一种专用于胸腔移植开胸手术中稳定患者的模块化系统

《The Journal of Heart and Lung Transplantation》：A Dedicated Modular System for Open-Chest Stabilization in Thoracic Transplantation

　　路易斯·马拉卡哈（Luiz Maracaja）、雅各布·尼尔·肖罗德（Jacob Niall Schoroder）、杰弗里·基南（Jeffrey Keenan）、雅各布·A·克拉珀（Jacob A Klapper）、伊恩·詹姆斯·威尔斯比（Ian James Welsby）、马修·哈特维格（Matthew Hartwig）、米哈伊·V·波德戈雷亚努（Mihai V. Podgoreanu）、广志（Hiroshi Date）、加布里埃尔·埃斯梅利安（Gabriel Esmailian）、贝蒂·C·汤（Betty C. Tong）、库纳尔·帕特尔（Kunal Patel）、布里塔尼·茨维森伯格（Brittany Zwischenberger）、P·林恩·麦古根（P. Lynn McGugan）、贾梅尔·奥尔托莱瓦（Jamel Ortoleva）、杰森·斯托克斯（Jason Stokes）、阿克沙伊·库马尔（Akshay Kumar）、萨钦·梅塔（Sachin Mehta）、纳文·维格内什瓦尔（Navin Vigneshwar）、安德鲁·M·韦克斯泰因（Andrew M. Vekstein）、卡梅洛·阿莱西奥·米兰诺（Carmelo Alessio Milano）
杜克大学麻醉学系副教授

摘要：
心脏和肺移植后，由于移植物水肿、出血、尺寸不匹配或血流动力学不稳定，经常需要延迟闭合胸腔。然而，目前的开放式胸腔管理策略主要依赖于临时制作的间隔物，这些间隔物存在公认的机械和生理限制。我们描述了一种模块化开放式胸腔管理系统的设计与初步临床应用，该系统旨在提供可控的胸骨分离，同时将纵隔压迫和心脏直接接触降至最低。该设备采用生物相容性玻璃纤维增强聚合物制成的可互换板和横梁，这些材料具有机械强度高、外观轮廓低、部分辐射不透明以及兼容MRI的特性。在胸腔移植受者中的观察性临床使用表明，该系统能够实现可重复的部署，保持胸壁稳定性，维持心室充盈，并且与术后影像学检查兼容，且无设备相关的并发症。这种方法可能为需要延迟闭合的选定移植患者提供一种更标准化和生理上更一致的替代方案。

引言：
胸腔移植涉及复杂的手术过程，这些过程通常伴随着较长的手术时间、长时间的心肺旁路支持，并且常常在体弱或病情危重的受者中进行。因此，早期术后并发症（包括心肌功能障碍、纵隔水肿、凝血障碍、出血、输血、液体过载、右心室功能障碍、心律失常和低心输出量综合征）较为常见。延迟胸骨闭合是一种成熟且常常能挽救生命的策略，它可以减轻纵隔压迫，促进心肺恢复，并优化体积状态和纠正凝血障碍。尽管具有临床重要性，但开放式胸腔管理仍主要依赖于临时制作的间隔物，通常是用高温烧灼 modific 的塑料注射器。这些设备存在明显的限制，如机械不稳定、压力分布不可预测、可能存在局部心脏压迫风险、无菌性问题以及操作者可能吸入烟雾和塑料蒸气。对于移植受者来说，这些问题尤为突出，因为他们的术后生理状态对外部机械影响非常敏感。为了解决这些问题，我们开发了一种模块化开放式胸腔管理系统，以实现可重复的胸骨分离和稳定的胸壁力学（见图1）。本报告介绍了该系统的设计理念、材料选择及初步临床经验，特别强调了移植患者的生理学考虑因素。

材料与方法：
间隔物系统的开发基于术中超声心动图的观察结果，这些观察显示了临时注射器间隔物会导致右心室压缩和流出道阻塞（见图2）。设计目标包括可控的胸骨分离、机械稳定性、均匀的压力分布、最小的设备轮廓、减少心脏接触、快速部署以及与影像学和无菌敷料的兼容性。

临床应用：
初步临床应用涉及64名需要延迟胸骨闭合的患者，其中包括胸腔移植受者。这些患者属于一个涵盖多种临床指征的滚动队列，包括心脏移植、肺移植、联合心脏-肺移植、持久性左心室辅助装置（LVAD）植入以及其他复杂的心胸手术。患者的人口统计信息、手术特征和临床结果见表1。

结果：
在我们的初始队列中，相当一部分患者在手术前需要机械循环支持，反映了这一患者群体的严重性。大多数死亡事件发生在接受紧急手术或需要术中机械循环支持的患者中，而非胸腔移植患者中。设备的使用与稳定的胸壁力学相关，未观察到与设备相关的并发症。在肺移植患者中，设备稳定的分离保持了胸腔内的空间，有利于移植物适应、纵隔引流和止血管理，且影像学检查未显示移植物受压的证据。

讨论：
尽管已经建立了供体-受体尺寸匹配策略，术后移植物水肿和短暂的超尺寸仍可能导致纵隔拥挤。新植入的心脏和肺移植物常出现短暂水肿、顺应性改变和不同程度的功能障碍，使其特别容易受到外部压迫的影响。即使轻微的胸骨压迫也可能影响舒张期充盈，改变右心室几何形态，减少心输出量，并对移植物灌注产生不利影响。在急性病患者中，这些因素尤为重要。临时注射器间隔物存在机械不稳定和安全性问题。新系统通过四个关键设计特点解决了这些问题：压配式杆-板接口、互锁通道、可选的缝线固定方式以及较大的表面积，以实现均匀的压力分布和胸骨的稳定贴合。

结论：
模块化开放式胸腔管理系统为胸腔移植患者提供了一种标准化和生理上更一致的管理方案，有助于术后恢复和减少并发症。在高度急性的患者群体中，虽然出现了出血和凝血障碍，但无需紧急手术，表明该系统的安全性得到验证。避免紧急胸骨重开和纵隔探查可能对临床结果具有积极意义。受限的活动范围和长时间的卧床姿势会增加压疮和肺部并发症的风险。通过使用间隔装置增强胸部稳定性后，可以利用专门的吊带和团队协作来进行机械辅助下的活动。利用机械辅助系统的结构化方案已被证明可以有效促进卫生护理、皮肤评估以及骶部压力缓解，同时保持胸部稳定性和患者安全（图7）。
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**图7.** 机械辅助抬高的模拟（左图）展示了吊带、抬升设备的配置以及护士支撑患者头部的情况；右图为ICU中的开胸患者正在进行机械辅助抬高以进行卫生护理和皮肤评估，胸部稳定性由模块化开胸管理系统维持。

**局限性**
本报告受到其观察性设计和样本规模的限制。需要更广泛的评估来确定其可重复性、生理效应和临床结果。

**结论**
模块化开胸管理系统为那些需要延迟胸骨闭合的特定患者提供了一种可重复、机械稳定的替代方案。其设计直接解决了传统技术固有的局限性，在胸移植患者群体中可能具有特别的优势。

**关于人工智能辅助技术在论文准备过程中的说明**
在准备本作品的过程中，作者对某些图表进行了数字化处理以保护患者隐私。图像修改仅限于视觉呈现方面，未改变解剖结构、操作过程或科学内容。使用该工具/服务后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对发表文章的内容承担全部责任。

**资金情况**
本研究由研究者自主发起，未接受任何外部资金支持，也未专门为这项研究分配资金。