机械循环支持在经导管主动脉瓣置换术中的运行策略

于 坤，王子珩，黑飞龙

作者单位：100037北京，中国医学科学院 北京协和医学院国家心血管病中心阜外医院体外循环中心

经导管主动脉瓣置换术（transcatheter aortic valve replantation，TAVR）为重度主动脉瓣狭窄的治疗提供了新的选择。然而TAVR手术操作复杂，现阶段仍属于复杂高危介入手术，且患者多系高龄、伴随多种共病、机体储备功能差，手术风险大，有时会发生危及生命的并发症［1］。2015年心脏血管造影和介入协会，美国心脏病学会基金会，美国心力衰竭协会和胸外科学会临床专家共识声明，高风险心脏瓣膜病患者可能受益于短期使用机械循环支持（mechanical circulatory support MCS）设备［2］。

1 TAVR术中MCS使用目的

TAVR术中使用MCS目的是为了维持血流动力学稳定，提高手术安全性。一般分为预防性使用和紧急挽救性两种情况，预防性使用MCS能在手术期间提供循环呼吸支持，增加高危患者的安全性，维持快速起搏阶段的血流动力学稳定；或在紧急时提供救援，挽救术中致命性意外，纠正潜在的可逆转的并发症，并且在预期血流动力学不稳定的情况下完成操作，或实施外科手术。

2 TAVR手术对患者的影响

TAVR对患者可以产生两个方面的影响：一方面改善了患者主动脉瓣狭窄状况，降低了心脏负荷，有益于预后；另一方面治疗期间的操作和并发症也可能会对患者的心功能和血流动力学产生不利的影响。

2．1 麻醉风险 目前我国TAVR主要针对老年重度主动脉瓣狭窄且外科手术高危或禁忌的患者。这些人多合并高血压、冠心病、心功能不全、心律失常、房室传导阻滞以及肥厚性心肌病等疾病，导致左心室舒张收缩功能障碍，对于围术期心动过速、低血压、容量过负荷等事件异常敏感，极易发生围术期严重并发症、致命性低血压以及心搏骤停等［3］。

TAVR手术的不同麻醉方式各有优点和不足。全身麻醉风险主要是麻醉诱导、插管及手术操作引起的血流动力学波动；局麻下一些患者会出现明显的焦虑，此外，由于清醒患者对强制快速心室起搏的不耐受，且没有食道超声的监测，瓣周漏的风险增加；局麻复合镇静存在术中呼吸抑制的问题，另外，同样无法使用TEE。后两者在术中出现紧急情况如低氧血症、气道梗阻、大出血等情况时，会增加无计划的插管［4］。

2．2 手术操作风险 TAVR手术有一个重要的也是特有的步骤，就是强制快速心室起搏，在放置瓣膜前需进行快速心室起搏至160～200次／min以及主动脉瓣球囊扩张，操作结束后则需使心室率很快下降。球囊扩开后，会出现严重的主动脉瓣返流，使心脏前负荷急剧升高。这会对心脏功能和血流动力学造成极大影响，甚至导致危及生命的室性心律失常或心源性循环崩溃。

此外，手术操作期间，从穿刺、鞘管置入、导丝通过病变、预扩张球囊、球囊扩张、瓣膜推送释放，鞘管撤出等整个过程中，均可发生各种意外及并发症。包括穿刺部位的血管损伤和血管路径损伤，严重的会造成主动脉夹层和穿孔；经心尖入路的可能发生心尖、二尖瓣和心室损伤大出血；操作硬导丝可能造成左心室穿孔，起搏导线可能损伤右心室，导致出血及心包填塞；球囊扩张和人工瓣膜植入过程存在主动脉瓣环破裂、冠脉阻塞的风险；瓣膜植入过程可能发生位移及严重瓣周漏；瓣膜植入太深或尺寸过大、以及过度的球囊扩张会损伤传导束，导致心律失常；反复推注造影剂、易导致肾衰竭；术中导丝和导管通过粥样硬化的主动脉时，容易因斑块破裂碎片脱落导致脑栓塞等。MCS或紧急心脏外科手术可以对患者进行挽救性治疗［1，5］。

3 MCS用于TAVR的运行策略

多篇文献报道TAVR术中使用MCS的患者近期死亡率升高，且MCS是手术死亡的独立预测因子［5－6］。这一结果表明在该技术应用策略中有可以改善提高的空间。应该建立心内科、心外科、影像科、麻醉科等多学科人员协同配合的多学科心脏团队（multi－disciplinary heart team，MDHT），对患者术前进行合理评估，预防、及时发现并处理术中各种并发症，这对预后有重大的影响。为了避免出现危及生命的并发症后启动紧急MCS时不必要的延迟，应该将MCS设备备好，并且能够立即获取合适的插管及设备。以便在需要时为患者提供抢救性的MCS以纠正可逆转的并发症［7］。

3．1 预防性应用 对于病情危重的高危复杂患者，特别是左室射血分数（left ventricular ejection frac⁃tion，LVEF）明显低下或合并冠状动脉严重狭窄，心脏在各种诱因下可能瞬间衰竭至停搏。预先安装MCS装置，可改善其心脏功能、增加心肌供血、提高其对心肌缺血的耐受性，在万一发生循环崩溃的情况下，能够维持有效循环，保证手术顺利进行，降低手术风险。由MDHT完成术前评估决定预防性使用原则［6，8］，其中心外科医师评估患者心外科手术风险，以及若需要外科协助入路，入路是否合适，做好补救性外科手术预案。建议在术前，TAVR团队成员讨论判断患者是否适合行TAVR，做好预案。选择性使用MCS使得TAVR能在严重心肌功能降低（LVEF＜20%）、心源性休克及同时伴有心脏疾病的患者身上安全手术。

3．2 术中挽救性应用

3．2．1 严重并发症时MCS的作用 术中恶性事件的成功抢救依赖于团队的预先准备［9］。迅速使用MCS在技术上可行、安全，是抢救大多数严重TAVR并发症导致的循环崩溃患者的有效策略。当患者出现循环崩溃，迅速使用MCS能够争取时间来进行全面诊断评估并且对并发症提供的治疗［10］。MDHT提供迅速MCS支持能够提高抢救成功率。

3．2．2 灾难性事件时建立MCS的障碍及可能的解决方案 严重并发症的最佳处理需要各种技术，且成功依赖于心脏团队每位成员理解各自的职责的合作经验。顺利转为体外循环（cardiopulmonary by⁃pass，CPB）和／或转为紧急心脏外科手术（emergency cardial surgery，ECS）将改善患者预后。然而，转换有很多问题，主要是启动 CPB的延迟［11］。在表1中列出这些障碍及可能的解决方法［12］。

3．2．3 建立MCS术中紧急挽救性使用流程，优化抢救策略 建立MCS术中紧急挽救性使用流程，预先准备好抢救策略非常重要。TAVR急性并发症的紧急抢救计划包括：心肺复苏，外周插管的MCS，稳定血流动力学。预先分配好抢救职责、组织良好的紧急抢救计划可以在TAVR发生灾难性事件时，能减少患者病情不稳定和复苏的时间，将在转为ECS时发生的并发症减到最少。一项研究探讨了当TAVR发生紧急事件时，哪些因素会影响患者预后，发现使用由MDHT制定的紧急操作流程清单可以降低程序性错误，顺利启动CPB，加速施行包括ECS在内的正确治疗。表2是伦敦健康科学中心的TAVR致命性并发症时的紧急操作流程清单［7］。该策略使CPB能在心脏骤停五分钟内迅速安全地启动。他们建议：①TAVR术应由心脏麻醉监护下在杂交手术室完成；②手术开始前确认MDHT里所有人员，并预先明确他们的任务及职责；③为了避免启动紧急CPB时不必要的延迟，应该将CPB泵及合适的插管备好，减少启动CPB的时间及避免代谢恶化（乳酸水平升高作为标志）可能是改善紧急抢救患者预后的关键因素；④灾难性并发症发生时，首要的是复苏并稳定患者；⑤为协调多学科，每个行TAVR术的中心都应该拟定一份挽救性治疗紧急操作流程清单。核对清单及演练抢救流程可以有效地改善预后。

表1 TAVR发生灾难性事件时向ECS转换时的障碍及可能的解决方案

表2 伦敦健康科学中心TAVR术中使用CPB的操作流程

4 TAVR常用的循环辅助装置及其功能

常用的循环辅助装置主要包括主动脉内球囊反搏（intra－aortic balloon pump，IABP）、CPB、体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）。IABP可以提高舒张压、增加心脏灌注，和减低收缩压、减轻心脏后负荷，可实现 05～1．0 L／min心脏辅助泵血，反搏有赖于心脏节律触发。ECMO可提供一定的循环和呼吸支持，TAVR手术中应用的模式均为静脉动脉（veno－arterial，VA）ECMO，可实现 0．5～4．0 L／min心脏辅助泵血，不赖于心脏节律触发，不需要全量肝素化，支持时间可长达数日。CPB是最常用的，可实现全流量泵血，不赖于心脏节律触发，在心脏直视手术时为患者提供有效的呼吸循环支持，为心脏外科医生提供良好的手术条件。但需要全量肝素化，支持时间短。

5 不同MCS建立途径及管理策略

5．1 IABP IABP经股动脉建立，术中高速起搏阶段及主动脉瓣球囊扩张后对血流动力学影响较大，此时IABP难以获得适宜的触发模式及效果。不过对于瓣膜植入后，血流动力学不稳定、特别是合并冠心病的患者，效果较好，术后血流动力学不稳定者应用更为普遍。

5．2 CPB

5．2．1 建立途径及方法 绝大多数CPB采用股动脉－股静脉插管建立，这种方式创伤小、建立和操作方便简易，在患者血管条件允许的情况下、既适合预防性插管应用，又适合紧急状况下建立MCS。Drews等在高风险的患者中，使用预防性常温CPB［6］，他们的策略是：手术切开置入股静动脉插管（15 F和23 F），使用尽可能小的插管以减少血管并发症。经股动脉入路，TAVR手术使用质量更好的动脉，而另一侧用于CPB插管。在股动脉严重钙化的情况下，可用腋动脉－股静脉建立CPB。肺动脉高压患者将CPB管放在手术台上，以便在需要时节约时间；在严重左心功能不全LVEF＜25%的患者，预防性插管，但只有在不稳定的情况下启动CPB；在左室功能极差（LVEF＜20%）、心源性休克、伴随右室扩大的失代偿右心衰的患者中，在进行球囊扩张和瓣膜的植入短时间内实施CPB。

严重的动脉粥样硬化患者，外周插管几乎不可能，直接经左心室插管对于经心尖TAVR是可行的，一旦发生血流动力学不稳定的情况，植入瓣膜后，通过经心尖TAVR的鞘管置入一根长的动脉插管，延伸超过鞘管并进入升主动脉，股静脉置管后建立CPB。然后将腋动脉解剖出来，端侧吻合一段人工血管桥，将动脉管路与人工血管桥连接，之后移除心尖动脉及鞘管。这种方法在有严重外周动脉疾病的患者中可快速建立CPB，并且为合适的外周动脉置管赢得时间［13］。然而，这种插管方式也有隐患，可能导致瓣膜脱落、瓣膜损伤、主动脉瓣关闭不全及左心室扩张、以及最终仍需要移至外周插管。

对于高风险患者的最佳方式是手术操作前分离适合插管的动脉和静脉血管以备CPB。一些操作并发症如主动脉夹层、心室破裂、瓣膜脱落等需要紧急开胸实施外科手术的患者，也可以采用升主动脉和右心房插管建立CPB。

5．2．2 管理策略 预防性应用CPB时，往往开始以较低流量支持，将导丝和导引器引入左心室的过程中，通过减少CPB引流以保持左心室射血并促进初始导丝通过狭窄的主动脉瓣。如果能完全引空心脏，则球囊扩张瓣膜和瓣膜放置可以在没有快速起搏下进行。如果不能完全引空和卸载心脏，则球囊瓣膜成形术和瓣膜释放时快速起搏，并且尽可能多地引空心脏并降低流量以防止心脏扩张，室颤及瓣膜移位。完成了瓣膜的充分释放，瓣膜功能良好，待患者自身血流动力学恢复后，逐渐脱机。在LVEF较差或心源性休克的患者中，为了确保术后即刻的安全性和血流动力学稳定性，可以考虑IABP置入后CPB 撤机。 成人 CPB 流量多在2．5～4．0 L／min，取决于容量状态。紧急应用时，根据患者具体情况实施相应的手术及CPB策略。Roselli［14］报道12例紧急CPB患者平均流量为3．8 L／min，单纯辅助的时间为（44±7）min，辅助下植入瓣中瓣的转机时间（79±31）min，转为外科手术的转机时间为（130±22）min。Drew报告43例 CPB平均转机时间 22（5～297）min［6］。

5．3 ECMO

5．3．1 建立途径及方法 Seco报告ECMO经皮穿刺置管，动脉插管部位选择股动脉或腋动脉，静脉选择或颈静脉和股静脉［8］。Husser报道了外科切开，通过股总动脉穿刺置入Y型插管，可以同时满足造影和ECMO动脉灌注的需求［15］。

5．3．2 管理策略 德国洪堡大学慕尼黑心脏中心ECMO的管理策略如下［15］，肝素5 000 IU，活化部分凝血酶时间（activated partial thromboplastin time，APTT）＞60 s，活化凝血时间（Activated clotting time，ACT）＞150 s。调整ECMO流量满足患者氧代谢需求，尽量降低血管活性药物的用量，维持平均动脉压50～60 mm Hg，为了防止瓣膜置入时移位，或球囊成形时球囊移位，此时暂停ECMO数秒。Singh报道了预防性ECMO流量维持在2～3 L／min。在球囊成形后，高速起搏下放置主动脉瓣时，暂时停止ECMO数秒，之后恢复流量。瓣膜的充分释放后，功能良好，则待患者自身血流动力学恢复后逐渐脱机。如果可能应在手术室内脱机，一些无法脱机的患者可以继续支持［16］。Igor报道了挽救性ECMO平均时间87（16～8 514）min［17］。 Trenkwalder报道了 33 例 EC⁃MO 平均流量 4 L／min，支持时间 114（61～445）min［10］。

随着技术提高，耗材的改进，TAVR术中应用MCS的比例逐年下降［10，18］。 这一领域的知识和最佳实践在是不断变化的，随着研究的进行和临床应用经验的积累，处理方法和治疗逐渐将变得更加完善。