無血外科始於二十世紀，由世界著名的整形外科醫生Adolf Lorenz所倡導。20世紀60年代早期，美國心臟外科醫生Denton Cooley成功地為大量的耶和華見證人實施了無血心內直視手術,並發表了一篇有關此類病人500例無血心臟外科手術的報道。無血心臟外科是指心臟外科手術中避免同種異體血輸入，改善病人預後的心臟外科及其相關專業人員共同參與的圍術期處理方法。
多年來，許多心臟外科醫生採用血液處理和保護技術實施心內直視手術，避免了同種異體血的輸注。多數中心的研究結果表明，無血心臟外科實際上減少了外科的複雜性，減少病人術後的恢復時間，改善了病人的預後。本文就無血外科的相關技術，以及在心臟外科的應用研究進行綜述。
一、無血外科的理論及其方法
1.1 無血外科理論
無血外科是一個精深、系統的圍術期方法，其目的是避免同種異體血的輸注，改善病人預後。起初是由於宗教的原因，一些外科治療的病人拒絕輸血所倡導的一種方法。目前，這種實踐已被解釋為安全有效的團隊方法，因為它能減少失血，是最好的同種異體血輸注的替代療法，為所有病人提供儘可能好的治療。完整的無血外科是一個可調節的，圍術期多學科多模式的方法。近年的研究表明，無血外科原則的應用可以改善病人的預後，減少併發症和死亡率，縮短住院時間，明顯減少總的住院費用，並能減少血源緊張的局面。
1.2 無血外科是完整的圍術期方法
無血外科要求在圍術期聯合應用各種可選擇的策略，目的是限制失血和避免輸血。無血外科有四個主要的目的：
(1)病人術前紅細胞存貯最大化;
(2)造血最大化;
(3)失血最小化;
(4)氧釋放最大化。
上述目的分三個階段完成：
(1)術前評估和制定計劃;
(2)手術期間的外科，麻醉，技師和藥理學策略;
(3)術後血液保護，血液成分恢復最大化，提供合理的支援。
術前準備是無血外科成功的關鍵因素。這一階段需要根據所要實施的手術和
病人的條件，制定個體化的治療計劃。它應當估算特定手術的圍術期失血量，計算特定病人對失血的耐受性，明確病人的生理儲備以及危險因素。明確是否患有貧血以及原因。依泊s(重組人促紅細胞生成素)術前能有效地增加紅細胞質量。估計失血量較大的外科手術，為了增強病人的耐受性，甚至在沒有貧血的情況下也需要應用依泊s治療。這就使得病人在術前能夠獲得足夠的紅細胞，以便耐受術中的血液稀釋，以及術後能更快地使病人的血色素恢復到正常水平。
如果實施了依泊s治療，必須注意鐵離子的補充。如果沒有鐵離子補充，即使病人鐵離子貯存正常的情況下，依泊s治療也是無效的。口服鐵離子或許不足以與依泊s刺激紅細胞生成的作用同步，此時應靜脈給予鐵離子，使目標血紅蛋白水平(或可獲得的最高的穩定水平)達到14 -16 g/dL。紅細胞壓積(red cell volume，RCV：血紅蛋白×公斤體重)大於1200可以為這些病人提供一個安全的存貯，而RCV小於800提示需要輸血的機會增加。
術中階段，首先，外科醫師應該沿著組織介面解剖和分離以達到相對止血，採用相關器械和技術也可以減少術中出血，例如超聲刀能夠分離沒有解剖介面的軟組織，與其他方法相比能減少大量出血，血管鉗鉗夾能控制軟組織分離時中等尺寸血管的出血。其次，術中應用血液回收技術，但血液細胞回收只用於回收溢位的血液。
另外，麻醉醫師在無血外科術中也起著十分重要的角色，例如麻醉足夠深度，肌肉鬆弛，避免高血壓和高碳酸血癥，麻醉劑的選擇和技術以及減少腹內壓和下腔靜脈壓，這一切都有助於減少出血。特殊操作包括控制性降壓，高容量和急性等容血液稀釋。急性等容血液稀釋使患者能耐受十分大的血容量的丟失，而不需要同種異體血和相關產品的支援。
術後階段，有多種治療方案能減少失血，造血最大化，最大化氧釋放和減少耗氧量。減少失血：例如避免高血壓，維持正常血容量，瞭解藥物的相互作用，有些藥物的相互作用可以增加出血和醫源性的貧血。密切監測，區分術後正常失血和活動性出血，必須迅即干預制止活動性出血。術後注意用於化驗的血液標本的量和頻率。研究表明，ICU病人每天用於監測血液標本的量多達70ml，這將導致病人輸血，血液化驗的精密計劃，微量取樣技術的實施和無創監測能顯著減少醫源性失血。
針對失血的積極處理還包括引流血液的適當回收和再輸注，以及止血藥物的應用;造血最大化：術前的血紅蛋白最大化意味著大多數病人將需要最小的術後造血的支援。然而，繼發於明顯失血會導致嚴重貧血，雖然依泊s和靜脈輸注鐵離子的聯合應用能夠較快速地恢復血紅蛋白水平，但有時適當的營養支援，單獨應用靜脈輸注鐵離子也是有效的;最大化氧輸送：維持血管內容量，避免迴圈超負荷。
提供適當的高濃度氧通氣的支援，如果血流動力學能夠耐受，呼氣末正壓可以增加到7-10cm H2O。維持理想的血流動力學，正性肌力藥物的支援等都能達到氧輸送最大化的目的;最小化耗氧量：應用適當的鎮痛劑和鎮靜劑，神經肌肉阻滯劑等能明顯減少機體的耗氧量。
二、無血外科在心臟外科領域的應用
在過去的幾十年內，無血外科在心臟外科領域得到了廣泛的應用，其原因主要有二：首先，有部分心臟外科的病人，由於宗教原因而拒絕輸注異體血。其次，越來越多的病原微生物通過血液輸注傳播。有證據表明由於貯存血液的細胞免疫功能下調，增加了術後的感染率。
還有其它與貯存相關的問題所導致的對臨床結果的影響，其中包括損害的組織氧合，減少的微迴圈血流，輸血相關的急性肺損傷和凝血功能紊亂。近來的研究表明，輸血或許與增加的併發症，死亡率，住院時間和費用相關。因此，無血外科技術在心臟外科領域得到了越來越廣泛的應用。
1、無血外科在成人心臟外科領域的應用
20世紀60年代早期，美國心臟外科醫生Denton Cooley成功地為大量的耶和華見證人實施了無血心內直視手術。結果表明，心臟外科無血液輸注也能安全實施[1]。2000年-2010年，美國賓夕法尼亞州阿勒格尼總醫院對40名心臟外科病人實施了無血心臟外科手術，病人平均年齡70±9.5歲，男性21人，女性19人，其中高危病人18人。
手術包括：冠脈搭橋術19人，瓣膜置換/修復術7人，瓣膜置換和冠脈搭橋術7人，再次換瓣術4人，再次冠脈搭橋術2人，瓣膜置換和升主動脈置換術1人。研究結果表明，血液處理和保護策略採用多學科參與的圍術期團隊的方法，耶和華見證人能安全地耐受常規和複雜的無血心臟外科手術，有著較小的併發症和死亡率。
美國費城賓夕法尼亞大學醫學中心賓夕法尼亞醫院已形成一個多學科組成的無血醫學程式。其無血醫療團隊(bloodless medicine team)由1名病人協調員，1名護士和1名血液學家組成，評估來院就診的耶和華見證人，對他們整個治療期間作出相關特殊的準備。2000年5月- 2010年4月，心血管外科Dr.Bridges 教授及其帶領的團隊對94名耶和華見證人在賓夕法尼亞醫院實施了無血心臟外科手術。
其中2個病人資料不全不能獲得收據，1個病人接受了輸血治療，從醫院心臟外科資料庫收集了剩餘91個病人的資料。本組資料表明，單純冠脈搭橋術的手術死亡率是2.2％，單純主動脈瓣置換的手術死亡率是5.6％，其它的併發症包括: 再次手術(總體8.8％，其中心臟原因2.2％)，敗血症(2.2％)，胸骨感染(1.1％)，短暫性缺血發作(1.1％)，腎功能衰竭需要透析(1.1％)，延遲通氣(18.7％)，主要併發症的發生率在擇期手術組和急診手術組無明顯區別。
研究結果表明，病人屬於耶和華見證人的無血心臟外科手術能夠實施，並且在擇期手術和急診手術情況下都取得了良好的結果。單獨冠脈搭橋術和單獨主動脈瓣置換術的死亡率都在STS(The Society of Thoracic Surgeons)預計死亡率的95％可信區間。
無血心臟外科手術病人術前都要經過無血醫學團隊和心臟外科人員標準的評估。所有病人術前都口服硫酸亞鐵和皮下注射依泊汀治療(每週40，000-60，000單位，皮下注射)。如果條件允許，血紅蛋白濃度至少達到130g/dL以上時方可實施外科手術。所有口服氯吡格雷和其他抗血小板製劑的病人術前最少停用5天，理想停用上述藥物的時間一般是7-10天，以減少圍術期出血。應用血小板功能分析儀有助於決定理想的外科干預時間。口服華法林的病人術前使國際化標準比值恢復到正常水平，可以改為低分子肝素或普通肝素皮下注射，一般術前48小時停用肝素。
心臟外科術中特殊注意事項包括：
(1)病人麻醉後，基於他們的RCV，從病人體內採集1-3個單位的血液(RCV>900，1個單位;RCV>1100，2個單位;RCV>1400，3個單位)。採集的容量一般用5％的白蛋白代替(急性等容血液稀釋)。
(2)非體外迴圈心臟手術應用肝素100 mg/kg，維持啟用凝血時間(ACT)大於300秒。傳統體外迴圈心臟手術應用肝素300 mg/kg，維持ACT大於450秒;
(3)體外迴圈預充應用逆行自體預充(retrograde autogolous priming, RAP)減少血液稀釋的程度。應用血液濃縮器和50g甘露醇使紅細胞比容最大化。病人使用的抗纖維蛋白溶解劑包括：氨基己酸，負荷劑量150 mg/kg，之後6小時，每小時1g輸注。硫酸魚精蛋白中和肝素每100單位1mg;
(4)所有體外迴圈手術病人使用中等度低溫34◦C，撤離體外迴圈之前，病人復溫到36◦C;
(5)通過儲血袋的延長管道，應用Cell Saver技術回收紅細胞;
(6)再次手術的病人和凝血功能障礙的病人可實施延遲關胸。
術後處理：術後處理要考慮到對潛在問題的迅即識別。術後化驗應用兒科實驗室試管使血標本取樣量最少。仔細管理晶體液的輸入，避免血液稀釋。接受阿司匹林治療或腎功能衰竭的病人，考慮應用血管升壓素(0.3 uk/kg)。當有出血時，可以應用冷沉澱和凝血因子VII。冠脈搭橋術的病人避免應用凝血因子VII。任何血流動力學不穩定的病人，胸管連續2小時引流量都超過150mL,血管升壓藥和容量需求的增加，應該再次開啟縱膈，以排除出血和/或心包填塞。
2、無血外科在小兒心臟外科的應用
預先自體獻血和圍術期自體血輸注法已經明顯減少了心臟外科同種異體血的輸注，但因為嬰兒和小兒童較少的血容量，成功地實施小兒無血心內直視手術較為困難。減少預充量是實施小兒無血心臟手術的一個主要因素，通過縮小體外迴圈迴路可以達到這一目的。
縮小體外迴圈環路不僅包括動脈，靜脈和心內吸引管路的長度的縮短和內徑的縮小，而且還刪除任何不必要的成分。真空輔助的靜脈迴流也有助於減少預充量。真空輔助的靜脈迴流可減少膜肺氧合器位置的高度，這樣，明顯減少了動脈，靜脈和吸引管道的長度[21]。
Van Son等使用了一系列圍術期策略減少小兒心臟外科失血和維持足夠的血細胞比容：
(1)當血細胞比容小於38％時應用合成紅細胞生成素預處理;
(2)儘可能避免心導管插入術;
(3)胸壁組織，心包和大血管切開時應用低能量電凝技術;
(4)最低限度的體外迴圈前液體輸注;
(5)通過減少體外迴圈管路容量減少體外迴圈預充量;
(6)應用體外迴圈中等度流量，合理的心內吸引技術以減少血細胞破壞;
(7)改良超濾的應用，移除術後過多的水分;
(8)可能的情況下儘量避免深低溫，以減少體外迴圈復溫時間;
(9)體外迴圈後延遲肝素逆轉，直至確信沒有任何活動性出血點。因此允許連續使用心內吸引，以使病人血液回收最大化;
(10)整個體外迴圈系統餘留灌注液平緩的回輸到體內;
(11)紅細胞減少的病人術後口服鐵離子以增加紅細胞比容。
Miyaji 等[23]應用小預充量體外迴圈系統為68例低體重先心病患兒(體重4-7Kg)實施無血先心病心內直視手術，研究結果表明，通過應用小預充量體外迴圈，可以為體重大於4Kg的患兒安全實施複雜先心病手術。研究結果表明，無血心臟外科的限制性因素不是術前的紅細胞壓積水平和心臟外科程式的複雜性，而是體外迴圈時間和患兒的體重。
3、目前國內現狀
2010年，國內浙江大學醫學院附屬兒童醫院心臟外科在全國率先開展了“小兒無血心臟外科手術”， 大大降低了術後患者腎功能不全、肺炎的發生率，並減少了術後呼吸機的使用及監護時間[24]。近年來，北京阜外心血管病醫院，武漢亞洲心臟病醫院等醫院也成功地開展了無血心臟手術，手術效果良好，但仍未見有相關大宗病例的文獻報道。
三、結論
綜上所述，隨著新的外科器械和心外科技術的不斷髮展，以及促進紅細胞生成治療藥物的研製成功，血液處理和保護的方法已變得相當有效。無血外科及無血心臟外科在全世界各大醫院和醫療中心正在很快得到發展，因為與需要血液輸注的傳統心臟外科手術相比，無血心臟外科有諸多優點：因為它可以避免輸血所導致的肝炎，艾滋病等傳染性疾病。
無血心臟外科能降低術後感染的危險性，縮短住院時間，降低醫療費用。尤其近來研究表明，血液輸注能增加術後併發症發生的危險性和降低存活率。但是，無血心臟外科手術是一個系統的工程，要成功地開展無血心臟外科手術，首先必須具備多學科組成的無血醫學團隊，以及圍術期各個環節的系統的處理方法。
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