心肺移植暨循環輔助外科 美國印第安納大學
08/07/2017
本來在台灣新店台北慈濟醫院心臟血管外科, 做主治醫師好幾年了, 在主任諶大中領導下, 平日做做手術, 困難的或簡單的, 查查房看看自己或科裡的病人, 帶帶學生上課或做大體模擬手術, 偶爾寫些論文發表, 審審期刊投稿, 或搞些研究計畫申請經費, 每天做著教職升等的美夢, 回家陪陪老婆兒子, 空閒看看父母長輩, 比較累的就是全院ECMO都找我, 沒值班也常被指定照會, 平淡的日子就從接到ISHLT(國際心肺移植協會)邀請我做海報討論者開始. 早在2016年初, 那時候, 幫AJRCCM (IF=13.0)審稿, 也受邀跟台大教授寫了一篇評論, 有關肺臟移植排斥的生物標記, 也很快被接受刊登.
亞洲心胸外科年會, 2016春天再次在台北舉辦, 山東青島大學心臟外科杨苏民主任來訪, 剛好有個晚宴飯局, 北京安貞醫院孟旭主任介紹二尖瓣修復手術, 帶我一起去吃飯, 拿到一張名片, 美國印第安納大學醫院, 心肺移植暨循環輔助外科, 王怡文主任, 我就收著帶在身邊.
ISHLT大會2016年在美國華府舉辦, 先完成任務, 把海報討論者做好. 指定我的主題是心臟移植, 邊看海報邊跟報告者討論(像我審期刊投稿一樣), 互有收穫, 接下來就放開心胸學習觀摩, 大會演講, 廠商展覽, 心臟移植, 肺臟移植, 心室輔助器(VAD), 好幾天的活動, 再利用閒暇順道參觀華府名勝. 剛好就又摸到王主任名片, 打了電話, 相談甚歡, 剛好他同事Dr., Wozniak主任有在會場, 當面聊了一下, 提到剛好缺人有工作機會, 於是就開始了我接下來準備到美國印地安那州的奇幻旅程.
回台灣後, 剛好有機會, 跟台大教授到美國波士頓麻省理工學院(MIT)發表海報, 有關細胞間質蛋白酶應用, 聽聽麻省總醫院(MGH)研討會, 有好幾位諾貝爾奬得主有演講. 接著就順道飛到印地安那大學Methodist醫院, 在印城(Indianapolis), 跟整個心肺移植團隊見見面, 做個面試, 也遇到了Dr. Hashmi, 大家談得愉快, 給我的職位是: 心肺移植器官摘取醫師, 第一年先做臨床研修醫師. 醫院也安排了搬家顧問帶我到處轉轉, 準備開始找房子, 待我回台灣考慮. 而家人支持, 醫院許可, 我便決定接受工作也簽了合同, 接下來就一連串的文書作業, 工作簽證, 我結束台灣工作, 2016年九月中便隻身到了印城, 在預定報到日期前三天, 老闆們也知道我到了.
結果, 在我報到前一天, 來了個心臟移植, 就順理成章地派我到取心隊, 跟資深主治醫師一起, 回到自己醫院, 繼續刷手協助心臟移植手術. 接下來便開始了我的正式工作. 這個團隊, 跟心臟外科團隊分開, 他們在樓上, 專師或外助只有一起分擔值班, 所有人事, 例如醫師, 全部分開, 所以我們不用管急性A型主動脈夾層, 他們不用管心臟移植, 但ECMO是我們管. 手術量方面, 每年肺移植約70台(全州唯一醫院), 心移植約20台, LVAD約40台, (城裡有另一家St., Vincent醫院也做心移植和VAD), ECMO約60台(VV加VA). 而團隊裡醫生有, 心胸外科(我們), 心臟內科(專門心衰竭), 胸腔內科(專門肺衰竭和加護病房重症), 外科醫師負責開刀就好. 術前評估大家開會討論, 術後照顧完全由內科系醫師負責, 我要值班摘取器官(一整年), 但不用值班加護病房.
所有科裡的事務就分心和肺, 協調師有分換心, 換肺, 和VAD三種. 每週例行常規會議, 包括, 移植列名評估, 移植等候名單, 移植術後追蹤, 當然, 分心和肺, 及VAD會議. 我們外科要參加心和肺及VAD, 內科醫師擇一即可. 美國這裡的特色, 簡單說, 就是, 人力充足, 裝備精良, 例如, 只要有ECMO在跑, 旁邊就會排一位值班ECMO技術員, 現場, 一天兩班, 配合護理師, 照顧病人. 每天工作內容, 其實跟台灣差不多, 查房, 上刀, 照會, 開會, 上課. 如果有移植, 我就第一優先, 被派到器官摘取隊, 在器官摘取時, 我就是主刀, 從到達, 評估, 開刀, 到取回器官, 資深主治醫師會監督, 但大部分都是我做. 每次出隊, 至少要有三人, 醫師(可擴編至資深, 學徒兩名), 技術員, 及協調師. 車程兩小時以上就坐飛機, 醫院自己的專用噴射機, 不用直昇機(太慢). 印第安納州很大, 印城在中心, 飛機飛半小時都還沒出州界, 我們全美國都去, 只要器官當地沒配到而我們配到, 最遠去過加州洛杉磯, 內華達賭城, 單程要飛三小時以上. 接下來心得, 就分幾部分討論, 器官摘取, 器官移植, VAD手術, 簡單介紹.
器官摘取, 重點在取回受贈病人合適的器官, 這裡只談心和肺, 不含其它器官. 美國有網際網路連線的UNOS, 全國共分11個OPO, 我們州是10號(跟Ohio, Michigan一起, 跟Cleveland, Clinic同一個OPO). 當Donor出現時, 會經過一套規則來配對, 由近到遠, 跟已經在線上名單的等候者配對. 美國自2012年起肺配對有採用LAS (Lung, Allocation, Score), 從優先性高的先問. 各OPO和醫院內的協調師, 跟移植主治醫師討論後, 決定是否接受器官, 若拒絕則問下一間優先的醫院. 一但決定接受器官, 則動員醫院內人員, 準備手術室, 聯絡家屬通知病人住院, 及出動取器官隊. 因為聯絡及安排時程牽涉不同時區, 排時間時絕對不可弄錯, 此外, 一定要等看到器官夠好確定可以用, 受贈病人才會畫刀開始, 等肺病人則是確定器官可用才開始麻醉插呼吸管. 取器官隊, 出發前就可透過UNOS網路, 知道Donor和Recipient資料, 過程要適時跟Home醫院回報. 以下先談腦死Donor, (之後再談DCD).
到達Donor醫院時, 跟當地協調師見面, 看所有文件及簽名, 包含, 腦死證明, 血型證明(要兩個不同來源), 血清學報告, 器捐同意書等, 然後跟取其他器官的醫師打招呼. 進入手術室後, 則跟當地麻醉醫師及開刀房護士交代手術習慣, 在Donor頭端要有無菌器械盤放自己器械, 才不會在拿器械時干擾取肝醫師, 胸腔也要有兩支Suctions, 一同前去的技術員, 此時也忙著準備器械及器官灌注液. 刷手前, 取心一定要看到心臟超音波影像, 取肺一定要看到胸腔X光及CT, 取肺也要自己幫Donor做支氣管鏡(Bronchoscopy), 檢查解剖, 粘膜, 及清理氣道. 設PEEP=10/FiO2=100%, 在15分鐘後請麻醉醫師抽ABG. 同時正中鋸胸打開心包和兩邊肋膜, 檢視及觸診心臟及肺臟, 心臟就看收縮力, 主動脈彈性, 冠狀動脈鈣化, 肺臟則看有無沾黏, 有無結節腫瘤, 有無囊泡, 彈性如何. 現場檢視即時回報基地醫院並討論器官適用性. 通常會參酌Recipient狀況作決定, 像Cystic, Fibrosis的年輕病人, PaO2最好在500以上, 若只是COPD的年老病人, PaO2可能400也行. 若決定器官不用, 則在場宣布, 大家走人, 而Recipient則出院或繼續等器官, 這叫”Dry, Run”. 為了移植成績, 不用勉強的器官, 可能有高達三成的機率會空手而返.
若決定器官要用, 另頭Recipient則畫刀或插管, 現場繼續. 重點在器官保存液要灌注好, 我們心臟灌UW溶液, 肺臟灌Perfadex, 心和肺若不同醫院取, 注意LA不要切到PV裡面去, 先取心, 再取肺. 心臟怕漲, 所以重點在右心Venting好, 左心Venting也好. 步驟簡單如下, 繞帶SVC, 繞帶IVC, 繞帶Aorta, LAA用C血管鉗夾好剪個大洞, 在Waterston溝做好記號, 灌流液排好氣, 就脫手套下台, 等腹部取器官隊及Recipient隊的手術進行, 這是可以調整時間的緩衝時段, 可能好幾個小時.... 當腹部隊, 和Recipient隊都說好, 則再次刷手上台, 打Heparin, 升主動脈插灌注針, 固定好接好UW, 在遠端MPA插灌注管, 固定好接好Perfadex, 接下來, 就要快動作了.... 在PA插針注入冰Prostaglandin, 阻斷SVC, 剪開IVC(腹部隊看著)放血, 大量冰沙倒入胸腹(含兩側肋膜腔), 快速Suction, 放開LAA的C血管鉗放血, Aorta橫夾阻斷, 灌注UW, 灌注Perfadex, 此時可稍事休息. 等灌注液結束, 當中要確定心軟和Aorta根部漲, 及MPA管沒跑位.... 要開始剪器官了, 所有針或管都拿掉, 剪斷IVC(取肝隊看著), 延Waterston溝剪LA莫傷到PV(取肺隊看著), 像Maza手術Box Lesion一樣, 翻起心臟橫隔膜面, 延CS和兩PV中間橫剪, 橫過LA頂, 剪斷MPA(插管處), 剪斷遠端Aorta甚至到弓部, 至此心臟取出. 接下來取肺, Perfadex逆灌入四PV, 將血塊從PA沖出, 延LA Cuff中線縱剪, 到PA則在Raphae右側縱剪. 左側, 剪斷下肺韌帶, 延食道前剪開肋膜, 剪斷降主動脈. 右側, 也剪斷下肺韌帶, 也延食道前剪開肋膜, 剪斷Azygos vein, 將氣管兩側空間清乾淨, 繞過Staples頭, 請麻醉科配合, Valsalva漲肺, 避開ETT之下, 最接近病人頭部處夾Staples橫釘氣管, 再夾第二支Staples橫釘氣管, 用刀割斷氣管, 至此肺臟取出, 但還沒完, 在旁邊無菌桌上, 用兩支Staples橫釘後用刀割斷左支氣管(LMB), 兩肺分離, 分別打包入冰桶, 標示清楚, 不得錯邊, 打道回府.
以上是腦死Donor, 那麼DCD呢, (Donation, after, Cardiac, Death), 簡單說, 就是心臟停了才取器官, 心臟當然不能用, 可以取肺. 在一套公定的流程下, 病患撤除所有維生系統, 例如呼吸管支持和升壓藥滴注, 家屬可陪伴, 取器官醫師必須迴避. 監測血壓心跳, 在60分鐘(或45分鐘)內若心跳停止, 觀察5分鐘, 給家屬悲傷期, 然後即可開始器官摘取, 麻醉插管, 開始手術. 重點是要趕快開始器官灌流, 支氣管鏡檢查可在開胸時同時做, 但有時ABG很好或當地法規禁止時則省, 快快快, 快速開胸, MPA插管, 不用打Prostaglandin, 右心加左心Venting, 加冰, 趕快灌注Perfadex...至此就可稍休息, 打開雙肋膜檢查肺, 分離組織, 接下來步驟就跟腦死病人一樣. 若在指定時間內, 病人心跳沒停, 則送回ICU, 移植取消, 取器官隊全部回家.
器官移植, 重點在選擇合適的病人. 整個移植團隊, 外科重要, 也要有很強的內科團隊, 才有器官衰竭的轉介來源和術前術後的合作. 病患列名評估會議, 配對決策, 移植後追蹤, 支氣管鏡, 心肌切片, 右心導管, 絕對是通力合作. 加護病房團隊也很重要, 器官衰竭移植前照顧, ECMO照顧, 移植術後初期, 外科醫師下刀休息了, 重症醫師絕對是重頭戲. 此外, 臨床移植藥師, 免疫藥劑量調整, 藥物交互作用, 則是主角. 社工師, 病患社經家庭狀況是移植列名的重要因素之一, 也需為病人術前術後保險及經濟提供建議及協助. 協調師, 其重要角色, 在整個移植流程從頭到尾, 使用UNOS及維護移植病人資料庫, 都不可或缺. 另外, 營養師, 復健師, 也是整個團隊的重要成員, 大家在所有移植會議都要出席, 都要參與意見. 器官移植, 絕對不是外科醫師獨大或獨角戲, 移植手術成績全美國都有登記, 所以絕對是做準備好而且有希望的病人, 病人太差, 就做LVAD, 或ECMO, 可能終極治療, 也可能過度到移植, 或過渡到再決策.
在手術技巧方面, 心臟移植, 心臟已經灌過UW帶回來, 可以直接縫上不用再灌心麻液, 有時會灌一次HTK. 縫合要點, 則是, 縫LA, 四角可以縫線拉開, 從LAA開始縫, 再縫PA, 再縫Aorta, 此時心臟復跳, 再縫IVC, 最後縫SVC.
而肺臟移植, 依病人狀況不同, 可能雙肺, 可能單肺. 配對時, 肺大小, 和單雙左右都要考慮. 切口可採正中開胸, 側壁開胸(做完一邊換另一邊), 貝殼開胸(Clamshell). 氧氣支持可採, 純呼吸器, 頸VV-ECMO, (Avalon雙腔單管), 或全體外循環(CPB), 則依病人肺功能保留或肺高壓狀況決定. 把舊肺切掉時, PA用Staples釘好, PV用Staples釘好, 支氣管用選擇式ETT氣球封阻好, 胸壁要止血好. 暴露時要好好利用外科勾, 包紗布的“Hayes, Retractor”勾開肺葉很好用. 舊肺移除後, 心包膜要好好修剪, 暴露出夠長的PA和PV給接下來的彎頭血管鉗夾, 可以邊修剪邊試夾, 在夾PV時莫夾太深, 避免傷到LCx, (會有EKG變化). 一邊的上下兩個PV要修剪成一個洞, 可用縫線拉開PV方便暴露PA. 準備好便可從冰桶中拿出Donor肺, 可以再逆灌一次Perfadex, 將PA內血塊沖乾淨. 新肺要修剪到三個洞剛剛好, 支氣管, PA, 和PV. 在修剪支氣管時, 用抽吸清乾淨內部髒分泌物, 並留病原體培養. 縫支氣管, 從膜部開始, 用4-0, Prolene, 連續跑縫, 單純端對端, 不用望遠鏡法. 用彎頭血管鉗夾PA, 修剪好, 用5-0, Prolene, 連續跑縫, PDA斷端都朝病人頭端, 避免扭曲跑位, 縫完別綁, 用Shut夾好, 之後排完氣再綁, 再來剪斷PV暴露拉線. 也用彎頭血管鉗夾PV(小心LCx), 修剪好, 用5-0, Prolene, 連續跑縫, 也是縫完別綁, 用Shut夾好, 之後要排氣. 放血管鉗排氣, PV再PA, 小心氣入RCA. 綁線, PA再PV. 若是雙肺側壁開胸, 則一邊止血放胸管關傷口全好, 再翻另一邊, 重複以上步驟. 通常VV-ECMO, (Avalon雙腔單管)不急著在OR拔, 可以術後在ICU拔. 那CPB可以在OR斷離, 也可過渡到ECMO在ICU恢復好再拔ECMO. 在離開OR前, 要做第一次支氣管鏡檢查, 看支氣管縫合處, 順便清除氣道分泌物. 外科醫師也要會做支氣管鏡, 我有被送去胸腔內科特訓, 所以會做支氣管鏡, 在移植手術場合用.
VAD手術, 重點是術後的照顧. 心室輔助器VAD, 就是半人工心臟, 用機器取代或輔助心臟送血流到全身, 是機械循環支持(MCS)的一種, MCS還包含TAH. 在這裡常用的如下, 依幫浦原理可分兩種, 離心流(Centrifugal), 和, 軸流(Axial-flow), 早期還分脈動流(pulsatile), 和連續流(continuous-flow), 但現在幾乎全是連續流, 依耐用時間, 短期有, ECMO(離心流; 就是VAD加氧合器), Impella(軸流; 可導管穿刺置放), 中期有CentriMag(離心流; 體外幫浦), 長期有HeartMate-II(軸流; 體內幫浦), HeartWare(離心流; 體內幫浦), 和HeartMate-3(離心流; 體內幫浦). 依適應症可分, 過渡至移植(BTT), 和目標治療(DT). 另外還有全人工心臟(TAH), 這裡有SynCardia. 其中, 可以帶出院回家的有, HeartMate-II(HM2), HeartWare(HW), HeartMate-3(HM3), 和SynCardia. 而美國FDA核准範圍如下, HM2:, BTT和DT都有; HW: 僅BTT; HM3: 尚無FDA核准; SynCardia:, 僅BTT. 所以, 急性期, 可用ECMO, Impella, 和CentriMag, 而長期(數年)不移植, 可用Heart-Mate-II, 而中長期等移植, 可用HeartMate-II, HeartWare, HeartMate-3, 和SynCardia. 因為右心生理比較複雜, 目前VAD以左心支持為主, 簡稱LVAD, 而常用的病人心衰嚴重度分級來自一個大的登錄資料庫, 叫INTERMACS, 以下來談長期LVAD, (不含ECMO, Impella, 或SynCardia), 而CentriMag可部分適用.
重要參考文獻列於此:
運作原理: Moazami et al, “Axial & centrifugal continuous-flow rotary pumps: A translation from pump mechanics to clinical practice.” JHLT 2013; 32:1-11
臨床處置: Slaughter et al, “Clinical Management of continuous-flow LVAD in advanced heart failure.” JHLT 2010; 29: S1-39
HM2臨床建議(PREVENT): Maltais et al, “PREVENtion of HM2 pump thrombosis through clinical management: the PREVENT multi-center study.” JHLT 2017; 36: 1-12
HM2比HW (ENDURANCE): Rogers et al, “Intrapericardial LVAD for advanced heart failure.” NEJM 2017; 376: 451-60
HM2比HM3 (MOMENTUM-3): Mehra et al, “A fully magnetically levitated circulatory pump for advanced heart failure.” NEJM 2017; 376: 440-50
同移植一樣, LVAD也需要團隊通力合作, 一部分病人會BTT, 但會有不少DT活很久很久, 可達十年以上. 醫院有幫這些病人成立社團及支持團體, 定期和醫療團隊一起聚餐話家常. 以下漫談LVAD的臨床處置(JHLT, 2010; 29: S1-39), 領各位進門. 還是老生常談, 首先要慎選病人. 團隊開會討論, 申請好醫療保險給付, 定好目標是BTT還是DT, 當然可以變動. 因為目前最風行的運作機制是從左心尖(Apex)抽血出來經幫浦打回升主動脈, 血流再送到全身, 這樣的原理最怕主動脈閉鎖不全(AI). 另外因為只支持左心, 嚴重右心衰竭, 和惡性心律不整(會造成急性左心加右心衰竭), 這樣時LVAD也幫助有限. 所以除了通盤的開胸開心手術風險外, 術前一定要檢查是否有AI(心臟超音波), 右心衰竭(右心導管), 心律不整, 還有別忘了術後需永久服用抗凝血劑, 它的風險和禁忌症也須列入考量, 幸運的是AI通常在LVAD手術時可一併處理.
在手術時通常會上體循但不用停心臟, 但若要開AI則需停心臟, 可作Park手術, 或直接換掉主動脈瓣, 至於其他的瓣膜病變(二尖瓣, 三尖瓣), 或冠心病, 要不要一併手術則見仁見智. 因為要裝體內LVAD, 所以空間運用很重要, HW和HM3比較小, 而HM2要把放幫浦的體內袋腔做好止血好, 也要把鑽出體外的傳導線(Drive, Line)位置想好, 左心尖位置找好. 縫好止血固定圓盤, 開好洞, 插好幫浦抽血端, 在升主動脈找好位置, 旁夾打洞, 縫好人工血管, 長度要恰到好處, 連接幫浦, 連接傳導線, 所有元件放入胸腔不能有勉強或彎折(JHLT 2017; 36: 1-12). 排氣加斷離體循, 術中TEE監測調整LVAD設定, 接下來就如常規. 萬一發生嚴重右心衰竭, 斷離不了體循, 就需右心RVAD, 通常會先放CentriMag支持以離開手術室, 以上是首次裝LVAD. 而有些情況, 例如幫浦血栓阻塞, LVAD嚴重感染, 會需要換LVAD, 這是不小的手術, 因為常需要再次開胸, 通常會尋求是否有微創替代方案. 到了術後, 需監測右心功能, 凝血功能, 調整抗凝血劑 (TEG是新式監測凝血方法), 及體液平衡狀態. 術後可能併發症包括: 腦中風, 腸胃出血, 幫浦血栓(Pump thrombosis)等. 長期可能併發症, 還要加: 感染(傷口, 袋腔, 或傳導線出口), 傳導線損傷等. 裝置調整依廠牌略有不同, 在HM2, 通常直接調的是幫浦轉速(Speed), 可直接量出幫浦力(Power), 然後算出流量(Flow)及, 脈動指數(Pulse index; PI). 在HW或HM3, 需要每天輸入更新血比容(Hct), 沒有PI, 但有Power和Flow的脈動波形圖, 要根據各種臨床參數, 及體液平衡狀態, 將設定調到最適當. 調不好時, 例如流量太快或體液不夠, 會有”吸住事件”(Suction event), 此時則需補充體液或調低轉速, 當有狀況時, 例如幫浦血栓或阻塞, 都可以從這些參數讀出.
當病人穩定時, 協調師和整個醫療團隊, 就要對病人及主要照顧家屬進行衛教. 日常要做到, 感染預防, 傳導線照顧, 體液平衡, 和高血壓控制. 比較特別的是, 因為LVAD是連續流, 收縮血壓和舒張血壓會很接近, 像沒脈動, 所以市面上一般的充氣帶血壓計量不出血壓, 在LVAD門診會有特殊方法量血壓, 這目前也還是研究課題. 出院時, 也要準備好LVAD的附屬裝備, 電池要夠, 充電器, 背帶, 穿戴裝置, 監視主機等, 也會有全天候服務電話專線, 有任何問題隨時打回醫院由專人協助解決. 一般長期穩定後, 會讓病人再次住院治療的原因通常是感染(傳導線出口)和幫浦血栓, 這些都要小心.
以上就是我的心得, 當然還有需要更新修改之處. 每年ISHLT是這個領域最大的國際會議, 時時刻刻有新知發展. 身為ISHLT正式會員, 也是投稿審稿醫師, 歡迎各位有志者一同加入, 創新學習.
