經(jīng)皮左心室輔助裝置應(yīng)用研究進(jìn)展

劉 莉，王守力

總裝備部總醫(yī)院(第306醫(yī)院)心血管內(nèi)科，北京 100101

經(jīng)皮左心室輔助裝置(percutaneous left ventricular assist devices，PLVAD)具有創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的有效支持，能夠糾正急轉(zhuǎn)直下的血流動(dòng)力學(xué)紊亂，改善組織灌注，為患者爭(zhēng)取寶貴的搶救時(shí)間。PLVAD目前應(yīng)用較廣泛，包括：主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏(intra-aortic balloon pump，IABP)，靜脈-動(dòng)脈體外膜式氧合器(venoarterial extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)，Impella Recover系統(tǒng)，和TandemHeart LVAD系統(tǒng)。本文對(duì)目前應(yīng)用較廣泛的四種經(jīng)皮左心室輔助裝置的臨床效果、最新研究進(jìn)展作一綜述。

1 主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏(IABP)

IABP于1970年最早用于心臟外科手術(shù)[1]。IABP作為機(jī)械循環(huán)輔助裝置已應(yīng)用近50年[2]。IABP可提高心臟舒張壓，增加冠狀動(dòng)脈血流灌注和微循環(huán)功能，使左心室收縮期后負(fù)荷降低，減少心肌需氧量，因而增加心排血量[3]。IABP臨床應(yīng)用最為廣泛，也是首選的輔助方法之一。BCIS-1(the balloon pump-assisted coronary intervention study，BCIS-1)首次在高危PCI(percutaneous coronary intervention，PCI)中采用隨機(jī)方式探討IABP結(jié)合PCI，觀察能否降低高危PCI患者的院內(nèi)和28 d主要不良心腦血管事件(main adverse cardiovascular and cerebrovascular events，MACCE)及6個(gè)月的病死率。初步結(jié)果顯示，對(duì)于高危PCI患者，IABP植入并不降低院內(nèi)MACCE的發(fā)生率。有12%術(shù)前并未準(zhǔn)備植入IABP的患者，由于術(shù)中因?yàn)檠鲃?dòng)力學(xué)不穩(wěn)定而緊急植入，說(shuō)明高危PCI圍手術(shù)期應(yīng)備用IABP[4]。Mishra等[5]認(rèn)為，與術(shù)中發(fā)生并發(fā)癥而被迫植入IABP比較，術(shù)前預(yù)防性植入IABP可明顯降低院內(nèi)病死率(8%與29%，P<0.01)和主要不良心臟事件(major adverse cardiac events,MACE)發(fā)生率(12%與32%，P=0.02)，并由此改善患者6個(gè)月的長(zhǎng)期預(yù)后。

2012年發(fā)表的一項(xiàng)對(duì)非隨機(jī)或部分隨機(jī)的關(guān)于心源性休克患者應(yīng)用IABP臨床試驗(yàn)的回顧研究，并未顯示出在心源性休克患者中應(yīng)用IABP能明顯降低病死率[6]。Euro Heart Survey關(guān)于PCI的臨床實(shí)踐模式和結(jié)果有更好的反思[7]：654例心源性休克患者，25%應(yīng)用IABP治療，使用IABP的患者及未使用IABP的患者病死率分別為56.9%和36.1%。而多元統(tǒng)計(jì)分析顯示，使用IABP與提高生存率無(wú)關(guān)(OR=1.47，P=0.07)。在IABP-SHOCK Ⅱ(intra-aortic balloon counterpulsation in acute myocardial infarction complicated by cardiogenic shock，IABP-SHOCK II)實(shí)驗(yàn)中，與最佳藥物治療組相比，IABP治療組未降低急性心肌梗死合并心源性休克并行早期血運(yùn)重建患者30 d的病死率。而其完成12個(gè)月隨訪的最終研究結(jié)果也顯示，IABP沒(méi)有降低急性心肌梗死合并心源性休克患者的病死率[8]。盡管這個(gè)研究是這10年來(lái)關(guān)于心源性休克最大和最重要的研究?jī)?nèi)容，但它也受到許多質(zhì)疑[9]：(1)從胸痛的發(fā)生或 AMI(acute myocardial infarction，AMI)確診到再血管化治療、入組和主動(dòng)脈內(nèi)反搏開(kāi)始時(shí)間不公開(kāi)；(2)86.6%的治療組患者主動(dòng)脈內(nèi)反搏是在PCI術(shù)后開(kāi)始使用，4.3%根本未使用；(3)17.4%的對(duì)照組交叉使用了主動(dòng)脈內(nèi)反搏或其他機(jī)械支持，多數(shù)是由于違背方案；(4)對(duì)于死亡事件沒(méi)有裁定。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是對(duì)PCI術(shù)后開(kāi)始使用主動(dòng)脈內(nèi)反搏的有效性和安全性進(jìn)行評(píng)估，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論不能推到心源性休克患者PCI術(shù)前及術(shù)中應(yīng)用IABP的效果。

本研究在救治急性冠脈綜合征(ACS)合并心源性休克(CS)方面提出了盡早干預(yù)的策略，即一旦確診為ACS合并CS，立即于急診室或病床旁盡早給予IABP循環(huán)支持治療，為進(jìn)一步的治療爭(zhēng)取時(shí)間并創(chuàng)造良好條件[10]。本研究統(tǒng)計(jì)56例ACS并發(fā)CS在床旁安置IABP的患者資料，床旁IABP植入的成功率達(dá)到98.2%。并發(fā)癥少，僅為12.5%，最長(zhǎng)可使用888 h，IABP+PCI組的IABP使用時(shí)間小于單純IABP組(91±10)h與(166±18)h(P<0.05)，且住院存活率高于單純IABP組(72.2%與40.0%，P<0.05)。

IABP主要局限是依賴患者的左心室功能，對(duì)于完全性血流動(dòng)力學(xué)崩潰的患者無(wú)效[11]。目前美國(guó)及歐洲的指南中，心源性休克患者中應(yīng)用IABP的推薦等級(jí)從Ⅰ級(jí)到Ⅱa級(jí)和Ⅱb級(jí)[12-14]。

2 體外膜式氧合器(ECMO)

體外膜式氧合器(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)是一種短期呼吸替代兼有循環(huán)輔助功能的裝置。其工作原理是將血液由股靜脈引出，經(jīng)輔助裝置流經(jīng)氧合器，再流回股動(dòng)脈，以減輕心肺負(fù)荷。當(dāng)患者心肺功能嚴(yán)重受損，ECMO可以替代肺臟的氣體交換任務(wù)和心臟泵血功能，提供更強(qiáng)大的呼吸循環(huán)支持，V-A ECMO至少可以提供50%以上的心排血量[15]。在左心室收縮舒張功能嚴(yán)重受損時(shí)，ECMO逆行灌注流量增加會(huì)進(jìn)一步增加左心室后負(fù)荷，而且ECMO提供的是非搏動(dòng)性灌注，容易導(dǎo)致組織灌注不足[16]。ECMO能通過(guò)人工心泵有效地替代患者自體心泵，維持循環(huán)功能，代償缺血后的心臟，從而減輕心臟負(fù)擔(dān)，減輕心肌損傷，促進(jìn)其恢復(fù)[17]；提高冠狀動(dòng)脈灌注壓，改善心肌血液供應(yīng)，利于心肌恢復(fù)；通過(guò)維持穩(wěn)定的循環(huán)，使得應(yīng)用擴(kuò)血管藥變得安全；通過(guò)調(diào)節(jié)靜脈血回流減輕心臟前負(fù)荷[14]；尤其重要的是ECMO能改善AMI重癥患者的血流動(dòng)力學(xué)，為急診血運(yùn)重建治療創(chuàng)造條件，降低危重AMI患者的病死率。

一項(xiàng)對(duì)219例合并心源性休克患者的單中心回顧性研究中[19]，2002-2009年115例心源性休克患者接受了PCI聯(lián)合ECMO治療，而1993-2002年的患者僅接受了PCI治療。ECMO組30 d的病死率接近60%，而非ECMO組病死率為35%(P=0.003)。

2013年關(guān)于包括20個(gè)研究機(jī)構(gòu)的1 866例患者的Meta分析[20]中，17項(xiàng)研究報(bào)告出院生存率及累積生存率為534例及1 529例，范圍20.8%～65.4%。對(duì)192～1 452例患者根據(jù)特定的并發(fā)癥進(jìn)行分析。95%CI的并發(fā)癥發(fā)生率統(tǒng)計(jì)如下:下肢缺血16.9%(12.5%～22.6%)；筋膜切開(kāi)術(shù)或筋膜室綜合征10.3%(7.3%～14.5%)；下肢截肢4.7%(2.3%～9.3%)；中風(fēng)5.9%(4.2%～8.3%)；神經(jīng)并發(fā)癥13.3%(9.9%～17.7%)；急性腎損傷55.6%(35.5%～74.0%)；腎替代治療46.0%(36.7%～55.5%)；出血40.8%(26.8%～56.6%)；心臟術(shù)后由于出血或心包壓塞性緊急開(kāi)胸手術(shù)41.9%(24.3%～61.8%)；感染30.4%(19.5%～44.0%)。所以盡管ECMO可以提高嚴(yán)重心臟疾病患者的生存率,但是其并發(fā)癥的發(fā)生率也很明顯。在給心源性休克患者行ECMO治療前應(yīng)同時(shí)考慮風(fēng)險(xiǎn)-效益評(píng)估。

3 TandemHeart LVAD系統(tǒng)

此系統(tǒng)包括小型離心泵，動(dòng)、靜脈導(dǎo)管及外置控制臺(tái)。操作者通過(guò)經(jīng)皮股靜脈穿刺將靜脈端導(dǎo)管送達(dá)右心房，在超聲或透視引導(dǎo)下穿刺房間隔進(jìn)入左心房，穿刺股動(dòng)脈將動(dòng)脈端置入降主動(dòng)脈遠(yuǎn)端，有經(jīng)驗(yàn)者可在30～40 min內(nèi)開(kāi)始循環(huán)支持，提供4 L/min的非搏動(dòng)性血流[21]。

Burkhoff等[22]報(bào)道在13例并發(fā)CS心肌梗死患者中應(yīng)用TandemHeart，平均支持時(shí)間60 h，能明顯增加患者心排血量和血壓而降低肺毛細(xì)血管楔壓，10例(76%)患者脫機(jī)，7例(53%)患者存活出院。

但是TandemHeart的主要問(wèn)題是并發(fā)癥[23]，此外，在X-線透視指導(dǎo)下經(jīng)間隔穿刺置入21 Fr套管至左心房，需要膽略和熟練的技術(shù)，在心肺復(fù)蘇的條件下也無(wú)法開(kāi)展。

4 Impella Recover系統(tǒng)

此系統(tǒng)是導(dǎo)管經(jīng)股動(dòng)脈逆行進(jìn)入左室，前端有籠狀的血液流入口，導(dǎo)管位于升主動(dòng)脈段有血液流出口，流入口和流出口之間有一內(nèi)置微型軸流泵，通過(guò)內(nèi)置的導(dǎo)線和體外控制器連接，從左室抽取的氧合血液，經(jīng)過(guò)微型軸流泵直接泵入升主動(dòng)脈，建立左心室-升主動(dòng)脈引流途徑[24]。主要用于短暫循環(huán)支持，最長(zhǎng)輔助7 d。根據(jù)直徑分為Impella 2.5和 Impella 5.0兩種型號(hào)，分別提供最高2.5和5.0 L/min的非搏動(dòng)血流。置入Impella的患者主動(dòng)脈和冠狀動(dòng)脈內(nèi)壓力增加，冠狀動(dòng)脈血流量增加，同時(shí)由于左心室減壓的關(guān)系，冠狀動(dòng)脈的微循環(huán)阻力下降，從而使得冠狀動(dòng)脈灌注得到明顯改善[25]。在一項(xiàng)前瞻性多中心Europella注冊(cè)研究中，144例冠心病患者在Impella 2.5的支持下，接受了經(jīng)皮冠脈介入治療(PCI)。研究結(jié)果顯示，Impella 2.5可以安全有效地用于高危PCI患者,預(yù)防術(shù)中血流動(dòng)力學(xué)損害[26]。Sjauw等[27]納入20例ST段抬高型心肌梗死合并心源性休克患者，比較Impella支持與常規(guī)治療，隨訪4個(gè)月Impella組左室射血分?jǐn)?shù)平均增加12%，對(duì)照組無(wú)明顯改變。多中心Impella EUROSHOCK-注冊(cè)研究[28]表明，120例合并心源性休克的急性心肌梗死患者，使用 Impella-2.5-PLVAD進(jìn)行臨時(shí)循環(huán)支持治療，30 d病死率為64.2%，Impella-2.5-PLVAD在24～48 h，使乳酸水平由(5.8±5.0)mmol/L降至(4.7±5.4)mmol/L(P=0.28)和(2.5±2.6)mmol/L(P=0.023)。ISAR-SHOCK隨機(jī)研究對(duì)比 Impella 2.5和IABP治療心源性休克患者，Impella 2.5組患者心臟指數(shù)(CI)和平均動(dòng)脈壓(MAP)較IABP組明顯降低[29]。此外，Impella 2.5組的血清乳酸水平也較IABP組低。兩組間病死率、出血、截肢、缺血、心律失常和感染等并發(fā)癥的發(fā)生率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

一項(xiàng)TandemHeart 32例和Impella 2.5 36例的研究[30]顯示，兩者在高危PCI中的安全性及有效性相同，并且短期及長(zhǎng)期的臨床預(yù)后均可接受。

5 結(jié) 語(yǔ)

各種反搏裝置的實(shí)驗(yàn)及臨床研究均證實(shí)其良好的血流動(dòng)力學(xué)支持、改善心功能及緩解心力衰竭癥狀?；诓煌纳硖攸c(diǎn)，對(duì)4種經(jīng)皮循環(huán)支持裝置使用有以下建議[31]：(1)減輕左心室壓力負(fù)荷的左心室機(jī)械支持-IABP；(2)減輕左心室容量負(fù)荷的左心室機(jī)械支持-TandemHeart，Impella Recover；(3)雙心室機(jī)械支持-TandemHeart和一種左心室循環(huán)輔助裝置(如Impella)；(4)雙心室機(jī)械支持聯(lián)合氧和膜肺-ECMO。

IABP-SHOCK Ⅱ?qū)嶒?yàn)的結(jié)果并不意味著IABP在急性心肌梗死合并心源性休克中治療作用的結(jié)束，而是更系統(tǒng)的臨床研究時(shí)代的來(lái)臨，對(duì)于心源性休克循環(huán)支持及其預(yù)后是目前心臟病學(xué)的重要前沿研究。進(jìn)一步的證據(jù)有待大型多中心臨床隨機(jī)對(duì)照研究和隨訪的結(jié)果證實(shí)。部分器材的更新和操作方法的改進(jìn)，均將有助于血流動(dòng)力學(xué)支持后心肌修復(fù)機(jī)制等的研究[32]，及PLVAD的合理和廣泛應(yīng)用。

[1]Nanas JN,Moulopoulos SD.Counterpulsation:historical background,technical improvements，hemodynamic and metabolic effects[J].Cardiology,1994,84:156.

[2]Thiele H，Allam B，Chatellier G，et al.Shock in acute myocardial infarction：the Cape Horn for trials?[J].Eur Heart J,2010,31:1828-1835.

[3]Scheidt S，Wilner G，Mueller H，et al.Intra-aortic balloon counterpulsation in cardiogenic shock.Report of a co-operative clinical trial[J].N Engl J Med，1973，288：979-984.

[4]Perera D，Stables R，Booth J，et al.The balloon pump-assisted coronary intervention study (BCIS-1)：rationale and design[J].Am Heart J,2009,158(6):910-916.

[5]Mishra S，Chu WW，Torguson R，et al.Role of prophylactic intra-aortic balloon pump in high-risk patients undergoing percutaneous coronary intervention[J].Am J Cardiol，2006，98 (5):608-612.

[6]Buerke M，Prondzinsky R，Lemm H，et al.Intra-aortic balloon counterpulsation in the treatment of infarction-related cardiogenic shock-review of the current evidence[J].Artif Organs，2012,36:505-511.

[7]Zeymer U，Bauer T，Hamm C，et al.Use and impact of intra-aortic balloon pump on mortality in patients with acute myocardial infarction complicated by cardiogenic shock:results of the Euro Heart Survey on PCI[J].EuroIntervention，2011,7:437-441.

[8]Thiele H，Zeymer U，Neumann FJ，et al.On behalf of the intraaortic balloon pump in cardiogenic shock II (IABP-SHOCK II) trial investigators.Intra-aortic balloon counterpulsation in acute myocardial infarction complicated by cardiogenic shock (IABP-SHOCK II)：final 12 month results of a randomised，open-label trial[J].Lancet,2013，382(16):1638-1645.

[9]Acharji S，Mathur A，Lakshmanadoss U，et al.Have we given up on intra-aortic balloon counterpulsation in post-myocardial infarction cardiogenic shock?[J].Clin Cardiol，2013，36(11):704-710.

[10] 王守力,韓雅玲，荊全民，等.床旁主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏術(shù)在急性冠脈綜合征并發(fā)心源性休克救治中的應(yīng)用[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2005,26:831-833.

[11] Tayara W，Starling RC，Yamani MH，et al.Improved survival after acute myocardial infarction complicated by cardiogenic shock with circulatory support and transplantation：comparing aggressive intervention with conservative treatment[J].J Heart Lung Transplant，2006，25：504-509.

[12] Guideline for the management of ST-elevation myocardial infarction：a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines[J].Circulation,2013,127：362-425.

[13] Steg PG，James SK，Atar D，et al.ESC guidelines for the management of acute myocardial infarction in patients presenting with ST-segment elevation[J].Eur Heart J,2012,33：2569-2619.

[14] Wijns W，Kolh P，Danchin N，et al.Guidelines on myocardial revascularization：the Task Force on Myocardial Revascularization of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS)[J].Eur Heart J，2010,31：2501-2555.

[15] Ko WJ，Lin CY，Chen RJ，et al.Extracorporeal membrane oxygenation support for adult post-cardiotomy cardiogenic shock[J].Ann Thorac Surg，2002，73：538-545.

[16] 于坤，龍村，高國(guó)棟，等.主動(dòng)脈球囊反搏聯(lián)合體外膜式氧合的臨床應(yīng)用[J].心肺血管病雜志，2010，29：480-485.

[17] Dalton HJ，Rycus PT，Conrad SA.Update on extracorporeal life support 2004[J].Semin Perinatol，2005,29(1)：24-33.

[18] Sung K，Lee YT，Park PW，et al.Improved survival after cardiac arrest using emergent autopriming percutaneous cardiopulmonary support[J].Ann Thorac Surg，2006，82(2)：651-656.

[19] Sheu JJ，Tsai TH，Lee FY，et al.Early extracorporeal membrane oxygenatorassisted primary percutaneous coronary intervention improved 30-day clinical outcomes in patients with ST-segment elevation myocardial infarction complicated with profound cardiogenic shock[J].Crit Care Med，2010,38:1810-1817.

[20] Cheng R，Hachamovitch R，Kittleson M，et al.Complications of extracorporeal membrane oxygenation for treatment of cardiogenic shock and cardiac arrest：a meta-analysis of 1,866 adult patients[J].Ann Thorac Surg，2014,97(2):610-616.

[21] Thiele H，Lauer B，Hambrecht R，et al.Reversal of cardiogenic shock by percutaneous left atrial-to-femoral arterial bypass assistance[J].Circulation,2001,104(24)：2917-2922.

[22] Burkhoff D，O′Neill W，Brunckhorst C，et al.Feasibility study of the use of the Tandem Heart percutaneous ventricular assist device for treatment of cardiogenic shock[J].Catheter Cardiovasc Interv，2006，68：211- 217.

[23] Kar B，Gregoric ID，Basra SS，et al.The percutaneous ventricular assist device in severe refractory cardiogenic shock[J].J Am Coll Cardiol，2011,57:688-696.

[24] Catena E，Milazzo F，Pittella G，et al.Echocardiographic approach in a new left ventricular assist device：Impella Recover 100[J].J Am Soc Echocardiogr,2004，17(5)：470-473.

[25] Remmelink M，Sjauw KD，Henriques JP，et al.Effects of left ventricular unloading by Impella recover LP2.5 on coronary hemodynamics[J].Catheter Cardiovasc Interv，2007，70(4)：532-537.

[26] Kriszhan Dsjauw.Christian Hassaer Supported highrisk percutaneous coronary intervention using the impella LP 2.5 device.The Europella Registry[J].Circulation，2008 ,118 ：S-893.

[27] Sjauw KD，Engstrom AE，Henriques JP.Percutaneous mechanical cardiac assist in myocardial in farction .Where are we now，where are we going ?[J].Acute Card Care，2007，9：222-230.

[28] Lauten A，Engstr?m AE，Jung C，et al.Percutaneous left-ventricular support with the Impella 2.5 assist device in acute cardiogenic shock-results of the Impella EUROSHOCK-Registry[J].Circ Heart Fail,2013,61:23-30.

[29] Seyfarth M，Sibbing D，Bauer I,et al.A randomized clinical trial to evaluate the safety and efficacy of a percutaneous left ventricular assist device vs.intra-aortic balloon pumping for treatment of cardiogenic shock caused by myocardial infarction[J].J Am Coll Cardiol,2008,52:1584-1588.

[30] Kovacic JC，Nguyen HT，Karajgikar R,et al.The Impella recover 2.5 and TandemHeart ventricular assist devices are safe and associated with equivalent clinical outcomes in patients undergoing high-risk percutaneous coronary intervention[J].Catheter Cardiovasc Interv,2013，82(1)：E28-E37.

[31] Werdan K，Gielen S，Ebelt H,et al.Mechanical circulatory support in cardiogenic shock[J].European Heart Journal，2013,:10(1093):248-262.

[32] Hall JL，F(xiàn)ermin DR，Birks EJ，et al.Clinical，molecular，and genomic changes in response to a left ventricular assist device[J].J Am Coll Cardio，2011,57(6)：641-652.