Medicine

主动脉内球囊泵

Published: February 5, 2021 doi: 10.3791/62132

Ganesh Gajanan¹, Emmanouil S. Brilakis², Jolanta M. Siller-Matula^3,4,5, Ronald L. Zolty¹, Poonam Velagapudi¹

¹Division of Cardiovascular Medicine, University of Nebraska Medical Center, ²Minneapolis Heart Institute, ³Department of Internal Medicine II, Division of Cardiology, Medical University of Vienna, ⁴Department of Experimental and Clinical Pharmacology, Medical University of Warsaw, Center for Preclinical Research and Technology CEPT, ⁵Department of Internal Medicine II, Division of Cardiology, Medical University of Vienna

Summary

我们描述了经皮植入主动脉内球囊泵（IABP），这是一种机械循环支持装置。它通过反搏起作用，舒张开始时充气，增加舒张主动脉压，改善冠状动脉血流量和全身灌注，并在收缩前放气，减少左心室后负荷。

Abstract

心源性休克仍然是现代医学中最具挑战性的临床综合征之一。机械支持越来越多地用于心源性休克的管理。主动脉内球囊泵（IABP）是最早和最广泛使用的机械循环支持类型之一。该装置通过外部反搏起作用，并使用收缩压卸载和主动脉压舒张增强来改善血流动力学。尽管与较新的机械循环支持装置相比，IABP提供的血流动力学支持较少，但由于其插入和取出相对简单，需要更小尺寸的血管通路和更好的安全性，它仍然可以成为适当情况下的首选机械支持装置。在本综述中，我们讨论了IABP在心源性休克中的设备、程序和技术方面、血流动力学效应、适应症、证据、现状和最新进展。

Introduction

心源性休克是一种临床疾病，其特征是由于严重的心功能不全而导致终末器官灌注减少。最广泛接受的心源性休克定义是基于“我们是否应该紧急血运重建闭塞冠状动脉进行心源性休克”试验（SHOCK）¹ 和主动脉内球囊支持心源性休克心肌梗死试验（IABP-SHOCK-II）试验² ，包括以下参数：

1. 收缩压 <90 毫米汞柱 ≥30 分钟或血管加压药和/或机械支持以维持 SBP ≥90 毫米汞柱

2.终末器官灌注不足的证据（尿量<30mL/h或四肢发凉）

3. 血流动力学标准：心脏指数 ≤2.2 L/min/m² 和肺毛细血管楔压 ≥15 mm Hg

急性心肌梗死（AMI）是心源性休克的最常见原因，^{约占病例的}30%。尽管AMI患者早期有创血运重建的治疗取得了进展，但心源性休克的死亡率仍然很高⁴。舒张期增大的机制显示冠状动脉灌注的改善和左心室功的减少，于1958年首次得到^证实5。随后，在1962^年开发了IABP的第一个实验原型6。六年后，Kantrowitz等^人7首次在四名AMI和心源性休克患者中使用IABP对药物治疗无反应。

IABP的作用机制涉及舒张期间气球的充气和收缩期的通气。这导致了两个重要的血流动力学后果：当球囊舒张膨胀时，主动脉中的血液向主动脉根部近端移动，从而增加冠状动脉血流量。当球囊收缩时放气时，它会引起真空或吸力效应，从而降低后负荷并增加心输出量⁸。IABP引起的血流动力学变化如下⁹ （表1）：

1.主动脉舒张压升高

2.收缩压降低

3.平均动脉压升高

4.肺毛细血管楔压降低

5.心输出量增加~20%

6.冠状动脉血流量增加¹⁰

IABP 的主要适应症是心源性休克（由于 AMI 和其他原因，如缺血性和非缺血性心肌病、心肌炎）、AMI 的机械并发症（如室间隔缺损或严重二尖瓣反流）、高风险经皮冠状动脉介入治疗期间的机械支持¹¹、作为危重 CAD 患者冠状动脉搭桥手术的桥梁、无法停用体外循环以及作为决策或先进疗法的桥梁，如终末期心力衰竭的左心室辅助装置（LVAD）或心脏移植¹²，¹³，¹⁴^，¹⁵。使用IABP的禁忌症包括中度或重度主动脉瓣反流（可因反搏而恶化）、严重的外周血管疾病（会妨碍最佳的动脉通路和装置的放置）以及主动脉病变，如夹层¹²^，¹⁵。

IABP装置由一个用于控制装置的控制台和一个带球囊的血管导管组成。

控制台包括以下四个组件：

a）监测单元，有助于处理和确定气球的触发信号。信号可以是心电图（ECG）触发或压力信号触发;

b）控制单元：处理触发信号并激活气阀以帮助充气或放气;

c）含有氦气的气瓶。二氧化碳是一种替代品，但不如氦气优选。氦气密度较低，具有更好的气球充气特性，充气和通货紧缩速度更快¹⁶;

d）有助于气体输送的阀单元。

IABP（球囊）导管是一种带有距离标记的 7-8.5 F 血管导管。导管的尖端安装有一个聚乙烯球囊。球囊尺寸可在 20-50 mL 之间变化。理想的球囊具有从左锁骨下动脉到乳糜泻动脉起飞的长度，膨胀的直径为降主动脉的90%至95%。成人患者最常用的球囊尺寸（身高 5'4“/162 cm 至 6'/182 cm）为 40 mL。50 mL球囊用于身高5'/182 cm>6'/182 cm的患者，34 cm球囊用于身高5'/152 cm至5'4“/162 cm的患者¹²^，¹⁷ （表2）。

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Protocol

该协议遵循机构人类研究伦理委员会的指导方针。

1. 插入前准备

注意：IABP最好在透视引导下插入心导管实验室。在非常危急的临床情况下，可以考虑床旁放置。

首先为手术准备导管实验室。准备无菌单和洗必泰或聚维酮碘，IABP控制单元，IABP导管，动脉通路超声，局部麻醉的1%利多卡因，微穿刺针和线，微穿刺鞘，IABP的7-8.5 F动脉通路鞘，具体取决于球囊尺寸或IABP制造商，缝合线和无菌敷料。
以通常的无菌方式准备和覆盖患者，并计划进入股动脉。
注意：IABP也可以通过腋动脉插入，但这通常需要手术切口。
让患者平躺在他或她的背上。如果临床情况允许，给予中度清醒镇静，用 1% 利多卡因大量浸润腹股沟通路部位。
准备 IABP 导管。使用50 mL注射器施加真空并使用导管枢纽处的单向阀对球囊完全放气。
取下导管中的探针，并用 3-5 mL 盐水手动冲洗内腔。

2. 加入IABP

使用塞尔丁格技术获得动脉通路¹⁸.使用超声引导的血管通路来提高首过成功率并最大限度地减少血管并发症。
以 45° 角插入微穿刺针，并在获得回血后插入引入器线。
插入微穿刺护套。
将微穿刺鞘更换为更大的IABP鞘。护套尺寸因制造商和球囊尺寸而异，但通常为 7-8.5 F。
注意：有两种方法可以引入和推进IABP导管。导管可以用电线回载，也可以通过电线推进。
使用短行程推进IABP导管通过鞘，直到达到正确的放置。最佳球囊位置是球囊尖端位于左锁骨下动脉起飞的远端位置。这通常不容易识别，因此，使用气管的隆突作为标志，确保近端在肾动脉上方。
通过透视检查确认位置。使用缝合线或制造商提供的锁板将导管固定到位，并应用无菌敷料。
注意：球囊位置不正确会导致舒张期增大减少或直接血管内损伤引起的血管并发症。

3. 开启和设置 IABP

取下导丝并从内腔吸出 3 mL 血液。用 3-5 mL 生理盐水冲洗内腔。
将标准动脉压监测管连接到导管枢纽。从导管上拆下单向阀，并使用提供的延长导管将导管轮毂连接到控制台。
打开 IABP ，然后打开油箱。将心电图电缆连接到控制台。将光纤或压力电缆连接到主机（取决于制造商）。
按主机上的开始键。这会自动吹扫和填充球囊，校准，选择合适的ECG导联和触发，并自动设置充气和放气时间。
1. 根据临床情况选择合适的操作模式 - 自动、半自动或手动。
2. 选择触发器源。IABP使用触发器来识别下一个心动周期的开始。当它识别出触发事件时，它会给气球放气。触发因素可以是心电图（R 波）或压力（收缩压上冲程）。
3. 通过设置 1：2 频率来观察 IABP 控制台上的压力变化。确认辅助收缩压低于无辅助收缩压，辅助舒张末期压降低，舒张压增大高于收缩压 - 所有这些都与最佳IABP支持有关（图1）。
4. 设置适当的 IABP 频率，可以是 1：1、1：2 或 1：3。这表示每个触发器的气球充气频率。
5. 确认 IABP 时间安排合适。
  注意：理想的IABP时序包括以下内容：a）在双十字缺口处发生的膨胀，显示为尖锐的“V”。理想情况下，舒张期增强高于收缩期，b）在下一次收缩期之前发生放气（图1）。
通过内腔连续冲洗（通常为 3 mL/h）。
注意：患者和 IABP 控制台现在已准备好运输。
使用全身抗凝来降低动脉血栓栓塞的风险。
注意：这是机构依赖性的，一些中心不使用全身性抗凝治疗，IABP 频率为 1^{：1 19}。

4. 放置IABP后对患者的评估

检查远端脉搏。如果左桡动脉脉搏较弱，请验证球囊的位置，确保它没有阻塞左锁骨下动脉。如果在下肢未检测到远端脉搏，请考虑移除 IABP 并可能进行替代通路。
检查插入部位是否有出血或血肿。
监测尿量。如果尿量下降或担心血尿，请重新检查球囊位置以确认球囊位于肾动脉水平上方。
如果 IABP 管路中有血液，则怀疑球囊破裂。立即停止IABP（这通常是自动完成的）并移除导管。
每天进行胸部 X 线检查，以验证最佳设备定位。还要每天更换无菌敷料以减少感染的机会。

5. 删除 IABP

停止全身抗凝治疗并将 IABP 设置为 1：1。
触诊股动脉搏动，并通过获取踏板脉搏的多普勒来检查基线远端灌注。
检查激活的凝血时间。理想情况下，它应该小于 150-160 秒。
拆线。
准备好拉动后，按 IABP 控制台屏幕上的停止按钮。
拉动 IABP，直到遇到鞘上的阻力。
将护套和IABP作为一个单元拉动。
在股动脉上保持手动压力 20-30 分钟或直到出血停止。
使用多普勒重新评估远端脉搏。
注意：协议中提到了手动压力，因为它是通用的。然而，除了手动按压之外，还有许多其他方法可以帮助实现股动脉止血。这些取决于机构，包括但不限于：外部加压装置，如FemoStop，血管闭合装置，如血管密封和Perclose ProGlide缝合介导闭合系统。上述协议部分是通过使用IABP各制造商的官方设备信息指南和手册开发的。

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Representative Results

尽管已经使用了几十年，但关于IABP使用的证据一直存在争议。不推荐 AMI 合并心源性休克患者常规使用 IABP。美国心脏协会/美国心脏病学会（AHA/ACC）和欧洲心脏病学会（ESC）之前的指南强烈建议在病理生理学考虑、非随机试验和注册数据的基础上，对 AMI 相关心源性休克患者（I B 类和 I C 类）使用 IABP。然而，AHA/ACC在2013年将IABP的使用降级为II类A，主要基于IABP Shock II试验的结果¹³。ESC STEMI 指南 2017 建议不进行常规 IABP 反搏，但指南指出，对于患有严重二尖瓣功能不全或室间隔缺损的特定患者，可考虑使用 IABP 进行血流动力学支持¹⁴。ESC NSTE-ACS 2020 指南不鼓励 CS 患者常规使用 IABP（IIIB 级），但建议将 IABP 用于 ACS 相关机械并发症（IIA 级）²⁰。

IABP 休克 II 试验² ^将 600 名急性心肌梗死并发心源性休克的患者随机分配到 IABP 或无 IABP。在30天时，结局没有差异，包括重症监护病房的住院时间、肾功能、大出血率、外周缺血并发症、败血症或卒中。长期随访12个月和6.2年²¹的死亡率没有差异。该试验的主要局限性是 - 插入IABP的时间不受控制（86.6%是在PCI后插入的）。与其他研究相比，死亡率较低，因此无法将本研究应用于严重的心源性休克。随后的荟萃分析表明，没有令人信服的随机数据支持在AMI相关心源性休克中常规使用^IABP22。

然而，最近的几项研究表明，使用IABP仍有一些效用。一项针对 9212 例患者的荟萃分析调查了 IABP 在接受冠状动脉旁路移植手术的患者术前植入时的效用。结果支持在这种临床环境中使用IABP，死亡率相对风险降低4%。此外，IABP²³降低了心肌梗死、肾衰竭、重症监护和住院时间的风险。有趣的是，随着先进心力衰竭疗法的使用越来越多，IABP越来越多地与体外膜肺氧合结合使用，并且在最近的一项荟萃分析中与更好的生存率有关²⁴。

结构	血流动力学效应
主动脉	↓收缩压，↑舒张压
左心室	↓收缩压， ↓舒张末压， ↓体积， ↓壁张力
心	↓后负荷， ↓预负荷， ↑心输出量
冠状动脉	↑/冠状动脉血流量不变

表1：IABP的血流动力学影响

公司	产品	导管尺寸（F）	护套尺寸（F）	气球尺寸（毫升）
巴尔顿	IABC 气球	7.5, 8	7.5, 8	20, 25, 30, 34, 40, 50
Getinge 洁定	心脏保存IABP	7, 7.5, 8	7.5,8	25, 30, 34, 40, 50
Getinge 洁定	CS300 IABP	7, 7.5, 8	7.5,8	25, 30, 34, 40, 50
Getinge 洁定	线性	7.5	7.5	25, 34, 40
Getinge 洁定	巨型	7.5, 8	7.5, 8	30, 40, 50
Getinge 洁定	感觉	7	7	34,40
Getinge 洁定	感觉加	7.5, 8	7.5,8	40,50
泰利福	艾睿AC3擎天柱主动脉内球囊泵	7, 7.5, 8	8,8.5	30,40,50
泰利福	箭雷迪卫士IAB导管	7,8	8,8.5	30,40,50
泰利福	艾睿电子 8 光纤 IAB 导管	8,8.5	8,8.5	30,40,50
泰利福	艾睿电子 8 充液 IAB 导管	8	8	30,40
泰利福	艾睿超柔性 7.5 IAB 导管	7.5, 8	8,8.5	30,40,50

表2：不同IABP制造商的导管和护套尺寸比较³³

问题	可能的原因	溶液
控制台警报 - “检查 IABP 导管”	管子扭结	缓解扭结
	球囊膜展开不完全	手动充气和放气球
	气球的一部分在护套中	检查气球位置
IABP回路中的快速气体损失或泄漏	可能的破裂	检查导管是否有血液
		如果管道中没有血液，请仔细检查连接
左桡动脉搏弱或左臂缺血。	左锁骨下动脉闭塞	检查IABP的位置
尿量低或血尿	肾动脉闭塞	检查IABP的位置
插入部位出血过多	动脉通路困难，多根棍子	在确保远端血流的同时施加牢固的压力
肢体缺血	动脉通路部位问题、外周血管疾病	考虑删除 IABP。考虑备用访问
导管管中有血迹	球囊破裂	停止IABP并立即移除导管
动脉夹层	导丝推进不当，随后将IABP插入假腔	删除 IABP

表 3：IABP 对潜在设备故障和主要患者并发症的故障排除

图1：IABP的血流动力学波形和IABP增强的适当时机 请点击此处查看此图的大图。

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Discussion

机械循环支持是一个快速发展的领域。即使有更新的支持设备的到来，IABP仍然是目前可用的²⁵个使用最广泛和最简单的机械循环支持设备。在本文中，我们详细描述了经皮插入IABP的程序，适应症，证据，故障排除和并发症。尽管关于IABP在AMI相关心源性休克中的应用的证据相互矛盾，但它仍然是最广泛使用的机械支持形式。除了用于AMI相关的心源性休克外，IABP还用于冠状动脉搭桥手术，并作为LVAD或心脏移植等先进心力衰竭疗法的桥梁。

插入IABP很简单，该技术可以快速部署在床边或最好在心导管实验室，在那里可以使用透视引导来确认定位。我们建议使用超声引导来获取动脉通路，以提高首次通过成功率和更好的安全性²⁶。IABP导线可以回载（将气球和导线作为一个单元一起推进），也可以如上所述通过导线。然而，对于已知有外周血管疾病的患者，我们建议使用“通过网络”方法。这有助于确认是否有可能引导IABP导管穿过狭窄或曲折的脉管系统。对于有肢体缺血危险因素的患者，可考虑采用无鞘插入技术，以降低继发于血管鞘的缺血性并发症的风险²⁷。

IABP现在越来越多地用于终末期心力衰竭患者，作为决策或高级心力衰竭疗法（如LVAD或心脏移植）的桥梁。一项针对 1342 名患者使用 IABP 的大型研究表明，自 2018 年心脏移植分配变化以来，IABP 利用率增加了三倍多²⁸。由于这些患者通常需要长时间的机械支持，因此可以考虑通过腋动脉插入IABP。腋窝入路耐受性良好，允许行走，并降低需要长期机械支撑的患者的感染风险。这克服了股骨入路的主要局限性，限制了行走，从而促进了这一脆弱患者群体的失调²⁹。目前正在研究与IABP相同原理的新型设备，如血管内心室辅助系统（iVAS），该系统允许患者使用临时机械支持装置³⁰出院回家。

IABP 的并发症最常见的原因是动脉通路困难、位置不当和患者危险因素，如外周血管疾病。由于该装置的血管内性质，最常见的并发症主要与血管损伤有关。其他并发症包括脑血管意外、血小板减少症、插入部位出血、主动脉夹层、脊髓缺血、血流感染、球囊破裂和气体栓塞¹¹，²⁷，³¹^，³²。表 3 总结了设备的故障排除和常见并发症。

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Disclosures

Ganesh Gajanan MD没有利益冲突需要声明

Emmanouil S. Brilakis，医学博士，博士有以下披露：来自雅培血管，美国心脏协会（循环副主编），安进，Biotronik，波士顿科学，心血管创新基金会（董事会），ControlRad，CSI，Ebix，爱思唯尔，GE医疗，InfraRedx，美敦力，西门子和泰利福的咨询/演讲者酬金;再生元和西门子的研究支持。股东：三菱重工创投。

Jolanta M. Siller-Matula，医学博士，博士有以下披露：阿斯利康，第一三共，礼来，拜耳的讲座或顾问费以及罗氏诊断的研究资助;

Ronald L. Zolty，医学博士，博士有以下披露：Actelion，Bayer，United Therapeutics和Alnhylam的顾问

Poonam Velagapudi MD没有利益冲突需要声明。

Acknowledgments

没有

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
IABP catheter and console	Getinge	Sensation Plus
Micropuncture Introducer Set	Cook Medical	G48006
Sterile drapes	Haylard
Ultrasound	GE
Lidocaine	Pfizer