VA-ECMO期间如何进行左室减负

前言

在顽固性心源性休克（CS）患者中，外周VA-ECMO的使用越来越普遍。尽管旁路和潜在的支持几乎可以完全替代整个心肺功能，但VA-ECMO的构架却会增加左室后负荷，这是来自股/髂动脉对升主动脉的逆向压力增加的后果。通过心室/动脉偶联的改变，左室舒张末压(LVEDP)和左房压(LAP)的上升，可能会导致心室功能的进一步恶化。

近期的研究表明，通过增加经皮左室辅助装置（pLVAD）进行早期左室减负，可能缓解左室张力并改善预后。然而，最佳的减负策略（例如：impella，IABP，房间隔插管）仍未确定。此外，左室减负的适应症、时机和模式(pLVAD装置的选择)的标准也主要是根据病理生理学和临床经验，而不是来自现有研究的高质量证据。尚没有经过验证的指标或临界值(例如，房室大小的量化)可应用，因为需要VA-ECMO的患者，可能有一个宽范围的潜在心脏形态功能特征（例如，先前左室正常的急性心肌梗死可引起的CS，而急性失代偿性心力衰竭伴扩张型心肌病也可引起CS）。

在本文中，我们旨在描述一个系统性超声引导的方法，通过整合影像学和病理生理信息，为接受外周VA-ECMO的CS患者选择一个最合适的减负策略。本文只对经皮置入的方法进行讨论。

超声心动图成像方案

超声心动图被广泛认为是指导床旁经皮插管、监测心脏功能和辅助VA-ECMO脱机的手段。以下情况，应作全面的超声心动图检查来评价患者的心功能：（1）在VA-ECMO放置期间和放置完成之后(理想情况下1-6小时后)，（2）至少每日一次，（3）在脱机试验之前或脱机试验期间（VA-ECMO放置后24-48小时），（4）当发生明显的临床或血流动力学改变时（图1）。

图1. 以病理生理学驱动的针对接受VA-ECMO患者左室减负的建议路径。图片左侧可见左室严重扩张并主动脉瘀血，舒张期的逆向血流提示左上肺静脉的脉冲多普勒严重异常。植入Impella使左室减负有效，可见左室舒张末压和左房压下降。图片右侧：严重肥厚的左室与长期肥厚性心肌病、或心肌水肿有关。左室烟雾效应提示左房压呈不成比例地上升，并且缺少肺静脉血流的证据。置入房隔间插管解决了左心瘀血，恢复肺静脉血流，同时置入IABP给左室减负。在持续血流动力学监测的基础上，超声心动图检查评估应该贯穿于整个MCS验证流程/放置过程、或在ECMO放置后立即进行，至少每天进行一次（监测左室功能恢复和MCS是否可以撤机，以减少并发症的发生风险），以及在每一次有临床意义的血流动力学变化事件发生时进行心脏超声评估。LV：左室；HCM：肥厚性心肌病；MCS：机械循环支持；LA：左房；IABP：主动脉球囊反搏。

最常用的超声心动图参数尚未在VA-ECMO患者中得到验证，所显示出来的内在问题，限制了其在这些患者中的临床应用。射血分数（EF）高度依赖于负荷的状态(包括前负荷和后负荷)、心肌收缩力、舒张末期/收缩末期容积、心率和心脏的不同步水平。接受VA-ECMO的患者通常心室功能都极差，并且明显的不同步，随着VA-ECMO启动时较高的血流量，使得EF不再是一个可靠的参数。此外，舒张通常是受限制的，尤其是在VA-ECMO高流量时，心室充盈可能明显受限，从而降低了左房压的准确性。如果把VA-ECMO的分钟血流量设置得较高（通常在起始阶段），此时应用左室流出道的流速时间积分（VTI）来估测自身心脏的每搏量则受到了极大的影响，因此，它可能对确定是否需要进一步减负并没有帮助。此外，使用三尖瓣返流峰流速来评估肺动脉高压可能也不可靠，因为ECMO的静脉引流插管放置于右心房，可能影响右室收缩功能和返流量。最后，由于放置了静脉引流插管，对下腔静脉直径的评估可能也是不准确的。

因此，在这种情况下，更合适的方法是依靠那些提示着心脏总体功能异常的超声心动图参数，毕竟它们适当地反映了病人和设备之间的血流动力学相互作用。

主动脉瓣，心室大小和左房压

虽然较高的ECMO血流可以提升平均动脉压，但随之升高的后负荷会使脉压变小、每搏量减少，尤其是那些几乎没有射血的左心室。这是由于主动脉瓣开放减弱、搏动血流部分或完全丧失(动脉-心室解偶联)所致。主动脉瓣的开放减弱可在超声心动图上表现为射血时间缩短或间歇性打开，甚至无主动脉瓣打开。左室扩张是后负荷过重的另一个标志，它通常发生在主动脉瓣膜持续关闭之前。由于这两种特征都会导致左室和左室流出道(LVOT)/升主动脉的血流瘀滞(烟雾效应)，应在超声心动图和有创监测（有创动脉波形曲线）引导下，立即滴定式下调ECMO血流，以调节左室后负荷、防止血栓形。这应该通过缓慢下调ECMO血流量（0.3-0.5L/min）来完成，同时通过超声心动图直接观察主动脉瓣开闭情况和左室腔的小变化（超声心动图可选经胸超声的胸骨旁长轴切面，或经食道超声的食道中段120度切面）。临床医生应滴定式下调ECMO血流，直到每次心跳都获得主动脉瓣开放，左室直径缩小，改善左室腔内自发性回声显影的对比度。同样，肺静脉(PV)血流脉冲多普勒的改善，从无血流到有血流、或从逆流变成顺流，也可以作为左室后负荷得到改善的标志。

尽管下调ECMO血流量降低了左室后负荷，增加了主动脉瓣的开放程度，但同时也降低了ECMO对心肺功能的支持程度，这可能会进一步损害病人的代谢氧供。因此，左室扩张和主动脉瓣开放受累应该被当作立即升级放置pVAD实施左室减负策略的标志。尽管还没有强有力的证据表明左室扩张到何种程度就有助于确定是否需要实施左室减负，当左室与基础大小相比扩张大于10%，或左室舒张末径增加大于5mm，这时认为左室存在显著扩张是合理的。然而，很重要的一点是必须考虑到这些值的确定非常随意的，并非基于已发表的证据，这就强调了需要更研究来验证这些指标的必要性。同样地，操作者间测量的差异性可能高达1-2mm的差距，特别是急诊场景，不能获得理想的超声切面时，可能会给准确选择左室减负阈值测量带来挑战(图1)。

值得注意的是，在估计心室对过重的后负荷的潜在反应性时，以及在做出相关减负装置的选择时，关注心室的基本结构特征是很重要的。例如，肥大和/或水肿的左心室(如：心肌炎时)并不会相应地出现左心舒张末期容积(LVEDV)增加，因存在心肌受到限制的生理因素，左室不会出现扩张，但它会将左心室舒张末期增高的压力直接传递给左心房，此时左心房烟雾效应会更加明显(图1)。然而，在左室扩张时，常常会看到二尖瓣有明显的反流，左房的顺应性极低，可导致血流不能通过肺静脉，这可以在彩色M超下显示血流缺失，和/或脉冲多谱勒评估看到反向血流来确定（图1）。两种情况均可导致心功能不全和充盈压的进一步恶化，病理生理上表现为顽固性肺水肿。这时，肺瘀血进一步加重，肺超下可以看到B线增多。

左室减负装置的选择

左室减负装置的选择应根据额外增加的后负荷量，以在ECMO提供循环支持下的满足患者个体需要。这是另一个参考点，此时，心室形态功能的潜在特征在选择最佳pVAD装置时发挥作重要作用。

当左室舒张末期容积增加时(例如：急性失代偿性心力衰竭)，应根据实际需要的心室减负程度来选择适当的减负装置。因此，在没有主动脉瓣返流的前提下，只需要轻微的额外减负就可以满足的，此时可以考虑放置IABP。对于需要更高血流来减负的病例，经主动脉置入的减负装置(如：ImpellaTM-ECMELLA-configuration)可能是最佳的选择, 前提是需要超声心动图评估排除心室内血栓。由于左室血栓评估有一定的难度，对于高度可疑而又需要考虑放置pLVAD的患者，应进行食道超声检查来确定。值得注意的是，在接受ECMO的患者中，静脉引流插管处于右心房/腔静脉连接处，有可能会把对比剂引流出去，从而使得通过中心静脉的心超造影不可靠。一些病例报告描述了通过ECMO回路氧合器后的管路注入超声对比剂进行心脏超声造影的方法。然而，该方法需要经验丰富的ECMO环路管理者来操作，其使用应该限制在高度选择的病例中。Impella装置对左室直接进行减负，解决由于主动脉瓣关闭或瓣膜经常打不开导致的左室内血液瘀滞问题。值得注意的是，安装了经主动脉瓣左室减负装置后出现的中度主动脉瓣反流并不是主要问题。

另一方面，在限制性生理因素存在时(如：心肌肥厚/严重心肌水肿)，经主动脉置入左室减负装置可能会导致不良后果，因为在一个较小的、且对前负荷敏的左室进行直接减负会导致吸引效应。在这种情况下，把房间隔插管连接到VA-ECMO(LAVA-ECMO)静脉端直接进行左房减负，并通过夹子调节血流，这可能是更恰当的选择，因为它可进一步缓解左房充血，从而改善肺静脉血流(图1)。尽管这种策略改善了左室减负和充血，使得左室舒张末压下降，从而改善了冠脉和器官的灌注，但仍可能需要通过IABP调节左室后负荷。

结论

外周VA-ECMO可增加左室后负荷，导致左室充血和心室射血/前向血流受损，使心肺功能恶化。超声心动图是一个快速且易得的工具，可在VA-ECMO期间为左室减负策略的决策选择提供指导。

要适当解决VA-ECMO血流导致的左室充血和后负荷增加的问题，根据患者的原发病对患者的特定病理生理状况进行评估才是关键。然而，还迫切需要一个超声参数的阈值来指导决策，并通过相关的研究加经验证。