赵强是国内最富盛名的少壮派心外科专家之一，在冠心病、心脏瓣膜、先天性心脏病、大血管、心脏移植等心血管病外科方面有丰富的临床经验。1998年，在上海率先开展了非体外循环心脏不停跳冠状动脉搭桥术（OPCAB）；2000年，在国内率先开展机器人辅助冠状动脉搭桥术，同年在上海率先开展胸腔镜辅助冠状动脉直接吻合术（MIDCABG）；2001年，在国内率先应用杂交技术进行心肌血管重建，利用组织工程开展带蒂大网膜骨骼肌移植治疗心肌梗死后心功能不全。目前，每年经赵强之手完成的微创冠状动脉搭桥术可达800例，累计达8000余例，单纯冠状动脉搭桥术常规采用非体外循环心脏不停跳方法，手术成功率高达99.5%。其在冠心病外科治疗领域的突出成就，被《解放日报》《文汇报》《新民晚报》和上海卫视以及东方电视台等媒体誉为“在跳动的心脏上架起生命的彩虹”。

2009年8月18日，应我刊之邀，赵强教授接受了笔者的采访，与笔者一道回顾了现代心脏外科的发展历程，并对今后心脏外科的发展方向提出了自己独到的见解。

人工心肺机的发明和体外循环技术的应用是心脏外科发展的里程碑

1953年，美国心脏外科医生John Gibbon发明的人工心肺机正式投入临床使用，Gibbon医生借助人工心肺机成功地为一位19岁的小姑娘施行了房间隔缺损修补术。从此，以低温麻醉和体外循环为主要武器，外科医生开始将征服心脏禁区的梦想变为现实。

1931年，28岁的Gibbon在麻省总医院外科实习时，分管一位53岁的女病人。该患者施行了胆囊切除术15天后，因上腔静脉血栓形成引发了致命的肺栓塞，病人的右心功能迅速衰竭，出现了极度缺氧。“切开肺动脉，取出血栓”这是在当时死亡风险非常大的手术。时任外科主任Churchill规定，除非证实病人的死亡迫在眉睫，否则不能施行手术。面对在死亡线上挣扎的患者，Gibbon唯一能做的只是密切观察和记录病情的变化。在观察病情时， Gibbon突发奇想： “假如能有一台机器把淤积在病人静脉的血液引到体外进行氧合，然后输回病人的动脉，就可以缓解病人的缺氧，同时可以使医生在阻断回心血流的情况下，安全地切开肺静脉，取出血栓，从而拯救病人的生命。”——这就是体外循环的最初构想。

次日清晨，Churchill医生在迫不得已的情况下为患者施行了取栓术，6分30秒钟的手术做得干脆、漂亮，但是患者却在术后因病情恶化而死亡。这件事情使Gibbon终生难忘，也使发明人工心肺机的念头在他头脑中深深地扎下了根。

1934年，Gibbon成了麻省总医院的住院医师，他向Churchill提出研制人工心肺机的正式请求。而Churchill 则认为Gibbon完全是“不务正业”。但是Gibbon的坚定决心，最终打动了导师。Churchill给Gibbon配了助手，并给了他一个小的动物实验室，进行相关研究。

1935年，Gibbon研制的“氧合器”在实验动物模型取得了一定的效果，能够使猫的心脏在39分钟的体外循环后恢复循环功能。在1937年的全美胸外科会议上，Gibbon报告了他的研究成果。虽然Gibbon满腔热情，外科学界对他的研究却极为冷淡。但Gibbon对那些偏见和短视一笑置之，继续实验。5年内，经过多次改良和实验，Gibbon的人工心肺机已能使动物长期存活，在当时的情况下，这已经是一个奇迹了。

1946年，Gibbon在费城Jeferson医学院继续人工心肺机的研究，期间，作出了很多发明，其中即包括目前使用最广泛的血泵。

1950年，Gibbon的研究工作得到了IBM公司负责人Watson的重视；在公司经济和技术的支持下，Gibbon制造出了更为精密、复杂的人工心肺机。经过3年的改进，Gibbon的心肺机使大动物的死亡率从80%下降到12%；在此期间Gibbon还对低温酸碱平衡、灌注流量等进行了深入的研究；体外循环临床应用时机已经成熟。1953年，Gibbon借助其发明的人工心肺机，成功地实施了世界上第一例体外循环心脏手术。

在体外循环的基础上，20世纪80年代，心肌保护液的发明和心肌保护技术的发展，使得长时间心脏停跳成为可能。该技术的应用能减少心脏停跳期间心肌受损，在手术结束后，能够使心脏迅速复跳，并保持良好的功能，外科医生借此可以完成更为复杂的心脏手术。

非体外循环心脏不停跳冠状动脉搭桥术——在跳动的心脏上架起生命的彩虹

随着体外循环心脏外科手术的广泛开展，因体外循环导致的手术并发症也引起了心脏外科医生的关注。在体外循环心脏外科的并发症中，80%因体外循环所致，20%为手术本身所致。

由于体外循环是以人工恒流灌注取代人体心肺的搏动灌注，非生理的灌注方式会增加外周血管阻力而致组织末梢循环灌注不良。此外，血液接触插管等人工材料、在管路中流动方式的改变、人工泵对血液的机械挤压等因素均会导致血液成分的破坏，引起微血栓形成和栓塞、溶血和术后贫血、激活全身炎性反应引起心肺肾等器官组织的破坏、白细胞和补体的耗竭引起全身免疫力下降。此外，人工心肺机的管道为非生理性管道，患者的循环血液流经管道后，与管壁接触能够激活补体，引发凝血反应，因此，患者术前和手术过程中需要给予肝素以抗凝，术后再予以鱼精蛋白进行中和，上述过程极易造成机体的凝血功能异常，是体外循环心脏外科术后出血的主要原因。

介于人工心肺机本身的缺陷，对于一些心脏表面的病变，国外心脏外科医生开始尝试不用体外循环进行手术，最具代表性的，也是开展最多的即是冠状动脉搭桥术。

冠状动脉旁路移植术，俗称冠脉搭桥术，是国际上公认的治疗冠心病最有效的方法，已有三十多年的历史。冠脉搭桥术利用人体自身的动脉、静脉或其他血管代用品，在冠状动脉狭窄的近端和远端之间建立一条通道，将主动脉的血流引向冠状动脉狭窄以远的缺血心肌，改善心肌血液供应，进而达到改善心绞痛症状，改善心脏功能，提高患者生活质量及延长寿命的目的。

20世纪90年代中期，包括赵强在内的一批在国外学习的心脏外科学者，将非体外循环心脏搭桥手术引入国内，开始在国内推广非体外循环心脏不停跳冠状动脉搭桥术。

1998年，赵强成功完成了上海首例非体外循环心脏不停跳冠状动脉搭桥术。目前，已累计完成冠状动脉搭桥术8000余例，单纯冠状动脉搭桥术常规采用非体外循环心脏不停跳方法，手术成功率高达99.5%。

经过近几年的推广实践，非体外循环不停跳搭桥手术已逐步取代体外循环冠脉搭桥术，成为临床上外科治疗冠心病的主要术式，目前，利用这一术式进行治疗的患者比例约为70%。与体外循环冠状动脉搭桥术相比，非体外循环心脏搭桥手术的创伤小、并发症发生率低、手术死亡率低。

不停跳搭桥手术被认为是微创冠状动脉外科最值得自豪的成就之一。适应症也从以前的单支血管病变扩大到了多支血管病变。

冠状动脉搭桥远期疗效优于冠状动脉内支架植入

2005年中国卫生部公布的资料显示：中国人口的总死亡率中心脑血管疾病死亡率高居首位，城市居民脑血管死亡率达21.2％，心脏病死亡率17.9％；而农村居民脑血管死亡率也达21.2 ％，心脏病死亡率11.8％。中国每年有大约260万人死于心血管疾病，每天大约7000人死于心血管疾病。其中，冠状动脉粥样硬化性心脏病(简称“冠心病”)是心脑血管疾病中最常见的疾病之一。

冠心病在欧美等发达国家的发病率与死亡率均居前三位。目前，我国冠心病的人群发病率为200/十万左右，现症患者超过1000万人；在40岁以上的人群中，冠心病患病率高达2％～4％。随着人民生活水平提高，生活方式的改变，人口老年化的进展，冠心病的发病率还将逐年上升。

目前，冠心病的治疗主要采取三种方式：药物、冠状动脉内支架植入和冠状动脉搭桥。由于医疗资源和治疗费用的限制，仅有不到10%的冠心病患者能够进行支架植入或冠脉搭桥，其中，支架植入的年手术量约为5万例，冠脉搭桥的年手术量为2万例，即70%的患者选择支架植入，30%的患者选择冠脉搭桥。

支架植入主要针对冠状动脉病变比较局限的非主干病变的患者（患者心功能较好），其优势是创伤小，手术风险相对较小。但是，支架是在已经发生病变的血管局部放置代血管材料，其发生再狭窄、内膜增生、堵塞的可能性高。金属支架一年的再狭窄率约为10%～20%（药物支架的再狭窄率为5%左右，但药物支架的血栓发生率相对较高），在合并糖尿病的患者中，其再狭窄的发生率更高。

冠状动脉搭桥系选用正常的人体自身动脉、静脉或其他血管代用品，在病变冠状动脉的近端和远端之间建立一条通道，实现冠状动脉血管重建。由于植入的是正常的自体血管，其生理功能可长期维持稳定。目前统计资料显示，乳内动脉搭桥10年的通畅率可高达90%。总体而言，冠状动脉搭桥术的远期疗效要优于冠状动脉内支架植入。

此外，对于复杂的冠脉病变（如主干病变、前降支近端病变，合并糖尿病的患者，心功能差的患者）和多支冠脉病变的患者，不宜进行支架植入术。

目前，我国每年接受心脏介入手术或心脏搭桥手术治疗的冠心病患者不到10万人，其中心脏搭桥手术仅有20000例左右，手术量远低于欧美国家（以德国为例，其总人口为8000万，每年接受冠状动脉搭桥的患者有10万人）。同样是发展中国家，印度每年的心脏搭桥手术量也远超过我国，是我国的数倍。

机器人辅助心脏外科手术——微创心脏外科新概念

上世纪90年代末，机器人辅助手术开始在外科领域进行推广应用，腹部外科、泌尿外科、妇产科先后引入机器人进行辅助手术。

1998年末，机器人辅助技术开始在心脏外科手术中应用。

目前，心脏外科采用的“达芬奇”机器人主要由三部分组成：手术医师操作的主控台，机械臂、摄像臂和手术器械组成的移动平台，三维成像视频影像平台。机器人进行心脏手术时，医生先在患者胸壁上打3个直径为1厘米的小孔，机器人的3个机械臂通过这些小孔插入患者胸腔内。这时，手术视野图像通过机械手臂被放大10倍后在监视器上显示出来，医生通过三维成像系统看清患者心脏结构，并确认需要手术的部位，在主控台进行模拟手术操作。同时，机械人手臂按照指令，在患者体内完成同样的操作，直到手术结束。

2000年，赵强在国内完成了首例机器人辅助冠状动脉搭桥术，标志着我国心脏外科水平跨入国际先进水平之列。

机器人辅助心脏外科手术的优势明显，借助机器人系统，心脏外科医生只需要在主控台上根据视频影像模拟外科操作，即可指挥机器手臂完成各种实际操作。机器人辅助系统可以说是外科医生手的延伸。利用机器人进行辅助手术，手术创伤明显小于传统心外科直视手术，是微创心脏外科发展的必由之路。

此外，机器人辅助心脏外科手术的优势还表现在：1）可以根据既定程序对术者的模拟操作进行修正，如滤过术者手部的轻微抖动；2）提供三维影像，立体定位；3）具有记忆功能，减少重复操作误差，提高手术效率。但是，心脏外科手术机器人系统价格昂贵，国内一般的医疗机构无法承受，对术者的技术要求也比较高。因此，机器人辅助心脏外科技术在国内尚处在临床推广阶段。

杂交技术在冠状动脉外科中的应用——内外合璧治疗高危、复杂冠心病

杂交技术是目前心血管外科的重要进展。

随着医学技术的不断进步，心血管疾病的治疗手段日新月异，而“患者利益至上”这一原则却是永恒不变的。所有患者都渴望在得到治疗的同时，创伤、痛苦最小化，疗效最大化。融合了心血管内科和外科技术优势的杂交技术（Hybrid Procedure）便应运而生。

支架植入和搭桥治疗冠心病孰优孰劣一直是心脏内外科争论的焦点。随着医学观念的转变，人们逐步认识到其实这两种技术可以有机的整合。杂交手术能够融合多学科技术优势，缩短手术时间、减少创伤和并发症，从而降低住院费用、增加手术效果。尤其适用于对于心脏内外科均为高风险人群的冠心病患者，如高龄、左心功能不良、 肾功能不全、 慢性阻塞性肺病等。

1996年，Angelini报道了结合PTCA支架植入的“杂交”（Hybrid）CABG技术，即利用微创技术对病变的冠脉左前降支外科搭桥，同时利用介入技术为其他病变血管进行PTCA治疗。由于左前降支在PTCA治理后的再狭窄率较高，而通畅的左前降支是冠心病患者存活率的重要影响因素，因此用远期通畅率较高的乳内动脉桥接左前降支是最佳的选择。此外，将无保护左主干PCI变成内乳动脉保护下的左主干PCI，而且即使出现意外，外科医生可以在同一手术台上处理，从而将风险控制在最低。

杂交通常的做法是，根据患者的冠状动脉病变情况，以及患者本身所具有的高危因素（高龄、肥胖、糖尿病、心肺功能不全等），先由心脏外科医生采用小切口进行非体外循环下搭桥手术。因为手术避免胸骨锯开和使用体外循环，手术创伤明显减少，大多数患者术后第二天就能下床活动。当患者脱离外科监护后，即可由内科医生完成其他血管的支架治疗。因为有了先前手术的帮助，对复杂病变及左主干病变行介入操作将更加安全。在介入治疗的同时，还可以对手术后桥血管的通畅性进行评定。

杂交技术能够“一站式”完成全部手术，并能及时评价介入器械在心脏内的位置和状态，是冠心病治疗的又一重大突破。但是，该方法治疗费用高昂，对医生的理论及操作技术水平要求也较高。

除了冠心病的治疗，其他的心血管病变，如复杂的先天性心脏病和大血管病变也可以用杂交的方法进行治疗，综合疗效较好。未来心外科、心内科、介入治疗之间传统的学科分界将越来越模糊，大家都会彼此了解对方的技术优势所在，共同在“微创”和“确保疗效”的前提下相互协调，整合优势。

微创心脏外科——心脏外科的发展之路

微创心脏外科(minimally invas-ive cardiac surgery)是最近10年来在心脏外科发展史上的一个新分支。

自从1987年法国医生开展了腹腔镜技术之后，逐渐出现了微创外科这一概念。微创外科概念的提出是外科学的一场革命，它深刻地影响了外科学的根本理念，并渗透至外科学的各个具体专业。微创心脏外科实际上是微创外科学的一个组成部分，它的实践极大地推动了传统心脏外科学的发展。

医学工业为微创心脏外科的蓬勃发展提供了便利的条件。从暴露心脏采用的牵开器，便于操作的各种手术器械，冠状动脉固定器，到胸廓打孔器，针线，心内直视手术用的插管，扩大手术视野的内窥镜，录像、放像照明设备，照相机，放大镜等，这些辅助设备的发明和应用，对心脏外科的发展产生了深远的影响，也使得微创心脏外科的愿景成为现实。

微创心脏外科主要在3个方面减轻手术创伤：1)减轻或免除体外循环给机体带来的创伤。改良的体外循环技术包括不开胸建立体外循环（经股动、静脉插管，主动脉内阻断技术），或非体外循环下心脏不停跳手术。免除体外循环的心脏手术是通过特殊设备和技术取代体外循环，从而免除体外循环的损伤，如不停跳冠状动脉旁路搭桥术。2)缩小甚至免除经胸的手术切口。如，不用传统的正中劈胸骨切口而代之以各类部分胸骨切口、侧开胸小切口等。可使用或不用体外循环进行心脏手术。也可以经胸插入胸腔镜与手术操纵杆而避免正规外科切口，如腔镜辅助的机器人技术。3)减少手工操作的创伤而代之以更精确的器械操作，如机器人手术。

MICS包括了诸多的外科治疗技术，目前比较统一、公认可以开展的微创心脏外科手术有：1)不停跳心脏手术；2)小切口心脏手术和介入方法在心脏外科中的应用；3)电视胸腔镜辅助的心脏外科手术和机器人心脏手术。

心脏外科在半个多世纪的发展过程中，体外循环技术的出现，心脏移植的成功曾经是心脏外科发展的里程碑。本世纪，微创心脏外科将是心脏外科发展的又一里程碑。

后记

奋进中的瑞金医院心外科