工心肺机可在心脏停跳情况下，临时替代心脏功能，进行气体交换，把含氧的血液输送到全身。体外循环和低温麻醉相辅相成，可使心跳停止相当一段时间，从而有足够的时间保证许多复杂精细的心脏手术得以顺利完成。

1958年，Sones发明了选择性冠脉造影术。这项新技术的出现，使外科医生手术前就能清楚地了解患者冠脉阻塞部位和程度，从而为冠脉的旁路手术创造了条件。

首先应用冠脉架桥手术改善心肌血液供应的学者，是加拿大的外科医生Murray。1954年，他首次用胸廓内动脉架桥到冠脉上而获得成功，从而促进了各种冠脉旁路手术的兴起和发展。

1960年，Sabiston将大隐静脉移植到主动脉与冠脉之间。

1964年，Garret首次将人的大隐静脉移植于主动脉和冠脉狭窄段的远端之间，手术获得圆满成功；7年后随访，这条移植的静脉仍然通畅。1967－1971年，Garrett经过4年的努力，已积累了数百例冠脉旁路手术成功的经验，成为冠心病治疗的有效手段之一。可以说，Garrett手术的成功是冠脉外科发展上的新里程碑。

1964－1968年，Kolessov和Baily等应用胸廓内动脉与冠脉直接吻合法治疗冠脉狭窄，并获得成功。现在，Garrett，Kolessov和Baily的两种手术方法已成为冠脉外科的标准手术。20世纪60年代后期，这两种手术在欧美迅速推广。1968年以来，美国施行冠脉旁路手术的患者逐年增多。仅1981年，美国就有16万患者接受冠脉旁路手术。手术后70%～80%患者心绞痛得到缓解，手术病死率在2%～3%。临床实践表明，冠脉供血改善，使许多患者心绞痛解除或减轻，随之生活和工作能力有所提高。

20余年来，冠脉外科在不断演变发展，如旁路血管移植从单个到多个，从择期手术到急诊手术，其领域正不断扩大，搭桥手术已在世界范围内日益普及。1974年10月，我国郭加强首先开展了冠脉旁路术。后来，上海和苏州相继开展了冠脉旁路术，近来又有不少省市也开展了此项手术。