杨成明教授:左室辅助装置在右心衰中的应用

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心源性休克(CS)是一种危及生命的循环衰竭,尽管近年来治疗方面取得了显著进展,但其死亡率仍然居高不下,发病率不断上升,CS依然是亟需深入研究的重要临床挑战。近期在第九届西北心血管病大会暨第五届心血管创新与转化研讨会(NWCC 2024)上,陆军军医大学陆军特色医学中心(大坪医院)杨成明教授带来题为《左室辅助装置在右心衰中的应用》精彩讲座,医谱学术特此整理,以供临床参考。

 

CS流行病学

引发CS的原因多种多样,既包括急性心肌梗死(AMI)所致的机械功能和结构异常,也包括其他导致急性和慢性心力衰竭(HF)的病因。虽然大量科学文献评估了AMI与CS之间的关系,探讨了其发病机制、治疗方法及预后,但对其他病因的研究相对较少。尤其是右心衰竭(RHF)导致CS的机制,迄今为止未受到足够的重视,深入评估更为有限。

 

CS合并RHF仅占CS患者的5%,根据最新数据显示,RHF的发病率呈上升趋势。此外,许多RHF病例源于左心室(LV)功能障碍,进一步增加了其整体患病率。

 

准确估计RHF的发病率较为困难,因为以右心室(RV)为主的HF在多种疾病状态中是常见的最终结果,右心功能不全(RVD)的实际发病率可能被低估。据分析,在某些心力衰竭亚型中,RVD出现在高达50%的患者中,而通过心脏磁共振(CMR)成像评估得出的发病率约为19%。

 

CS通常以LV功能障碍为主,占大多数病例,但RV损伤导致的CS恶化速度更快,较LV功能障碍更早达到血流动力学衰竭,且短期死亡率更高。然而,RV具备更强的短期恢复潜力,因此及时、适当的治疗对于患者的康复至关重要。

 

RV血流动力学和解剖学特征

RV对压力变化的高度敏感性源于其独特的结构特性。RV具有高顺应性和低阻力的肺循环,这使其能够更好地适应容量变化而非压力变化。

 

事实上,虽然RV输出量接近于左侧,但实际上的心肌能量需求大约是左侧的五分之一。据研究,肺血管阻力不到全身血管阻力的十分之一,这解释了RV的功能较温和,也解释了当压力突然变化时RV的易损性。

 

此外,RV的血流动力学循环与左侧不同,缺少等容期。并且从压力上升到RV开始射出的等容收缩阶段很难定义。这意味着,就压力与体积的关系而言,RV实际上缺乏明确的等容舒张时间。

 

比较LV(透明)和RV(灰色)的压力-容量曲线

 

与LV曲线呈正方形相比,RV的PV曲线更像三角形。尽管如此,瞬时压力与容量的关系与在不同生理范围的LV一样是线性的。

 

导致RV损伤和随后的CS的病因及其生理变化示意图

 

RHF的诊断和治疗

RHF的诊断基于心脏受损的程度,主要通过以下指标进行评估:中心静脉压(CVP)、肺毛细血管楔压(PCWP)、肺动脉搏动压力指数(PAPi),即肺动脉收缩压与舒张压之差除以右心房压;此外,右室每搏做功指数(RVSWI),计算公式为0.0136×每搏量指数(SVI)×(平均肺动脉压-平均右心房压)。这些指标为评估RV功能提供了重要依据。

 

RHF的诊断标准

 

另一个标准是机械辅助循环支持的跨机构登记系统(INTERMACS)标准。INTERMACS定义的RHF基于两个参数:CVP升高和有CVP升高的持续的RVF症状表现。

 

直接测量CVP或右房压>16mmHg、下腔静脉显著扩张且超声心动图未见吸气变异可证实为CVP升高。CVP升高可表现为在直立患者中,颈静脉扩张至颈部中段以上、周围性水肿(>2+,新发或未消退)、腹水或体检或诊断性成像发现肝肿大,也可表现为肝功能恶化(总胆红素水平升高)或肾功能不全。

 

总体而言,CS的诊断是一个多方面依赖的过程,需要结合临床症状、体格检查、血流动力学和超声心动图多因素进行评估。

 

右心衰致CS的诊断特点

 

CS的治疗方法需根据休克的病因进行调整。如有可能,应优先直接治疗可逆的病因。治疗方案应以血流动力学评估为指导,确保与假定的病理生理学一致。在难治性休克的情况下,可能需要采用机械支持装置进行侵入性干预。

 

 

机械循环支持装置(MCS)

在非侵入性治疗不足以满足需求的情况下,早期MCS应被视为预防多脏器或双心室衰竭的重要措施。在急性情况下使用临时MCS,可以实现稳定过渡,并为最终的程序或干预提供时间,特别是在当前似乎不适合手术的情况下。根据不同的干预,这一时期可称为“支持的桥梁”、“移植的桥梁”或理想状态下的“康复的桥梁”,意指心脏的恢复和后续成功脱机的可能性。

 

MCS可以根据不同维度进行分类

1.使用时长:分为短期和长期装置。短期MCS主要用于高危经皮冠状动脉介入治疗、AMI后并发症、各种CS、心脏骤停后的复苏、以及外科术后无法脱离体外循环支持或早期心室功能衰竭的情况。长期MCS则日益作为移植的桥梁、决策的桥梁或终末疗法使用。

 

2.临床应用场景:分为双心室辅助装置(BiVAD)、左心室辅助装置(LVAD)、右心室辅助装置(RVAD)和全人工心脏(TAH)。

 

3.使用方式:分为植入式、体外式和经皮介入式。

 

4.运作原理:分为搏动式和旋转式(离心或轴流)装置。

 

主动脉内球囊反搏(IABP)

IABP是一种广泛应用于左心衰竭患者的机械装置。由于RV的形状和结构,其收缩和舒张功能依赖于左心的功能,RV的收缩压和心输出量约有20%至40%取决于左心的收缩作用。

 

在严重的RHF时,室间隔向LV偏移,导致左心充盈压下降,从而加剧RHF的进展。通过使用IABP改善左心功能,可以同时促进左心和右心的改善,其机制在于减少容量和压力过载对左心的影响,从而降低右心的后负荷。

 

因此,在LV搏动性差且伴随RHF的情况下,IABP可能成为有效的左心减压治疗手段。

 

Impella

Impella RP是一种RVAD,其工作原理与其他Impella设备相同。该装置通过一个23F鞘管经股静脉置入肺动脉,入口位于下腔静脉或右心房,出口则位于肺动脉,能够将血液直接从下腔静脉或右心房输送至肺动脉循环。Impella RP已获得紧急使用授权,专门用于治疗与新型冠状病毒感染相关的RHF,包括肺栓塞患者。

 

2015年,RECOVER RIGHT试验前瞻性研究了12例AMI和18例心脏手术后患者使用Impella RP装置治疗难治性RHF的效果。结果显示,Impella RP启动后CVP和心脏指数即刻改善,能够撤离强心药及升压药尽管该试验未观察到对临床结果的直接影响,但Impella RP患者的30天(或出院)生存率约为73.3%,出院患者的生存时间超过180天,最常见的不良事件为出血和溶血。

 

通过排空LV和降低上游肺动脉压力,Impella RP也可用于右心支持。在联合VA-ECMO时,能够降低右心房压、减少左室容积并缓解肺水肿。一项小型研究表明,与仅接受VA-ECMO的患者相比,联合使用Impella的患者住院死亡率显著降低(47% vs. 80%,p<0.001)。因此,为了使左心和右心均受益,建议在VA-ECMO过程中联用SmartAssist Impella RP装置。

 

ECMO

ECMO对右心的直接支持作用较小,但通过减轻右心压力和向冠状动脉输送充分氧合的血液,可以提供有效的间接支持。此外,ECMO对全身的氧合和循环均有积极作用,为患者从急性右心损伤中恢复争取了时间。例如,在严重肺栓塞引起的急性RHF情况下,VA-ECMO可以为患者提供支持,直至能够进行切开取栓术。

 

VV-ECMO通过下腔静脉引流血液,并将氧合后的血液经右颈内静脉回输至右心。此方法适合使用双腔导管进行右颈内静脉插管。

 

VA-ECMO同样从下腔静脉引流血液,但将氧合的血液通过股动脉逆行回输到主动脉。需要注意的是,实际插管位置可能会有所不同。

 

VAV-ECMO则通过增加一个第三个插管位置,以解决VV-ECMO或VA-ECMO未能充分解决的问题。它从下腔静脉引流血液,分别回输至动脉系统提供心脏支持,并向静脉系统提供更大的呼吸支持。

 

右心衰时ECMO支持模式的对比

 

TandemHeart RVAD

使用体外离心泵及两个静脉管道,将血液从右心房输送至主肺动脉。第一个21F流入管放置在右心房,第二个21F流出管插入主肺动脉。大多数TH-RVAD置管通过两侧股静脉通路进行,流出端经右股静脉植入主肺动脉,流入端则经左股静脉植入右心房。

 

对于躯干较长的患者(股静脉到第五肋间的距离超过58 cm),流出端可通过右侧颈内静脉插入主肺动脉。这一方法适用于股静脉通路受限的情况,如感染、血栓形成或下腔静脉滤过器。使用右颈内入路时,流出端通过右颈内静脉放置于主肺动脉,而流入端则通过股静脉插入右心房。

 

此外,可以将Protek Duo双腔管与TandemHeart泵联合使用,一个管腔作为流入端放置在右心房,另一个管腔作为流出端放置在主肺动脉,并可接入氧合器进行体外氧合。

 

ProtekDuo RVAD

ProtekDuo RVAD的设计与Impella RP不同,是一种双腔经皮RV辅助装置,能够将血液从右心房引流至肺动脉,并连接到外部离心泵。该系统支持高达5 L/min的血流量,且可与氧合器结合用于ECMO。

 

ProtekDuo提供两种尺寸(29F和31F),通常通过右颈内静脉插入,从右心房引流并将血液回输至肺动脉。该装置需与体外离心泵结合使用,目前可连接的体外离心泵包括TandemHeart(LivaNova)和CentriMag(Abbott)等。但当前该装置尚缺乏大型临床试验证据,仍需进一步评估。

 

小结

RVD引起的CS是心血管并发症和死亡率的主要原因之一。与因左心功能不全引起的CS相比,目前针对右心功能不全的研究相对较少。多种病因可导致RVD,并可能进一步恶化为CS,其治疗在很大程度上依赖于MCS。

 

随着RHF发生率的增加,预计未来几年这一领域需要进一步的研究。研究应评估现有的治疗方案和管理模式,探讨相关机制,并开发更具表型特异性的降低RHF发病率和死亡率的新方法与新设备。

 

文中图片均来自授课幻灯

本文为医谱学术原创文章,转载请标注来源

撰写/袁一田;审校/刘丽娜

专家简介 

杨成明 教授

陆军军医大学陆军特色医学中心 (大坪医院)

陆军特色医学中心(大坪医院)心内科主任医师、教授 学术任职:美国心血管造影与介入学会(SCAI)会员 中华医学会心血管专委会肺血管组委员 中华医学会心脏起搏与电生理学会委员 重庆健康促进与健康教育学会介入医学专委会副主任委员 全军介入治疗质控专家委员会委员。

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