左心室辅助装置（Left ventricular assist device，LVAD）已成为治疗晚期心力衰竭的重要手段。随着患者寿命的延长，使用时间的增加，此类设备可能会遇到各类功能障碍，影响正常运作，减损患者的生活质量和寿命。本期，
北京安贞医院刘彤教授
将
就"左心室辅助与设备功能障碍"这一主题，与大家共同
探讨LVAD泵功能障碍的诊断方法、监测策略以及相应的临床处理，优化VAD患者的管理。
（一）设备功能障碍的诊断
LVAD设备功能障碍（Device malfunctions，DMs）可能的表现，包括从轻微不易察觉的症状，直至严重的功能丧失。对器械进行有效监测，需采取综合、多维度的方法，包含有病史特征、体格检查、血清学指标、心脏影像学以及必要时的血流动力学评估，等等，如下图1。临床医生必须尽早发现异常，同时
迅速准确地评估潜在的故障机制，
从而最大限度地降低对患者可能造成的伤害。
图1 LVAD患者监测的可能数据来源（来源：Ann Cardiothorac Surg. 2021 Mar;10(2):221-232.）
泵的监测，应涵盖患者临床症状的变化、泵的功能和报警记录。接受VAD支持的患者，其左心衰竭症状应该得到明显缓解[1]。若心衰复发，临床上应评估泵的参数，确保速度设置最优化；同时需排除新发或加重的主动脉瓣功能不全，这可能导致左心室充盈压力的升高。右心衰竭的症状或体征，一方面可能与固有的右心室功能衰竭有关；另一方面，如果LVAD功能异常，导致左心室卸载不足或过度卸载，可能影响到右心室的几何形态，伴随室间隔向左移动，从而直接诱发或加剧右室的功能障碍。
门诊随访过程中，
细致的体格检查能够为诊断提供关键线索。因脉压降低，大多数连续流心室辅助装置（CF-VAD）患者通常无法触诊到脉搏。然而，如果出现了新的可触及的桡动脉搏动，可能是泵功能障碍的迹象。另外，如果观察到患者巩膜出现黄疸或结膜有小出血点，需要进一步评估溶血或心内膜炎的风险。
图2 巩膜黄疸（Scleral lcterus）的背景和可能的病因（来源：https://www.osmosis.org/answers/scleral-icterus.）
（二）VAD控制器（Controller）
VAD控制器的参数历史回顾，对理解泵功能至关重要。其报警参数可以帮助检测泵故障，例如，泵内血栓的形成可能会使得维持相同转速的情况下，需消耗更多的能量。因此，泵功率的增加与流量的提高相关联——因为在给定的前后负荷下，流量将在速度升高时增加，泵流量的计算即综合了转速、功率和血细胞比容，上一代的HeartMate II则只结合了功率和速度。低流量报警（Low flow alarms，一般设定为<2.5 lpm，可手动修改）可由多种原因引起，例如低血容量、右心功能障碍、室性心律失常、流入管道上的血栓、流入管道位置不当、移植物流出管道的扭曲、扭转或阻塞。当流入管道暂时阻塞引起能量消耗急剧下降时，就会发生抽吸事件。这些故障会对患者产生极大的威胁，通常需要再次住院治疗，并行器械及其部件的细致评估。
图3 轴流AF和连续流CF LVAD的HQ（Hydrodynamic performance，流体动力学性能）曲线图，随着“
Δ
P”（泵入口与出口间的压力差，又称“头部压力head pressure”）的增加，泵流量减少。注意在相同的
Δ
P变化下，CF-LVAD会产生更大的流量变化
（来源：Crit Care Clin. 34(2018):453-463.）
图4 HeartMate 3的控制器
（来源：
DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.111491
.）
图5 HeartMate II的流量估计是根据功率和速度得出的，低流量报警并不常见，因HM II泵常会高估最小流量，且很难看到舒张流量的变化。如HM II无法准确估计流量，它会显示为“---”或“+++”。新一代的HM 3能更好地显示舒张流量，提升了低流量报警的灵敏度（来源：https://www.urmc.rochester.edu/mobile-apps/hf/vad-low-flow-algorithm.）
此外，评估泵功能，必须包含血细胞损伤和终末器官灌注的血清学标志物分析。在监测灌注变化时，肾功能指标是最敏感的[2]，包括血尿素氮和血清肌酐水平。既往研究显示，当血液动力学特征恢复至较为正常时，血尿素氮和血清肌酐水平会有所改善[3]。血尿素氮和肌酐水平的上升，则暗示着微小的灌注变化，需要进一步评估。其它反映灌注变化的标志物还包括转氨酶（如天门冬氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶）水平的升高，或在华法林维持剂量情况下INR的升高。血清B型利钠肽水平的升高，提示VAD对心室的卸载不足或右心室功能衰竭。血清乳酸水平也能用于评价是否有足够的灌注。在诊断VAD血栓形成时，溶血的血清学标志物扮演着关键角色[4,5]，最常检测的有血清乳酸脱氢酶、血浆游离血红蛋白和结合珠蛋白。
（三）血液学检查
乳酸脱氢酶（Lactate dehydrogenase，LDH）是泵血栓诊断中最具有特异性的生化指标。当LDH水平升高超过正常上限的2.5倍时，对泵血栓的诊断具有78%的敏感性和97%的特异性，并能预示血栓相关的事件[6]。如同时观察到血浆游离血红蛋白水平升高，即可确诊为溶血。连续监测LDH水平，是随访监测中的关键。如发现LDH水平的早期升高或持续上升，临床医生应对VAD血栓形成的可能性进行评估。此外，血清LDH的水平也可评估泵血栓治疗的效果。值得注意的是，AF-和CF-LVAD在正常运行时，可能会出现低水平的溶血现象，此时LDH 250-350 IU/L，这并不意味着存在泵血栓。通常情况下，AF-LVAD的基线LDH水平会高于CF-LVAD。因此，在评估LDH水平时，需要考虑器械类型，以及LDH随时间的变化趋势。最后，LDH也可能来源于其他部位，譬如肝脏、肺部和肌肉；在某些特定情况下，为了确定LDH水平升高是否源自红细胞，可能需要进行同工酶的检测。
INTERMACS对溶血的定义是在LVAD植入后72小时，血浆游离血红蛋白水平超过40 mg/dL，并伴贫血、低红细胞压积和高胆红素血症等临床溶血症状[7]。与器械无关的因素（例如输血或药物）引起的溶血，则不计入此定义。血浆游离血红蛋白水平超过40 mg/dL时，临床上应怀疑血栓[8]。血浆游离血红蛋白通常在泵血栓形成和溶血情况下会升高；但与LDH相比，它在检测泵血栓方面的敏感性较低[6,9]，且结果需数日方能得出。另一方面，结合珠蛋白的下降可能预示着溶血和泵血栓形成，但在正常运行的VAD中，由于亚临床溶血，其水平可能已降低。
除LDH和血浆游离血红蛋白以外，与溶血相关的其他实验室异常还包括胆红素水平升高、血红蛋白/红细胞压积水平降低，以及肌酐和血尿素氮水平的增加。
（四）心脏影像学检查
心脏影像学检查，是评估VAD功能的重要手段。这其中超声心动图尤其关键，特别是怀疑LVAD故障时。经胸超声心动图（Trans-thoracic echocardiogram，TTE）能评估左心室大小和主动脉瓣开放情况，若左心室直径增大或主动脉瓣开放增加，可能意味着VAD未能有效地减轻心室负荷。此时应进行斜坡测试，逐步增加VAD速度，观察泵是否能减小左室尺寸和关闭主动脉瓣。若在高速度下仍无变化，可能
提示
设备故障。
TTE还有助于评估流入管道在左心室内的位置，位置不当时可能出现室性心律失常和抽吸事件。
图6 超声在LVAD患者管理中不同步骤的推荐参数。在术前评估中，TTE主要评估右心室功能和主动脉瓣反流；术中，经食道超声心动图（Transoesophageal echocardiography，TOE），主要评估插管位置以及右心室对不同泵速的反应；在随访阶段，TTE可用于评估左心室恢复、右心室功能和主动脉瓣反流情况（来源：Heart Fail Rev. 2022 May;27(3):891-902.）
CTA（Computed tomography angiogram）能更细致地评估流入管道位置，检查管道与心肌的连续性，以及人工血管出流管道走形和管腔内血栓的可能性。正常工作时，LVAD会降低肺毛细血管楔压，提升心输出量。
当器械故障血流动力学参数无法达标时，心力衰竭症状出现复发。因此，血流动力学检查对于评估VAD功能障碍至关重要，如肺毛细血管楔压超过18mmHg或心指数低于2.2l/min/m2，应考虑调整泵速或检查泵的状态。
（五）随访频率
在机械辅助支持期间，泵血栓和溶血随时可能发生，因此推荐患者定期至门诊随访、监测生化指标和进行影像学检查。建议每月评估LDH和血浆游离血红蛋白的水平。
图7 2021年美国研究者的报道，强化随访组（IFU，植入LVAD后1、2和4周随访，此后每3月一次）和低强度随访组（LIFU，植入后1月随访，此后每6月一次）的
再入院的K-M曲线。研究者们认为，对于低风险LVAD患者，起初强化随访，在6月后降低至低强度随访，可能是一种更具成本效益的管理策略
（来源：Heart Fail Rev. 2022 May;27(3):891-902.）
除此之外，正如之前的篇章中也写过的，泵血栓（Pump thrombosis，PT）也是泵故障中常见的原因之一。鉴于之前已探讨过PT的诊断、药物和外科治疗，本篇就不展开。
LVAD已越来越多地用于晚期心力衰竭患者，适用范围逐渐扩大，支持时间不断延长，大家对LVAD支持下生活质量改善和稳定生活的期望也越来越高。而LVAD故障，则是导致这些人群再次发病和死亡的重要原因。目前，设备故障的诊断仍是一个难题，其定义尚未标准化，特定类型的故障或单独部件的故障信息仍很有限，例如控制器、电池、充电器、连接器，以及患者日常使用中的操作，等等。截至目前，更多的随访和比较数据仍然是需要的。
图8 美国研究者在2017年发布的回顾性单中心研究结果，2004-2016年期间所有成年LVAD患者不同器械的故障类型分布，（A）总的故障类型分布；（B）HeartWare HVAD系统的故障类型分布；（C）HM II的故障类型分布（来源：Circulation. 2017 Oct 31;136(18):1714-1725.）
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