施怡聲,朱振輝,王浩,王現(xiàn)強,陳海波,杜娟,胡盛壽
心臟移植目前仍然是終末期心力衰竭(心衰)患者的金標準治療方法,但由于供體數(shù)量有限及術后排異反應的存在,其應用受到較大限制。左心室輔助裝置(LVAD)可提供有效的機械循環(huán)支持,近年來已成為終末期心衰的另一種重要治療手段。LVAD的即刻及遠期療效有賴于多種因素,包括術前患者篩選、術中外科和麻醉處理、術后管理等。其中,經食道超聲心動圖(TEE)由于具有使用方便、相對便宜、創(chuàng)傷小、可重復性強等優(yōu)點,成為LVAD 植入術圍術期最重要的影像學檢查手段[1-2]。
中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院于2018 年1 月開始作為主要參加單位開展“永仁心”LVAD 臨床試驗,至2020 年12 月,共成功完成12 例LVAD 植入術。我國LVAD 植入術仍處于起步階段,本研究旨在對這些患者的圍術期TEE 資料進行回顧分析,以期為LVAD 植入術在我國的開展提供可借鑒的臨床經驗。
研究對象:回顧性分析2018 年1 月至2020年12 月在中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院接受“永仁心”LVAD(重慶永仁心醫(yī)療器械有限公司)植入術的12 例患者的圍術期TEE 檢查結果及臨床資料。12 例患者均為終末期心衰患者,INTERMACS 分級[3]為1~2 級。每例植入術均獲得中國醫(yī)學科學院阜外醫(yī)院倫理委員會批準。
TEE 檢查儀器與方法:二維及三維TEE 檢查采用Philips Epic7c 超聲診斷儀(飛利浦公司,荷蘭),X7-2t 探頭,探頭頻率7-2 MHz。TEE 檢查時間點為:麻醉誘導后LVAD 植入前、植入后、轉入重癥監(jiān)護室 1 h 后;植入前,進一步確認術前經胸超聲心動圖(TTE)檢查結果,并確定是否存在TTE 未能發(fā)現(xiàn)但可能需要術中同期處理的潛在問題;植入后即刻,主要監(jiān)測心腔內排氣、左右心腔內徑及功能、心臟瓣膜功能,再次確認有無心內分流,評估LVAD 流入和流出套管的位置及血流、室間隔的位置,估算LVAD 流量并識別LVAD 故障;轉入重癥監(jiān)護室 1 h后的TEE 評估,除再次評估左右心腔內徑、功能及心臟瓣膜功能變化外,還需進一步協(xié)助調整LVAD泵功能及確認有無外科術后并發(fā)癥[4]。
統(tǒng)計學方法:所有數(shù)據(jù)采用SPSS 26 軟件進行分析,計量資料用±s表示。由于LVAD 植入后即刻患者循環(huán)尚未穩(wěn)定,LVAD 泵功能優(yōu)化過程中各心腔內徑變化較大,故將數(shù)據(jù)采集時間點定為植入前及轉入重癥監(jiān)護室1 h 后,循環(huán)相對穩(wěn)定時。所采集的超聲資料使用自身前后對照,植入前、后各指標采用配對樣本t檢驗。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
患者術前基本資料:12 例患者均為男性,平均年齡為(43.3±8.6)歲,平均體重指數(shù)為(22.7±3.1)kg/m2。術前診斷擴張型心肌病7 例、冠心病心衰3例、心肌致密化不全1 例、二尖瓣脫垂致心衰1 例。LVAD 植入前TEE 檢查示,12 例患者均全心增大,且合并不同程度的二尖瓣及三尖瓣反流,少量以上二尖瓣反流11 例,少量以上三尖瓣反流9 例,主動脈瓣反流量均≤少量;合并不同程度右心功能不全11 例,肺動脈高壓9 例,卵圓孔未閉(PFO)3 例,左心室心尖部室壁瘤1 例;均無心內血栓。
患者手術情況:12 例患者均在低溫直視體外循環(huán)下行LVAD 植入術,平均體外循環(huán)時間為(113.2±25.7)min;同期行二尖瓣成形術3 例、三尖瓣成形術5 例、冠狀動脈旁路移植術2 例、右心室流出道折疊成形術1 例、PFO 縫合術3 例,均順利完成手術。外科術中探查結果均與術前TEE 檢查結果一致。
患者LVAD 植入后即刻TEE 監(jiān)測結果:在TEE監(jiān)測下,各心腔充分排氣,均無氣體栓塞并發(fā)癥出現(xiàn);LVAD 流入和流出套管的位置均良好;調整LVAD 泵輸出量至本實驗要求范圍內[心臟指數(shù)>2.0 L/(min·m2)]。
患者重癥監(jiān)護室TEE 檢查情況及預后:患者LVAD 植入術后入重癥監(jiān)護室1 h 時再次行TEE 檢查,在TEE 監(jiān)測下進一步調整LVAD 轉速至合適的LVAD 流量,并維持左、右心功能平衡。患者的左心室舒張末期內徑、左心室收縮末期內徑、右心室中部左右徑、肺動脈收縮壓均較植入前減小,三尖瓣環(huán)位移顯著下降,左心室射血分數(shù)增加,差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05);但右心室面積變化率無顯著變化(表1)。所有患者的二尖瓣、三尖瓣反流量均減少至≤少量,主動脈瓣反流量無顯著變化。發(fā)現(xiàn)術后右心房旁血腫1 例,及時行外科手術清除。12 例患者均未出現(xiàn)圍術期死亡和血栓栓塞事件。
表1 LVAD 植入前及入重癥監(jiān)護室1 h 后經食道超聲心動圖指標比較(±s)
在歐美國家,LVAD 植入已經成為心衰非藥物治療的主要手段,每年植入LVAD 的患者例數(shù)已經逐步超過心臟移植術[5]。但由于各種條件的限制,LVAD 植入在我國的開展極為有限。主流的LVAD裝置有軸流泵、離心泵和磁懸浮泵。本研究中使用的“永仁心”LVAD 是采用離心泵結構的植入式LVAD,其運行機制是將流入套管插入左心室心尖部,流出套管與升主動脈右前壁吻合,通過離心泵以連續(xù)血流的方式將血液從左心室心尖部輸送到升主動脈,從而降低左心負荷并增加心輸出量。TEE監(jiān)測由于連續(xù)且創(chuàng)傷小,在LVAD 植入術圍術期監(jiān)測中起著非常重要的作用。
LVAD 植入前,TEE 除了進一步確認術前TTE檢查結果并建立基線資料,還可識別可能漏診的問題。除了對心臟整體形態(tài)及功能的綜合評估,植入前TEE 檢查尤其需關注心內分流、心內血栓、主動脈瓣反流及右心功能。
如果存在心內分流,在LVAD 啟動后,由于左心腔內壓力顯著下降,可出現(xiàn)右向左分流,導致患者低氧血癥并可造成LVAD 裝置堵塞。本組患者植入前TEE 使用二維超聲及彩色多普勒探查房間隔,結合右心聲學造影,同時配合使用球囊通氣使胸腔內壓力大于30 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)后再釋放,以提高PFO 檢出率[6-7]。本組共檢出3 例PFO,外科術中探查均確認并行修補。
終末期心衰患者由于房室腔顯著擴大,心腔內血流緩慢,易形成心內血栓。心腔內血栓不是LVAD 植入的絕對禁忌證,但可增加患者術中和術后腦卒中的發(fā)生風險,并可能在植入后由于血栓脫落堵塞LVAD 裝置,嚴重影響泵功能。LVAD 植入前使用TEE 在食道上段及中段各切面詳細探查各心腔,尤其要重點排除左心耳和左心室心尖部的血栓。如確診血栓,應向外科大夫詳細描述血栓的大小和位置。我們在二維的基礎上使用三維超聲心動圖對左心耳進行進一步顯像,獲得了更為直觀和清晰的圖像。左心室心尖部圖像欠清晰時,也可考慮使用左心室超聲對比顯像來進一步診斷[8]。本組12 例患者植入前TEE 及外科探查均證實無心內血栓,圍術期無血栓栓塞事件發(fā)生。
LVAD 植入前需關注的另一個重要問題是主動脈瓣反流量的評估。一旦LVAD 啟動,主動脈瓣反流可使LVAD 輸送到升主動脈的血流通過功能不全的主動脈瓣返回到左心室,使左心輸出量減少,且LVAD 植入后存在明顯主動脈瓣反流的患者死亡率高于無主動脈瓣反流的患者[9]。因此,植入前TEE檢查必須在食道中段多切面探查主動脈瓣,以明確主動脈瓣形態(tài),并通過測量主動脈瓣反流縮流頸寬度、主動脈瓣反流寬度與左心室流出道寬度的比值等方法,來評估主動脈瓣反流嚴重程度。少量以上的主動脈瓣反流應考慮同期行主動脈瓣成形術或生物瓣置換術。本組入選的12 例患者主動脈瓣反流量均≤少量。12 例患者在LVAD 啟動后、體循環(huán)收縮壓恢復到接近正常時,再次TEE 檢查顯示,主動脈瓣反流量較植入前均無明顯增加。
由于左心功能衰竭導致肺循環(huán)淤血,終末期心衰患者常可合并不同程度的右心功能不全,而右心功能不全是增加患者圍術期死亡率、降低遠期存活率的危險因素之一[5]。因此,LVAD 植入前后右心室功能的評估和監(jiān)測尤為重要。由于受到TEE 切面的限制,且患者處于麻醉、機械通氣狀態(tài),因此需要強調的是,LVAD 植入前右心室功能評估應與術前TTE 相結合。TEE 檢查右心室的最佳切面包括食道中段四腔心切面、食道中段右心室流入-流出道切面、經胃底右心室流入道切面、經胃底心室短軸切面。本組12 例患者中,經LVAD 植入前TEE 結合TTE、臨床癥狀及N末端B型利鈉肽原、總膽紅素水平判斷,合并不同程度的右心功能不全11 例,少量以上三尖瓣反流 9 例,肺動脈高壓9 例。LVAD 植入后,隨著左心卸負荷,肺動脈收縮壓顯著下降,右心室內徑減小,三尖瓣反流量均減少至少量或以下。另一方面,LVAD 增加了左心輸出量,繼而右心回流量增加,又可使右心室功能進一步減低。此外,Singh 等[10]發(fā)現(xiàn),所有心臟外科手術患者,無論手術類型、手術入路、是否為再手術狀態(tài),停止體外循環(huán)后即刻,右心室面積變化率、三尖瓣環(huán)位移及右心室二維應變指標均會下降,提示右心功能受損,尤其是已有右心功能減低及肺動脈高壓的患者。本組患者的三尖瓣環(huán)位移在LVAD 植入后顯著下降,提示右心室側壁縱向收縮功能進一步受損,但同時反映右心室側壁、室間隔縱向和徑向運動的右心室面積變化率無顯著變化,考慮與左心卸負荷后室間隔運動改善、LVAD泵功能優(yōu)化及正性肌力藥物等多種因素有關[11]。
LVAD 植入后應再次評估各心腔內徑、左右心功能、各心臟瓣膜功能及有無心內分流等。此外還需重點關注:心腔內排氣、LVAD 流入及流出套管的位置和流量及LVAD 泵功能的優(yōu)化。
LVAD 植入術中在左心室心尖鉆孔插入流入套管的過程中難免夾帶空氣進入左心。在LVAD 泵啟動前要求TEE 連續(xù)監(jiān)測、引導排氣過程,應全面仔細觀察左心房、左心室(包括左心室心尖部流入套管周圍)、主動脈根部、升主動脈、流出管道與升主動脈吻合處、降主動脈是否有強回聲氣體存在[1]。本組12 例患者植入LVAD 后在TEE 監(jiān)測和引導下充分排氣,術后均無氣體栓塞并發(fā)癥出現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn),由于心衰左心室擴張,室壁運動減低,氣體更易聚集于前室間隔中部且相對較難排出。
理想的左心室心尖部流入套管應與室間隔保持適當?shù)木嚯x,其開口方向應與二尖瓣開口對齊,使二尖瓣口舒張期血流呈層流狀進入LVAD(圖1)。除常規(guī)使用二維TEE 外,我們還使用三維TEE 在食道中段利用實時三維成像及X-Plane 同步顯示兩個正交平面,來判斷流入套管位置及其與二尖瓣瓣口的關系,并結合彩色多普勒、頻譜多普勒顯示血流狀態(tài)及速度。左心室心尖部流入套管內正常血流頻譜形態(tài)呈連續(xù)、低速、低搏動性,流速通常≤1.5 m/s,如出現(xiàn)湍流、血流速度明顯增高或減低,則提示可能存在血栓、二尖瓣瓣下組織或LVAD 泵抽吸室壁而導致流入套管阻塞。本組LVAD 流出套管均與升主動脈右前外側壁行端側吻合(圖2),將取樣線置于主動脈吻合口近端約1 cm 處測量頻譜,血流頻譜形態(tài)同流入套管,峰值速度通常為1.0~2.0 m/s。如出現(xiàn)血流狀態(tài)及速度的改變,應檢查流出管道是否存在扭曲及其與升主動脈間的角度是否異常[12]。本組12 例患者LVAD 植入后TEE 評估流入及流出套管位置及血流頻譜形態(tài)、流速均在理想范圍。因此,需要TEE 連續(xù)監(jiān)測不同泵速下的多個指標[4,13]。本組LVAD 泵速調整的目標為:盡可能使左心室最大程度卸負荷,同時使右心室功能有一定程度改善或維持植入前的狀態(tài),房室間隔位置適中,主動脈瓣、二尖瓣及三尖瓣反流量維持在少量或以下,主動脈瓣間歇開放并維持足夠的泵輸出量。本組12 例患者在手術室內優(yōu)化后,LVAD 泵速范圍為1 700~1 850轉/min,平均泵輸出量為(3.85±0.43)L/min,心臟指數(shù)為(2.14±0.36)L/(min·m2),達到本研究要求[心臟指數(shù)>2.0 L/(min·m2)]并維持循環(huán)穩(wěn)定。
圖1 LVAD 植入后實時三維經食道超聲心動圖顯示左心室心尖部流入套管,插管位置與二尖瓣口對位良好
圖2 LVAD 植入后經食道超聲心動圖顯示流出人工套管與升主動脈吻合,彩色多普勒顯示正常層流狀血流
在TEE 指導下優(yōu)化LVAD 泵功能是一個較為復雜的過程。由于術后早期左心室和右心室的前、后負荷波動較大,LVAD 泵速的改變可使左心室、右心室的幾何形態(tài)和功能在短時間內發(fā)生急劇的變化。
Bahatyrevich 等[14]研究表明,TEE 監(jiān)測可能比常規(guī)監(jiān)測(包括Swan-Ganz 導管)更能迅速、準確地反映LVAD 患者的心功能、心室容量狀態(tài)或室間隔位置,更有助于指導術后早期重癥監(jiān)護室中的最佳干預措施。術后由于關胸、患者搬運至病房、血管活性藥物調整等因素,血流動力學及LVAD 管道位置可能會受到影響。本組患者入重癥監(jiān)護室 1 h 后常規(guī)再次行TEE 評估,其主要內容除再次評估心腔內徑、心功能、心臟瓣膜功能、心內分流、流入及流出管道位置、LVAD 泵流量等以外,重點還在于評估血流動力學、進一步優(yōu)化LVAD 泵功能及排除外科術后早期并發(fā)癥[15-16]。本組1 例患者在重癥監(jiān)護室經TEE 檢查發(fā)現(xiàn)右心房旁有較大異常團塊壓迫右心房壁及上腔靜脈近心段,考慮為右心房旁及主動脈根部血腫。立即開胸探查,見升主動脈人工血管吻合口處活動性出血點,周圍血凝塊壓迫右心房壁及上腔靜脈,清除血凝塊并徹底止血。
總之,本研究表明,TEE 有助于LVAD 植入前明確診斷、植入后連續(xù)監(jiān)測、并在術后重癥監(jiān)護室進一步評估血流動力學及排除外科并發(fā)癥,同時還在LVAD 功能優(yōu)化及故障排除方面起著至關重要的作用,可對LVAD 植入術的順利進行及患者的預后產生積極的影響。但本研究為回顧性研究,且患者病例數(shù)較少,因此有待于今后進一步擴大病例數(shù),積累更多的經驗。
利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突