左心室辅助装置(LVAD)的植入与管理

左心室辅助装置(LVAD)的植入与管理
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LVAD适应症

在过去的20年里,左心室辅助装置(LVAD)已成为左心衰竭公认的治疗方法。LVAD适应症一般分为两大类:合适移植候选者的移植桥接治疗(BTT)和终点治疗(DT)。DT治疗患者并不是移植候选者,该类患者LVAD植入时机由年龄、并存疾病和心理社会问题等影响,最终接受LVAD治疗。事实上,这种二元分类并不是一成不变的,在LVAD临床治疗过程中,患者可由一类转化为另一类别。

为了更好的了解植入LVAD时患者病情和相关临床结果,根据国际机械循环辅助协会(INTERMACS)标准将患者分类。到目前为止,最多数量的接受LVAD治疗患者分为1-3级。1级患者为急性心源性休克,表现为终末器官功能障碍。尽管这些患者经评估后最终使用长期LVAD装置,但绝大多数患者在使用LVAD最终治疗前,都使用过一段时间的临时辅助设备进行支持。原因如下:在许多情况下,这些患者都是急性发作和病情迅速恶化,快速稳定血液动力学作为急救措施是势在必行的,没有时间可以完成完整的LVAD评估和更复杂的操作了。

LVAD泵特性

目前LVAD基于连续离心旋转技术,主流使用的两种设备为HVAD (Medtronic, MN)和Heartmate 3 (Abbott, MN)。虽然两者的转子悬架机制上仅存在细微之处,这在很大程度上影响了转子和壳体之间可允许的间隙大小,但一种泵技术相对于另一种泵技术的临床优势仍未明确。这两种装置都允许心包内植入,从而消除了创建一个单独的泵袋的需要。两个泵的临床相关点:1.后负荷敏感(泵上有高后负荷时,总输出将减少);2.过高泵速会导致左室抽吸,这种情况通常发生在左室血液回流减少的情况下(低血容量,心包填塞或更常见的右心衰竭)。在心外科手术中,体外循环将要停止过渡为LVAD时,这些都是需要考虑的非常重要因素。

LVAD植入前准备

1.多学科评估

LVAD植入的准备工作在手术前很早就开始了。在最好的情况下,患者在门诊进行评估,一旦患者的诊断检查完成,资料将呈递多学科会议最终验收。在相当多的病例中,多种先进的治疗(包括心脏移植、LVAD或其他机械循环支持)涵括在审议的范围内。

我们的会议参与人员包括心力衰竭心脏病专家、高级实践提供者(APPs)、心脏外科医生、住院医生、危重症医学专家、药剂师、社会工作者、财政、行政和咨询服务这些在决策过程中可能输入有价值的服务的专业人员。根据患者的个体化病情,还包括来自神经病学、胃肠病学、肝病学、肾病、传染病和精神病学的顾问。一旦先进的治疗方法在医学上是适当的这一意见达成一致,我们将回顾患者的支持结构,以确保看护者已明确,从而帮助患者能顺利从准备出院过渡到在家生活。我们的心力衰竭高级实践提供者和社会工作者将帮助回顾评估这些细节和仔细考虑投入。

2.  外科评估

对于外科医生来说,在这个时候回顾现有的影像学特别有价值。我们最感兴趣的是确定必要的辅助程序以评估右心室是否适合LVAD植入。我们对主动脉瓣进行评估并制定计划纠正任何大于轻度的主动脉瓣关闭不全。这一点在最终治疗(DT)人群中特别重要,LVAD后如果主动脉瓣关闭不全恶化,将无法获得心脏移植作为紧急救助。如三尖瓣反流严重、中度反流或三尖瓣环大于40毫米直径,需要修复三尖瓣。对于二尖瓣,我们倾向于保守,只修复严重的二尖瓣返流(MR)。如果病人再次开胸手术,需要回顾CT扫描成像,这有利于计划术中插管策略,且能评估再次开胸时右心室受损的风险。如果病人有既往冠状动脉搭桥手术史,需行术前冠状动脉造影,尤其要明确乳内动脉移植血管以及其他移植血管走向,避免游离过程中损伤。

LVAD植入的患者如何治疗房颤(AF)是大家关注的新热点。目前我们的策略是房颤患者在LVAD植入术中钳夹左心耳。有证据表明,这样做可以减少LVAD患者中风风险。目前将一般成人患者的房颤外科治疗措施推及至LVAD患者是否收益大于风险还有待观察,然而考虑到中风仍是LVAD最常见的并发症之一,任何可降低中风风险的措施都可以尝试。

3. 右心功能评估

评估患者能否行LVAD植入术,最重要的一点为右心的状态和功能。有研究报道LVAD植入后早期RVF的发生率为6-44%,差异如此之大主要是由于RVF定义的不同。RVF最全面的定义是国际机械循环辅助协会(INTERMACS)提供的修订定义,它将RVF定义为持续存在右心室功能障碍的症状和体征,当左心房充盈压不增加时中心静脉压(CVP)> 18 mmHg及心脏指数<2.0 L / min / m2。在植入LVAD后使用RVAD、静脉强心药或一氧化氮> 14天也符合右心衰的定义。

导致RVF的病理生理机制是多因素的,其中一些与术前的病症相关,另一些与LVAD设备引起的血液动力学变化有关。首先,对于具有常见的“扩张性”心肌病(无论是遗传易感性,化疗诱导还是其他机制),左室和右室都有受累。在很大程度上,RV收缩期和舒张期功能的衰减是由病程决定的,同时会被慢性肺动脉高压引起的后负荷进一步加重。同样,在缺血性心肌病患者中,冠状动脉灌注可能会受到动脉粥样硬化疾病的影响,而高CVP和低血压会导致冠脉灌注压降低而进一步恶化病情,这在LVAD治疗的患者中很常见。

体外循环可以通过引起肺血管阻力(PVR)的急剧增加导致右心衰加重。输血和鱼精蛋白已被证明可导致肺血管收缩及加重右心衰。植入LVAD本身可能会加剧RVF。随着LVAD植入,心脏负荷变化,心室间相互作用对右心功能产生影响。室间隔贡献大部分RV收缩压和每搏输出量,并且还作RV自由壁收缩的支撑结构。过度的LV卸载会导致室间隔向左移位,影响RV有效的收缩和输出。此外,LVAD增加心输出量和全身血流量,进而增加了从静脉回到衰竭的RV的血容量。如果没有立即显著减少RV后负荷,RVF可能会进一步恶化。

多年来已经建立许多RVF风险预测模型,这一切都基于回顾性分析发生RVF的患者vs未发生RVF的患者。所有这些模型的主要局限性之一是它们忽视了麻醉引起的生理学变化、正压通气引起的胸内压力和容量改变。此外,它们也很少考虑到泵对心室容积、心室压力和室间隔功能的影响。在评估RV时,我们综合使用血流动力学参数(PAPi、CVP:PCWP)和超声心动图数据(RV:LV直径、三尖瓣返流的严重程度,客观评估RV游离壁收缩功能,三尖瓣环收缩期位移)评估RVF严重程度。在缺乏标准化方法的情况下,这在很大程度上是基于主观和经验。因此,在选择患者时,最重要的因素是尽可能避免使用RVAD。

方法包括积极的术前利尿以降低CVP,理想情况下低于10 mmHg而不伴有肌酐的升高,以及使用正性肌力药 (优化外周组织灌注缓解肝脏瘀血)。其他方法包括术中最小限度输血、全程使用吸入性肺血管扩张药物和维持平均全身灌注压超过70 mmHg以优化RV功能。

LVAD技术操作

患者麻醉后气管插管,常规动脉血压监测和漂浮导管植入。行经食管超声心动图(TEE)检查,最终评估心功能。根据右心功能、主动脉瓣、二尖瓣、三尖瓣、房间隔、左心耳和心尖的评估来制定手术计划。正中开胸,患者肝素化后(ACT>480s)升主动脉和右房插管行体外循环转流。流出道植入物外裹一层Gore-Tex心包膜(0.1mm),另一块包膜包裹在动力传动系统上,以避免心包粘连而影响以后的手术。体外循环开始,在整个体外循环期间施行低潮气量通气,以便于在必要时持续性吸入肺血管扩张剂(依前列醇或NO)。术野以4-6L/min充满CO2。

为了暴露心尖,将心包丝线置于左下肺静脉下方的后心包中,并向上回缩并附着于无菌单上。使用温暖潮湿的手术垫将心尖带到中线。利用TEE引导来确定心尖插管的方向,将泵朝向二尖瓣而植入。这点用来标记,并将心尖的四个锚固手术垫缝合线(2-0 Tevdek 与Teflon felt pledgets)放置于四角并系紧,然后将丝线缝合线至于心尖,并用11号刀片切除一小部分心肌,这可降低取心刀的插入创伤。然后用取心刀以标准方式进入心尖,检查心尖部是否需要切除血栓或肌小梁。重要的是确保流入路径通畅,由于左室的体积减小程度是不可预测的,未切除的小梁可能干扰LVAD 的流入血流。完成此操作后,将软头吸引器放置在心尖处,以最大程度减少左室空气的积聚并减少后续用于排空左室气体的时间。然后常规放置剩余的八个心尖贴合缝线,尽量将这些缝合线置于心脏低压处以减少撕裂左室壁的风险。然后将泵植入并放置传动系统。一般选择左侧,位于肋缘和脐的中间,锁骨中线内侧,但是这个位置可能会因身体习惯或者患者偏好而调整。在传动系统植入以后,将泵放入左室并将泵固定到心尖连接器。然后检查心尖出血点,止血满意后将手术垫和深心包缝合线移开并将左室放回解剖位置。

接着需确定升主动脉上流出道移植物(outflow graft)所需位置,在升主动脉中央的侧壁上,在窦管连接处上方约2cm处放置侧壁钳。清除血管外膜,切开主动脉,使用剪刀延长主动脉切口,并使用主动脉打孔器进行圆形切割以使流出区域最大化。然后将心脏和流出道移植物充满液体,并于下腔静脉和右心房交界处固定流出道管路,将移植物最大程度的拉伸以到达主动脉切开位点,并将侧壁钳以45度角夹于移植物上,然后横切移植物并排出心脏内液体,用4-0聚丙烯缝合线进行吻合,在缝合线缝合之前再次排气,缝合打结后移除侧壁钳。确认植入物止血后,主动脉根部排气。植入的流出道移植物要长度合适,过长易于扭曲,过短会压缩右房。

泵低速启动,恢复机械通气,必要时给予强心药和缩血管药以维持平均动脉压70以上。经过外科医生、麻醉医生和灌注医生之间的持续沟通,逐渐减流量至停止体外循环。检查主动脉根部是否存在气体,如果主动脉根部和左室没有空气,则增加LVAD的速度并减少体外循环的流量。这需要对右心功能、房室间隔位置和血流动力学进行持续评估。然后在血流动力学稳定的情况下优化LVAD的速度,给予鱼精蛋白并拔除插管。除了放置胸骨胸管和左胸膜胸管外,通常在心尖附近放置一根引流管。充分止血后,将剩余的流出道移植物外露部分用心包膜包裹并固定于升主动脉。升主动脉被纵隔脂肪覆盖,然后关胸。

评论

自入市以来,LVAD技术随着每一代设备而改进。泵越来越小,越来越耐用。最近一次的试验患者的生存率很高。尽管取得了这些进步,但LVAD仍然受到三种常见并发症的限制:感染、中风、胃肠道出血。只有通过未来科技的进步和患者管理的优化来减少这些并发症。

感染性并发症的一个主要因素是需要使用电流传动系统技术。减少植入装置与外界的联系将是减少感染性并发症的最直接手段。创建一个可靠的植入式电源而没有过多的植入元件,以及合适的电源尺寸是目前主要的技术障碍,但我们相信未来有望实现这一目标。

血栓并发症,即中风和出血(通常是胃肠道出血)与设备的血液相容性密切相关,会随着血液相容性的改善而降低。需要确定每个患者最佳抗血小板和抗凝血的作用,在出血和血栓形成之间取得恰当平衡对于减少这两种并发症非常重要。设备技术的进步和外科手术创新会引领每一代新设备不断改进。在可预见的未来,用于支持左心室的泵的大小和类型,以及选定合适的患者仍将是外科医生的责任与挑战。

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