当冠状动脉因动脉粥样硬化变窄时，可通过外科手术建立新的血液供应通道。常见技术是取腿部静脉作为旁路移植到病变部位。该静脉上端连接主动脉，下端直接缝合至目标冠状动脉，这种心肌血运重建术能为心肌提供大量血流。另一种新兴技术是将胸骨后的乳内动脉植入阻塞部位远端的冠状动脉，因其具有更长的移植物存活时间。
血管成形术
带有可膨胀球囊的导管技术革新了心脏外科治疗。这些球囊可通过压缩空气控制压力，用于扩张部分阻塞的冠状动脉（经皮冠状动脉介入治疗，PTCA），恢复心肌供血，或缓解主动脉瓣严重狭窄造成的左心室压力。该门诊手术无需麻醉，通过影像引导可同时处理多支冠状动脉，将动脉粥样硬化斑块压平至血管壁。尽管存在血栓栓塞和血管撕裂风险，但疗效显著，必要时可重复操作。药物涂层支架的应用显著降低了重复介入治疗的需求。
心脏移植
对于无法修复的心肌损伤，可实施心脏移植手术。手术将病损心脏移除，植入供体心脏，特别适用于晚期心肌病患者。术后五年存活率可达65-70%。对于囊性纤维化等难治性心肺疾病，还可进行心肺联合移植。
心脏干细胞治疗
具有分化为成熟心肌细胞能力的心脏干细胞为心脏病治疗带来突破。通过体外培养患者心肌组织获取去分化细胞，可大量扩增后通过导管回输至心脏。2009年洛杉矶西达赛奈心脏研究所完成首例此类治疗，2011年临床试验显示心衰患者接受干细胞治疗后左心室射血分数较单纯搭桥手术有显著改善。骨髓干细胞因其采集微创特性也备受关注，急性心梗后及时回输可减轻心肌损伤。
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