左心室辅助装置(Left ventricular assist device,LVAD)已成为晚期心衰患者的长期治疗方案之一。然而,LVAD植入后右心衰竭的发生率仍较高,约为10-40%,且与不良预后密切相关[1]。尽管在技术上,对合并右心衰竭的晚期心衰患者,实施双心室辅助是可行的,但与单独LVAD治疗相比,持久的双心室机械循环支持会显著增加术后的短期与长期并发症,降低患者生活质量,管理上也更为复杂[2]。因此,对于LVAD植入候选者,术前行右心室(Right ventricular,RV)功能评估是基本要求,应尽最大的努力优化右心功能,以改善这类人群的预后。
本期,
北京安贞医院心内科刘彤教授
将就
“左心室辅助装置植入前右心功能的评估和优化”
这一主题与大家共同探讨“左心室辅助装置植入前右心功能的评估方法和优化策略”。
图1 根据植入时的INTERMACS分组,未发生严重右心衰竭(Right heart failure,RHF)的生存曲线(来源:J Heart Lung Transplant. 2017;36:1080-1086.)
图2 INTERMACS临床分组(来源:(2017). Perspectives in Cardiovascular & Thoracic Surgery Volume V: Mechanical Circulatory Support & Heart (Lung) Transplantation. )
左心室辅助装置植入后右心衰竭的病理生理机制
LVAD植入后导致RHF的病因是多方面的[3]
。首先,晚期心衰患者常存在右心室功能不全,LVAD植入去负荷了左室,但也同时改变了右心室的血流动力学环境:前负荷的突然增加使得“边缘”右心室功能不再能耐受;LVAD对左心室卸载(经尖端流量,而非经主动脉流量)所引起室间隔的机械不同步,改变了右心室的几何形状和容积,破坏了心室间的相互依赖,导致右室功能不全。其次,术中体外循环(Cardiopulmonary bypass,CPB)所致心肌钝抑、血管麻痹,心包切开后限制力的丧失和心肌扭转,也会损伤右心室的功能[4]。尽管LVAD在启动后的有效左室去负荷,降低了肺静脉压和肺动脉压,改善了右心室的后负荷,但肺血管阻力(Pulmonary vascular resistance,PVR)在 LVAD 植入后仍可持续
升高数周到数月,延迟了LVAD对右室的即刻积极作用[5]。
图3 RHF的机械机制。分为四个主要类别:前负荷过重、后负荷过重、收缩力减弱和弹性减弱,这些机制也经常共存(来源:
N Eng J Med. 2023;388:1111-1125.
)
右心衰竭的定义与分类
2024年欧洲临床专家共识中,LVAD相关右心衰竭定义更新如下表[1]:
图4 左心室辅助装置植入后右心衰竭的最新定义(来源:
European Journal of Heart Failure (2024)26, 2304-2322.
)
左心室辅助装置植入后右心功能不全的预测因素
超声心动图评估
研究已证实,多个超声心动图参数可用于预测 LVAD 后RHF的发生。但三尖瓣环收缩位移(Tricuspid annular plane systolic excursion,TAPSE)并不在其中。而通过多普勒测量三尖瓣环的峰值收缩速度,可预测RHF,其切点值范围为8.0至8.8cm/s。右心室扩张程度也是LVAD植入后RHF
的预测因子[6],但这一指标更依赖于右心室的容量负荷。右心室与左心室末舒张基底直径比值(RV/LV比值)>0.72 作为右心室重构的替代指标,被证明可预测右心衰竭。右心室分数面积变化率与LVAD植入后RHF的相关性,则仍存在着一定的临床争议。三维超声心动图所测量的右心室容积也能预测RHF;相对应的,右室射血分数则没有预测能力。右心室游离壁纵向应变(Right ventricular longgitudinal strain,RVLS)也能提供LVAD后RHF的预后信息:Cameli等人[7]的研究显示,低RVLS值可预测LVAD术后RHF的发生;该研究中,接受主动脉内球囊泵(Intra-aortic balloon pump,IABP)支持后RVLS改善的患者,术后未发生RHF。
另一方面,由于所有这些参数,包括那些血流动力学衍生的参数,均易受到前负荷和后负荷条件的影响而波动,因此我们依然缺乏评估右心室功能的超声心动图金标准参数和界值。总体而言,预测 LVAD 植入后右心衰竭发生的超声心动
图参数
主要包括了反映右心室容积超负荷的标志,尤其是与左心衰竭严重程度相关的参数。
图5 超声心动图预测LVAD后RHF的参数(来源:
European Journal of Heart Failure (2024)26, 2304-2322.
)
有创血流动力学评估
多项研究证明,右心房压(Right atrial pressure,RAP)升高(>15 mmHg)作为代表右心室前负荷的指标,是LVAD后RHF的标志。降低的平均肺动脉压(Pulmonary artery pressure,PAP)伴右室收缩功能受损,以及增高的肺血管阻力PVR,均是预测RHF的潜在因素。其它来自右心导管检查的参数,譬如术前右心室搏动工作指数(RV stroke work index,RVSWi)>300 mmHg×ml/m²,可降低围术期右心室辅助装置(Right ventricular assist device,RVAD)植入的风险。此外,右心房压/肺毛细血管楔压比值(RAP/PCWP)>0.63 和肺动脉搏动指数(Pulmonary artery pulsatility index,PAPi)<1.85,近年来也被认为与LVAD后RHF的风险增加有关[8]。
图6 预测LVAD后RHF的血流动力学参数(来源:
European Journal of Heart Failure (2024)26, 2304-2322.
)
左心室辅助装置植入前右心功能的优化
LVAD有效卸载了左心室,但右心室必须适应新的血流动力学环境,既面临额外的前负荷增加,又受益于后负荷的减少。因此,LVAD对右心室功能的影响既有支持作用,亦存在有害作用;有害效应通常在术后立即显现,而有益效应则会在数周到数月内逐渐出现。为使右心室的适应过程更加安全,应在LVAD植入前对右心功能进行优化。优化措施可通过药物治疗和/或暂时性机械循环支持来实现。
右心前负荷优化
在心脏外科手术中,中心静脉压(Central venous pressure,CVP)的升高与手术相关的死亡率密切相关,特别是围手术期死亡率、急性肾损伤和右心衰竭。因此,血容量的控制和优化即为心脏手术前的重要组成部分。长期暴露于过高的前负荷下,可能引致右室收缩功能受损。是故,在LVAD植入前,必须密切监测中心静脉压。尤其是CVP超过12mmHg时,常提示需充分利尿来减轻右心前负荷,为LVAD植入做好准备[9]。
右心后负荷优化
与左心相比,右心对后负荷的增加更为敏感。在LVAD植入前,通过优化左心功能,降低左心室充盈压力,可以减少从左心房传递到肺血管床的压力,从而减轻右心室的后负荷。研究表明,通过右心导管引导,使用正性肌力药物和利尿剂来优化患者的血流动力学指标(如减少肺毛细血管楔压PCWP)[10]可能非常有效。此外,术前使用磷酸二酯酶-5抑制剂(Phosphodiesterase 5 inhibitors,PDE5i)与LVAD术后正性肌力药物使用时间的延长相关,且可致术后早期RHF的发生率增加[11]。最后如前所述,RAP/PCWP是预测HeartMate 3泵植入后死亡率的一个重要指标,术前应适当调整[12]。
图7 LVAD术前接受PDE5i的患者与对照组相比,术后早期RHF的发生率升高(来源:
Circ Heart Fail.2019 Jun;12(6):e00537.
)
临时机械循环支持(IABP)优化右心功能
有两个临床研究支持IABP能优化LVAD患者的血流动力学。在Ntalianis等人[13]的病例报道中,使用股动脉途径行IABP的晚期双心室衰竭患者,其右心功能相关参数(右心室做功指数、右房压、三尖瓣环位移和肺动脉压)有所改善。且该报道中,随后的LVAD支持者均未出现右心衰竭。Tanaka等人[14]采用锁骨下动脉途径IABP发现,机械循环支持能改善慢性心衰急性失代偿患者的右心功能。这项研究中,使用IABP支持的患者与未使用者相比,LVAD术后ICU住院时间较短,血流动力学表现更好。INTERMACS登记的报告亦显示,尽管术前使用IABP支持的患者处于更严重的心力衰竭阶段,也包含有右心功能更差的患者,但其LVAD预后与那些不需要术前IABP支持的心衰患者相似,提示IABP可能降低了术后早期不良结局的风险,包括右心衰竭。
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引用文献:
1.
Stamatis Adamopoulos, Michael Bonios, Tuvia Ben Gal, et al. Right heart failure with left ventricular assist devices: preoperative, perioperative and postoperative management strategies. A clinical consensus statement of the Heart Failure Association (HFA) of the ESC. European Journal of Heart Failure (2024)26, 2304-2322.
2.
James K. Kirklin, Francis D. Pagani, Robert L. Kotmos, et al. Eighth annual INTERMACS report: special focus on farming the impact of adverse events. J Heart Lung Transplant. 2017;36:1080-1086.
3.
Brian A. Houston, Evan L. Brittain, Ryan J. Tedford. Right ventricular failure. N Eng J Med. 2023;388:1111-1125.
4.
Brian A. Houston, Keyur B. Shah, Mandeep R. Mehra, et al. A new