左心辅助装置与麻醉(综述)

2005-08-11 00:00 来源:麻醉疼痛专业讨论版 作者:ximingchen
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左心辅助装置与麻醉(综述)
Left ventricular assist device and anesthesia

【摘要】左心辅助装置已经成为心脏手术后心脏功能不全、心脏移植前的临时支持以及晚期心力衰竭的有效治疗方法。对左心辅助装置的作用、适应证、种类、麻醉处理的进展作一综述。

【关键词】 左心辅助装置;心力衰竭;麻醉

1 概述
自从1967年Barnand成功地进行了第一例心脏移植以来,心脏移植成为终末期心力衰竭(CHF)有效治疗方法[1]。据报道,美国大约有300万人患有充血性心力衰竭,心脏移植稳定在每年2100例左右。由于供体心脏严重缺乏,远不能满足终末期心脏病病人的需要,大量CHF病人在等待心脏移植的过程中死亡。在供需严重失衡中,对衰竭的循环功能进行机械辅助得到了较大的发展[2]。1964年,美国国家心脏中心开始了人工心脏的研发计划,大力发展心脏辅助装置用于晚期心力衰竭病人进行心脏移植前的过渡。1966年,DeBakey等在双瓣置换术病人中置入血泵,成为心脏术后首例使用左心辅助装置(left ventricular assist device,LVA)的成功病例[3]。近年来,LVAD得到快速发展,已有数十种LVAD可用于短期、中期或长期的心脏支持治疗(表1)。预计在2010年前,每年约有70000例病人成为LVAD植入的候选人群。

2 适应证和禁忌证
LVAD主要用于心脏手术后心脏功能不全、心脏移植前的临时支持以及晚期心力衰竭的治疗。其中主动脉囊内反搏(IABP)最常用于心脏术后病人。部分LVAD临时扶助的病人心脏功能明显改善,最终撤离LVAD,避免了心脏移植 [4]。但是,并非所有CHF的病人均适用LVAD。
LVAD的禁忌证主要有:慢性不可逆性肾功能衰竭、与心功能无关的严重肺病患、不可逆性肝功能衰竭、肺部广泛转移性病灶、严重感染和败血症,以及不可逆性的中枢神经系统病患[5]。

表1. 常用心脏辅助装置

 装置  分类  位置  驱动机制
 IABP(多种厂商)  反搏  主动脉内  气动
 离心泵(多种厂商)  非搏动性  体外  电动
 Heart Mate IP(Thoratee)  可植入,搏动性   腹前壁或腹腔内  气动
 Heart Mate VE(Thoratec)  可植入,搏动性  腹前壁或腹腔内  电动(危急时可气动)
 Heart Mate VAD(Thoratec)  搏动性  腹前壁  气动
 Novacor LVAS  可植入,搏动性  腹前壁或腹腔内  电动
 ABIOMED,BVS5000  体外,搏动性  体外  气动
 Jarvik2000   体内,轴流泵非搏动性  置入心内泵和升主动脉  电动
 DeBakey VAD  体内,轴流泵非搏动性  置入心内和降主动脉  电动

3 心力衰竭和LVAD对血液动力学的影响
CHF时心室收缩功能降低,心排血量和射血分数下降,心脏储备功能下降,每搏量减小,心率代偿性增快[6,7]。增加前负荷并不能使心输血量相应增加。心力衰竭病人的自主神经系统活性增强,导致血管收缩。血排血量减少可能影响其他脏器功能,特别是肝、肾功能的改变,导致治疗性药物的药代学的改变(如分布容积,蛋白结合量,药物代谢和清除速率)和内源性活性物质代谢和清除的变化。病人植入LVAD后心肌的机械力学、组织学和生化方面的指标逐渐得到改善。由于LVAD可免除左心室负荷,在基因、生化、组织及功能的水平上为心室重构创造了条件。由于心室压力-容积的重新正常化,使肥大的心室逐渐缩小,心肌纤维化减轻和心肌间质金属蛋白酶表达的减少,对心室重构的逆转起重要作用。此外,心肌张力降低后灌注改善、心室无负荷及细胞因子生成减少,也是心室得以重构的机理之一[8]。McCarthy 和Sabik报道,对21例患有扩张性心肌病或缺血性心肌病的终末期心脏病植入LAVD后,心脏指数从(1.6±0.26)L/min增加到(3.0±0.24)L/min,17例病人成功支持到心脏移植,平均应用LVAD 64 d,恢复良好,在心脏移植前心功能均恢复到I或II级。病人经积极锻炼后健康状况明显改善,能进行日常活动及踏车运动,部分病人每天能走十几公里。17例病人接受心脏移植后全部存活,术后心功能均为I级;另4例病人在LVAD支持期间死于右心衰竭和多器官衰竭[9]。

4 左心辅助装置的种类
4.1主动脉囊内反搏(IABP)
IABP已广泛用于心脏术后、心肌梗死、各种低心排综合征病人的循环功能支持。IABP的气囊在心室舒张期充气膨涨,从而增加冠状动脉血流灌注,气囊在心室收缩期放气缩小,从而减少后负荷、降低左心室做功和心肌氧耗。
4.2离心泵  
离心泵是体外循环(CPB)常规装置的部件之一,也可用于心脏手术后心力衰竭病人的左、右或双心室的临时辅助。通过装置内的转轴推动,血流可达6L/min。离心泵可以单独使用,作为LVAD用于心脏术后病人。离心泵也可以与氧合器合用,作为体外膜肺使用。离心泵使用期间需要使用肝素抗凝,其输出流量与病人后负荷有关。当外周阻力升高时,输出流量相应减少。该装置使用方便是其主要优点,但病人胸骨不予关闭,数天后撒除装置再行关胸。
4.3 搏动泵  
搏动泵属于第二代LVAD,已有20多年历史。该类装置产生搏动血流,输出量可达(6~10)L/min。搏动泵又可分为体外搏动泵和植入性搏动泵两大类:①体外搏动泵常用于心脏术后的CHF,提供短期或中期的左、右或双心室功能的支持。体外装置搏动泵需要长期的肝素抗凝,一般不受电磁场的干扰;②植入性搏动泵常用于LVAD后右心失功和晚期CHF病人心脏移植的等待期。植入性搏动泵一般置于腹前壁或腹腔内,需要经皮肤引出电缆线,故存在感染的问题。该搏动泵只需要轻度抗凝治疗,但易受电磁场的干扰[10]。
4.4 非搏动泵  
非搏动泵属LVAD中较新类型,由电力驱动,产生非搏动性血流,泵速调节范围较广[11,12]。

5 麻醉处理
需要植入LVAD的病人多数处于濒死状态,各主要器官功能的储备能力极差,术前均接受多种正性肌力药物支持,伴有肺动脉高压的病人常使用接受米力农和前列腺系E1,这些药物可能引起全身血管的扩张而导致低血压。有心脏手术史的病人可能存在心包粘连,安置LVAD时容易发生大出血。病人可能有冠心病,瓣膜性心脏病的手术史,也可能已装有永久性心脏起搏器或心脏除颤起搏器,术前存右凝血功能改变,以上情况均增加了麻醉处理的复杂性。
5.1 术前评估和准备  
常规检查: 血红蛋白、血球压积、电解质、肝肾功能、出凝血功能(PT、PTT、纤维蛋白原、血小板)、X射线检查、心导管、超声心动图等。需关注右心室功能状况以及对肺血管扩张药的反应。准备充足的血液制品和血小板。如病人以前使用过抑肽酶,再次使用应做好抗过敏反应的准备。血管加压药和肾上腺素应备以待用。因LVAD植入后左侧心腔内压力下降,如有卵圆孔未闭或房间隔缺损将会发生右向左分流,导致低氧血症和横穿性栓塞;主动脉瓣关闭不全和二尖瓣狭窄将会分别影响LVAD的射血和充盈。因此有卵圆孔末闭、主动脉瓣关闭不全或二尖瓣狭窄者,在LVAD植入前必须矫正。食道超声心动图检查容易发现心脏的这些畸形和病变。如病人的肺动脉收缩压高于65mmHg,可考虑吸入一氧化氮(NO)。
5.2 监测  
安置LVAD期间的监测与CPB下心脏手术相同。麻醉诱导前须完成直接动脉压监测和开放大静脉通路。放置肺动脉漂浮导管以监测肺动脉压力和观察治疗反应。此外,脑电监测用于评估脑血流状况。多数病人需进行经食道超声监测,以评估LVAD支持期间血流、瓣膜活动、左室充盈、右室功能等状况的变化。
5.3 麻醉诱导  
多数终末期CHF病人常伴有多脏器功能不全,依托咪酯和芬太尼联合诱导不失为较好的方法,也可用小剂量的咪唑安定、芬太尼和肌松药。复合吸入低浓度异氟醚(0.4%~1%)。麻醉诱导后,放置肺动脉导管和经食道超声。
5.4 手术方法  
除了IABP经股动脉插入,安置LVAD多需经正中切开胸骨,有时也可经左胸入路。LVAD入口插入心内,出口输入主动脉,一般需在CPB下进行。
5.5 转流期间  
常规晶体预充,小儿及有凝血功能缺陷者需预充部分血浆。转流期间ACT监测,维持ACT500s以上。转流流量维持在(50±10)ml/(kg.min)左右。
5.6 撤离CPB  
①LVAD在前负荷适宜的情况下才能正常工作。因此,撤离CPB成功与否取决于右心室功能是否恰当。肺血管阻力升高伴右心室功能不全常会引起左心室充盈不足。可使用正性肌力药物支持右心功能,降低肺血管阻力。米力农、多巴胺、异丙肾上腺素可单独使用或联合使用。对于药物治疗不佳者可考虑同时使用右心辅助装置(RVAD);②撤离CPB前,注意排除左心室和LVAD内的空气。在开放LVAD流量的过程中,逐渐降低CPB流量,直至LVAD流量达(4~6)L/min;③ LVAD血流量与血容量有关,血流量下降常提示存在血容量不足;LVAD血流也与右心室失功有关;必须维持充足的前负荷。前负荷过低可能引起心内和泵内明显的负压,空气从缝线处或管道入口处被吸入,导致空气梗塞;④ 撤离CPB的早期,一般将LVAD设定为固定流量模式,之后改为自动充盈-排空模式;⑤经食道超声监测在评估左右室功能,可能存在的右向左分流、心脏辩膜状态、LVAD的充盈和排空等方面起着重要作用;⑥撤离CPB后,若存在肺高压时可以使用肺血管扩张药,如前列腺素E1、NO或Nesiritide进行治疗。
5.7 转流后  
常需较多输血和血制品。术毕病人在ICU转运途中要密切加强监测。转运途中要确保血管活性药物的持续输入。一般在术后24~48h,循环功能稳定后关闭胸骨。拔气管导管前需使用利尿剂,以除去过多的肺水量。

6 LVAD的常见并发症
6.1 血栓形成和栓塞  
血栓形成与所用装置的种类有关,发生率约在2.7%~40%左右,其中以HeartMate的发生率栓塞最低,不需肝素抗凝治疗,只需阿斯匹林或双嘧达莫(dipyridamole)即可[13]。
6.2 感染
感染发生率10%~66%[14],需积极预防。
6.3 右心衰竭
发生率约为25%。许多原先已存在的右心衰竭在使用LVAD后才明显表现出来,因为LVAD改善了主动脉血流,导致静脉回流量增多,加重了右心负担。
6.4 右向左分流
卵圆孔半闭约占人口的25%。LVAD使左房压下降而产生的抽吸作用,经卵圆孔产生右向左分流。因此,术前必须检查是否存在卵圆孔未闭,并行手术关闭。
6.5 机械故障
管道内血栓形成、管道外压迫等原因引起辅助装置发生机械故障。

  参 考 文 献  
1  Barnard CN. The operation. A human cardiac transplant: an interim report of a successful operation performed at Groote Sehanr Hospital,Cape Town. S Afr Med J,1967,41(48):1271-1274.
2  Jessup M,Mechanical cardiac-support devices-dreams and devilish details. N Engl J Med,2001,345(20):1490-1493.
3  DeBakey ME. Left bypass pump for cardiac assistance. Clinical experience. Am J Cardiol,1971,27 (1): 3-11.
4  Rose EA,Gelijns AC,Moskowitz AJ,et al. Long-term mechanical left ventricular assistance for end-stage heart failure. N Engl J Med,2001,345(20):1435-1443.
5  Hirsch DJ,Cooper JR Jr. Cardiac failure and left ventricular assist devices. Anesthesiol Clin North America,2003,21(3):625-638.
6  Mets B. Anesthesia for left ventricular assist device placement. J Cardiothorac Vasc Anesth,2000,14(3):316-326.
7  Quintan JJ,Firestone S,Firestone LL. Anesthesia for heart,lung,and heart-lung transplantation. In: Kaplan JA,Reich DL,Kousstadt SN,editors. Cardiac anesthesia. 4th edition. Philadelphia: WB Saunders;1999,991-1013.
8  Muller J,Wallukat G,Weng Y,el al. Weaning from mechanical support in patients with dilated cardiomyopathy. Circulation,1997,96(2):542-549.
9  McCarthy PM,Sabik JE. Implantable circulatory support devices as a bridge to heart transplantation. Semin Thorac Cardiovasc Surg,1994,6(3):174-180.
10  Nicolosi AC,Pagel PS. Perioperative considerations in the patient with a left ventricular assist device. Anesthesiology,2003,98(2):565-570.
11  Frazier OH,Myers T J,Jarvik RK,et al. Research and development of an implantable,axial-flow left ventricular assist device: the Jarvik 2000 Heart. Ann Thorac Surg 2001,71(3 Suppl):S125-132.
12  Noon GP,Morley D,Irwin S,DeBakey ME. The DeBakey ventricular assist device. In: Goldstein DJ,Oz MC,editors. Cardiac assist devices. Annonk,NY: Futura Publishing Co.;2000,375-386.
13  Salter JP,Rose EA,Levin GR,et al. Low thromboembolic risk without anticoagulation using advanced-design left ventricular assist devices. Ann Thorac Surg. 1996;62(5):1321-1327.
14  McBride IR,Naunheim KS,Flora AC,et al. Clinical experience with 111 Thoratec ventricular assist devices. Ann Thorne Burg,1999,67(5):1233-1239.

编辑: Zhu

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