机械循环辅助

第十四章机械循环辅助

要点：

●机械辅助的目的是，维持循环并减少心脏在心肌缺血再灌注损伤后的做功，

直到心脏恢复代谢功能。

●主动脉球囊反搏技术是我们平时最常用到的辅助循环技术，并且成功率很

高，相关并发症较少。

●急诊情况下的短期循环辅助，病人有30%的存活率但也会有比较多的出血相

关并发症。

●长期使用的植入性循环辅助设备有较高的感染率和其他并发症，同时设备也

不够轻便，电源更换也存在问题。

●第二代的可植入设备已经显示了它可以克服许多上一代产品的问题。

●人工心脏的研究与发展依然面临巨大考验。

一、历史背景

1953年，Gibbon首次在临床上使用体外循环的方法对心内直视手术进行了循环呼吸支持。同时由于条件所限，体外循环时间较长，心肌保护效果不佳，许多病人出现了出血和多器官功能不全等并发症。

在1965年,Spencer首先报道了股动静脉循环支持疗法。4例心脏手术后严重心功能不全的病人应用此技术，1例患者存活并脱离体外循环出院。Hall和他的同事们研究了一种植入性胸内左心室辅助泵。将它置入左胸并连接左心房和主动脉。这种设备含有中心血液腔和外周气囊，在血液腔的进出口有单向球囊瓣，外周气囊由触发器来控制气囊充气和放气。由于气囊的充气挤压和放气，血液腔形成压力差，血液在瓣膜的控制下形成单向流动。在1963年，在此原理下设计了这样的设备，并准备将其应用到一例换瓣术后严重心功能不全的病人身上。不幸的是在使用此设备之前病人死于严重的脑损伤。DeBakey(图14.1)在1966年实现了第1例左室辅助装置的成功。此装置被放于体外，用管道连接腋动脉和左心房。在这个治疗过程中，女性病人在1200ml/min的循环支持下使用了10天。虽然病人在双瓣置换后有严重的心功能不全，但病人还是恢复并出院。

在60年代后期IABP技术开始大踏步的发展并成为最为常见的心脏辅助设备。Moulopoulos在1962年报道了使用橡胶球置入主动脉。橡胶球在心脏舒张期

膨胀并在心脏收缩期瘪下去。随后,Kantrowitz和他的同事们将IABP技术使用于心肌梗死后的病人。在1973年Buckley使用IABP使不能脱离体外循环的病人安全脱机。

1964年，美国心肺血液研究所(NHLB1)建立了人工心脏项目。1970年,人工心脏项目变成了NHLB1的长期发展项目，并制定了如下发展方向：

1、对急性循环功能不全病人的短期支持。

2、数天至数月循环支持,直至病人的血流动力学稳定。

3、长时间循环支持,维持患者生命。

4、永久性植入辅助装置代替自然心脏。

1972年的左室辅助会议后，开始强调长期辅助的发展。1977年John Waston 提出两个新的发展方向,一是发展左室辅助，另外就是电能控制的左室辅助装置。在1988年又提议电能全心移入辅助装置和超过2年的长期支持计划。这些提议引起了整个机械辅助支持领域的进步。特别是，人们研究出了ABIOMED和Thoratec这些体外辅助设备以及Novacor和HeartMate这些植入性辅助设备。在90年代轴流泵出现以前它们都是主要的循环支持技术。

从短期使用的外部设备到长期使用的植入性设备，循环支持设备发展很快。由于早期人们在心脏术后使用得到成功,，所以人们开始在急性心脏衰竭后使用。在免疫抑制剂环孢酶素发现后，心脏移植在临床上取得了飞速的发展。导致了供体器官的极度缺乏，患者带着辅助装置等待供体移植。

二、短期循环辅助设备

1、主动脉球囊反搏

IABP的优点在于它的建立，撤离容易。但是它不能稳定的增加全身血流。IABP就是将球囊放置到降主动脉，在不同的心动周期，进行球囊充气和放气，以推动主动脉内血流更快进入到各器官组织和左右心室内血液排出(图14.2)。具体是在舒张期，主动脉关闭，球囊快速充气，挤压降主动脉内血流，使其快速注入器官组织，特别是冠状动脉。降低了心脏后负荷，减少心脏做功和心肌氧耗(图14.3)。这种挤压可使舒张期冠状动脉血流速度增加117%。冠状动脉血流量增加87%。在收缩期主动脉瓣开放，球囊吸瘪，主动脉内压极具下降，有利于左室的血液流入其内。总之，IABP可以增加心肌血液供应，减少氧耗，增加心脏射血

功能。但是IABP功能最终取决于心脏自身有一定的射血功能，对严重的心功能不全的循环辅助能力有限。虽然在舒张期IABP可以增加颈动脉的前向血流,但现在还没有证明它在收缩期也有此作用。

1.1 IABP使用指南

约有5-10%的急性心肌梗死患者可发生心源性休克。这些患者使用IABP降低了心脏后负荷，可以减少心脏做功和心肌氧耗,，增加舒张期血流量，同样IABP 也可以应用于不稳定心绞痛的病人。心脏病专家通过导管将IABP植入。约有10-15%的手术病人需要IABP过渡，包括术前使用减少病人危险的和术后使用支持辅助循环的。

对于那些急性冠脉综合症的病人可以使用IABP。对于那些EF值小于25%的病人，如果在术前使用IABP进行循环支持，死亡率只有2.7%，而没有使用IABP的病人死亡率有11.9%。

Christenson报道在心脏术后心脏衰竭以后使用IABP病人有48%的死亡率。并且他也指出了术前心肌缺血和手术打击都是死亡的高危因素。在Massachusetts 医院，有许多使用了IABP的病人，包括在手术室，ICU安置了IABP的内外科病人，不包括CABG和PTCA的病人。他们的死亡高危因素有年龄偏大、二尖瓣置换的病人、过长的体外循环时间、急诊手术、术前肾衰、恶性心律失常、右心衰和急诊二次手术的病人。

1.2 IABP使用的技术

现在内科和外科医生可以通过经皮进入再通过导丝安置IABP。但是如果病人有动脉粥样硬化和严重的动脉瘤就不能通过股动脉进行IABP的置入。必须开胸手术进行直接在降主动脉置入。

在术前使用IABP的病人必须使用肝素。对于那些因心衰而使用IABP的病人，要使用抗凝药华法令，在心外循环下的心脏手术后，病人离开手术室使用了IABP的病人除静脉给肝素外还必须通过静脉使用低分子量的右旋糖酐，速度为20ml/h。这样在手术后的胸腔引流会慢慢变少。那些IABP可能要使用4到5天的病人，要皮下使用低分子量肝素或静脉注射肝素以维持APTT是正常的2倍。

IABP根据心脏的收缩和舒张进行球囊的吸瘪和充气。心电图和动脉波形显示对IABP的调节起到了很重要的作用。触发IABP有3种形式,，即心电P波触发，心电R波触发，动脉波触发。一般的，IABP可以从1:1调节到1:2甚至1:4，