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方法文章

使用经皮心室辅助装置/左心房至股动脉旁路系统治疗心源性休克

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DOI：

10.3791/62140

⸱

2021年8月16日

 ,  ,  ,  , 
1University of Nebraska Medical Center, 2Keele Cardiovascular Research Group, Keele University, 3University of Chicago Medicine, 4Virginia Heart/Inova Heart and Vascular Institute

本文内容

摘要

以下文章描述了在心源性休克（CS）患者中植入一种经皮左心室辅助装置（pLVAD）（例如Tandemheart）以及左心房-股动脉旁路（LAFAB）系统的逐步操作流程，该系统可绕过并支持CS状态下的左心室（LV）。

摘要

左心房-股动脉旁路（LAFAB）系统是一种用于心源性休克（CS）的机械循环支持（MCS）装置，通过从左心房（LA）引流血液并将其回输至股动脉的体循环动脉系统，从而绕过左心室。根据导管的尺寸不同，该系统可提供的血流范围为2.5–5 L/min。本文将讨论LAFAB的作用机制、现有的临床数据、在心源性休克中应用的适应证、植入步骤、术后护理，以及与该装置使用相关的并发症及其管理方法。

我们还提供了一段关于器械治疗操作过程的简短视频，包括术前准备、在超声心动图引导下经皮通过房间隔穿刺置入器械，以及术后对器械参数的管理。

引言

心源性休克（CS）是一种组织灌注不足的状态，可伴有或不伴有低血压，其特征是心脏无法输送足够的血液和氧气以满足机体需求，从而导致器官衰竭。根据心血管造影与介入学会（SCAI）的分类，CS分为A至E期：A期——存在发生CS风险的患者；B期——处于CS早期阶段的患者，表现为低血压或心动过速，但无灌注不足；C期——典型的CS，表现为冷湿表型，需使用正性肌力药物/血管加压药或机械支持以维持灌注；D期——在当前药物或机械支持下病情恶化，需升级至更高级别的支持设备；E期——包括出现循环衰竭和难治性心律失常、正在发生心脏骤停并持续进行心肺复苏的患者1。最近一项分析报告指出，CS最常见的病因是急性心肌梗死（AMI），占病例的81%2，其次是急性失代偿性心力衰竭（ADHF）。CS的经典特征是充血和灌注受损，表现为充盈压升高（肺毛细血管楔压[PCWP]、左心室舒张末期压[LVEDP]、中心静脉压[CVP]和右心室舒张末期压[RVEDP]）、心输出量（CO）、心脏指数（CI）、心脏做功输出（CPO）降低以及终末器官功能障碍3。过去，AMI合并CS的唯一可用治疗手段是早期血运重建以及使用正性肌力药物和/或血管加压药进行药物管理4。近年来，随着机械循环支持（MCS）装置的出现，以及认识到增加血管加压药使用与死亡率升高相关，针对AMI和ADHF相关CS的治疗理念发生了范式转变5,6。

在经皮心室辅助装置（pVAD）的当前时代，已有多种机械循环支持（MCS）设备平台/构型可供选择，这些装置可提供单心室或双心室的循环与心室支持，部分具备氧合功能，部分则不具备7。尽管pVAD在治疗急性心肌梗死（AMI）和急性失代偿性心力衰竭（ADHF）所致心源性休克（CS）中的应用稳步增加，但死亡率总体上并未显著改善5。随着越来越多的证据表明，在AMI中早期减轻左心室（LV）负荷可能具有潜在临床获益8，以及在AMI所致CS中早期应用MCS的潜在优势9，MCS的使用仍在持续增加。

左心房至股动脉旁路（LAFAB）机械循环支持（MCS）装置通过从左心房（LA）引流血液，并经股动脉将血液回输至体循环动脉系统，从而实现对左心室的旁路支持（图1）。该装置由一台体外离心泵驱动，根据插管尺寸的不同，可提供2.5–5.0升/分钟（L/m）的流量（新一代泵命名为LifeSPARC，最大流量可达8 L/m）。血液经跨房间隔静脉插管从左心房引出后，流经体外离心泵，再通过置于股动脉内的动脉插管将血液重新循环回患者体内。

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图1：LAFAB装置示意图。 图片由LivaNova US Inc.全资子公司TandemLife提供。 请点击此处查看此图的放大版本。

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方案

本操作程序和方案已获得机构审查委员会和美国食品药品监督管理局（FDA）的批准。

1. 患者入选标准

  1. 纳入符合 SCAI 共识声明所定义的 CS B 级及以上的患者1.
  2. 作为D期心力衰竭患者移植或长期左心室辅助系统过渡的桥梁。
  3. 将其作为 AMI 合并 CS 患者恢复过程中的过渡治疗。
  4. 排除全身性抗凝治疗的禁忌证。
  5. 排除预期寿命 <6个月（活动性恶性肿瘤）。
  6. 若存在左心房血栓，则排除。
  7. 若患者患有外周血管疾病（PVD），其小动脉无法容纳大口径导管，则应排除。
  8. 如果患者存在不可逆的神经损伤/昏迷，则予以排除。
  9. 若患者存在重度主动脉瓣关闭不全（AI），则予以排除。
  10. 若患者存在室间隔缺损（VSD），则予以排除。
    注意：LAFAB 装置的放置包括三个独立步骤：1）设置控制器和泵；2）在经食管超声心动图（TEE）或经心腔内超声心动图（ICE）引导下进行动脉和静脉插管以及房间隔穿刺；3）将系统连接至管路。

2. 左心房至股动脉旁路装置的放置

  1. 控制器的设置
    注意：此步骤可在患者转运至导管室以及手术台准备期间进行。通常由设备代表和灌注师团队协助完成。
    1. 打开包装箱，并按以下步骤启动控制器的设置。
    2. 在开启控制器电源之前，打开电池仓门，将2块电池装入控制器。安装时，确保电池上的标识朝向远离控制器屏幕的方向，电池上的凹槽应与电池仓的定位键对齐。确保电池安装到位。
    3. 按照相同步骤，将另外2块电池装入底座中。
    4. 将控制器安装到底座上，确认其完全就位，然后将电源线连接至底座并插入墙壁插座以接入交流电源。控制器可在连接交流电源的底座上运行，也可在与底座分离后使用电池供电运行。
    5. 使用夹具将底座和控制器固定在静脉输液架上。
    6. 使用侧面的按钮开启控制器。
  2. 泵的设置——系统预充
    注意：泵的预充需要两人协作——主操作者为无菌操作者，位于无菌区域内；辅助操作者为非无菌操作者，位于非无菌区域，负责操作控制器。泵的排气是关键步骤，必须谨慎执行。
    1. 由辅助操作者打开包装，并将预充托盘递给主操作者。主操作者打开无菌铺巾，将预充托盘中的组件摆放在无菌台面上。托盘内包含泵、氧合器和绿色氧气管路。
    2. 由主操作者将泵的驱动线递给辅助操作者，后者将其插入控制器。
    3. 由无菌操作者取下管路两端的保护帽，并将管路插入储液盆中。蓝色管路为流入管，连接至蓝色端口；红色管路为流出管，连接至储液盆的红色端口。
    4. 将储液盆置于倾斜向后、远离蓝色端口的“准备填充”位置。
    5. 由辅助操作者向储液盆中注入4升生理盐水。
    6. 由主操作者抬起储液盆并将其向后倾斜至“准备预充”位置，利用重力对泵进行预充。
    7. 确保管路和泵内所有空气均已排出。轻轻敲击管路和泵体，以去除任何微小气泡。此为关键步骤。
    8. 随后从非无菌端启动泵。
    9. 通过轻敲氧合器并将其流出管置于较高位置（12点钟方向），使残留的小气泡上浮并排出。
    10. 待所有气泡排出后停止泵运行。
    11. 夹闭流入和流出管路，将管路从储液盆中移除，然后将绿色氧气供气管连接至氧合器的气体入口端口。至此，体外循环回路已准备就绪。
  3. 经房间隔穿刺入路10,32  
    1. 以无菌方式对患者进行准备和铺巾。
    2. 在麻醉团队配合下，于全身麻醉下进行操作。
    3. 待患者充分插管并镇静后，将经食管超声（TEE）探头送入食管，获取基本图像。若使用经静脉超声（ICE），则在建立静脉通路后获取图像。
    4. 使用TEE或ICE确定房间隔（IAS）上房间隔造口术的理想穿刺点。采用TEE的双腔静脉观，显示卵圆窝区域的膜性房间隔部分，以更好地暴露房间隔。
    5. 使用TEE或ICE确认左心房（LA）内无血栓，避免影响流入导管的放置位置。
    6. 在超声引导下采用改良Seldinger技术建立股静脉通路，并置入0.035”导丝。
    7. 将导丝推送至下腔静脉（IVC）与右心房交界处，随后在X线透视和TEE或ICE引导下将其导向房间隔。通过多个血管造影投照角度（右前斜位或左前斜位）确定最佳穿刺位置。理想情况下，应在卵圆孔区域进行穿刺，以减少并发症。  对于房间隔较厚、存在动脉瘤样改变，或既往接受过补片修复、器械干预或经皮封堵的患者，可考虑使用带能量或射频功能的经房间隔穿刺针，以确保穿刺精准，避免针体偏移。
    8. 对患者进行抗凝处理（活化凝血时间ACT > 250秒）。使用经房间隔穿刺针完成穿刺，并将导丝送入左心房。
    9. 使用两阶段扩张器对静脉通路和房间隔进行扩张。置入经房间隔导管并推进至左心房，撤出导入器和导丝，等待回血后夹闭，并将导管固定于患者体表。

figure-protocol-1
图2：双平面经食管超声心动图（TEE）的上下腔静脉观，显示上腔静脉位于右侧，房间隔居中呈水平位，左心房在上方，右心房在下方，下腔静脉朝向左侧。（A）导丝进入上腔静脉。（B）鞘管沿导丝送入上腔静脉。（C）穿间隔针通过鞘管。（D）穿间隔针顶起房间隔。（E）撤出穿刺针后，鞘管穿过房间隔进入左心房。图片由文献47 
SVC – 上腔静脉，IVC – 下腔静脉，RA – 右心房，LA – 左心房 

figure-protocol-2
图3: 经食管超声心动图引导的房间隔穿刺术，显示房间隔及卵圆窝（FO） 在 (A），当针头接触时出现的间隔帐篷现象（B)，针头穿过时 tenting 现象消失（C），左心房内的经间隔鞘管，见图D。图片由……提供48 .
右心房 – RA，左心房 – LA，卵圆孔 – FO

  1. 动脉通路建立
    1. 在股骨头水平，采用改良 Seldinger 技术，结合超声和血管造影引导，建立股动脉通路。置入 0.035” 导丝。
    2. 在扩大动脉通路前，可考虑使用市面上可获得的多种血管通路闭合装置进行“预闭合”处理。
    3. 根据所选动脉插管的尺寸，逐步扩张动脉通路部位。插入动脉插管，撤出导入器和导丝，等待回血后夹闭。使用固定装置将插管固定于患者体表。
  2. 连接组件
    1. 将插管与管路进行湿对湿连接，以避免向循环系统中引入气泡。此为关键步骤。
    2. 连接插管两端时，采用生理盐水浸没法或持续灌注生理盐水（“瀑布法”）覆盖接口处。
    3. 将经房间隔插管（静脉端）连接至泵的入口（标示为蓝色），将动脉插管连接至泵的出口（标示为红色）。
    4. 首先松开静脉端夹钳，启动泵（通过控制器）。随后依次松开其他夹钳，持续检查是否存在气泡，最后松开动脉端夹钳。
    5. 调节泵转速（通过调节 RPM）以优化血流。在透视、经食管超声心动图（TEE）或经颅超声（ICE）下确认插管位置，并将管路固定于患者体表。
    6. 在泵运行期间，持续维持治疗性抗凝（活化凝血时间 ACT 为 180–220 秒，或活化部分凝血活酶时间 aPTT 为 65–80 秒），以预防泵内血栓形成及卒中。此为关键步骤。

3. 右心房至肺动脉旁路（RAPAB）系统的置入

  1. 启动控制器，预充泵的下腔并检查是否存在任何气泡——步骤同上所述。
  2. 预充泵的上腔，检查是否存在空气并夹闭——步骤同上所述。
  3. 患者操作步骤
    1. 在超声引导下，通过改良Seldinger技术建立右侧颈内静脉（RIJ）通路。
    2. 插入带0.035"管腔的肺动脉（PA）导管，并将其推进至主肺动脉分叉前。插入硬质0.035"导丝，随后撤出PA导管。
    3. 对患者进行抗凝处理（ACT > 250 s）。
    4. 使用套件中提供的逐级扩张器，依次扩张静脉通路部位，直至达到所需尺寸（29 French或31 French）。
    5. 沿导丝插入静脉导管（例如ProtekDuo）。
    6. 撤出导丝，等待回血后夹闭标记为“Distal”的远端端口。
    7. 移除止血帽，等待回血后夹闭标记为“Proximal”的近端端口。通过缝线将导管固定于患者体表。
    8. 确认导管通畅，并完成从泵到导管的湿对湿连接。
    9. 将近端导管连接至标记为蓝色的泵入口，远端导管连接至标记为红色的泵出口。开启泵（通过控制器）。
    10. 依次松开夹闭，持续检查是否存在气泡。调节泵速（通过控制RPM）以优化血流。
    11. 在透视下确认导管位置（可使用经食管超声心动图[TEE]引导确认其位于主肺动脉），并将体外循环管路固定于患者。维持治疗性抗凝（ACT 180–220 s；aPTT 65–80 s）。

4. 装置移除

注意：一旦患者终末器官功能改善，且左心室（LV）功能维持下血流动力学保持稳定 恢复或接受高级治疗（如长期左心室辅助装置植入/移植）后，可移除该装置。

  1. 在移除装置前，需逐步以每次0.5 L/min的速度缓慢降低转速，同时密切观察血流动力学，确保在较低支持水平下心输出量（CO）充足且充盈压正常（此过程也称为降速试验或减量试验）。
  2. 当降速试验成功后，关闭泵。
  3. 在移除动脉插管前，确保活化凝血时间（ACT）< 150秒。收紧先前放置的血管内缝线以闭合动脉切口，或持续施加手动压迫至少40分钟，以确保止血。
  4. 将经房间隔插管撤回至下腔静脉（IVC），然后从股静脉缓慢拔出。在静脉穿刺部位使用“8”字缝合法，并额外施加手动压迫以实现止血。
    注意：房间隔缺损（ASD）通常较小，一般无需常规关闭。
  5. 术后需持续监测患者的血流动力学及终末器官功能，以确保病情稳定。
  6. 右心房辅助装置（RAPAB）的移除。
    1. 与左心房辅助装置（LAFAB）移除类似，当患者终末器官功能因恢复或接受高级治疗而稳定后，以每次0.5 L/min逐步降低泵速，同时密切观察血流动力学。
    2. 当降速试验成功后，关闭泵。
    3. 一旦活化凝血时间（ACT）< 150秒，从颈部移除静脉插管，并使用“8”字缝合法固定穿刺部位。除缝合外，还需施加手动压迫以确保完全止血。
    4. 移除后，需密切监测患者的血流动力学及终末器官功能，以确保稳定。
并发症危险因素发生时间预防措施处理方法
心脏穿孔和心包填塞穿刺针、扩张器或鞘管意外沿左心房后侧游离壁推进。经房间隔穿刺或置入流入道导管期间通过经食管超声心动图（TEE）或心腔内超声（ICE）准确评估房间隔位置，并结合血管造影和超声优化经房间隔穿刺的部位和角度。立即行心包穿刺以缓解心包填塞；严重时可能需要外科干预。
动脉插管远端的急性肢体缺血小口径血管内放置大口径导管、既往存在外周动脉疾病术后即刻插管前进行外周血管造影。置入远端灌注导管；严重情况下需血管外科协助处理。
溶血、腹膜后出血以及假性动脉瘤等血管并发症。较高的泵速、泵内血栓形成、弥散性血管内凝血（DIC）、抗凝治疗在使用体外生命支持装置期间任何时间为每位患者个体化优化泵速；避免超治疗范围的抗凝。降低泵速，维持抗凝治疗在目标治疗范围内。
选择股总动脉股骨头水平作为最佳动脉穿刺部位。
残余房间隔缺损多次尝试经房间隔穿刺拔管后血流动力学意义显著的缺损可通过经皮介入封堵。

表1：LAFAB装置的并发症33。

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结果

LAFAB装置的临床应用
Dennis等人于20世纪60年代首次描述了经皮穿房间隔左心室旁路系统的术式及其可行性11,12。然而，由于房间隔造口术存在相关并发症，经房间隔穿刺术最初并未被广泛采用。在过去十年中，随着经皮介入技术的进步，操作者在房间隔造口术方面积累了丰富的经验，从而推动了经房间隔心室辅助装置（即LAFAB装置）的重新兴起。

自20世纪90年代开展的早期临床研究以来，与主动脉内球囊反搏（IABP）相比，LAFAB策略在急性心肌梗死心源性休克（AMI CS）中显示出更高水平的心肌保护作用，梗死面积减少更显著，左心室（LV）减负效果更佳13。

用于心源性休克的LAFAB装置
LAFAB 电路最常用于心源性休克（CS）的治疗，研究表明其在增加心输出量（CO）方面安全且...

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讨论

LAFAB 装置的血流动力学：
LAFAB装置的血流动力学特征与其他经皮心室辅助装置（pVAD）明显不同。该装置通过直接从左心房（LA ）引流血液并将其回输至股动脉，从而完全绕过左心室（LV）。这一过程可降低左心室舒张末期容积和压力，有助于改善左心室几何结构，进而减少左心室每搏功。然而，由于血液被回输至髂动脉/降主动脉，导致后负荷增加，从而通过升高左心室收缩末期压力（LVESP）对左心室产生负荷作用。总体而言，压力-容积环向左轻微收缩并左移34。其结果是心肌做功减少，氧耗量降低35。通过提高泵速，可进一步优化左心室舒张末期压力（LVEDP）和左心室收缩末期压力（LVESP），从而更有效地减轻左心室负荷36。

LAFAB 装置的优点包括对左心室（LV）进行减压并降低每搏功，从而促进心肌功能恢复。LAFAB 通过引流左心房（LA）间接减轻左心室的...

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披露

Sandeep Nathan - 利益披露：担任 Abiomed、Getinge、CSI, Inc. 的顾问。

Alexander Truesdell - 利益披露：Abiomed Inc. 顾问。

Poonam Velagapudi - 利益披露：担任妇女健康倡议组织（Womens’ Health Initiative）、Abiomed 的顾问委员会成员

致谢

致 LifeSparc 的 TandemHeart 团队。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
用于LAFAB（TandemHeart）
用于管路连接的厂家配套设备TandemLife
ProtekSolo 15 Fr 或 17 Fr 动脉插管 TandemLife
ProtekSolo 62 cm 或 72 cm 经房间隔插管 TandemLife
TandemHeart 控制器 TandemLife用于调节流量/RPM
TandemHeart 泵 LifeSPARC离心泵
用于RAPAB（ProtekDuo）
用于完成管路的厂家配套设备 TandemLife
ProtekDuo  29 Fr 或 31 Fr 双腔插管 TandemLife
TandemHeart 控制器 TandemLife用于调节流量/RPM
TandemHeart 泵 LifeSPARC离心泵

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