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心脏机械循环支持专题终末期心力衰竭机械循环支持的治疗进展陈静 吴明祥 苏晞430056 武汉亚心总医院重症医学科通信作者:吴明祥,电子信箱:cipajiu122389 DOI:10.3969/j.issn.1007-5410.2024.01.005 【摘要】心脏的机械循环支持(MCS)是代替或辅助心脏功能、向心外提供血液灌注、改善机体缺氧状态、促进器官功能恢复的人工器械。在过去的 20 年中,MCS 更多地应用于心力衰竭程度更严重、合并症更复杂的患者,同时还包括因急性心肌梗死或心脏骤停而紧急复苏的心原性休克患者。近年来,随着终末期心力衰竭患病率的持续上升及此类患者因心功能受限所致生活质量的严重下降,且对这类患者的药物治疗无效,使以心室辅助装置应用为主的 MCS 日渐成为顽固性心力衰竭患者的一种重要替代治疗手段。【关键词】机械循环支持;心室辅助装置;心原性休克;终末期心力衰竭Progress in mechanical circulatory support for end-stage heart failure Chen Jing,Wu Mingxiang,Su XiDepartment of Intensive Care Unit,Wuhan Asia General Hospital,Wuhan 430056,ChinaCorresponding author:Wu Mingxiang,Email:cipajiu122389 【Abstract】Mechanical circulatory support(MCS)system is an artificial instrument that replaces or assists heart function,provides blood perfusion,improves hypoxia in the body,and promotes organ function recovery.In the past 20 years,MCS has been increasingly used in patients with severe heart failure and complex complications,as well as in patients with cardiogenic shock who have undergone emergency resuscitation due to acute myocardial infarction or cardiac arrest.In recent years,with the continuous increase of the incidence and the serious decline of quality of life of end-stage heart failure patients,MCS treatment,mainly using ventricular assist devices,has become an important alternative treatment for refractory heart failure patients.【Key words】Mechanical circulatory support;Ventricular assist device;Cardiogenic shock;End-stage heart failure 心力衰竭(简称“心衰”)预后差、死亡率高,尤其是终末期心衰1。最新的流行病学数据显示,中国心血管病患病率处于持续上升阶段,心衰发病率为 1.3%,患病人数约1 370 万人,其中终末期心衰患者达 130 万人2。原位心脏移植虽是严重心衰患者的金标准治疗方法3,但由于供心短缺严重制约心脏移植发展,全球每年完成心脏移植仅6 000 例左右,无法满足持续增长的终末期心衰救治需求,大量心衰患者在等待心脏移植过程中死亡4。经过近 50 年的发展,机械循环支持(mechanical circulatory support,MCS)技术日趋成熟,目前已成为终末期心衰的有效替代治疗手段之一5。MCS 是代替或辅助心脏功能、向心外提供血液灌注、改善机体缺氧状态、促进器官功能恢复的人工器械,它可提供短期和中长期循环支持,帮助患者渡过疾病危险期、桥接心脏移植(bridge to heart transplant,BTT)或长期循环支持治疗。由于重症终末期心衰患病率的持续上升、药物治疗效果不佳、心脏移植供体不足及心功能受限所致生活质量的严重降低,使以心室辅助装置(ventricular assist device,VAD)应用为主的 MCS 日渐成为终末期顽固性心衰患者的一种重要替代治疗手段。自 2006 年以来,VAD 特别是左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)的植入数量急剧增加,20102019 年全球有 25 000 余例 LVAD 植入6。本文将系统阐述 MCS 的种类、适应证、禁忌证、并发症、临床证据及国内外应用进展。1 MCS 的分类MCS 可按不同维度进行分类:(1)按照使用时长:分为短期和长期装置,短期 MCS 装置主要用于高危经皮冠状动脉介入治疗、急性心肌梗死后并发症、各种心原性休克、心脏骤停后复苏、外科术后无法脱离体外循环支持或术后早期心室功能衰竭,而长期 MCS 装置越来越多地用作移植的桥梁、决策的桥梁或作为终末疗法7-8(图 1);(2)按照临床应用场景:分 为 双 心 室 辅 助 装 置(biventricular assist device,BiVAD)、LVAD、右 心 室 辅 助 装 置(right ventricular assist 71中国心血管杂志 2024 年 2 月第 29 卷第 1 期 Chin J Cardiovasc Med,February 2024,Vol.29,No.1device,RVAD)和全人工心脏(total artificial heart,TAH);(3)按照使用方式:分为植入式、体外式及经皮介入式;(4)按照运作原理:分为搏动式、旋转式(离心或轴流)装置。图 1 目前机械循环支持时限及在心衰中的应用2 短期 MCS短期 MCS 装置可用于暂时增加心原性休克患者的心排血量,在过去的 15 年中,这些设备的使用大幅增加,尽管它们价格昂贵,与主要并发症相关,并且缺乏高质量的证据来支持它们的使用,但短期 MCS 装置侵袭性较小,在危重患者中植入相对简单和便宜。不过,需要选择合适的患者和最佳的植入时机来建立短期 MCS,因为有 50%60%的患者可通过药物治疗幸存,而 25%35%的患者由于合并缺氧性脑损伤、不可逆的多器官衰竭等严重并发症而使用短期 MCS 装置无效,仅有 15%25%的心原性休克患者可能从短期 MCS中获益9。严重心原性休克患者需由心脏病学家、心胸外科医生、重症监护医生、专业护士和其他卫生保健专业人员组成的休克小组联合评定,为其选择最合适的策略,以改善患者的预后。目前,短期 MCS 的常用器械有主动脉内球囊反搏(intra-aortic balloon pump,IABP)、Impella、TandemHeart、体外膜氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)和CentriMag,这些装置通过不同的技术原理可为心原性休克患者提供部分或全部循环支持(表 1)。2.1 IABPIABP 是目前临床应用较广泛而有效的机械性辅助循环装置,由动脉系统植入一根带气囊的导管至降主动脉内左锁骨下动脉开口远端,远端位于肾动脉上方,进行与心动周期相应的充盈扩张和排空,使血液在主动脉内发生时相性变化,从而起到机械辅助循环作用的一种心导管治疗方法。IABP 可降低主动脉阻抗,增加主动脉舒张压,从而降低心肌耗氧,增加氧供,达到改善心功能的目的。心脏舒张气囊充气使血流向前,提高舒张压和冠状动脉的灌注;气囊在心脏收缩之前放气,降低收缩压(心脏后负荷)从而改善了左心室射血。通过控制台可在每一个心动周期内气囊充放气一次(1 1 模式),也可在每两个(1 2 模式)或每三个(1 3模式)心动周期内气囊充放气一次。控制台可根据进入气囊的气体量多少来调整气囊的大小。该装置增加冠状动脉灌注和增加心排血量从 0.5 至 1.0 L/min,球囊长度从 22 至27.5 cm 及充气量从 25 至 50 ml 不等,以适应不同体型的患者,通常通过 8.5F 鞘管插入动脉,在透视引导下送到主动脉弓下几厘米内。在临时 MCS 装置选择中,IABP 最为常用,主要优点是便宜且容易操作。由于 IABP 能增加冠状动脉灌注、减轻心脏后负荷,可能应用于以下几种临床场景:新发急性心衰、心脏骤停、慢性心衰急性加重、心脏外科围术期和急性心肌梗死10。虽经股动脉是 IABP 植入的常用路径,但也有研究人员报告了经左锁骨下或腋动脉 IABP 植入的安全性和可行性11-13,还可外科切开植入,也可采用透视或超声指导下经表 1 短期机械循环支持装置的应用比较设备路径心排血量支持水平(L/min)禁忌证并发症主动脉内球囊反搏主动脉0.51中重度主动脉瓣功能不全、严重周围血管疾病、主动脉夹层肾或肠道缺血、球囊破裂、主动脉斑块栓塞、肢体缺血Impella(心室内轴 流泵)左心室至主动脉(左心室)2.56.2中重度主动脉瓣功能不全、左心室血栓、机械主动脉瓣、严重周围血管疾病、主动脉夹层恶性室性心律失常、心脏或血管损伤、溶血、肢体缺血(左)右心房至肺动脉(右心室)机械性三尖瓣或肺动脉瓣、严重的三尖瓣狭窄、严重的肺动脉瓣狭窄或功能不全、腔静脉或右心房或心室血栓形成TandemHeart(经皮 心室辅助装置)左心房至股动脉(串联心脏)(左心室)5.0中重度主动脉瓣功能不全、严重周围血管疾病空气栓塞、肢体缺血、卒中右心房或心室至肺动脉(右心室)机械性三尖瓣或肺动脉瓣、严重的三尖瓣狭窄、严重的肺动脉瓣狭窄或功能不全、腔静脉或右心房或心室血栓形成、上腔静脉或颈内静脉狭窄或闭塞心脏损伤、压塞体外膜氧合右心房至股动脉(或腋窝动脉)7.0严重的主动脉瓣功能不全、严重周围血管疾病肢体缺血、肺水肿、心内血栓、卒中CentriMag(体外 离心泵)左心房或心室至主动脉(左心室)10患者不适合外科手术胸骨切开术或开胸手术的并发症、出血、卒中肺动脉(右心室)81中国心血管杂志 2024 年 2 月第 29 卷第 1 期 Chin J Cardiovasc Med,February 2024,Vol.29,No.1皮经肱动脉或腋动脉路径植入 IABP,优选左侧,因右侧入路易进入主动脉弓,导致大脑前循环的潜在并发症风险。经腋动脉或肱动脉植入的优点是可以留置更长时间,并且患者可直立、坐起来或移动,更加人性化。IABP 的禁忌证包括主动脉夹层、中重度主动脉瓣关闭不全、严重外周血管疾病。IABP 相关的主要并发症发生率约 2.6%,包括肢体缺血、血管损伤、脓毒症、球囊破裂和栓塞等14。由于 IABP 应用的临床场景均针对危重患者,循证医学研究较难开展,高质量证据不多。IABP-SHOCK是一项大型随机对照研究,它将使用 IABP 治疗的急性心肌梗死合并心原性休克患者与传统治疗相比,结果显示 IABP 对患者30 d、6 个月及 6 年的死亡率无改善15-17。因此,在 2019 年急性 ST 段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南中,IABP 已不被推荐常规使用18。不过,IABP-SHOCK研究存在以下局限性:入选患者严重程度变异性较大,且未对不同程度心原性休克患者间的差异进行对比;IABP 使用时机较晚,大多数患者是在经皮冠状动脉介入术后以及出现严重组织灌注不足时才使用。尽管 IABP-SHOCK研究发现 IABP 治疗并不能降低急性心肌梗死合并心原性休克患者的死亡率,IABP 的使用率也有所下降19,但仍有研究显示部分患者可从 IABP 治疗中获益,并且对影响预后的相关因素进行了深入探讨。虽然IABP 在美国的使用总体呈下降趋势,但因其容易获得、有益的血流动力学效应和相对容易植入,仍被用于血流动力学不稳定患者的管理,而且其作为心脏移植的桥梁用于支持终末期心衰患者的情况还有所增加20。IABP 应用于急性心肌梗死合并心原性休克的患者,能够帮助其稳定血流动力学,并且不增加额外出血、感染、败血症、脑卒中等并发症,因此对于药物治疗无法维持血流动力学稳定的此类患者,IABP治疗是合适的选择,能够为下一步的血运重建提供更多的机会21。所以临床医生在考虑应用 IABP 治疗时,应以患者为核心,多方面评估患者情况,制定个体化的治疗方案,使患者得到最佳治疗效果。今后,IABP 可能会在心衰及心外科领域发挥更多的作用,而与 ECMO 的联合应用也是 IABP 发展的一个重要方向。随着治疗手段的增多,IABP 的应用也会有更广泛的未来。2.2 ImpellaImpella(Abiomed,Danvers,MA,USA)是目前全球最小的心脏泵,已被美国、欧盟、日本等地批准用于心原性休克/左心室卸负荷(与 ECMO 联合)、高危经皮冠状动脉介入治疗、室性心动过速消融和右心室衰竭(right vetricular failure,RVF)的治疗。Impella 是一种经皮介入的微型轴流泵,能够抽取左心室的氧合血液并直接将其泵入升主动脉,其导管的流入道位于左心室,一般为主动脉瓣下 3.5 cm,流出道位于升主动脉,泵体位于套管内,转速可高达 51 000 r/min,血液通过位于左心室的套管排出主动脉,其尾部的猪尾管为弯曲设计,用于防止在高速吸血时直接接触心室壁引发心室壁损伤。整个系统由 Impella 控制器来控制。Impella 系列分为Impella 2.5、Impella CP、Impella 5.0、Impella 5.5、Impella LD和 Impella RP(右心辅助)等多个型号,心排血量为 2.5 6 L/min,直径为 9 21Fr,所有系列均已获得美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准用于临床,最长使用时间为 414 d。Impella 的禁忌证包括严重主动脉瓣狭窄(主动脉瓣口面积0.6 cm2)、左心室血栓、主动脉瓣为机械瓣及严重外周动脉病变。Impella 相关的并发症有器械移入左心室导致心肌穿孔/心脏压塞、室性心律失常、急性二尖瓣反流、溶血和血栓等。Impella 2.5 和 Impella CP 的安全性及可行性已有大型注册中心报道22-23。与 IABP 相比,使用 Impella 是安全的,能提供更多的血流动力学支持,但死亡率方面并无差异24。PROTECT研究显示,对于高危经皮冠状动脉介入治疗患者,Impella 的血流动力学支持力度大于 IABP,但 30 d 的主要不良心脏事件二者并无差异25。IMPRESS 试验比较了在严重急性心肌梗死后心原性休克患者中应用 Impella 或IABP 的死亡率和安全性,结果显示在30 d 和6 个月时,两组患者的死亡率都很高且相似(6 个月时约为 50%)26-27。目前对于使用 Impella 装置预后的研究仍然不充分,对于Impella 应用的时机及场景均存在争议,需要大规模临床试验来进一步探讨。2.3 TandemHeartTandemHeart(Cardiac Assist,Inc.,Pittsburgh,Pennsylvania,USA)是一种经皮离心式 VAD,通过将含氧血液直接从左心房泵入远端降主动脉来卸载衰竭的左心室。其由体外控制台、21F 穿房间隔引流管、1519F 的动脉导管及离心泵组成。TandemHeart 系统既可通过抽吸左心房血液而减轻左心室的前负荷,同时又可将血液回输到动脉从而达到循环辅助作用,其主要应用于高风险经皮冠状动脉介入治疗、心脏切除术后心衰和临时桥接桥或心脏移植期间。目前,有研究显示,与 IABP 相比,TandemHeart 虽能够改善血流动力学和代谢指标,但植入患者的生存率未提高,且并发症发生率增加(如严重出血、肢体缺血)28-29。其他报道的并发症还包括左心房插管从左心房脱入右心房后,出现右至左分流和缺氧、心脏压塞和卒中30。该装置的禁忌证包括严重外周血管疾病、心房血栓和凝血功能障碍。目前该项技术尚未在我国开展。2.4 ECMOECMO 是一种呼吸循环支持技术,适用于高危心脏手术或心肺移植前的过渡;心脏手术后急性心肺功能衰竭,预期短时间内可恢复者,可逆性肺动脉高压;新生儿胎粪吸入、气管内异物吸入、婴幼儿室上性心动过速、重症心脏介入手术、先天性膈疝、严重心肺外伤、烧伤科患者的吸入性肺损伤、全身性中毒、不同原因的严重肺炎及多器官功能衰竭等多种病症。其原理是经导管将静脉血引到体外,在血泵的驱动下,经过膜式氧合器氧合,再回输患者体内。一方面使肺部得到休息,减少使用呼吸机造成的肺部损伤,另一方面可辅助心脏功能,增加心排血量,改善全身性循环灌注。近年来,国内91中国心血管杂志 2024 年 2 月第 29 卷第 1 期 Chin J Cardiovasc Med,February 2024,Vol.29,No.1外 ECMO 支持的发展突飞猛进,根据国际体外生命支持组织(ELSO)统计,2015 年 1 月至 2021 年 12 月,世界范围内累计 62 003 例患者接受了 ECMO 支持治疗31。然而,使用ECMO 系统会带来一系列并发症,包括出血、肾衰竭、感染,另外静脉-动脉 ECMO(VA-ECMO)模式血栓形成风险大,而采用股静脉ECMO股动脉模式的患者,由于经过氧合的血液直接进入股动脉,造成股动脉水平以下氧合供血良好,但股动脉水平以上氧合供血较差,可能导致脑、肺、心等重要脏器缺血缺氧,如何减少这些并发症也可能是 ECMO 技术未来重要的探索方向。ECMO 的使用尚缺乏大型临床试验。一项包含 1 866 例心原性休克和心脏骤停接受 ECMO 治疗患者的荟萃分析显示,其出院存活率为 20.8%65.4%32。在原生心脏功能严重受损的情况下,高流量的 VA-ECMO 可导致左心室射血功能减退、左心室膨胀、耗氧量增加和恢复时间延长。在 VA-ECMO 期间,有几种处理左心室膨胀的方法,如 IABP、经皮左心房或左心室引流、开放式手术左心室引流、经皮血管内LVAD 以及院内的手术植入式 LVAD。2.5 CentriMag雅培旗下的循环支持系统 CentriMag,2004 年被首次报道使用,于 2019 年 12 月获得 FDA 批准。当不确认心脏术后患者的心脏功能是否会恢复,或不确认患者是否需要替代性的长期治疗时,CentriMag 可提供一个小于 30 d 的临时性血液循环支持以治疗暂时无法脱离体外循环的患者,其可用于左心室辅助、右心室辅助和双心室辅助33-39。CentriMag 系统包括 CentriMag 泵、第二代 CentriMag 主控制台、CentriMag 电机、Mag 监视器、流量探头和 CentriMag引流和回流套管,分为 CentriMag(成人款)和 PediMag(儿童款)两款,流量分别为 1.5 L/min 和 10 L/min,均采用全磁悬浮离心泵驱动技术,泵转速为 5 500 r/min 的低转速,器械相关血栓发生率低至 2.5%34-35。当泵插入电机并启动时,内部叶轮电磁悬浮并居中(全磁悬浮技术)。在患者支持期间,控制台用于控制泵速、产生血流,并监控系统的运行。除此之外,CentriMag 系统还可接入氧合器模块,用于6 h 的紧急心肺支持。使用 CentriMag 的缺点是相比经皮装置,CentriMag 需要正中开胸,技术要求较高,创伤较大。目前国内尚未开展此项技术。2.6 短期 RVAD短期 RVAD 包括轴流泵装置和体外离心泵装置,可直接降低右心房和右心室压力,增加通过肺动脉的血流量,在保留或辅助左心室功能的情况下,使平均肺动脉压、左心室前负荷 及 心 排 血 量 增 加40-41。包 括 Impella RP、Tandem RVAD、ProtekDuo RVAD、VA-ECMO 及 CentriMag RVAD 等几种装置(图 2)。RVF 行 MCS 的指征包括急性右心室心肌梗死、急性肺栓塞、严重肺动脉高压和 LVAD 植入后 RVF 相关的心原性休克。RVAD 植入的禁忌证包括机械性三尖瓣或肺动脉瓣、重度三尖瓣或肺动脉瓣狭窄或反流、不利于支持装置插入的肺动脉壁病变及右心房或腔静脉壁血栓。2.6.1 Impella RP Impella RP(Abiomed)是一种经皮轴流泵 RVAD,其工作原理与其他 Impella 设备相同。它是用一个 23F 鞘将系统通过股静脉送入肺动脉,入口在下腔静脉或右心房,出口在肺动脉,将血液从下腔静脉或右心房直接输送到肺动脉循环。尽管缺乏在 RVF 情况下普遍或常规使用Impella RP 的数据,但其已获得紧急使用授权,专门用于治疗与新型冠状病毒感染相关的 RVF,包括肺栓塞患者。目前还缺乏针对右心室 MCS 装置的大型随机对照试验。2015年,RECOVER RIGHT 试验前瞻性研究了 12 例急性心肌梗死和 18 例心脏手术后患者使用 Impella RP 装置治疗难治性RVF 的效果,Impella RP 启动后即刻中心静脉压和心脏指数改善,强心药及升压药撤离43。虽然该试验未观察其对临床结果的影响,但 Impella RP 患者的30 d(或出院)生存率约为73.3%,出院患者生存超过 180 d,最常见的不良事件是出血和溶血44。2.6.2 TandemHeart RVAD TandemHeart RVAD(TH-RVAD)使用体外离心泵和 2 个静脉管道将血液从右心房输送到主肺动脉,第一个 21F 流入管放置在右心房中,第二个21F 流出管插入主肺动脉中。大多数 TH-RVAD 置管通过两侧股静脉通路开展,流出端经右股静脉植入主肺动脉,流入端经左股静脉植入右心房。在躯干较长的患者(从股静脉到第五肋间的距离超过 58 cm),可通过右侧颈内静脉将流出端放置在主肺动脉中。如果存在股静脉通路的限制,包括Direct RV Bypass:直接右心室搭桥;Indirect RV Bypass:间接右心室搭桥;RA:右心房;PA:肺动脉;RVAD:右心室辅助装置;VA-ECMO:静脉-动脉体外膜氧合;Axial Flow:轴流;Extracorporeal Centrifugal Flow:体外离心流图 2 几种不同的右心室辅助装置及原理4202中国心血管杂志 2024 年 2 月第 29 卷第 1 期 Chin J Cardiovasc Med,February 2024,Vol.29,No.1感染、血栓形成或下腔静脉滤过器,也可使用这种方法。当使用右颈内入路时,流出端通过右颈内入路放置在主肺动脉中,而流入端通过股静脉放置在右心房中。也可使用 Protek Duo 双腔管与 TandemHeart 泵联合使用,一个管腔作为流入端放在右心房,一个管腔作为流出端放在主肺动脉,并且可接氧合器进行体外氧合。TandemHeart(LivaNova)尚未被 FDA 批准用于右心室支持(右心室到肺动脉),但已有报告显示了其可行性,并且是在多种情况下报告的,包括急性心肌梗死45-47、LVAD 植入后42、严重肺动脉高压48、严重急性二尖瓣反流49及原位心脏移植后排斥综合征50。2011 年,一项单中心经验报告了 9 例不同病因 RVF 患者在 TH-RVAD 植入 24 h 内平均动脉压、右心房压、心脏指数、右心室每搏量和混合静脉氧饱和度的改善,院内死亡率为 44%,在 TH-RVAD 放置延迟的患者中死亡率最高,器械植入过程中或植入后均未观察到机械并发症51。2014 年,THRIVE 注册研究回顾性分析了 8 个中心接受 TH-RVAD 的 46 例患者,主要病因包括心肌炎、心肌梗死、慢性左心衰竭、瓣膜手术前、冠状动脉旁路移植、原位心脏移植和 LVAD 植入后,在 TH-RVAD 植入后 48 h,血流动力学参数包括平均动脉压、右心房压、肺动脉收缩压和心脏指数均明显改善,院内死亡率为 57%,继发于急性心肌梗死或LVAD 植入后的 RVF 患者死亡率最低,年龄增加、双心室衰竭和心肌梗死溶栓后严重出血是死亡的主要原因52。目前,TH-RVAD 尚需更多大型临床试验来证实其疗效。2.6.3ProtekDuo RVADProtekDuo RVAD(CardiacAssist,Inc.)在设计上与 Impella RP 不同,它是一种双腔经皮RVAD,可将血液从右心房引入肺动脉,并连接到外部离心泵。该系统支持高达 5 L/min 的血流量,并可插入氧合器进行 ECMO。ProtekDuo 有两种尺寸(29F 和 31F),通常通过右颈内静脉插入,从右心房引流同时回输血液到肺动脉。ProtekDuo 需要与体外离心泵结合完成右心室辅助,目前可连接的体外离心泵有 TandemHeart(LivaNova)、CentriMag(Abbott)等。ProtekDuo RVAD 尚缺乏大型临床试验证据。在一项ProtekDuo RVAD 支持下的 17 例 RVF 患者的双中心经验报道中,23%的患者成功撤离,然而超过 40%的患者在泵流充足的情况下死亡53。该装置的优点包括避免胸骨切开,特别是在可能曾做过手术或可能是移植候选者中,在某些情况下,被预先用于接受持久 LVAD 植入的患者的右心室支持54。目前国内尚无此技术。2.6.4 CentriMag RVADCentriMag RVAD(Abbott)由一个体外离心泵、一根流入管连接右心房及一根流出管连接肺动脉组成,可产生 10 L/min 流量,使用时间可达 1 个月。一般来说,CentriMag RVAD 需要胸骨正中切开,并且在外科手术室内进行植入,创伤较大,技术要求较高。但也有报道CentriMag 与 ProtekDuo 双腔管组合成经皮右心室辅助是可行的55,并且创伤小、并发症少、支持时间长、必要时可联合氧合器。目前国内尚未开展此技术。2.7 短期 MCS 的主要并发症短期 MCS 的预后与并发症有一定关系,这些并发症可能跨越心血管、血液学、免疫和神经系统,也可能是机械泵本身固有的并发症。并发症各不相同,必须对个别患者的潜在临床益处进行权衡(表 1)。2.7.1 心血管并发症 可能与直接的心脏损伤或血管通路有关。直接的心脏并发症包括瓣膜损伤(主动脉瓣损伤更多见于经主动脉装置,导致主动脉瓣功能不全的早期或晚期发展)以及腔室穿孔(来自心房插管),可能导致分流、心包积液和心脏压塞。血管并发症包括远端肢体缺血和空心血管的剥离,远端肢体缺血的风险与插管大小、患者血管粗细、部署的紧急性和伴随的血管升压剂使用有关。在极端情况下,肢体缺血可能需要截肢。用于 ECMO 的大股动脉插管导致的肢体缺血危害大,需要采取远端肢体灌注和近红外光谱监测等策略,以帮助减少这一毁灭性并发症的发生。2.7.2 血液学并发症 包括(但不限于)出血、贫血、血小板功能障碍、血小板减少和血栓形成。尽管有常规的抗凝治疗,但泵内血栓形成的风险仍然存在。对于某些形式的短期MCS(特别是 ECMO),心内血液淤滞可增加这种风险,并导致泵内血栓形成和随后的血栓栓塞事件。MCS 相关的出血是多因素的,继发于获得性凝血缺陷、高剪切力引起的溶血、血小板减少、通路相关问题和必要的抗凝血等。2.7.3 感染性并发症 在短期 MCS 中常见,因为多个通路外部插管,同时出现危重疾病和住院时间延长。感染性并发症范围从局部通路部位感染到全身疾病,包括菌血症和脓毒症。虽然一些机构对接受 MCS 的患者使用预防性抗生素治疗,但尚无证据支持这种普遍的做法。2.7.4 神经系统并发症 危重症患者的神经损伤可能是多因素的,但通常归因于 MCS 装置中微栓子的迁移。短期MCS 的血流动力学不稳定的患者往往伴有脑灌注不足、缺氧或代谢紊乱,从而导致脑血管事件。IABP、TandemHeart 及其他经皮 MCS 装置的脑卒中发生率相似,但在 ECMO 支持的患者中明显更高。3 中长期 MCS中长期 MCS 装置主要用于未能进行心脏移植的慢性终末期心衰患者,包括美国国立卫生研究院-各机构间机械辅助循 环 支 持 协 会(Interagency Registry for Mechanically Assisted Circulatory Support,INTERMACS)分级 14 级的患者和具有高危风险特征的 INTERMACS 分级 5 6 级的患者56。中长期 MCS 针对慢性心衰患者可提供较长的机械循环辅助,直到患者等到心脏供体或恢复心脏功能。当患者符合终末期充血性心衰的诊断标准,根据标准需要进行心脏移植治疗时,可考虑将 MCS 治疗作为 BTT 应用。其实,MCS 并不仅仅是作为心脏移植前过渡治疗手段而发展起来的,最初的设计想法是用它作为一种能取代心脏移植的治疗心衰患者的方法,也就是为心衰患者实施终点治疗(destination therapy,DT)。由于 60 岁以上人群心衰的患病率明显上升和12中国心血管杂志 2024 年 2 月第 29 卷第 1 期 Chin J Cardiovasc Med,February 2024,Vol.29,No.1供心的严重缺乏,使得 DT 治疗得到发展。随着对机械辅助应用的深入探究和理解,对于不符合心脏移植的患者,使用长期机械辅助作为终点治疗已成为当今长期 MCS 的一个使用方向。3.1 LVADLVAD 的发展大致可分为三代。第一代 LVAD 属于流体机械中的容积式心脏泵,主要代表产品是 Novacor 装置和Thermo Cardiosystems 装置(HeartMate 第一代)。1984 年,Novacor 装置首次植入人体,也是历史上首次使用电机械VAD。同年,Thoratec 公司气动式搏动容积泵首次作为 BTT治疗应用于临床。第一代 LVAD 驱动源结构比较复杂,总体体积较大,作为血泵囊袋的隔膜材料要求比较高,囊袋配有单向流瓣膜,复杂的结构影响了血泵的性能和寿命。第二代LVAD 与第一代有所不同,属于流体机械中的轴流血泵,通过高速旋转叶轮产生非搏动持续流输出,具有结构简单、耐耗损、体积小等优点,于 1988 年第一次用于心原性休克的循环辅助。其主要代表产品有 DeBakey/NASA、HeartMate(Thoratec 公司)和 Jarvik2000(Jarvik Heart 公司)。第三代LVAD 在第二代的基础上进行了改进,属于完全悬浮的旋转式辅助装置,取代了叶轮转子体的机械旋转轴,采用非接触式轴承设计,叶轮在血泵中悬浮旋转,可进一步提高血泵的耐受性,更好地防止血栓形成。其大多采用离心泵结构,易植入、体积小、血栓和感染并发症少,是目前临床上最受青睐的植入式心脏辅助装置。早在 1950 年,磁悬浮轴承技术就已被使用在机械转子上,而直到 1992 年,Akamatsu 等才用磁悬浮技术来研发 MCS 装置。主要代表产品是 HeartWare HVAD(Medtronic 公 司)、HeartMate (Thoratec 公 司)和DuraHeart(Terumo 公司)。3.1.1 机械轴承轴流泵 第二代 LVAD 以 HeartMate为代表,通过一个轴向配置的血泵,使通过转子的血流路径平行于泵的轴线,能提供 610 L/min 的持续心排血量。这一代心脏辅助装置体积小,耐久性长,从而显著提高了患者的生活质量。对于第二代 LVAD,HeartMate试验随机招募了200 例不适合心脏移植的晚期心衰患者,随机分配到第一代搏动式隔膜泵组(66 例)和第二代恒流泵(HeartMate)组(134 例),主要终点为 2 年无卒中生存率和维修、更换设备的二次手术率,次要终点为总生存率、不良事件发生率、生活质量和功能能力。结果提示,与第一代搏动式隔膜泵组相比,第二代恒流泵组患者的无卒中生存率更高,更换设备的二次手术率较低,两组的生活质量和功能能力均显著改善57-58。因此,HeartMate于 2008 年被 FDA 批准用于心脏移植前的辅助支持治疗,于 2010 年被批准用于永久替代治疗。Jarvik2000 也是常用的机械轴承轴流泵,一项日本的前瞻性研究纳入了 13 家医院的 83 例患者,分析了患者植入Jarvik2000 作为心脏移植前过渡治疗的数据,中位随访时间为 191 d。研究结果显示,患者的 1、2 年总生存率分别为85.0%和 79.3%,死亡原因包括卒中、感染和器械故障。常见的不良事件包括大出血(27.7%)、新发感染(31.3%)、卒中(20.5%)和器械故障(20.5%),17 例患者新发主动脉瓣反流,但 Jarvik2000 植入后的中期生存率比较令人满意59。3.1.2 混合悬浮离心泵美敦力公司的 HeartWare HVAD是一种混合磁悬浮和液力悬浮的小型离心泵,可消除摩擦、发热和部件磨损,排量为 50 ml,心输出容量为 10 L/min。该产品于 2009 年获批在欧盟国家上市,2012 年获得 FDA 批准用于 BTT,2017 年扩展至 DT,获批 DT 后植入数量超过 6 000例,20092019 年总植入量约为 1.9 万例60。有报道称,HeartWare HVAD 可能会导致患者卒中风险增加61-63。近期的一项研究中,3 076 例(49.6%)患者接受 HeartWare HVAD治疗,中位随访时间为 12 个月,结果显示接受 HeartWare HVAD 的患者发生神经系统不良事件更多(16.4%比 6.4%,P0.001)64,由于严重不良事件,该产品于 2021 年 6 月被宣布退市。美敦力公布的主要原因,其一是 HeartWare HVAD 导致的脑卒中的发生率、死亡率高于同类产品;其二是产品设计层面,HeartWare HVAD 血泵在因掉电而停转情况下可能无法重新启动,或无法立即重新启动,导致危及生命的严重后果。3.1.3全磁悬浮离心泵全磁悬浮离心泵是 MCS 领域的最新进展,代表产品 HeartMate由 Thoratec 公司开发,是全球首款利用磁悬浮技术的完全植入式心脏泵,转子通过磁力悬浮,血液流动通道宽,可以最大限度地减少剪切力,同时不使用机械轴承的无接触旋转消除了磨损和发热;人工脉冲避免血液淤滞,避免血栓形成,最大程度减少不良事件。HeartMate于 2017 年被 FDA 批准用于 BTT,2018 年获批用于 DT,已成为目前全世界最常用的 LVAD,其转速为 3 0009 000 r/min,流量 10 L/min。一项多中心随机对照试验对第三代 LVAD 产品 HeartWare HVAD 与 HeartMate进行了比较,纳入 446 例患 者,2 1 分 配 至 HeartWare HVAD 与HeartMate治疗组,研究终点为患者 2 年的无致残性卒中生存期及无设备故障生存期。结果显示,与 HeartMate组相比,HeartWare HVAD 组患者的无致残性卒中生存期和无设备故障生存期明显延长,然而 HeartWare HVAD 组的卒中发生率高于 HeartMate组,不过后者的设备故障率则更高,两组的生活质量和功能能力改善程度相似65。2018 年发表的一项研究纳入了 366 例终末期心衰患者,1 1 随机分配到HeartMate组和 HeartMate组,主要终点为患者 2 年的无致残性卒中、无再次手术生存率。结果发现,HeartMate组、HeartMate组分别有 79.5%、60.2%的患者出现主要终点。同时,HeartMate