急性心肌梗死合并心源性休克器械化治疗进展

张东青 宋显晶,2 朴哲浩 综述 刘斌,2 审校

(1.吉林大学研究生院，吉林 长春 130041； 2.吉林大学第二医院心内科，吉林 长春 130041)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是世界范围内威胁人类健康的一大重要疾病。据统计[1]每年美国约92万人经历AMI，所有男性的发病率为5.1%，年龄>20岁所有女性的发病率为2.5%，并且大约150万例。AMI并发症很多，其中心源性休克(cardiogenic shock,CS)是致死率最高的并发症。据统计：30%～70%死亡的患者在心肌梗死30 min内有持续性低血压，疑似CS或疑似急性心力衰竭的患者存活长达1年者少于50%。

1 定义

CS定义：(1)低血压[收缩压<90 mm Hg(1 mm Hg=0.133 3 kPa)至少30 min或需要支持措施保持收缩压≥90 mm Hg]和末端器官灌注不足(冷的四肢或尿量每小时<30 mL，改变的精神状态或血清乳酸盐升高)。(2)血流动力学标准：心脏指数<1.8 L/(min·m2)或使用变力药或血管加压药的情况下<2.2 L/(min·m2)，及至少为15 mm Hg的肺毛细血管楔压。

2 病理生理

AMI合并CS后引起急性左心室功能障碍，心脏射血分数降低，低血压和组织灌注不足。随后，复杂的多器官功能障碍可能发生由缺血、再灌注和炎症反应引起的一系列改变[2]。

3 治疗

为系统治疗CS，除了传统意义的药物治疗，近些年各式各样的器械辅助治疗应用于临床，现旨在介绍近些年临床上使用的各式各样的器械辅助治疗。同时早期器械辅助治疗应运而生：主动脉内球囊反搏(IABP)支持、体外膜肺氧合(ECMO)技术。左心房主动脉辅助装置、左心室辅助装置(TandemHeart)(图1)。

注：(A)IABP；(B)Impella®pump；(C)TandemHeartTM；(D)ECMO[3]

图1经皮器械辅助装置示意图

3.1 治疗目的

(1)维护重要器官灌注；(2)减少心内充盈负荷，从而减少充血和/或肺水肿；(3)减少左心室容积、壁应力和心肌氧消耗；(4)增加冠状动脉灌注；(5)支持复杂介入期间的循环和电生理过程；(6)限制梗死面积。

3.2 器械治疗

3.2.1 IABP

IABP是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的一项技术。IABP有两个主要组成部分：气囊导管和控制台来控制气球。导管本身是双腔7.5～8.0 F导管，其远端附着有聚乙烯球囊。一个管腔与泵相连并用于气体充气球囊。另一个管腔用于导丝插入和换能主动脉压力。气球膨胀和通缩的时间基于心电图或压力触发。气球膨胀与舒张开始，这大致对应与电生理复极化或在表面心电图 T波的中间时刻。气囊在左心室收缩期时迅速放气，其定时到R波的峰值表面心电图。可靠的心电图质量、电气干扰和心律不齐可导致不规则的气囊膨胀/通气紧缩和使泵送不足或不能。心动过速也削弱了其有用性舒张压增加[4]。

3.2.2 血流动力学效应

IABP增加舒张压，降低后负荷，减少心肌耗氧量，增加冠状动脉灌注，适度增强每搏量。 IABP提供适度的心室卸载但增加平均动脉压力和冠状动脉血流。患者必须有一些水平的左心室功能和电稳定性使IABP有效[5]。

3.2.3 应用进展

1952年 Kantrowitz 的实验为反搏技术提供了理论基础，1968 年 IABP作为AMI合并CS患者的辅助装置首次应用于临床。初步验证了 IABP具有重要的生理作用，包括改善心功能，提高舒张压，以及降低心肌耗氧量[5]。此外,IABP可以提高患者冠状动脉、脑和肾的灌注，尤其是在CS患者经皮冠脉介入术(PCI)治疗过程中[6]。2011年已经发表了对研究AMI合并CS患者中IABP使用的试验证据的回顾[7]，结果显示未提供IABP可能降低AMI合并CS患者的病死率的确切证据。一项欧洲心脏调查显示[8]：654例AMI合并CS患者，其中25%用IABP治疗；有和无IABP患者的院内病死率分别为56.9%和36.1%。多变量分析显示IABP的使用与生存改善无关。同时：在第一项随机研究中，将40例CS和心肌梗死(MI)患者的IABP治疗与保守治疗进行比较，IABP SHOCK试验[9-11]中IABP治疗只降低了B型利钠肽水平，并未改善血流动力学或降低全身炎症或多器官功能障碍综合征的严重程度。最近一项大规模回顾性meta分析对比了IABP对比药物治疗AMI合并CS研究，研究入组8 791例患者，IABP组4 360例，药物治疗组4 431例，结果显示：入院全因死亡率IABP组vs药物治疗组为46.24%∶40.24%，整体风险增加18%(P=0.002)，结果有效。6～12个月病死率结果显示IABP组vs药物治疗组为52.02%∶39.32%。作者最后得出结论，IABP组与药物治疗组相比增加病死率[12]。Timóteo等[13]最新的研究结果显示：IABP未明显改善入院病死率，但作者发现既往存在MI的患者再发AMI合并CS植入IABP效果差于既往无MI的患者，同时患者发现只有机械并发症的AMI合并 CS患者在IABP使用中才有显著的生存益处。患者未给出进一步的研究及解释。因此，尽管IABP操作相对简单，技术成熟，相比其他心脏辅助装置在各大医院开展普遍，但各项研究结果并未显示明显的生存获益。近些年各大指南并未推荐常规使用。2012年 ESC指南对ST段抬高型心肌梗死(STEMI)合并CS使用IABP推荐级别为Ⅱb级，而到2013年ACC指南对STEMI合并CS的IABP推荐等级为Ⅱa级。而最近的欧洲指南则建议IABP作为CS和MI患者的Ⅱb级指征。2016年ESC心力衰竭指南推荐等级为Ⅲb级指征。

3.2.4 ECMO

ECMO为患者提供心肺支持，其心脏和肺部不能再提供足够的生理支持。在这种危急情况下将血液从体内引至体外，经机器氧合后泵回体内，部分或完全替代自身心肺，提供生命支持并帮助患者治愈病变及恢复心功能。ECMO有两种模式：静脉-静脉模式仅用于氧合，静脉-动脉模式提供氧合和循环支持。 现主要介绍静脉-动脉ECMO，因其作为MI合并CS患者的首选，尤其是心肺功能均出现故障的情况下，纠正CS和受损的氧合，提供全面的心肺支持。

血流动力学效应：静脉-动脉ECMO提供系统循环支撑；但是，由于高心肌氧需求(继发于高填充压力和体积)，单独的静脉-动脉 ECMO可能不显著减少心室壁应力[14]。ECMO启动的几小时内CS的系统性影响如代谢紊乱和有害经常可以纠正。

3.3 应用进展

静脉-动脉ECMO作为心肺复苏的辅助物在20世纪90年代出现，2000年早期到中期报道[15-16]的第一系列研究的结果表明自然循环和从ECMO释放的良好的回报率，但总体生存率与对照组相比未见明显差异。2000年1份相关报告描述了50例MI合并CS患者，其中30例患有急性冠状动脉闭塞。自助循环恢复率和冠状动脉灌注恢复率分别为92%和87%。30%的患者存活到出院，与常规的心脏生命支持治疗相比有着显著改善[15]。2006年报道了描述使用静脉-动脉ECMO用于与AMI相关的第一个专门系列研究，描述了36例患者(83.3%具有前ECMO心肺复苏)。ECMO成功撤机率(69.4%)与以前的研究一致。在停用ECMO之前，28例患者(77.8%)接受冠状动脉旁路移植术需要临时心肺转流泵转换，总体生存率为48%[17]。最初研究检查静脉-动脉 ECMO在接受PCI的AMI与CS(2010年)患者的报告回顾性分析了总共334例患者管理前(n=115)和之后(n=219)ECMO的可用性研究[18]。这个总体队列中的46例重度CS患者接受静脉-动脉ECMO治疗。使用ECMO前期的CS队列作为对照，在接受ECMO支持的患者中显示出显著的病死率改善(降低45.8%的风险)。邢智辰等[19]总结2004年6月—2012年12月间共计141例心肺功能衰竭患者接受ECMO辅助治疗的患者，其中5例AMI后CS患者及时建立ECMO通路，其中4例存活，1例死亡。刘迎午等[20]总结自2008年以来7例AMI患者PCI后合并CS患者及时进行ECMO治疗，其中存活3例，死亡4例，其中出现意识丧失的4例患者全部死亡，分析原因为选择ECMO时机非常重要。

然而，近期一项关于CS患者接受静脉-动脉ECMO的现代队列研究显示68%的住院患者病死率，尽管ECMO撤机的成功率为56.6%，出院后18个月的生存率较低(18.1%)[21]。

最近大规模研究分析[12]对比IABP+ECMO vs ECMO应用于AMI合并CS患者研究，其中入组301例患者(196 ∶105)。结果显示：IABP联合组死亡病例明显降低(RR=-22%,P=0.008)，同时研究IABP+ECMO vs IABP组：入组146例(88 ∶76)，结果显示：联合组病死率与单独IABP组相比，病死率明显降低(36.36% vs 60.53%)，结果有意义。作者总结加IABP提供的降低院内病死率的有益效果可归因于两种装置在支持失败的心脏的协同作用。 IABP减少后负荷和心肌耗氧量，可以避免使用ECMO时可能发生的对心肌保护的负面影响。

因此ECMO为CS患者提供了一定疗效，降低了病死率，甚至推荐应用于急性心脏骤停行心肺复苏患者，但是相关并发症如出血、截肢、卒中、病死率仍然较高，其应用仍需多学科评估，且费用高昂。2010年ESC心肌血运重建指南推荐ECMO用于PCI后出现急性左心衰竭且IABP无效的患者；2012年ESC急、慢性心力衰竭治疗指南推荐ECMO用于急性左心衰竭；2013年ACC/AHA心力衰竭指南推荐ECMO用于急性左心衰竭(Ⅱa B)；但是最新统计分析回报显示IABP联合ECMO明显优于单用IABP或ECMO，降低入院病死率，为AM合并CS患者提供新思路，目前临床指南亦未给出指南推荐，但还需大规模临床实践及研究验证。

3.4 左心房-主动脉辅助装置

3.4.1 TandemHeart

TandemHeart装置是一种经皮左心房至髂动脉旁路，由外部离心泵驱动，通过标准植入技术提供高达3.5～4 L/min的正向流动[22-23]。装置的心血管益处包括血流动力学支持和心肌缺血保护。(1)血流动力学效应：在AMI合并CS患者应用TandemHeart期间，左心室和泵同时向主动脉提供流动(并行工作)。从左心房的血液分流到外周动脉减少左心室预载荷、左心室工作负荷、填充压力、室壁应力和心肌氧需求[24-25]。通过增加动脉血压和心排血量支持系统性灌注。19 F动脉插管允许5 L/min的流量，而15 F套管将允许3.5 L/min，这些值是加到左心室通过主动脉瓣输出，通过器械循环支持(MCS)减轻右心室后负荷及左心室前负荷来达到心脏获益。主动脉灌注由左心室和压力TandemHeart两个并联泵，共同提供。(2)应用进展： TandemHeart临床应用较晚，大规模临床研究较少，一项前瞻性研究在单个医疗中心AMI合并CS患者中TandemHeart(n=21)与IABP(n=20)的使用情况。结果显示：与IABP相比，具有TandemHeart的患者显示出显著改善的血流动力学、明显降低的肺毛细血管楔压和肺动脉压，以及血清乳酸盐的显著降低。然而却增加肢体缺血、输血率、弥散性血管内凝血、感染，表明TandemHeart治疗导致的炎症和溶血性损伤。结果未显示出显著的病死率差异[26]。2006年发表的一项TandemHeart与任何病因的CS中的IABP的常规药物治疗对比研究显示[27]，随机分组为IABP组14例，TandemHeart组19例，结果显示：TandemHeart明显血流动力学益处，其改善心脏指数和平均动脉压并降低肺毛细血管楔压；但是患者总体不良事件、心律失常和出血并发症的发生率高，两者对比并无明显差异。在这些研究中，TandemHeart对病死率无显著影响。由于操作复杂，植入过程需房间隔穿刺置入，插入时间长。多项研究显示虽然有利于改善血流动力学，但由于并发症多且30 d病死率无影响，其应用在国外受限。Kevin Ergle等指出：由于该装置技术复杂，需要经验丰富的介入专家，且需要穿刺房间隔，术中持续抗凝并发症多，最近由Spratt等[28]发表的最新研究指出TandemHeart虽然明显改善血流动力学，但整体不良事件多，并未带来明显的生存获益，限制了该设备的应用，且目前并无指南给出相关推荐，尚需要进一步改进及大量的临床研究。

3.4.2 Impella

Impella是微轴旋转泵，将Impella装置插入股动脉中，它利用导管中的横轴泵，横跨主动脉瓣放置，与左心室串联工作，以在卸载左心室时改善心排血量，经皮Impella装置能够将心排血量提高4 L/min(Impella CP)，流量是连续的，且与心律无关。目前临床上使用的是Impella 2.5和Impella 5.0。(1)血流动力学效应：Impella将血液从左心室泵入升主动脉，从而降低左心室负荷并增加前向血流,它减少心肌耗氧量，改善平均动脉压，并减少肺部毛细管楔压力。 Impella 2.5提供的心排血量比IABP更多，但小于TandemHeart设备。 更强大的Impella 5.0设备与TandemHeart设备相当。 Impella CP是否进一步减少天然左心室搏动和壁应力提供与TandemHeart相当的流速是未知的。 类似于TandemHeart，足够的右心室功能或伴随右心室辅助装置是维持左心室预负荷和血流动力学所必需的支持如双心室衰竭或不稳定的室性心律失常患者。(2)应用进展：AMC MACH 2研究是除了高风险PCI之外应用的Impella的第一次主要临床研究,20例在首次STEMI期间6 h内没有CS的患者接受PCI[29]。参与者(n=20)以非随机方式接受Impella 2.5或常规医疗护理，IABP置于非Impella患者。该研究主要寻求在此设置中评估Impella使用的可行性和安全性。没有报告主要的器械相关并发症。与治疗3 d后的对照(40%～42%,P=NS)相比，Impella组显示左室射血分数(LVEF)的恢复速率(28%～37%，P<0.05)在统计学上显著改善。这种益处在4个月的随访中持续[对于Impella为41%(P<0.05)，对于对照为45%(P<0.05)]。2008年随机接受IABP或Impella 2.5(ISAR-SHOCK)患者研究了Impella对AMI合并CS的效用[30]。主要终点是在基线和植入后30 min之间的心脏指数变化。次要终点是血清乳酸盐、溶血和30 d病死率。与IABP相比，Impella显示心脏指数和平均动脉压的显著改善，作者推断与IABP相比，该组中天然心肌的工作负荷下降更明显。两组在开始MCS后显示出血清乳酸盐减少和多器官功能障碍综合征和败血症相关器官衰竭评估测量中的改善的类似趋势；但Impella组在前6 h显示溶血风险增加，这导致输血需求的显著增加。30 d生存率两组是相同的(46%)。最近的回顾性系列研究进一步检查了Impella 2.5和Impella CP在CS中的作用。其中包括120例AMI合并CS接受正性肌力药物治疗(inotrope)和IABP治疗的患者，在PCI时接受了Impella 2.5，该研究报告的大出血并发症和病死率明显高于ISAR-SHOCK和AMC MACH 2。其研究分析出血并发症的差异归因于经验缺乏。病死率的差异归因于登记册广泛招募入选时血流动力学较差的患者，干预前心脏骤停的发生率较高，血清乳酸盐高于ISAR-SHOCK中的血清乳酸盐。2014年发表的USpella登记的回顾性评估了与AMI相关的CS患者(n=154)开始使用Impella 2.5支持的理想时机[31]。在PCI之前开始进行Impella治疗的患者接受更广泛的血运重建，接受更多复杂血管病变的治疗。 因此，这些患者与PCI后接受Impella的患者相比，住院患者存活率显著改善(65.1% vs 40.7%，P=0.003)。 作者得出结论，使用Impella 2.5的前程序MCS通过提供左心室负荷减压和血流动力学稳定化来延长存活，允许进行更完全的血运重建。Schiller等[32]总结2003—2014年66例应用Impella的患者，经过2年多随访分析患者相关因素，植入前和植入后早期血流动力学和生化参数。结果显示：植入后30 d存活率为58%(38/66)。2014年发表于《JACC》的荟萃分析显示，IABP使用量正在逐渐下降，而短期经皮心脏支持装置应用快速增加，后者显著降低了患者病死率。Basir等[33]最近进行的一项经皮植入Impella 2.5时机对治疗AMI并发CS患者研究结果显示：入组287例患者，所有患者均植入Impella 2.5及PCI治疗，其中80%患者植入前需应用血管加压素等药物基本生命支持，40%患者经IABP支持，9%患者植入时积极进行IABP治疗，总体出院生存率为44%，多变量分析结果显示：在紧急PCI之前或需要应用强心剂和正性肌力药物之前给予植入Impella 2.5显示出明显生存获益，休克时间<1.25 h植入存活率为66%，1.25～4.25 h为37%，超过4.25 h为26%，植入Impella 2.5前分别需要0、1、2、3和>4种正性肌力药物的患者存活率分别为：68%、46%、35%、35%和 26%(P<0.001)，但植入Impella 2.5前植入IABP患者共114例，存活49例，死亡65例(P=0.7)，无统计学意义。作者指出：如果在PCI之前启动了MCS植入，则显著改善。 生存与MCS植入前所需的正性肌力药物支持量成反比。因此应用Impella植入时机及患者心功能状态与患者的存活关系密切。Ouweneel等[34]最新发表的一篇对比IABP和Impella的研究显示：入组48例，IABP(n=24)vs Impella(n=24)，30 d病死率：50% vs 46%(P=0.96)，6个月远期病死率对比：50% vs 50%，均无明显统计学差异。研究6个月远期病死率的主要原因为脑损伤(IABP组6/12，Impella组5/12)，同样的作者研究发现如果在PCI之前行IABP或Impella治疗有降低病死率趋势(25% vs 53%)。因此，多项IABP和Impella对比研究发现Impella与IABP相比未发现明显生存改善，早期植入Impella或IABP可能降低病死率，但尚需大规模临床研究，同时该研究显示患者6个月病死率主要原因为脑损伤，积极给予预防脑损伤干预可能会降低病死率，尚需大量临床研究支持。Spratt等[28]发表的最新研究指出，近些年大量研究结果显示Impella生存率改善较前增加，归因于Impella使用技术的日臻成熟，总体来说，Impella前景良好，但尚需大规模临床研究验证支持。

4 总结

经皮MCS目前已经应用于临床，为AMI合并CS患者提供基本生命支持。现在有各种设备可用，每个具有特定的技术和临床细微差别。IABP应用最广泛，各大医院均可展开，操作简便，且性价比高，虽然大量证据并未显示明显降低病死率，但在急诊情况下短期应用显得举足轻重；ECMO在MI合并CS，尤其合并通气功能障碍时作用尤为突出，但其应用目前主要局限在心外科领域，各大医院并未常规应用，随着技术成熟及开展增多，其优越性逐渐显现。同时IABP+ECMO联合应用可优势互补，可能带来明显的生存获益改善，但尚需临床研究验证,TandemHeart由于操作复杂，总体并发症多，且临床研究及分析并未发现明显生存获益，尚需进行设备改进及临床研究；随着操作技术成熟，Impella优势逐渐体现，但总体生存获益仍不理想，尚需技术改进及大规模临床研究；同时器械化植入的时机可能成为改善临床病死率的关键因素，尚需大规模临床研究，药物治疗AMI合并心脏指数患者作用有限的情况下器械治疗显得举足轻重，前景广阔。

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