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话险危夷使用机械辅助循环支持的心源性

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内容

导言:

心源性休克(CS)指由于左心室(LV)、右心室(RV)或双心室功能受损引起的持续性低血压和全身低灌注状态。CS可由心肌、瓣膜、电传导、肺动脉或心包功能障碍中的一种或一种以上病因引起。其治疗包括药物治疗(如正性肌力药和升压药)和一系列机械辅助循环(MCS)设备支持治疗。MCS的广泛应用可以改善CS的治疗和预后。应用肺动脉导管(PAC)进行血流动力学监测,可以优化CS患者的治疗方案。本篇综述总结了CS和MCS的血流动力学,并为PAC监测在使用MCS的CS患者中的使用价值提供了理论基础。

心源性休克(CS)的血流动力学分类

经典的CS定义是收缩压<90mmHg,或者在有证据证明终末器官灌注不足时,使用强心药、血管加压药、机械辅助等方法来维持收缩压>90mmHg。其必要条件是异常低的心指数以及正常或升高的心腔内压力(例如,中心静脉压(CVP)或PCWP)。

CS可以进一步分为以左心室为主的休克、以右心室为主的休克以及双室休克,每种休克都需要采用不同的治疗策略才可以获得最佳治疗。以左心室为主的CS,其特征表现为在左心室功能减低的情况下,有较高的PCWP以及正常或降低的CVP。

右心室为主的CS,其特征表现为较高的CVP,正常或偏低的肺动脉压力和PCWP,以及左心室的功能相对正常。长期肺动脉高压的患者属于右心室为主的CS的一个重要的类型。这类患者的肺动脉压和CVP显著升高,PCWP正常或偏低,但与其他形式的以右心室为主的休克一样,心脏指数和血压都偏低。在以右心室为主的CS中,CVP明显升高,右心室明显扩张,心内容量可能达到极限,心内压力上升,导致包括PCWP在内的心腔内压力升高,同时阻碍左心室充盈。虽然在临床上测量心内压力是不可能实现的,但室间隔左移证实了上述的生理学改变是实际存在的。

双心室休克主要表现为低血压,CVP升高,PCWP正常或偏高,以及左心室功能下降。最近的文献中表明,仅根据临床评估怀疑患有左心室为主的CS患者中,多达40%的患者存在于双心室休克。

此外,在满足经典的CS诊断标准之前,患者可能处于休克前期期。在某些临床情况下,休克前期表现为两种情况。一种是相对正常的血压伴有终末器官灌注不足的早期征象(低排高阻型),如乳酸堆积。这种相对正常的血压是由异常升高的外周血管阻力来维持收缩压>90mmHg。另一种是相对偏低的血压没有低灌注的证据(高排低阻型)。对于如何识别正常灌注低血压的患者是目前亟待解决的问题,因为在临床和生化上缺乏确定和识别正常灌注的标准和监测。

全身炎症反应综合征所介导的异常血管扩张在CS中也有报道,其低心指数、低SVR的特征增加了血流动力学参数的复杂性。

肺动脉导管监测的血流动力学参数

测量参数

使用肺动脉导管(PAC)测量的参数包括:中心静脉压(CVP),肺动脉收缩压(PAS),肺动脉舒张压(PAD),肺动脉楔压(PCWP),心输出量。但是随着心源性休克(CS)的后期微血管功能障碍,这些参数不能直接反应靶器官或组织的灌注水平。

衍生参数

除直接测量的参数外,衍生参数可以用于心源性休克患者的个体化治疗。肺血管阻力和外周血管阻力分别反映了肺循环和体循环特性。左心室做功和左心室做功指数量化了体外循环代替心脏做的功。左室每搏功和左室每搏功指数分别乘以心率可得到心输出功率和心功指数(心输出功率(CPO)通常用Watts表示,即平均动脉压(mmHg)和心功率输出量(L/min)的乘积除以)。CPO和心功率指数与CS患者住院死亡率密切相关,目前常用于判断治疗效果。在急性心肌梗塞合并CS患者中,无论治疗是否及时,当CPO比值0.6Watts时,表示预后不良。

右室功能指数包括右室做功、右室做功指数,CVP/PCWP值。正常情况下,CVP明显小于PCWP,当CVP大于正常值,如CVP/PCWP0.86提示右心功能受损。目前,肺动脉指数(PAPi=[PAS-PAD]/CVP)更适用于评估右心功能障碍。当PAPi0.9表明右心功能严重受损,提示可能需要右心功能支持。

通过肺动脉导管监测得到的参数可以鉴别心源性休克的分型,分析血流动力学参数,可以指导休克亚型的具体治疗,降低不良事件的发生率。

机械辅助循环设备的分类及血流动力学特征

机械循环辅助设备广泛应用于心源性休克,协同或者代替药物治疗,可减少不良预后。相关数据显示,正性肌力药和升压药使用的越多,心源性休克的预后越差,如患者使用药物的种类为0,1,2,3或者4种,对应的存活率分别为68%,46%,35%,35%和26%。这些结果表明,严重的心源性休克依赖药物治疗时效果较差。

依据设备的工作原理、血液从体内引流的部位、血液回流入体内的部位以及是否提供氧气和二氧化碳交换,机械循环辅助设备可分为不同类型。包括主动脉内球囊反搏(IABP)泵、经皮穿刺左心室辅助装置(PLVADs)、经皮左心房减压装置及体外膜氧合(ECOM)。尽管不同的设备对血压和心输血量都会有影响,但其对心脏和肺的影响有显著不同。这主要由肺动脉楔压决定,而肺动脉楔压与左室舒张末压(LVEDP)和心肌耗氧量(MCO2)密切相关。

一项随机对照研究中表明,使用IABP与未使用IABP的心源性休克患者比较,其效果无差异性。正因为IABP的无效性及植入经皮左心房减压装置的困难性,所以在心源性休克患者机械循环辅助治疗中pLVADs和ECOM的使用最广泛。ECMO用于存在严重左心室功能障碍时,会使左室舒张末压和肺动脉楔压随着后负荷的增加而增加(图1A)。在某些情况下,这会诱发或者加重肺水肿。左室后负荷增加同样可以影响主动脉瓣关闭,易在主动脉根或者心室内形成血栓。相反,pLVADs可以直接减轻左室做功,降低肺动脉楔压和左室舒张末压(图1B)。ECMO不经过左心室(和右心室),通过增加MVO2,从而增加总的压力容积面积。因此,pLVADs联合ECMO可减轻左心室和肺动脉负荷(图1C)。

机械循环辅助设备的血流动力学更需要依赖压力-容积环相关参数,尽管其在临床实践中的直接应用受到限制,仍具有重要的参考价值(图2)。使用这些参数结合对左心室和右心室的实验室测量,可以得到左心室和右心室压力-容积环。从而评估心室收缩末期和舒张末期压力-容量关系,提供实际的心室收缩功能和心源性休克的血流动力学。

由于每种形式的MCS的血流动力学效应在患者之间可能会发生显著不同,所以肺动脉导管在管理患者中尤为重要。

无创监测和实验室检查在心源性休克和机械辅助循环的评估

在心源性休克患者中,由于基础疾病、药物剂量、容量变化及机械辅助循环方式不同,中心静脉压和肺毛细血管楔压也随之快速的改变。临床评估肺毛细血管楔压、中心静脉压、心指数准确性低,其预测度50%。如果合理使用PAC,可以迅速提供持续准确的监测信息。

尽管实验室检查和床旁评估,如尿量、肌酐、乳酸水平在心源性休克的分期和预后中意义重大,但由于其是取决于血流动力学平衡范围、器官血管的自主调节功能、潜在的慢性器官疾病的影响,所有它们往往滞后于血流动力学的变化,。

关于无创的血流动力学的评估方法已经进行了很多研究,但这些测量方法是暂时的、非连续性的,限制了其在临床长期监测的实用性。关于间接评估心输出量、压力、容量上存在同样的问题,尽管这些测量方法在ICU已经广泛使用,但这些测量方法在心源性休克和机械辅助循环治疗中能否提供准确的、可靠、完整的血流动力学参数还没有得到充分的验证。

图一ECMO、Impella和ECMO加Impella装置(ECPELLA)对压力-容量循环的影响

图2.床旁血流动力学参数及其与压力-体积分析的关系

基于血流动力学MCS的选择

左心机械辅助循环的临床表现通常为:给予正性肌力药/升压药后,患者仍存在低血压、低心输出量、SvO2降低和PCWP正常或升高。虽然包括体格检查在内的其他参数对治疗方案很重要,但PAC数据能够实时准确地反映血流动力学损害的性质和严重程度。

识别休克亚型,同时了解设备对诸如心输出量、PCWP、CVP和平均动脉压等参数的预期影响,可以帮助医生选择最符合特定患者需求的设备或设备组合。因此,利用PAC提供的实时血流动力学数据、变化趋势以及代谢信号的预后意义,为选择合适的MCS设备和及时处理CS提供了强有力的支持。

MCS的选择更多地是基于血流动力学、体型的大小、血管通路、医生偏好、机构资源、预期的目标、代谢和呼吸状态、并发感染等相关的临床因素,以及设备的总体不良事件概况相关的临床因素。

MCS期间基于血流动力学的患者管理

一旦MCS启动,由PAC衍生的血流动力学将指导医生对患者进行管理。心输出量和心脏指数为评估设备和心脏血流是否适合患者的体型提供了依据。SvO2是评估总血流量是否足够的指标。血清乳酸还可为临床提供补充信息,但乳酸清除的延迟和实验室获得结果的延迟使SvO2更具有指导治疗的实时价值。

CPO是重要指标,因为它不仅提示了急性心肌梗死出现CS时的住院死亡风险,而且还可提示支持治疗是否充分。目前已有证据表明,CPO0.8Watts可能与改善预后有关。

PCWP对判断肺静脉淤血程度和左心室舒张末压有重要意义。在MCS期间监测PCWP可以表明MCS的选择形式是否可以减轻左室充血、降低后负荷。肺静脉疾病、心房大小和功能异常以及二尖瓣狭窄时,特别是在患者有房颤和风湿性瓣膜病等情况下,PCWP和左室舒张末压之间无相关性。

PAD常被用作PCWP的替代指标。在肺动脉高压或二尖瓣关闭不全患者中,或者当PAC测量不是来自肺功能区时,PAD血压和PCWP可能不同。所以应在PAC插入时测量PCWP,以便量化PAD压力和PCWP之间的差值;该差值可以在随后的PAC压力测量中参考。

单独或与其他参数(如CVP/PCWP比值、PAPI、RV每搏功、RV每搏功指数)联合测量CVP和PCWP可提供有关容量状态和RV功能障碍程度的基本信息,提示患者是否需要补液、利尿治疗或进行肾脏替代治疗,或指示是否需要启动RV机械辅助循环支持。

所有MCS方法的目标都是增加心输出量,但其对血流动力学的影响在不同的设备之间和受同一设备影响的患者之间可能会有很大的差异。图2进一步说明了这一点。图3显示了3种不同的病例情景,患者表现为低血压和心脏指数下降,患者1(红色)是典型的原发性左心衰竭患者。基线时,PCWP显著升高,CVP升高,心输出量减少。随着pLVAD支持的启动和功率的逐渐增加,PCWP下降,心输出量增加。随着PCWP的降低,RV后负荷减少,从而导致CVP第二次下降。

患者2(绿色)显示中心静脉压和PCWP均明显升高。随着pLVAD支持功率的增加,PCWP略有下降,CVP变化不大。这种血流动力学模式表明了一种容量超负荷状态,需要加强利尿治疗,如果利尿治疗失败,则需要某种形式的肾脏替代治疗。

患者3主要表现为右心充血,但也有轻度的PCWP升高。肺动脉压为30/20,PAPI约为0.5,提示右心室功能障碍。然而,由于患者心脏指数降低,PCWP升高(正常上限),植入pLVAD是合理的。然而,随着pLVAD支持的启动和功率的逐渐增加,PCWP急剧下降,CVP进一步升高,这表明RV无法跟上pLVAD的流量。随着pRVAD的开始,PCWP升高,左室充盈,心脏指数增加。虽然有所下降,但中心静脉压仍显著升高。随着利尿程度的增加,PCWP和CVP均降至正常水平。虽然这3名患者每个人的治疗方案不同,但PAC数据表明治疗后的血流动力学效果,并揭示了处理容积状态的必要性。

MCS升级治疗

升级是指从一种MCS转换到另一种形式的MCS,以提供更高的血流量和更大的肺或全身静脉负荷降低,或两者兼有,或者由于第一个设备本身提供的支持不够而需要加用或更换第二个设备。当考虑升级治疗时,必须认识到随着时间的推移,CS进展为多器官衰竭的可能性更高。PAC提供实时数据,以确定药理学和机械支持策略的有效性,并为医生提供患者的病情趋势,以明确患者是否需要升级治疗。如果根据PAC数据评估,最初选择的MCS提供的支持程度不够,则可能需要迅速升级治疗。MCS升级的典型顺序包括从主动脉内球囊泵过渡到轴流泵装置,或者从轴流泵CP过渡到轴流泵5.0,从轴流泵CP过渡到ECMO,或者在已经使用轴流泵装置治疗的患者中添加经皮RV辅助装置(RVAD)。同样,临床上继续恶化的单纯性RVAD支持的患者,特别是PAC显示PCWP升高时,也应该评估是否升级为双心室支持,

图3.尽管有正性肌力药物支持但仍表现为低血压和心脏指数降低的三例病例

当使用的血流动力学支持设备无法达到理想的血流动力学时,也应考虑升级治疗方案。例如,现在人们已经认识到,左心室扩张和肺水肿可能是ECMO支持的不良反应,ECMO和Impella设备组合可以缓解这种左心室和肺充血的不良反应,如图1C所示。图4的PCWP追踪图说明了这一点,它显示了一名CS患者接受ECMO治疗后出现PCWP升高的例子。PCWP进一步升高,提示需行左心室减压术。启动PVAD支持,迅速降低PCWP,降低左心室和肺的压力。简单地说,这个案例说明使用PAC的优势:(1)在PCWP升高出现时进行快速识别,(2)在应用MCS(ECMO)时快速识别不断恶化的血流动力学状态,(3)确定纠正措施(在本例中,是否需要升级或加用Impella),(4)快速解决问题。但在没有PAC的情况下,可能无法做出如此迅速和果断的临床决策。

图4肺毛细血管楔压(PCWP)与体外膜肺氧合(ECMO)和IMPELA的变化

右心室机械治疗的适应症

对于已经接受左室辅助装置(LVAD)支持的患者,无论是接受药物治疗还是MCS治疗(如图2中患者3场景所示),一旦出现高CVP、低PCWP和设备流量低的情况,则表明需要添加右室支持治疗。如果右室为主的休克患者在获得PAC数据之前,就先开始LVAD支持,右心血流动力学紊乱很快就会出现。另一方面,在有右心衰风险的患者中,在选择设备前,PAC数据显示CVP升高、PAPi降低和PCWP降低,则表明需要早期进行RVAD支持。而在某些情况下,仅RVAD治疗而不进行LVAD治疗是有提示的。在放置RVAD后放置PAC可能比较困难,医生应该考虑在放置RVAD之前或放置当中置入PAC。

一旦使用了RVAD,特别是与LVAD治疗结合使用时,PAC监测就可以帮助指导优化RVAD输出数据。在双心室治疗的情况下,恒定的LVAD速度,RVAD输出的增加可以降低CVP,增加PCWP。同样,在恒定的RVAD泵速下,增加LVAD泵速可以降低PCWP,同时增加CVP。因此,设备相对速度的调整需要实时、可靠地评估右心血流动力学参数的绝对和相对变化。此外,在优化血压和心输出量后,持续升高的CVP和PCWP提示应采取相应策略对容量进行管理。最近发现CS患者的双心室受累频率高于预期,这表明RV治疗设备的潜在作用,需要PAC来管理这一复杂人群。

类似的考虑也适用于单独RVAD治疗的情况。例如,高RVAD速度可能导致CVP降低和心输出量增加,但PCWP过度增加有可能诱发肺水肿。使用PAC时可以很容易地获得这些信息。

PAC在MCS撤机中的作用

目前,还没有相关的药物和MCS撤机的专家共识,撤机时机是基于当地的经验和专业知识。第一个重要步骤是根据稳定的生命体征和可接受的血气、血液生化(如肌酐、乳酸)和血流动力学(无论是否接受低剂量正性肌力药或升压药物治疗),评估患者何时可以进行撤机。第二个步骤中,通过评估生命体征和血流动力学(特别是PCWP、CVP和心输出量)逐步降低循环支持水平。只要血流动力学稳定性(基于PAC衍生参数)和外周灌注足够,可以继续降低支持力度,直到达到设备规定的最低推荐流量水平并对设备进行转移。由两种设备(如ECMO和轴流泵)支持的患者更复杂,因此使用侵入性血流动力学参数可能更为重要。

以PAC的数据对容量状态、SVR、肺血管阻力和反应性(如果升高)以及右心功能评估非常重要。在许多情况下,尽管重新进行了药物治疗,但左室和右室功能可能无法改善,患者也无法摆脱临时支持。如果终末器官功能能够保留(包括神经系统功能),这些患者可以等到心脏移植或持久性心室辅助装置植入。上述每一个血流动力学参数对撤机时机的选择都是至关重要的。

总结

PAC提供了左右心室精确、连续的数据,并全面解释了CS的血流动力学和MCS的影响。通过使用PAC衍生的血流动力学参数来评估容量状态,从而适当使用利尿剂或肾替代治疗,可以促进MCS的优化管理和升级治疗。因此,无论是否使用MCS,PAC的使用使CS的诊断、治疗、撤机时机最优化。有研究表明PAC的使用并不能改善预后,但此结论并不适用于心源性休克患者或MCS治疗的患者。最新的数据表明,在MCS支持的CS患者中,PAC的使用与生存率的提高有关。

根据目前对CS患者的研究,本文提出以下建议:

1.对于患有CS的患者,应使用PAC来治疗,CS的患者如果在30至60分钟内无法改善,建议使用单一剂量的正性肌力药或加压药。

2.PAC用于患有CS且临床症状(例如尿量,精神状态,乳酸水平)无法改善、血压消失的患者。

3.在所有接受MCS的患者中均应使用PAC,以监测有效化、MCS选择优化、评估合理化(包括对MCS组合的需求),并指导撤机的时机和速率。

评述

随着机械辅助循环技术的不断研究和广泛使用,其逐步从生命支持扩展为一种重要的临床治疗手段。在当前疫情的救治中,大量ECMO设备投入使用,可见在危重患者救治过程中对机械辅助循环技术的认识正在不断深入。在心源性休克患者的救治过程中,由于其病理基础的复杂性,临床治疗方案差异性较大。机械辅助循环可有效地替代部分心脏泵功能,使心脏处于休息状态,有利于心功能的恢复,辅助药物治疗。但机械辅助循环的介入时机、调整、撤机,与药物治疗的配合等问题均对临床医生造成严重的挑战。如何有效地确定治疗方案,优化治疗过程,获得准确的血流动力学数据是其中的关键。本文从肺动脉导管监测入手,通过对直测参数和衍生参数的分析,提示了该项技术在难治性心源性休克患者治疗中对药物治疗方案、疗效评估、机械辅助循环调整时机具有重要价值,值得继续深入研究。但肺动脉导管置入的相关并发症在一定程度上限制了其使用,目前临床上广泛采用的基于Vigileo等技术的微创血流动力学监测手段并未纳入本文,有待更多的研究数据支持PAC在CS和MCS中的应用价值。

编译:喇宏玲,朱倩倩,李育耕

述评:苏涛

原始文献:AbhinavSaxena,A.ReshadGaran,NavinK.Kapur,etal.ValueofHemodynamicMonitoringinPatientsWithCardiogenicShockUndergoingMechanicalCirculatorySupport.Circulation.;:–.DOI:10./CIRCULATIONAHA..(维力医疗公益支持)扫码


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