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第三讲 心脏辅助治疗和应用
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第三讲 心脏辅助治疗和应用
吴信 辅助循环是用机械方法部分或全部代替心脏作功，维持人体血液循环以保证机体脏器血液灌注，使衰竭的心脏赢得时间，得以恢复功能，或等待取得合适的供体心脏，进 行心脏移植。辅助循环具有多种形式，具体见表18 -1。 近年，尽管心血管病的药物研究取得了可观的进展，但是目前仍有不少心脏病患者并非由于心脏病变进入不可逆的终末阶段而死亡，而是由于某些因素作用下心脏病变恶化，或由于心脏手术后、畸形或病变的心脏加上手术创伤和心肌缺血损害未能适应改变了的循环状态，导致泵衰竭、循环紊乱，肺、脑、肾等重要器官功能障碍，从而使心力衰竭加重，构成恶性循环，导致死亡。在这种危急情况下，现有的药物治疗效果往往不满意。五十年代以来，许多学者探讨各种机械辅助循环的方法，以促使其病程逆转。其作用包括：①维持全身有效血液循环及氧的运转，改善肺、脑、肾等重要器官的功能，使机体代谢回复或接近于正常状态；②部分或全部代替心脏工作，使心脏得以休息，耗氧减少利于康复；③增加心肌代谢，改善心肌代谢，促进心脏病变缓解和功能恢复。部分心脏病患者心脏病变已不可逆，需要心脏移植，但由于供体心脏来源受限，许多患者在等待供体心脏期间死亡，这些患者需要心脏辅助，维持循环，等待心脏移植。 为达上述目的，不同类型的辅助循环装置相继问世，其中一部分经动物试验及临床应用的证明效果确切，目前临床应用广泛的是主动脉内球囊反搏（IABP），应用较多的是左室辅助装置（LVAD）及体外循环膜肺支持疗法（ECMO）。 药物对衰竭的心脏具有辅助作用，但也具有副作用，当心衰严重到一定程度时无能为力。儿茶酚胺类药物能增强心肌收缩力，提高血压，增加心肌供血，但也增加心脏射血阻力和心肌耗氧量，从而加重心肌缺血坏死，导致病情加重，形成恶性循环。扩血管药和β－受阻滞药，能降低心脏射血阻力，减少心肌耗氧量，但也降低血压而减少心肌供血，在血压低的情况下不能应用，IABP具有上述两类药物的优点，即增加心脏氧供，又减少氧耗。与药物疗法相比限制病人活动，且价格较高，为其不足之处。 心室辅助装置可以进行容量置换，在心脏停跳和心室纤颤的情况下也可维持循环；IABP需要心脏有一定的功能，收缩压维持在6.6kPa(50mmHg)以上，才能发挥有效作用。心室辅助装置对抗凝要求严格，破坏血液成分，长时间应用，常造成患者不可控制的广泛渗血、感染等并发症而死亡；而IABP对抗凝要求不严格，对血液几乎无破坏作用。所以心室辅助装置仅用于IABP无效的重症患者。ECMO与LVAD相比，不但可辅助心脏，还可进行气体交换，适用于心肺衰竭的患者，但对于血液的破坏更重，对抗凝要求更高。 当患者出现心衰，低心排综合症时，首先应用药物辅助，包括补足血容量，纠正酸中毒和电解质紊乱，应用钙剂和洋地黄制剂、儿茶酚胺类药物和扩血管药物及磷酸二酯酶Ⅲ抑制药，上述常规疗法无效，应用IABP，IABP无效，则考虑应用心室辅助装置（图18－1） RVAD右室辅助装置BVAD双室辅助装置 TAH全人工心脏 【1】【2】【3】【4】下一页 第三讲 心脏辅助治疗和应用 吴信 第一节 主动脉内球囊反搏 主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump,IABP）是机械辅助循环方法之一，系通过动脉系统植入一根带气囊的导管到降主动脉内左锁骨下动脉开口远端，在舒张期气囊充气，在心脏收缩前气囊排气，起到辅助衰竭心脏的作用。 1952年Kantrowitz实验证明，血液从股动脉吸出，舒张期回注入冠状动脉可增加冠脉血流量，后来虽然不曾见到这种方法有什么实际应用，但它为各种反搏技术提供了理论基础。60年代初Clauss等开始探索主动脉内反搏方法，他们将一根导管插入主动脉内，在心脏舒张时将一部分血液打回主动脉内，减低动脉收缩压，增加舒张压，这一技术在动物实验和临床试用证实是有效的，但存在着血液机械性破坏，由于股动脉和主动脉根部的延迟时相，妨碍有效的减低心脏后负荷和提高舒张压，在心源性休克时由于动脉血管供血不足，血液引出困难，而不能实际应用。此后，Moulopoulos等人研制了主动脉内气囊泵，利用气囊的充气与排气，取得了与Clauss相同的"反搏"效果。经不断研究改进，1967年Kantrowitz首先用于临床治疗心源性休克，随后Buckley、Mueller、Bregman等报告了令人鼓舞的应用效果。经过多位学者的努力，装置不断改进，积累了丰富的临床经验，成为重症心脏病人治疗必不可少的方法。 一、辅助作用原理 心脏舒张期，气囊迅速充气，主动脉舒张压升高，冠状动脉流量增加，心肌供氧增加；心脏收缩前，气囊迅速排气，主动脉压力下降，心脏后负荷下降，心脏射血阻力减少，心肌耗氧量下降。 二、装置 （一）气囊导管 气囊导管为一次性使用，导管末端边连一聚氨酯材料制成的气囊，气囊形状有单囊、双囊两种，目前应用的多为单囊。导管有单腔、双腔两种，单腔只能通气，双腔除通气外还能监测动脉压，插入引导钢丝，注入造影剂，确定血管是否狭窄及气囊位置，还可采集动脉标本。根据气囊充气量多少，有2.5、5、7、9、12、20、25、35、40、50ml等不同容积，供不同体重的儿童和成人选用。 （二）反搏机器 为气囊导管的驱动部分，由监测、调控、动力部分组成。监测部分可以通过屏幕显示患者心电图、动脉压及波形；动力部分由气体压缩机和真空泵组成，使气体（氦气或二氧化碳）充进气囊和排出；调控部分根据监测的心电、动脉压触发反搏，使驱动反搏与心跳同步。 IABP自应用于临床，驱动装置和气囊导管不断改进提高，趋于操作更加简单方便。驱动装置自动化程度提高，更加安全，DataScope 97 、Kontron M7000都是如此，普遍采用微机技术，在人给予的参数下，自动识别心电或压力信号，并自动调控充排气时相，达到最佳反搏效果，操作键钮由原来的40多个减少至现在的10几个，机器体积减小，重量减轻。气囊导管70年代为经人工血管植入，80年代研制出经皮穿制导管，但气囊为卷绕式，要人工旋转才能打开。80年代末改为折叠状，可自动打开，但要经穿刺鞘管植入，近年来研制了经皮穿刺无鞘管气囊导管，适用于股动脉细的患者，可避免或减少穿刺部位远端缺血，这些改进使气囊导管植入更加简单方便，置入操作时间由原来的30分钟减至现在的5分钟。 三、适应证及禁忌证 （一） 适应证 1、高危因素心脏患者手术中预防性应用，如瓣膜病人术前 心功能IV级，冠状动脉血流重建术前EF<0.3。 2、 心脏手术后脱离心肺机困难。 3、 心脏手术后低心排综合征。 4、 缺血性心脏病，急性心肌梗塞并发心源性休克；机械性并发症室间隔穿 孔，二尖瓣返流；顽固性心绞痛；顽固性严重心律失常；冠状动脉造影，PTCA，冠脉溶栓及外科手术前后的辅助。 5、 心脏移植前后的辅助。 6、 体外循环手术中产生搏动性血流 。 （二） 应用指征 1、多巴胺用量>10μg/kg·min,或并用两种升压药，且血 压仍有下降趋势。临床工作中我们体会到不同病种有所区别，风湿性心脏病、先天性心脏病术后多巴胺用量虽然大于10μg/kg ·min，但病情稳定，尿量好，可密切观察，暂不用IABP；冠心病术后多巴胺用量虽不足10μg/kg ·min，但心率大于120次 /分，应及早应用IABP。 2、心脏指数 <2.OL/m2·min。 3、平均动脉压<6.67kPa(50mmHg)。 4、左房压>2.67kPa(20mmHg)。 5、CVP>1.47kPa(15cmH2O)。 6、尿量<0.5ml/kg·h。 7、末梢循环差，手足凉。 8、精神萎靡，组织供氧不足，动脉或静脉血氧饱和度低。 一有指征，应尽早应用，如果犹豫不决，待病情进一步恶化多脏器衰竭后再用， 就会影响抢救效果，患者很难存活。 （三） 禁忌证 1、绝对禁忌证 较重的主动脉瓣关闭不全；主动脉窦瘤破裂；主动脉动脉瘤；脑出血。以上 疾病应用IABP会使病情加重，甚至危及生命。 2、相对禁忌证 不可逆的脑损伤；心内畸形纠正不满意，有转移的肿瘤。 四、 气囊导管的选择 选择合适大小的气囊导管非常重要，气囊太小会降低辅助效果，气囊过大，不 能正常扩张，易于疲劳破裂，并且破坏血液成分，有造成动脉壁损伤的危险。气囊导管的选择标准是气囊充气后阻塞主动脉管腔的90％～95％，气囊容积大于心脏每搏量的50％。按照标准，根据患者身材大小选择合适的气囊导管，身高大于180cm，选择50ml气囊导管；身高165cm～180cm，选择40ml气囊导管；身高小于165cm选择35ml气囊导管，儿童根据体重酌情选择。 五、植入与撤除方法 （一） 股动脉切开法 现已被经皮穿刺法取代，该法只用于成人穿刺法失败或 儿童。 1、 植入方法 选择股动脉搏动较强的一侧，局部消毒铺巾，0.5％普鲁卡因或0.5％～1％利多卡因局部麻醉，自腹股沟韧带下缘开始在股动脉表面作长约10cm的皮肤切口，游离股动脉及其分支并阻断，纵行切开股动脉 约1～1.5cm，取一段内径10mm或8mm，长5cm预凝的人工血管，近端剪成45℃的斜面，用4-0或 5-0prolene线连续吻合于股动脉，开放股动脉远端阻断钳，检查吻合口有无漏血，如有漏血应补针缝合。测量切口至胸骨角距离为气囊导管插入长度，用丝线在导管上结扎作标记，以止血钳提起人工血管边缘，插入气囊，用手捏紧人工血管控制出血，双重结扎人工血管，防止漏血。也可将气囊导管套入人工血管后植入，开始反搏后再吻合人工血管。 在紧急情况下，股动脉作荷包缝线，气囊导管套入人工血管后，从荷包缝线中插入股动脉，立即开始反搏，如影响下肢血液供应，则吻合人工血管。 2、撤出方法，拆开皮肤缝线，剪开人工血管结扎线，气囊充入少量气体后 拔出，拉出可能存在的栓子，喷出少量血液，冲出凝血块，钳夹人工血管根部，剪短人工血管，对端连续缝合，用抗生素或有机碘液反复冲洗后缝合皮肤。 （二） 经皮穿刺法 为目前常用的方法，操作简便，适用于手术室、ICU 、病房、导管室。 1．植入方法 腹股沟区皮肤消毒铺巾，局部麻醉，动脉穿刺针刺入股动脉， 通过穿刺针芯将引导钢丝送入股动脉，保留引导钢丝，退出穿刺针，在引导钢丝旁作皮肤小切口，沿引导钢丝将扩张器送入股动脉，扩张血管退出扩张器以手压迫皮肤控制出血，沿引导钢丝将带管芯的鞘管送入股动脉，将其保留在动脉内准备气囊导管，气囊导管接上单通，用注射器抽净气囊内气体，使气囊膜紧密的贴附到一起，从盘内将其抽出，保留单通，将气囊在生理盐水内浸湿起润滑作用，退出管芯，沿引导钢丝将气囊导管通过鞘管腔送入股动脉直至预定位置（主动脉内左锁骨下动脉开口远端2cm，外撤鞘管，体内保留12cm鞘管，如体内保留过多鞘管，气囊不能完全退出鞘管，不能正常充气排气。固定鞘管和气囊导管，撤去单通，导管连接至反搏机器，开始反搏。 无鞘管经皮穿刺植入气囊导管法，与上述方法相似，只是退出血管扩张器后， 用血管钳扩张皮下组织，不送入带扩张器的鞘管，而直接将气囊导管沿引导钢丝送入股动脉。 2．撤出方法 用注射器吸净气囊内的气体，将气囊拔至鞘管（不拔出），一 手压迫股动脉穿刺点下方，一手拔除鞘管及气囊，喷出少量血液，冲出可能存在的栓子，用手指局部压迫30分钟，加压包扎24小时。 （三） 经胸升主动脉植入法 适用于股动脉不能植入气囊导管或心脏手术过 程中。 1、 植入方法 用主动脉侧壁钳夹住部分升主动脉脉侧壁 ，将直径10mm，长 约20cm的人工血管与主动脉切口作端侧吻合，插入气囊导管，结扎人工血管远端，并使之固定于胸壁皮下。 2、 撤出方法 拆开皮肤缝线，取出气囊导管，结扎或缝合人工血管远端，将 其包埋于皮下。 以上三种方法，可根据医院条件和病人情况酌情选择，无论选用那种方法，最好在X光监测下送入导管，如无X光监测，送入导管后应尽管快拍X光片，以确定导管位置是否合适。 六、抗凝 气囊材料系血液相容性好的聚氨酯制成，所以抗凝要求不严格，血栓形成多由于停搏所致。术后心包、纵隔引流管未拔，渗血多，可暂时不用抗凝药。术前应用或术后渗血少。可应用肝素0.5～1mg/kg，4~6小时静注一次，使 ACT 维持在150～200秒。 七、反搏机器的操作 反搏机器种类不同，操作规程也不同，应用前要仔细阅读说明书，熟练掌握其性能及操作规程。 反搏机的一般操作程度如下： （一） 监测动脉压及波形 可通过桡动脉穿刺，应用双腔气囊导管者可通过导管测压，观察动脉压力波形 变化，根据动脉波形调整反搏时相。 （二） 连接心电图 选择R波高尖，T波低平的导联，触发反搏，并观察心率、心律变化。 （三） 调整反搏时相 使气囊在舒张期相当于重搏波切迹处充气，使舒张压高 于收缩压，在心脏收缩前排气，使舒张末压比对照值低0.65～1.3kpa(5～10mmHg)。调整好反搏时相非常重要，是获得最佳辅助效果的关键；否则，会降低辅助效果，甚至有害。充气过早，主动脉瓣尚未关闭，阻碍心室排空，加重心脏负担；充气过迟，减少舒张压升高时间，减少冠状动脉血流增加，辅助效果减低；排气过早，同充气过迟，辅助效果减低；排气过迟，左室收缩时，气囊尚未排气，增加心脏射血阻力，增加心肌耗氧量。 操作者应熟悉机器性能及操作，密切注意血流动力学变化及辅助效果，分析动脉压力曲线是否达到最佳辅助效果，根据病情变化及心率快慢随时调整。 八、辅助有效的表现 应用IABP后要密切观察反搏效果及病情变化，辅助有效的表现为 （一）动脉压力波形改变 舒张压升高，大部分舒张压高于收缩压，但有时血管张力低，心率过快（>120次/分）或血容量不足，舒张压虽升高，但略低于收缩压，也有辅助效果；收缩压及舒张未压下降。 （二）临床情况改善 1、升压药用量逐渐减少。 2、心输出量增加。 3、血压逐渐回升。 4、心率、心律恢复正常。 5、尿量增加。 6、末梢循环改善，手脚变暖。 如果用IABP后病情无改善，甚至恶化，应进一步查找原因，采取其他措施。 九、应用失败的原因 应用IABP者部分失败，常见的原因有： （一）应用太晚 医生试图用药物纠正心衰，对应用IABP犹豫不决，低血压时间长，组织缺氧，造成多脏器不可逆性衰竭。 （二）病情过重 IABP在心脏具有一定的收缩功能和维持一定血压的情况下才有效，动脉收缩 压不能低于6.6kpa(50mmHg)。心室收缩力甚差者需要心室辅助装置。 （三）存在机械性因素 如先天性心脏病畸性纠正不满意，冠状动脉搭桥后主要桥阻塞，如应用IABP 无效，应分析其原因，如怀疑畸性纠正不满意，应尽快做床旁超声检查，，明确原因后应尽早再次手术，否则患者不能存活。 （四）撤除过早 患者病情有所恢复，但尚未稳定，撤出IABP后又重新恶化。这种情况应及时再次植入气囊导管，进行辅助。 十、提高辅助效果的其他措施 尽管IABP疗效优于目前应用的任何药物，但IABP不能替代常规疗法，下列措施对于提高辅助效果是必要的。 （一）保持血容量平衡 既要补足血容量，预防低血压及心率过快，又要针对术后组织间隙水潴留，防止过多的体液进入血液循环后造成循环血量过多，加重心脏负荷。 （二）纠正酸中毒 低心排综合征，组织灌注不足，易致代谢性酸中毒，影响心肌收缩力，应给予碳酸氢纳纠正。 （三）纠正心律紊乱 心率过快（>120次/分）和心律不齐都影响辅助效果， 要针对不同原因，给予纠正，心率快为低血容量所致者要补足血容量，应用西地兰、β受体阻滞剂、钙拮抗剂；心房纤颤，且心率较慢者，应用心脏起搏器。 （四） 应用正性肌力药物 维持一定的动脉压和血管张力，有助于提高反搏 压，升压药只能根据血压回升情况逐渐减量，不能减得过快或骤停用药。 十一、停用指征 患者经IABP辅助，心功能恢复，可逐渐减少反搏频率1:1、1:2、1:3。并密 切观察病情变化，如病情稳定，可停反搏机并立即撤除气囊导管，切不可停搏后留 在体内观察，这样易致血栓形成，下列情况，可以考虑停用IABP。 1． 多巴胺用量<5μg/kg·min,且依赖性小，减药后对血流动力学影响小。 2． 心指数>2.5L/m2·min. 3． 平均动脉压>10.67kPa(80mmHg). 4． 尿量>1ml/kg·h. 5． 手足暖，末梢循环好，意识清醒，问答正确。 6． 已撤除呼吸机且血气正常。 7． 减少反搏频率时，上述指标稳定。 十二、并发症 据文献报道，应用IABP并发症发生率高达13.5-36,某些并发症可延长患者住院时间，严重者如动脉穿孔，下肢缺血可致死致残。我院应用IABP的132例中，14例发生并发症，占10％（表18-2）。因此，了解并发症发生的原因，采取预防措施，减少并发症的发生，发现并发症及时正确的处理，对于提高抢救成功率非常重要。 （一） 下肢缺血 为多见的并发症 1、原因 血管痉挛；气囊导管或鞘管粗，股动脉细，或股动脉粥样硬化造成的 狭窄，阻塞股动脉；气囊导管或鞘管周围血栓形成；经皮穿刺者，血管片形成活瓣；血栓脱落栓塞。 2、表现 缺血肢体疼痛，肌肉痉挛，颜色苍白，变凉,足背动脉搏动消失。 3、 预防 选择搏动较好的一侧股动脉植入气囊导管；选择合适的气囊导管， 应用无鞘管经皮穿刺气囊导管，以防阻塞股动脉血流。适当抗凝。持续反搏，不能停、搏交替，以防停搏时在气囊表面形成血栓，在搏动时脱落。注意下肢脉搏、温度、颜色变化，发现情况，及时处理，否则有造成下肢缺血坏死的危险。 4、 处理 手术取出脱落的栓子，如心功能稳定，则拔出气囊；如病情不稳， 采用人工血管搭桥术，即人工血管将髂动脉或对侧股动脉的血液引流到阻塞部位的远端，或取出气囊导管后在对侧重新植入股动脉。如下肢因缺血肿胀严重，应行筋膜切开术减压，如下肢已经坏死，应行截肢手术，以防毒素吸收导致肾衰。 （二）、感染 切开植入法多见，经皮穿刺法发生较少。 1.原因 紧急情况下操作，消毒不彻底。 2.预防 注意无菌操作，全身及切口局部用抗生素。 3.处理 局部换药，如感染经久不愈，取出残留的人工血管，以滑线缝合血管壁。 （三）、出血和血肿形成 1.原因 切开法人工血管吻合口缝合不严，股动脉或血管分支损伤，止血不彻底。经皮穿刺法导管植入时血管壁撕裂或拔除后加压压迫不够，形成血肿。 2.预防及处理 人工血管吻合要严密；体外循环后，暂不用抗凝药；腹股沟局部加压包扎或沙袋压迫止血，血管损伤较重者应外科修复。出血多者应输血。 （四） 管插入夹层 1.原因 动脉迂曲，动脉内膜有癍块狭窄、内膜不平。患者不能平卧，动脉形成 角度。植入气囊导管时过度用力。 2.表现 如仅仅导管进入夹层，血液未进入夹层，夹层不限制气囊扩张，反搏效果与气囊在主动脉腔内时相似，只在尸检和动脉造影时发现。如气囊扩张受限，则有气囊充气不全的表现。如血液进入夹层形成夹层动脉瘤，动脉瘤压迫重要脏器动脉开口，造成相应脏器缺血衰竭，如肾衰。 3.预防 切开法植入导管时认清解剖层次，先吻合人工血管后插入气囊导管，经皮穿刺法植入时，穿刺针回抽血液通畅，以保证穿刺针在血管腔内，植入导管时动作轻柔，不可过度用力，如遇阻力，应旋转导管植入、停止植入或经升主动脉植入。 4.处理 如怀疑导管进入夹层，应该做血管造影，经证实后要立即撤出导管。但往往患者病情严重，转运到导管室作造影比较困难。夹层动脉瘤造成脏器缺血，要急诊手术修复。 （五）、动脉穿孔 1.原因 同导管插入夹层。 2.表现 患者腰背疼痛，不可解释的低血容量、低血压，腹主动脉、髂动脉穿孔表现为局部隆起。 3.预防 参考导管插入夹层的预防。 4.处理 快速输血，维持血压，急诊手术。 （六）、导管插入困难 1. 原因 小体重或儿童股动脉细，动脉痉挛，动脉扭曲，动脉腔内狭窄。 2. 处理 选较细的气囊导管，用引导钢丝植入， （七）、气囊破裂 1.原因 在插入气囊导管时，尖锐物擦划气囊；动脉粥样硬化癍块刺破气囊；动脉内壁有突出的硬化癍块，气囊未全部退出鞘管或植入锁骨下动脉内形成折曲，折曲部位膜易折破裂。 2.表现 反搏波形消失,导管内有血液吸入。 3.预防 应用前常规检查气囊有无破裂,气囊不要接触尖锐、粗糙物品，送入气囊导管后，鞘管要部分撤出，体内保留12cm，气囊送至合适位置。 4. 处理 一旦发生，要立即拔出气囊导管，否则进入气囊内的血液凝固，气囊 将无法拔出，只能通过动脉切开取出。 十三、 效果 在临床实践中我们体会到，IABP的效果优于目前应用的任何药物，是抢救重症 心衰的有效手段，阜外医院资料，应用IABP抢救132例重症心衰患者，83例（62％）有效并脱离反搏机，13例死于再次心衰 、脑死亡、动脉瘤破裂等并发症。70例（53％）治愈出院，如不应用IABP，这些患者很难存活。IABP对于各种心脏病术后低心排都有效，但以冠心病效果最好，风心病次之，先心病效果较差（表18-3）这与各类心脏病发生心衰的病理生理和病理解剖不同有关。 总之，IABP对于衰竭的心脏是一种强有力的辅助措施，疗效优于目前应用的任何药物，用常规疗法治疗无效应及早应用IABP。部分患者可以发生并发症，最严重的是血管并发症，但如果正确应用IABP，采取预防措施，可减少并发症的发生率。 【1】【2】【3】【4】下一页 返回 返回 第三讲 心脏辅助治疗和应用 吴信 第二节 心室辅助装置 即心脏辅助泵（heart assist pump）,可进行容量置换，将血液由静脉系统或心脏泵入动脉系统，能部分或全部代替心脏作功。 一、 心室辅助泵的种类 经过40余年的研究，已有数十种心脏辅助装置问世，按结构与性能大致分为 转子泵（roller pump）、离心泵（centrifugal pump）、气动泵(pneumatically assist pump)及电动泵(electrically powered pump)。根据是否为搏动性血流分为：搏动性与非搏动性血泵，转子泵和离心泵为非搏动性血泵，气动泵和电动泵为搏动泵。根据血泵植入部位分为：体内（胸部、腹部），体外血泵。根据血泵应用目的，可分为短期应用和长应用（>3月）短期应用多作为心脏可逆性损伤的临时辅助，长期应用为心脏不可逆性损伤等待心脏供体的长期辅助。转子泵和离心泵只作短期应用，只能植在体外，电动泵多作为长期应用，植入腹内，患者可以自我护理、活动。气动泵即作为短期也作为长期辅助。 不论那种血泵基本有四部分组成：①血泵；②驱动系流；②监测调控系统；④ 能源。 血泵：是辅助心脏的重要部分，它的作用是辅助自然心脏推动血液循环，维持 脏器血液灌注。 驱动系统：是推动血泵作功的部分，有气体驱动，电机驱动，电液驱动。 监测调控系统：监测血流动力学变化，根据需要调节泵流量、泵率、泵律。 能源：目前应用最多的是交流电，少部分用电池，核能尚处于研究阶段。 二、辅助泵的标准 自然心脏是经过亿万年不断进化而来，人工心脏只有40多年的历史，所以目前尚无理想的辅助泵，理想的长期辅助泵应符合下列标准： （一） 可产生有效的血液动力学效应，流量可随需要而调节，美国国家心肺血 研究院制定的长期辅助泵标准是：在安静状态下当泵率75～100次/分时，泵血量达到4－7升/分；在平均充盈压≤15mmHg，泵率≤120次/分，动脉压≥120mmHg时，泵血量应≥10升/分。 （二） 血泵组成材料对组织和血液相容性好，不引起血栓，不破坏血液成份（血 细胞、血浆蛋白酶），无免疫反应，不致癌，无毒性。 （三） 结构设计合理，腔内不形成死角，涡流、滞流，血流要完全冲刷壁各内 面，流入流出口压力阶差小。外部结构要与植入部位的解剖形态相适应，即要有一定的容积 ，又不压迫其它脏器。 （四） 泵体耐久，不易损坏，性能安全可靠，隔膜或泵囊柔韧性好，有较高的 抗张强度和耐曲挠性，不漏血，不漏气。 （五） 操作简单，易于植入和去除，对患者创伤小。 （六） 病人易于耐受，装置轻便，患者有一定的活动度，长期应用，患者可进 行自我护理。生活质量好。 三、辅助泵的作用及机理 通过动物实验和临床应用证明，心室辅助装置的主要作用是： （一） 通过容量置换，减低左室前负荷，减低左心室及主动脉收缩压，提高主 动脉舒张压，从而减低张力时间指数（TTI）和每搏作功指数，减少心肌氧消耗，增加舒张压力时间指数（DPTI），增加心肌氧供需比率（DPTI/TTI），Pennock的实验结果表明，转流量与心肌消耗量呈非线性关系，当转流80％时，氧消耗量仅减少15％，而全部转流可减少氧消耗50％。Pierce报道，左房引流量85％时，能减少氧耗量22％，全部转流可减少氧耗量41％。 （二） 单用左室辅助，在室颤的情况下，可维持体循环。Nessler等人用动物 实验证明，在室颤的情况下，用双室辅助，可维持动脉压80/35mmHg,肺动脉压28/11mmHg;单用左室辅助可维持动脉压70/30mmHg,肺动脉压20/15mmHg。 （三） 减少或停止缩血管药物的应用，改善全身组织脏器灌注，使缺血、缺氧 造成的脏器损害得到恢复。 （四） 打断和逆转低心排造成的恶性循环；低心排--组织脏器灌注不足--机 体酸中毒--心脏收缩力下降--加重低心排。 （五） 通过降低左室舒张未压，左房压，减少肺淤血，有利于氧的交换，改善 低氧血症。 （六） 减少心肌梗塞的面积，Frank的实验表明，辅助循环使梗塞面积明显减 少（对照组：辅助组＝21.6％：10.4％）。Laks报道，以可以减少心肌梗塞的54.2％；Pennock报道可减少梗塞面积的54.5％。 四、 心室辅助泵的适应症 （一） 心脏手术后，不能脱离心肺机，或术后严重心衰，药物及IABP治疗无 效的患者。 （二） 作为心脏移植的桥梁，同种异体心脏受到来源的限制，辅助泵可用于 心脏病末期一时找不到供体心脏的临时措施。心脏移植后，心衰的辅助。 （三） 急性心肌梗塞心原性休克应用IABP无效，或严重动脉粥样硬化，不能应用IABP的患者。 （四） 各种急性严重心衰的辅助，如急性心肌炎导致的心力衰竭。 （五） 重症冠心病患者，行冠状动脉搭桥术时，应用左室辅助，即可维持循 环，又避免了心肌缺血对心肌进一步的损害。 各种原因导致的急慢性心衰出现下述指标可考虑应用心室辅助装置：心指数（CI）≤1.8L/min/m2，动脉收缩压≤11.97KPa （90mmHg）左房压≥2.66KP （20mmHg)，体循环阻力>2100dyn/s/cm-5，成人尿量少于20ml/小时。 五、 辅助泵的主要并发症 （一） 出血，为开心手术后辅助早期死亡最常见的原因，由于长时间体外循 环，血液成份破坏，凝血物质消耗，可导致脏器出血和切口创面广泛渗血，有的需再次开胸探查止血。 （二） 多脏器衰竭，为开心手术后辅助晚期死亡常见原因，可累及脑、肾、肝、 肺。主要原因是应用心室辅助前低心排时间长，脏器灌注不足，缺血乏氧所致。 （三） 血栓形成及栓塞，多为长期应用者，可致多脏器栓塞。 （四） 感染：由细菌或真菌引起的败血症，泵管引起的胸骨后感染。 六、 临床应用的辅助装置介绍 40年来曾有十几种心脏辅助装置试用于临床，有的因副作用大，效果差，已不 再应用，如德州心脏病研究所的Norman植于腹部的左心辅助装置，临床应用22例，无一例存活，该辅助泵已不再应用，有的经过不断改进，效果好，已经FDA批准应用，成为商口化出售，如宾州大学Pierce研制的气动搏动泵。有的由于其不可取代的优越性仍在应用，如转子泵（简单）Norvacor电动泵（方便）。下面介绍几种目前临床应用的辅助装置。 （一） 转子泵，转子泵由管道、转子泵头及血液过滤器组成，其 实质为体外循环机去掉氧合器，为非搏动性血流，它的优点是结构简单，操作方便，与体外循机相比对血液的破坏减轻了，但滚动泵头对血细胞仍有破坏作用，仅用于需数小时至数天的短时间心脏辅助，适用于开心术后不能脱离体外循环机的临时辅助，任何可开展体外循环的医院都可应用这种方法进行左心辅助，即将血液从左房引出然后通过转子泵注回主动脉内，这种方法临床应用已抢救成功了部分危重患者。Mount Sinai医疗中心的Litwak报告27人应用转子泵，18人脱离，9人恢复出院。纽约大学医疗中心的Rose报告72例应用转子泵，30例脱离，27例存活出院。 （二） 离心泵，为非搏动性血流、泵壳内高速旋转的叶轮产生离心力，将血 液吸入及排出，由于流量高而不需活瓣，破坏血液轻。目前应用最多的是BioMedicus泵，另外尚有Lifestream泵 、Delphin泵。 BioMedicus泵由操纵台和可调换的泵头组成泵头为锥形，内含3 个能转动的锥体，锥体转动产生之离心力可使血液自泵的底部流出，有两种规格可供选择80ml(Bp80)供成人应用最大流量达10升/分，48ml(Bp-50)供儿童应用。离心泵结构简单，使用方便，价格可以接受，适用于短期心脏辅助，也可用于ECMO，部分医院用其代替转子泵在体外循环中应用。离心泵临床应用效果良好，阜外医院外科应用离心泵救治3例冠心病术后重症心衰的患者，最长应用72小时，均病愈出院，据Noon报告，至1995年他们应用BioMedlcus泵172例，其中129例为心脏术后患者，10例进行了心脏移植，44例应用双室辅助，84（48.8％）例脱离辅助，34（20％）出院。 (三)Hemopump泵 其实质也是一种离心泵，该装置由血泵、高速马达和操纵台3部分组成，血泵属一次性应用，由左室引流管、泵体、驱动轴三部分组成，泵体在左室引流管与驱动轴之间，通过高速旋转的叶轮（15000～27000转/分）、将血液由左室引流至主动脉内，减轻左室负荷。血泵有24F、21F和14F三种规格，24F转流量可达5升/分，21F转流量为3升/分，14F转流量为1.5升/分。血泵通过股动脉或髂动脉植入，在选定的动脉吻合一段12mm人工 血管，通过人工血管将血泵逆行送入主动脉，通过主动脉瓣送入左室，行左室辅助。导管对主动脉瓣和左室不造成损伤。也可通过肺动脉送入右室，行右室辅助。该装置已用于心脏手术后左室辅助，右室辅助及双室辅助。急性心肌梗塞心原性休克及心脏移植后排斥反应的患者。美国10个心脏中心，统计表明有53例符合应用标准，41例成功的植入该装置，辅助1－194小时（平均52.8小时）、全部病人用肝素抗凝，26（63.4）例死于辅助期间或植入后，没有与泵相关的死亡，15（36.6％）例脱离血泵，13（31。7％）例仍然生存。 （四）Thoratec泵 由美国Thoratec公司生产，是体外型气体驱动搏动性辅助 泵，目前在世界范围内应用最多，效果较好，血泵、驱动及调控系统均位于体外，引流管和供血管穿过皮肤与血泵相连，可用作左室、右室或双室辅助（图18－10）血泵的外壳；为聚碳酸酯，血囊用嵌段聚氨酯制成，出入口向上呈u形各有一个人造机械瓣，内壁光滑无接缝，借压缩空气推动隔膜产生搏动性血流每搏排出量65ml。血泵有三种控制方式可选；固定频率、R波触发与心跳同步和血囊充满排空式。该泵安全有效，即可作为严重心衰的短期辅助，也可作为等待心脏移植的长期辅助。 该装置1976年临床用于救治心脏手术后心原性休克的患者，现已被FDA批 准应用，1984～1996年期间，全球已有372例病人用作心脏移植的桥梁，128例用作左心辅助，244例作为双室辅助，双室辅助者81％成功并出院，单室辅助者93％成功并出院。 （五） Novacore泵,由美国百特公司生产，该泵是由电机驱动的双推板搏动泵。 血泵为无缝聚氨酯囊袋装于钛壳内，由电流驱动的推板从相反方向同时压迫血囊，使血液输入和排出，血囊的出入口装有生物瓣膜维持血液单向流动，血泵植入左上腹部腹直肌前鞘的"袋"内，由导线与体外的调控装置相连，该装置通过引流管与左心室相连，供血管连于降主动脉，植入时需要体外循环,该装置产生的声音可对某些病人产生干扰，病人活动受调控系统的限制。目前处于研究和临床初步试用的Novacor120型，其电源和调控系统均为携带式，病人活动不受限制，按装该装置后可以出院。 该装置用于慢性心衰作为心脏移植的桥梁，1984～1996年全世界有360人植 入该装置，由于该装置尚未被FDA批准，目前该装置主要在欧洲应用。 【1】【2】【3】【4】下一页 返回 第三讲 心脏辅助治疗和应用 吴信 第三节 体外循环膜肺氧合 体外循环膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation ,ECMO）是治疗严重心肺功能不全的有效方法，1965年临床首次用于救治心力衰竭。1971年首次成功地用膜式人工肺长时间体外循环治疗一例成人呼吸窘迫综合征患者，80年代，随着膜式氧合器的不断改进和离心泵的应用，ECMO的临床应用发展迅速，日趋广泛。 一、 ECMO的作用 ECMO支持疗法是将患者的静脉血经过膜肺氧合后，经机械泵再输入静脉或动脉 系统。经过ECMO支持，改善机体的低氧血症，排出CO2。使衰竭的心肺得到休息，降低肺动脉压力，减轻心脏负荷，为心肺功能恢复赢得时间。并能避免因长期机械通气而可能发生的气压伤或氧中毒。如合并肾功能不全，也可在泵入管道口安装透析器，以减轻肾负担。 二、 ECMO的适应证 主要用于心脏术后急性重症呼吸循环衰竭者，或严重呼吸衰竭用机械通气及药 物疗法无效者。ECMO是救命的手段，其装备及操作简便，也用于床旁急救心脏骤停或严重心肌梗塞。用于急救时，可先经皮穿刺置管法紧急建立ECMO，必要时再将患者移送到手术室更换其他机械辅助。近年来，有人为避免加重心肌进一步损害，对于心力衰竭的冠心病患者在ECMO支持下行冠状动脉搭桥术。ECMO也可作为LVAD的过渡，对于高危因素的病人在ECMO支持下纠正多脏器衰竭，然后再植入LVAD。 三、 ECMO的转流方式 （一） 静脉－静脉转流 将引流管插入静脉，灌注管经股静脉插入下腔静脉，经 颈内静脉插入上腔静脉或右心房。此种方式的转流适用于单纯呼吸衰竭，有利于肺灌注和提高冠脉供氧。 静脉－动脉转流 机体的血经插入股静脉的引流管抵达下腔静脉后引流到体外，氧合后的血经插入股动脉、腋动脉、或插在升主动脉根部的输入管泵入内体。这种转流方式对心肺均有支持作用。股动脉插管时，如灌注流量过大，肺内血流减少，流速慢，对肺功能恢复不利，且可能发生肺栓塞。心肌血供仍来自受损肺进行氧合的低氧血。因此，灌注管最好插在主动脉根部，以改善心肌供氧。 右颈内静脉－颈总动脉转流。婴幼儿的股动（静）脉纤细、脆弱，如有损伤，修复较困难，因此婴幼儿ECMO支持时，用右颈内静脉－颈总动脉转方式，患儿康复后，拔出插管，如局部血管不易修复，可以将颈总动脉结扎。 四、 ECMO期间呼吸道管理 ECMO期间氧浓度减至0.3,通气频率减低，新生儿5～10次/min，成人3～5次 min。气道峰压2.45kPa(25cmH2O),使肺脏充分休息。患者需要及时清除肺内支气管分泌物，定时进行翻身、吸痰等理疗措施。 五、 ECMO的并发症 主要是血小板及血细胞破坏所产生的出血（颅内出血。）泵入体内的血液，要 经过膜肺，所以必须全身肝素化，使ACT维持在200秒左右，因此渗血较多，必须补充血小板，保持血小板在正常水平，尽量减少出血量。ECMO还可能发生血栓形成、栓塞及感染等其他并发症，均应按心肺辅助要求加以预防。 参考文献 1、 吴信，胡宝莲，张极等。心内直视术后应用主动脉内球囊反搏的初步经验。中国循环杂志，1991，6：434 2、 Class RH, Birtwell WC,Albertal G,et al. Circulatidn:I. Arterial counterpulsation. J Thorac Cardiovasc Surg, 1961,41:447 3、 Moulopoulos SD,Topaz S, Kolff W J. Diastiolic balloon pumping (with carbon bioxide )in the aorta. Mechanical assistanc to the failing Circulation. Am Heart J, 1962,63:669. 4、 Kantrowits A, Tionneland S, Freed PS, etal. Initial clinical experience with intra-aortic balloon pumping in cardiogenic shcok. JAMA, 1968,203:113 5、 Mcenany MT, kay HR, Buckley MJ et al. Clinical experience with intra-aortic balloon pmp Surport in 728 patients.Circulation, 1978,58[suppll]:124 6、 Bregman D, Casarella WJ. Percutaneous intra-aortic balloon pumping:Initial clinical experience. Ann Thorac Surg, 1980 ,,29:153 7、 Veasy G, Blalock RC, Orth Jl,et al .Intra-aortic balloon pumping in infants and children. Circulation, 1983,68:1095 8、 Kafrouni G.Intraaortic balloon counterpulsation.An J Surg,1984,147:731 9、 Norman JC,Cooley DA,Igo SR,et al.Prognostic indices for survival during postcardiotomy intraaortic balloon pumping. J Thorac Cardiovasc Surg,1997,74:709 10、Alpert J,Bhaktan EK, Gielvhinsky I,et al. Vascular complication of intra-aortic balloon pumping.Arch Surg,1976,111:1190 11、Beckman CB,Geha AS, Hammond GL,et al. Results and complications of intra-aortic balloon counter pulsation.Ann Thorac Surg,1977,24:550 12、Unger F.Assisted Circulation,2nd.ed,Springer,1984,13-14 13、Jahanson BC,Dungca CU,Wells SJ,Standards for Critical Critical Care,2nd ed,The C.V mosby,1985， 179-190 14、吴信，胡宝琏，刘平等。主动脉内球囊反搏术在不同心脏病术后应用效果的比 较。中国循环杂志，1997，12（2）：107 15、Kusserow BK.A permanently indwelling intracorporeal blood pump to substitute for cardial function. TASAIO,1958,4:227 16、Bartlett RH et al. Extracorporeal circulation(ECMO) in neonatal respiratiory failure. J Thorse. Cardiovasc Surg,1977,74:826 17、Norman JC.Role of assist devices in managing low cardiac output. Cardiovascular Disease Bulletin of Texas Heatr Institute, 1981,8:119 18、Unger F. Assisted circulation 2nd,ed Springer 1984,45～179. 19、Gaines WE et al. The pensylvania state university paracorporeal ventricular assist pump: Optimal methods of use. World J Surg, 1985,9:47 20、Litwak RS et al. A decade of experience with a left heart assist device in patients undergoing open intracardiac operation.World J Surg, 1985,9: 18 21、Toomasian JM et al. National experience with extracorporeal membrane oxygenationfor newborn respiratory failure. ASAIO Transactions,1998,34 :140 22、 Rose DM et al, Technique and results with a roller pump left and rith heat assist device. Ann Thorac Surg,1989,47:124 23、Portner PM et al, Implantable electrical left ventricular assist system:Bridge to transplantation and the future. Ann Thorac Surg, 1998, 24、Furzier OH et al. Clinical experience with the hemopump. ASAIO Transactions, 1989,35:604 25、Klein MD et al. Extracorporeal membrane oxygeation for circulatiory support of children after repair of congenital heart disease. J Thorac Cardiovasc Surg,1990,100;498 26、叶椿秀、高晓东.辅助循环与心脏置换.上海：上海科学技术出版社，1990 27、Noon GP,Ball Jwjr,Papaconstantinou HT.Clinical experience with Biomedicus centrifugal ventricular support in 172 Patients. Artifi argaris 1995, 19:756-760 28、Frazier O.H.,stephen Westaby .Mechanical circulatory support.In:Buxton B,Frazieroh,oh stephen Westaby Ischemic heart disease. Philadelpia, 1998.337-354 29、Waldenberger FR,Haisjackl M,Holinski S,et al.Centrifugal pumps as left ventricular assist for coronary revascularization on a beating heart. Artif Orgns,1998,22(8):698-702 30、Mehlhorn U,Kroner A,de Vivie ER,30 years clinical intra-aortic balloon pumping:facts and figures. Thorac Cardiovasc Surg, 1999, 47 Suppl 2:298-303 31、E1-Banayosy A, Korfer R, Arusoglu L, et al. Bridging to cardiac transplantation with the Thoratec Ventricular Assist Device. Thorac Cardiovasc Surg, 1999, 47 Suppl 2:307-10 32、Chen JM, DeRose JJ, Slater JP, et al. Improved survival rates support left ventricular assist device implantation early myocardial infarction.J Am Coll Cardiol, 1999, 33(7):1903-8 33、 Korfer R, E1-Banayosy A,Arusoglu L, Temporary pulsatile ventricular assist devices and biventricular assist devices . Ann Thorac Surg, 1999,68(2):678-83 34、Frazier OH, Myers TJ. Left ventricular assist system as a brige to myocardial recovery. Ann Thorac Surg, 1999,68(2):734-41 35、Pagani FD Lynch W, Swaniker F, et al.Extracorporeal life support to left ventricular assist device bridge to heart transplant:A strategy to optimize survival and resource utilization. Circulation, 1999,100(19 Suppl):II206-10 |