LVAD异常工作参数的临床意义
了解左心室辅助装置LVAD的正常生理学，识别其工作参数的异常模式，对成功管理LVAD患者至关重要。所有当代的连续流CF-LVAD在血流动力学（如前负荷、后负荷和转速）方面存在着共通之处。通过系统地分析LVAD工作参数，可以为不同临床情境下的治疗决策提供实用指导。
北京安贞医院心内科刘彤教授
将就“
左心室辅助装置在不同临床场景中的异常工作参数分析
”与大家探讨“
泵异常工作参数的临床意义
”。
低血容量（
Hypovolemia
）
过度利尿、泵速过高、胃肠道出血或右心衰RHF可致前负荷不足或低血容量。在前负荷不足时，低左心室压力LVP会增大泵两端的压力梯度（即左心室与主动脉AoP之间的压力差H），减少平均血流量。血流脉动性也会随之改变，因舒张期和收缩期血流对容积变化的反应并不相同。下图1和2，即展示了正常血容量和低血容量状态下血流和脉动性的差异。
图1 正常血容量时的HQ曲线与相关流量变化
图2 低血容量时的HQ曲线与相关流量变化
高血容量
（
Hypervolemia
）
尽管LVAD改善了心脏支持，但若利尿不充分、泵速过低或饮食不当，患者仍可能出现体液过负荷，主动脉瓣关闭不全（Aortic valve insufficiency，AI）会加剧这种变化。在体液过负荷状态下，高LVP使得泵两端的压差减小，平均血流量随之增加。血流脉动性也会改变，因为较高的充盈压会不成比例地降低舒张期和收缩期的压差，如下图3
。
图3 高血容量时的HQ曲线与相关流量变化
高血压
（
Hypertension
）
血压升高会增加泵的压差，减少血流，但舒张期压力梯度受影响较之收缩期更为明显，从而引起脉动性增加。虽然所有血流都因压力差增大而减少，但平均流量和最低流量的减少幅度大于最大流量的减少幅度。
图4 正常血压时的HQ曲线与相关流量变化
图5 高血压时的HQ曲线与相关流量变化
右心衰（Right heart
failure，
RHF
）
MOMENTUM 3研究中显示，LVAD患者2年随访RHF的发生率为34%。RHF损害了左心室的充盈能力，降低了前负荷。由于LVAD只能感知左心室的情况，而RHF时LVP降低类似低血容量状态，前负荷减少导致泵压差增大，随之即会出现血流减少、脉动指数PI增加。
图6 RHF时的HQ曲线与相关流量变化
主动脉瓣关闭不全（
Aortic Insufficiency
）
持续流CF-LVAD患者中，一年随访AI的发生率为6–32%，三年随访可达24-33%。AI的发生与多种因素有关，包括主动脉瓣开启受限、瓣膜粘连、退化，以及LVAD泵产生的持续逆压差的影响。临床随访过程中，LVAD参数的变化可以帮助医生及时发现AI的存在。由于主动脉瓣膜反流的存在，左心室舒张末期压力升高，而主动脉内的压力则降低，导致压力梯度变窄，这使得平均流量增加，同时脉动指数PI下降。
图7 LVAD泵速测试期间的AI严重程度。可看到在伴有AI（左）和不伴有AI（右）的LVAD患者群体中，其基线、测试中和测试后的AI严重程度分布
图8 AI时的HQ曲线与相关流量变化
心包填塞（
Cardiac tamponade
）
心包填塞在LVAD植入后的发生率约为3.2%–7.2%，可能与外科手术本身及早期使用抗凝治疗有关。当出现心包填塞后，吸气时前负荷增加，舒张期压力梯度减小，流量增加，但脉动指数PI下降；呼气时前负荷则反之降低，舒张期压力梯度增大，导致总流量下降，PI增加。
图9 心包填塞时的HQ曲线与相关流量变化，注意吸气和呼气期间的变化
流入或流出管道的堵塞（
Inflow or Outflow obstruction
）
流入道阻塞常因血栓引起，此时心脏血液进入泵的空间变窄，但只要血栓未被吸入转子，就不会引起转子血栓和功率尖峰。另一方面，流出道阻塞可能因管道内部的血栓或纤维蛋白积聚；或外部的弯曲/扭曲所致。这些阻塞通常表现为无明显原因的低流量警报。无论流入道还是流出道阻塞，由于缺乏谐波放大，血流脉动性和脉动指数PI都会降低；在完全阻塞时，甚至会出现血流为零且无脉动性的现象。
图10 LVAD泵流入或流出道阻塞的程度和流量谐波振荡的表现。无论是流入还是流出管道的阻塞，其阻抗都会导致压力和流量振荡集中衰减，从而降低脉动性和PI
室性心律失常（
Ventricular arrhythmias
）
持续性的室性心律失常，很容易引起RHF。此时，泵参数通常会表现出RHF的特征。尽管左心室在持续性LVAD支持下获益，但右心室却并不会得到类似的支持。随着室性心动过速或室颤的持续，右心室无法收缩，从而导致左心室前负荷减少，泵的压力梯度增大，流量减少。同样的，左心室在室性心律失常期间也会失去固有的收缩功能，心动周期中的压力变化会减至最小，从而使得脉动性降低。
转速改变（
Changes in RPM
）
每个泵都有其独特的HQ曲线。如前篇
【云彤辅心】左心室辅助装置工作参数的生理学意义
所述，血流在每个心跳周期内沿着特定的HQ曲线变化，这一过程取决于泵的类型和所设定的转速。如调整转速，则血流和脉动性也会发生相应的变化。减少RPM会降低平均流量并增加脉动性；反之，增加RPM则会提升平均流量并相对地减少脉动性。
图11 转速高和低情况下的HQ曲线与流量变化
心肌的恢复（
Recovery
）
多数LVAD患者会持续地接受泵的支持，直至心脏移植或死亡。然而，INTERMACS数据显示，约1%的LVAD患者心脏功能可恢复，并可能移除LVAD。随着心肌与心脏功能的恢复，收缩期产生的压力足够克服主动脉压力并打开主动脉瓣，
因压力差归零，
此时泵将达到最大流量。心脏恢复的LVAD患者，会出现较高的峰值和平均流量，脉动性也随之增强。然而，左心室卸载加强通常会导致舒张期压力梯度增大，并伴随舒张期流量下降。如果舒张期流量的减少超过了收缩期流量的增加，可能引起总平均流量的下降，但脉动性仍会较高。
图12 心脏恢复患者的HQ曲线与流量变化
图13 INTERMACS登记数据中所显示的，CF-LVAD患者完全心肌恢复的累积发生率（A）和完全心肌恢复的危险风险（B）
最后仍要提醒大家，LVAD泵的参数管理需要结合个体患者病史和临床结果，并根据需要联合实验室血清标志物检查和经胸超声心动图的结果。在评估泵参数时，首先要评估由泵功率所得出的流量。在
HeartMate 3
患者中，高流量常与
AI
、血容量过多或心脏恢复相关。而
HeartMate 3
患者的高脉动指数
PI
，则常与血容量不足、高血压、心包填塞或心脏恢复有关，也要考虑是否同时使用了其它辅助器械例如
IABP
。低
PI
时，则须考虑流入或流出道阻塞，以及
AI
。最后，如果泵参数的变化具备临床意义，则通常会注意到
PI
