经皮心脏辅助装置在心脏危重症中的应用现状　　

    吴明祥　　

各种原因导致的严重泵衰竭甚至心源性休克及难治性心脏骤停是心源性死亡的主要原因，经皮心脏辅助装置是帮助这类病人“桥接”到康复或者后续治疗的有效措施。目前国际上使用的经皮辅助循环装置，主要包括主动脉球囊反搏（IABP)、体外膜肺氧合(ECMO)、Impella及TandemHeart系统等。尽管欧美指南存在一定分歧，但普遍认为辅助循环装置能在一定程度上纠正血流动力学紊乱，增加冠脉灌注及器官灌注，与PCI、CABG及心脏移植等后续治疗手段结合，能改善患者近期生存率。　　

经皮心脏辅助装置在中国的应用与推广，与PCI及心脏外科的开展密不可分。上世纪90年代初开始，国内北京、上海、西安、广州等地的个别中心，已经开展IABP工作，主要用于泵衰竭和心源性休克的抢救。随着PCI技术的不断推广，大多数开展心血管诊疗的中心都配备有IABP并大量使用，近年来在很多市级医院也得到越来越广泛的应用。ECMO技术来源于心脏外科并得益于心脏外科的发展，早期主要用于呼吸支持、心脏外科术后支持及爆发性心肌炎的循环支持，近年来在CPR、难治性心源性休克、心脏移植前过渡治疗及高危介入治疗病人中得到应用。应用于急性心肌梗死合并心源性休克目前证据不充分，但由于国内尚未开展LVAD，而IABP的辅助循环支持强度有限，因此近年来国内多个中心也开展了ECMO处理急性心肌梗死合并心源性休克或者严重心肺衰竭，取得相当成功的经验。Impella进入中国应用时间一年左右，主要在阜外医院进行临床科研，尚未获得SFDA批准，应用病例有限。TandemHeart系统目前尚未进入中国。　　

<!--[if !supportLists]-->一、<!--[endif]-->主动脉球囊反搏(IABP)　　

1968年首次应用于临床，IABP早期主要用于心脏围手术期血流动力学不稳定、心源性休克或心功能衰竭患者的循环支持，通常需要外科手术切开血管植入主动脉球囊。20世纪80年代经皮穿刺技术的出现使IABP创伤小、并发症少以及操作简便，已广泛应用于心肌缺血或心肌梗死后心源性休克及高危PCI的循环支持。　　

相关研究显示，STEMI合并心源性休克死亡率高达80%，使用IABP支持下，进行完全血运重建，能将死亡率降低至50%以下。IABP工作原理：1.主动脉内球囊反搏通过与心动周期同步的放气，达到辅助循环的作用。2、在舒张早期主动脉瓣关闭后瞬间立即充气球囊，获得主动脉舒张期增压，，大部分血流逆行2向上升高主动脉跟部压力，增加大脑及冠脉血流灌注，小部分血流被挤向下肢和肾脏，轻度增加外周灌注 ，从而改善冠脉灌注和微循环灌注，减轻心肌缺血。3、在等容收缩期主动脉瓣开放前瞬间快速排空气囊，产生“空穴”效应，降低心脏后负荷、左心舒张末期容积及室壁张力，减少心脏做功及心肌氧耗，增加心排量10-20%。SHOCK、NRMI等研究表明，结合血运重建，IABP能降低心源性休克的住院期间的死亡率，在SHOCK研究长期随访中，其死亡率改善长期存在。SHOCK II研究提出IABP不能降低心源性休克患者的总体死亡率和心血管死亡率，但其入选标准、治疗交叉和置入时机存在一定争议。部分学者认为，由于缺乏血流动力学指标，该研究入选的患者并非真正的心源性休克，或者是比较轻度的休克患者，低估了IABP得效果。此外，该研究中非IABP组患者有相当比例在研究过程中使用了IABP，而且置入的时机延迟，也一定程度上干扰了研究结果。　　

IABP作为简单辅助循环装置，存在一定的局限性。IABP极大的局限性是不能主动辅助心脏，心排量增加依赖自身心脏收縮及稳定的心脏节律，且支持程度有限，对严重左心功能不全或持续性快速型心律失常效果欠佳。IABP不适用于股动脉较细或动脉粥样硬化严重的女性或者老年患者。而且，IABP放置时间过长会引起肢体缺血、血小板减少、下肢深静脉血栓形成等并发症。　　

<!--[if !supportLists]-->二、<!--[endif]-->体外膜肺氧合（ECMO)　　

ECMO是走出心脏手术室的体外循环技术。其原理是将体内的静脉血引出体外，特殊材质人工心肺旁路氧合后注入患者动脉或静脉系统，起到部分心肺替代作用，维持人体脏器组织氧合血供。ECMO的基本结构包括：血管内插管、连接管、动力泵、氧合器、供氧管、监测系统。　　

氧合器：又称人工肺，其功能是将非氧合血氧合成氧合血，又叫人工肺。ECMO氧合器有硅胶膜型与中空纤维型两种。硅胶膜型膜肺相容性好，少有血浆渗漏，血液成分破坏小，适合长时间辅助。例如支持心肺功能等待移植，感染所致呼吸功能衰竭。其缺点是排气困难，价格昂贵。　　

动力泵：又称人工心脏，作用是形成动力驱使血液向管道的一方流动，类型心脏的功能。临床上主要有两种类型的动力泵：滚轴泵、离心泵。　　

ECMO区别于传统的体外循环有以下几点：ECMO是密闭性管路无体外循环过程中的储血瓶装置，体外循环则有储血瓶作为排气装置，是开放式管路；ECMO由于是由肝素涂层材质，并且是密闭系统管路无相对静止的血液。激活全血凝固时间(ACT)120-180S，体外循环则要求ACT≧480S；ECMO维持时间1-2周，有超过100天报道，体外循环一般不超过8小时，体外循环需要开胸手术，需要时间长，要求条件高，很难实施。ECMO多数无需开胸手术，相对操作简便快速。ECMO在国内外应用有很多临床经验，国际上已有规范的ELSO组织及ECMO注册研究，整体来说，小儿成功率高，呼吸辅助成功率高，心脏辅助或ECPR成功率相对较低，时机选择及并发症的管理是ECMO成功的关键。　　

工作方式：1.V-V ECMO经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除CO2后泵入另一静脉。通常选择股静脉引出，颈内静脉泵入，也可根据患者情况选择双侧股静脉。原理是将静脉血在流经肺之前已部分气体交换，弥补肺功能的不足。V-V转流适合单纯肺功能受损，无心脏停跳危险的病例。2.V-A ECMO 经静脉将静脉血引出到氧合器氧合并排除CO2后泵入动脉。成人通常选择股动静脉；也可开胸手术动静脉置管。V-A转流是可同时支持心肺功能的连接方式。V-A转流适合心功能衰竭、肺功能严重衰竭并有心脏停跳可能的病例。由于V-A转流ECMO管路是与心肺并联的管路，运转过程会增加心脏后负荷，同时流经肺的血量减少。长时间运行可出现肺水肿甚至粉红色泡沫痰。这也许是ECMO技术早期对心脏支持效果不如肺支持效果的原因。当心脏完全停止跳动、V-A模式下心肺血液滞留，容易产生血栓而导致不可逆损害。　　

ECMO方式的选择是要参照病因、病情，灵活选择。总体来说V-V转流方法为肺替代的方式，V-A转流方法为心肺联合替代的方式。心功能衰竭及心肺衰竭病例选V-A模式；肺功能衰竭选用V-V转流方式；长时间心跳停止或严重泵衰竭病人加用左心引流模式。而在病情变化过程中还可能不断更改转流方式。例如在心肺功能衰竭急救过程中选择了V-A转流方式，经过治疗心功能恢复而肺功能还需要时间恢复。为了肺功能的快速恢复转为V-A模式。不合理的模式选择则可能促进原发症的进展，降低成功率；正确的模式选择可对原发症起积极作用，提高成功率。　　

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<!--[if !supportLists]-->三、<!--[endif]-->经皮左心室辅助装置(LVAD)------Impella及TandemHeart系统　　

IABP仅能改善已存在的循环动力，而LVAD是一个可提供动力的血泵，其效能较IABP高6-8倍，能有效替代心脏功能的80%以上，泵血能力可达4-5L/min。左心辅助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。　　

目前逐步发展了经皮左心室辅助装置，主要有两种：Impella系统及TandemHeart系统。　　

    TandemHeart系统由三个部分组成：TandemHeart泵、套管组件和控制器，通过股静脉插管穿过房间隔插管到左房，抽取左房的血液到外周动脉（一般为股动脉）再逆灌至腹主动脉和胸主动脉。国外有研究〔8-9〕显示，与IABP相比，TandemHeart系统有助于改善患者的血流动力学参数，但30d患者的病死率与IABP辅助治疗无显著差异，并且TandemHeart系统并发症相对较多，主要有心包填塞、穿刺部位大出血、血栓、栓塞、心律失常、肢体缺血和败血症的风险。TandemHeart系统禁忌症包括明显的右心衰竭、室间隔缺损、主动脉瓣关闭不全及周围血管疾病。　　

     Impella系统由体外控制装置及一根导管组成，导管经股动脉穿刺插管逆行进入左心室，导管前端放在主动脉瓣下，有一笼状的血液流入口，导管位于升主动脉段，有血液流出口，流入口和流出口之间有一内置微型轴流泵，通过内置导线与体外控制器连接，从左室抽取血液经微型轴流泵泵入升主动脉，建立左心室-升主动脉引流途径。目前经皮Impella系统有2种规格：1、Impella 2.5  (004413)，股动脉穿刺，流量2.5L/min，2、Impella 5.0 ，股动脉切开，流量5L/min，前者导管前段直径12F，可经13F普通动脉鞘管送入，极大流量2.5L/min,后者外径21F，需动脉切开植入，极大流量5.0L/min,因后者损伤大，故临床常用前者。从国际上随机临床研究及注册研究的结果来看〔10-12〕，目前国际上应用相当成熟，逐步在外科术后心源性休克、爆发性心肌炎、急性心肌梗死后心源性休克、右心功能不全、高危PCI及射频等情况下应用，国内引进不长，尚未获得SFDA批准。目前国际上对Impella的共识是能够提供足够的心排量以维持血流动力学稳定，但并未改善患者早期死亡率，因此指南不推荐作为心源性休克患者的首选治疗，但可以作为有后续治疗手段的“桥接”治疗。相对于TandemHeart系统，Impella系统并发症较少，主要有少量出血、导管位置不好、功能性二尖瓣关闭不全、穿刺部位感染、溶血等，Impella系统的禁忌症包括周围血管病变、主动脉瓣机械瓣和严重主动脉瓣钙化。　　

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 四、小结　　

     心源性休克及难治性心脏骤停死亡率高，治疗难度极大，需要结合辅助循环技术及后续治疗手段，方可降低死亡率。尽管心脏辅助装置对于患者早期死亡率的影响仍存在争议，但仍然能有效改善患者血流动力学及代谢参数，而且紧急状态下危重病人如果没有稳定的血流动力学根本不可能有机会进行后续治疗并生存，从此角度考虑心脏辅助循环技术仍有其巨大意义。IABP由于简单、快捷、费用相对低，仍然是我们治疗心源性休克(特别是缺血性)的主要手段，尽管欧美指南的推荐均已降级。Impella系统虽然在欧美临床应用已非常成熟，但在中国仍缺乏实际经验，有待不断推广和实践。TandemHeart系统由于操作较为复杂且并发症较多，目前不宜推广应用。ECMO作为心肺辅助工具，相对于其他几种心脏辅助系统，在心脏骤停及肺衰竭方面有着不可替代的作用，而且国内多个心外科均已开展并取得成功经验，值得借鉴和推广。极后，合适时机及并发症处理影响预后，因此非常重要。