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机械循环辅助装置在心脏重症中的应用
作者:张静[1] 
单位:阜外华中心血管病医院[1]  
文章号:W135803  
2019/5/26 22:29:33    
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  心脏重症是重症医学亚专科的一个组成部分,主要研究心血管患者出现危及生命的疾病状态,包括各种原因引起的心源性休克和(或)重度心力衰竭、恶性心律失常、心包压塞等疾病。近年来,以冠心病为主要疾病谱的心脏重症患者发病率呈上升趋势,病死率极高。在临床工作中,正性肌力药物和血管活性药物是纠正休克和维持血流动力学的基石,然而从长远来看,尚无足够的证据显示这些药物能够使患者获益。

  心脏重症是重症医学亚专科的一个组成部分,主要研究心血管患者出现危及生命的疾病状态,包括各种原因引起的心源性休克和(或)重度心力衰竭、恶性心律失常、心包压塞等疾病。近年来,以冠心病为主要疾病谱的心脏重症患者发病率呈上升趋势,病死率极高。在临床工作中,正性肌力药物和血管活性药物是纠正休克和维持血流动力学的基石,然而从长远来看,尚无足够的证据显示这些药物能够使患者获益。机械循环支持可替代或部分替代心脏和(或)心肺的作用,作为心脏重症的有效救治手段,在纠正血流动力学紊乱,改善组织灌注,等待心肌或心脏功能恢复,在重症支持和过渡期的治疗中取得了很大进步,并为后续治疗赢了得时间,已广泛应用于重症心脏领域。


  机械循环辅助根据部位的不同,分为左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)、右心室辅助装置(right ventricular assist device,RVAD)、双心室辅助装置( biventricular assist device,BVAD)和全人工心脏(total artificial heart,TAH)。2013年美国心脏联合会(American Heart Association,AHA)机械循环支持推荐意见: 机械循环支持用于等待心脏功能恢复的过渡、心脏移植的过渡及最终治疗[1]。目前临床常用的机械循环辅助装置有IABP、ECOM、Impella、LVAD等,本文介绍我院机械循环辅助装置的应用情况和使用经验。


一、IABP


  主动脉球囊反搏(intra-aortic balloon pump,IABP),其原理是通过股动脉将球囊放置于胸降主动脉内,在心脏舒张期球囊充气,提高舒张压,增加冠状动脉及脑部血流灌注;收缩期时球囊快速放气,使左心室收缩期后负荷降低,在心肌收缩力不变的情况下,大约使心排血量增加10%;还可以使左心室舒张末压力下降,从而减轻左心室的前负荷,减轻心脏负担[2]。适用于:急性心肌梗死、心源性休克、顽固性不稳定型心绞痛、急性心肌梗死和创伤致机械并发症、缺血相关顽固性心律失常及高危冠脉介入治疗的支持、非缺血性心脏病所致严重心衰、急性移植心脏衰竭、心脏移植后右心衰竭、高危或复杂室速时的射频消融、高危经皮瓣膜置换、心外科手术等方面的支持治疗。IABP的禁忌症包括:严重周围血管病变、主动脉瘤、中重度的主动脉瓣返流、活动性出血、抗凝禁忌、严重血小板减少、患者拒绝或依从性差。高度肥胖及腹股沟区近期手术时慎用。临床应用主动脉球囊反搏常见并发症:穿刺部位出血及血肿,重要脏器严重出血、严重肢体缺血甚至坏死、主动脉损伤夹层动脉瘤、肾动脉和肠系膜动脉损伤、血栓形成、血小板减少、血流感染、气囊漏气、甚至死亡。IABP血流动力学效应依赖于残存心功能,特别是左心功能,对于严重的心功能不全和血流动力学崩溃的患者IABP循环辅助支持能力有限[3]。1968年Kantrowitz等首次将IABP应用于临床救治心源性休克的患者,是目前在CCU(冠心病重症监护病房)中应用最广泛和有效的机械循环辅助装置。在多中心的IABP-SHOCK Ⅱ研究提示IABP的使用并未减少急性心肌梗死伴心源性休克的病死率、12个月的生存率[4、5]。根据此项研究IABP在2017年《美国急性ST段抬高型心肌梗死指南》中推荐级别由Ⅱa级降为Ⅱb级,但是其稳定血流动力学的效果被大多数临床医生所认可,在大面积心肌梗死、心肌梗死后机械并发症、心源性休克、PCI术中及术后急性左心功能衰竭、慢性心力衰竭急性加重、心肌疾病(暴发性心肌炎、围产期心肌病、应激性心肌病)、反复发作难治性室性心律失常、高危冠脉PCI保驾、心源性休克的患者有更多的获益。2015 年我国《急性 ST 段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南》中IABP的使用推荐级别为Ⅱ b 级,仍然支持IABP的应用。IABP在纠正血流动力学不稳定的患者和高危患者PCI,有确切的临床效果[6]。临床治疗后若患者血流动力学稳定(心脏指数>2.5 L/(m2·min),收缩压>100 mm Hg,平均动脉压>80 mmHg,肺动脉楔压<20 mm Hg),神志清醒、外周循环良好、尿量>1mL/(kg·h)、心电图无心律失常及心肌缺血表现、多巴胺用量<5 ug/(kg·min)时,可考虑撤除IABP[7、8]。


  目前我院常规化开展床旁IABP辅助循环治疗,在IABP临床应用前,常规进行心脏超声应变率检查,评估心肌功能,选择适合主动脉内径的球囊,根据患者身高选择相应的型号,每日复查胸部平片保持球囊在正确的位置,同时结合药物使用维持心率的稳定,必要时应用血管活性药物来维持血压和外周血管阻力[9]。IABP使用过程中常规给予肝素抗凝治疗,维持ACT150-180秒,能够预防肢体缺血和血栓形成。我们观察部分病人在接受IABP治疗3-5天时会有血小板减少情况的发生,如果考虑诊断肝素诱导相关血小板减少症,根据情况停用肝素使用换用阿加曲班抗凝治疗,联合重组人血小板生成素皮下注射,取得了良好的临床效果;部分病人血小板减少是IABP破坏血小板所致,可输注血小板或根据病情尽早拔除IABP。我院在IABP支持下高危冠脉的介入治疗方面取得了丰富经验,高危冠脉患者定义参考美国 PCI 治疗指南,具有下列任意一项即为高危患者:①失代偿性充血性心衰(Killip 分级为 3 级);②左心室射血分数(LVEF)<0.25;③左主干狭窄>50% 或冠脉 3 支病变,未进行过冠脉旁路移植术;④靶区域病变威胁 50% 以上的存活心肌。IABP支持治疗可以减少PCI 过程中低血压、室性心律失常、CPR发生率。在IABP治疗急性心肌梗死合并机械并发症如室间隔穿孔、乳头肌断裂治疗方面,我们也积累了大量经验,强调要用需尽早,均取得了良好临床效果。


二、ECMO


  体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)通过离心泵和膜肺氧合器以V-V或V-A模式能够短期内代替肺或心肺功能的循环辅助装置。ECMO的静脉-静脉(veno-venous,V-V)模式原理是将通过腔静脉到右心房的血液引出体外氧合后再泵入股静脉。静脉-动脉(veno-arterial,V-A)模式原理是将右心房与腔静脉入口处的血液由离心泵驱动至股静脉,引流出来经氧合器气体交换后再泵入动脉,维持循环功能[10]。临床上常用于重症心肺疾病患者的抢救。适用于:1、心脏术后因心肌顿抑导致心力衰竭、不能脱离体外循环;2、心脏术后肺水肿或合并可逆性肺动脉高压;3、暴发性心肌炎及急性心肌梗死合并心源性休克;4、心脏移植或心室机械辅助装置置入前的辅助治疗;5、心肺移植术后出现心肺功能不全或肺动脉高压危象;6、严重急性肺损伤;7、药物或呼吸机治疗无效的新生儿顽固性肺动脉高压;8、高危复杂冠脉患者介入治疗时的循环支持;9、高危TAVR术中的循环支持;10、复杂恶性室性心律失常射频消融术中的循环支持。ECMO的禁忌症为:体质量低于2 kg、胎龄不足32周的新生儿;长时间机械呼吸支持治疗(成人7 d)致不可逆肺纤维化和严重的气压伤;长时间休克、持续代谢性酸中毒,碱剩余<一5 mmol超过12 h,尿量<0.5 mL/kg·h-超过12 h;不可逆肺疾病、无近期移植治疗计划;明显出血倾向;多器官功能障碍综合征或多器官功能衰竭;不可逆脑损害;晚期恶性肿瘤患者。ECMO在危重病人的救治中发挥了重要作用,因ECMO的循环辅助作用大大强于IABP,可以额外提供心输出量达6L/min,可以维持循环功能稳定,提高冠状动脉灌注,改善心肌血供。但是ECMO的使用过程中也可见严重的并发症,包括出血、血栓、主动脉夹层、溶血、神经系统并发症、心包压塞、严重感染和远端肢体的缺血、甚至坏死等。


  ECMO的临床应用目前尚无大规模的随机对照研究,现有指南对 ECMO 应用的推荐证据级别尚未明确,新近有关ECMO治疗心源性休克或心脏停搏的Meta分析提示,生存率中位数为40.2%[11]。对于需要救治的心脏重症患者如使用正性肌力药并在IABP辅助下仍有心排量低和休克者,我们需要团队协作,把握指征和时机,尽快使用ECMO,可以让机体有充分的循环灌注和氧供,避免多器官功能衰竭。我院对于使用ECMO的患者强化细节管理,独创“分段式开窗护理”即 ECMO支持过程中采用腹股沟以上和以下区域分段遮盖,便于各种操作和观察穿刺部位的变化及“静式可识别叠层加压包扎法”即ECMO撤离时在包扎侧肢体的弹力绷带上标明动、静脉及加压包扎时间以便重点观察,叠层能够增加压力,最大化减少出血并发症。我们中心对于使用ECMO的患者每天常规应用心脏超声和无创心排联合优化ECMO流量,在撤离ECMO时要缓慢撤机或使用IABP过渡进行循环支持,避免二次ECMO上机或病情反复。在过去的1年中我们使用ECMO救治暴发性心肌炎、急性心肌梗死合并心源性休克等患者25例,存活21例,救治成功率达84%,值得临床推广。


三、Impella


  Impella属于左心室辅助装置,根据管道直径的不同分为3种型号,即12F(Impella2.5)、14F(Impella CP)、21F(Impella5.0),最大输出流量分别为2.5L/min、3.0-4.0L/min、5.0L/min。工作原理为装置通过导管前端的内置微型轴流泵将左心室的氧合血液经导管流入口抽出,再将轴流泵直接泵入升主动脉,建立左心室-升主动脉引流途径。能够辅助增加心输出量,升高主动脉压和冠状动脉灌注压,改善平均动脉压、冠状动脉血流量;同时减少左心室前负荷和肺动脉嵌压,降低室壁张力,减少心肌耗氧量。主要作用是:血流动力学支持:提高平均动脉压,增加心排血量和心脏指数;保护心肌:增加冠状动脉氧气供应,降低心肌负荷,减少氧气需求;降低心肌负荷:起到一个主动的机械泵作用,部分替代左心室功能。Impella可用于心律失常患者,但不能耐受心脏停搏或室颤患者,Impella2.5提高心输出量的作用强于IABP,Impella CP和Impella 5.0的作用与tandem-heart相当。


  Impella的支持效应依赖于残存心功能和较好的右心功能及肺部气体交换功能,其产生的血流动力学对上半身器官保护更具优势, Impella 2.5 提高心输出量的作用强于IABP,在高危PCI患者中应用Impella2.5具有非常好的安全性[12],不良心脏事件的发生率低。目前在华中阜外副院长高传玉教授的带领下,我院已开展3例Impella保护下高龄危重冠脉病变患者的血运重建,均取得了良好效果。


四、LVAD


  左室辅助装置(LVAD)是将左心房或左心室血流引入辅助泵体,经泵体驱动血流进入主动脉,完全替代左心泵血功能。经左心辅助后,左心室室内张力可降低80%,心肌氧需求降低40%,是纠正顽固性心衰和心脏移植前的一种理想治疗手段。在非心脏移植病人在以过渡治疗为目的的情况下,LVAD使用的指征是在已完成满意的畸形或病变手术矫正,代谢紊乱和心电生理异常已控制在较满意水平的前提下,心脏前后负荷调整及正性肌力药物应用无效,IABP使用禁忌或无效时,表现为:1/ 心脏排血指数小于1.8L/min/m2 ;2/ 动脉收缩压小于80mmHg;3/ 左房压、肺毛细血管楔压大于20 mmHg;4/ 体循环阻力大于2000dyn.s/cm5;5/ 尿量小于20ml/h。对危重心脏手术病人,在适宜足量药物治疗下,如体外循环转机流量小于0.8 L/min/m2时,病人难于维持正常循环则预示应启用LVAD。左室辅助装置不由心电图节律触发,也不依赖于动脉压,可以用于心律失常患者,但不适合用于心脏停搏或室颤的心脏无做功患者。临床常见并发症:下肢缺血、血管损伤和出血、血栓栓塞、空气栓塞和溶血等情况。在心脏移植前可以帮助患者以更好的身体状态等待心脏移植,提高移植前生存率。


五、展望


  随着我国经济水平的发展和饮食结构的改变,冠状动脉粥样硬化性心脏病为主的心脏疾病发病率、致残率和致死率已成为主要疾病谱之一。急性心肌梗死并心源性休克、急性心肌梗死机械并发症和原有心力衰竭患者急性发病等心脏重症患者的增长呈上升趋势。2015年SCAI/ACC/HFSA/STS共识意见,机械循环辅助(MCS )主要用于以下类型的患者:(1)高危冠心病患者行经皮冠状动脉介入:包括无保护的左主干病变或仅存单支血管;左心室射血分数显著减低的患者,且接受 PCI 的血管供血范围大;伴有心源性休克的患者;2)急性心肌梗死并发症:心源性休克、乳头肌断裂、室间隔穿孔等;(3)各种原因导致的严重心力衰竭和心源性休克。通过 MCS 稳定血流动力学,可以为心肌功能的恢复赢得时间,避免多器官功能的衰竭,也可以作为外科左心室辅助设备、心脏移植的过渡治疗;(4)其他:严重主动脉瓣疾病不能接受外科手术治疗,需要行经皮主动脉瓣成形术或主动脉经皮主动脉瓣置换术;严重潜在左心室功能障碍的患者接受电生理操作等[13]。机械循环辅助装置让既往危重患者及疑难复杂的手术变得可行,让部分心脏重症患者获得了新生。展望未来IABP、ECOM、Impella、LVAD等机械循环辅助装置在心脏重症中的应用将会越来越多,ECMO联合IABP,ECMO联合Impella等多种机械循环装置的联合使用,将使心脏重症治疗成功率进一步提高。

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作者简介
张静
单位:阜外华中心血管病医院
简介:  阜外华中心血管病医院、河南省人民医院心脏中心,心血管内科主任医师, CCU病区主任。   中
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