心脏外科围术期的重症监护

刘 华，罗明豪，屠国伟，罗 哲

（复旦大学附属中山医院心脏重症监护中心，上海 200032）

心脏手术复杂而高度专业化，而心脏手术围术期重症监护在整个手术过程中为接受心脏手术的病人提供全面的护理和协调，并涉及多学科的合作。围术期监护的主要目标是优化临床预后，确保病人的安全，并尽量减少并发症发生的风险。近年来，心脏外科技术、围术期重症监护方面的进展显著改善了病人的预后。该领域在不断发展，持续研究和创新，旨在进一步提升围术期重症监护的管理策略，优化病人管理并改善长期预后。

1 血流动力学监测进展

血流动力学监测是心脏外科病人围术期监护的重要组成部分。其有助于监测血流动力学变化，诊断其潜在原因，并优化氧输送到组织。此外，血流动力学监测是评估治疗充分性的必要手段。

1.1 心脏外科围术期血流动力学监测技术

理想的血流动力学检测技术应是非侵入性、准确、连续、安全、易于使用、不受操作者影响，数据应快速获取，并具有成本效益[1]。但目前可用的心输出量监测设备都不同时具备上述这些特点。

动脉和中心静脉导管广泛用于心脏外科围术期危重病人的血流动力学监测，用于测量动脉压力、心输出量和液体反应性。动脉导管除用于单纯测量动脉血压外，在正压通气期间，动脉血压变化被用作评价液体反应性的指标[2]。同时，由于动脉压力的决定因素包括心输出量、血液和动脉的阻力和顺应性，因此，对脉搏波形的分析有助于监测心输出量的变化[3]。中心静脉导管也是心脏外科围术期常用的血流动力学监测手段之一。升高的中心静脉压既反映容量增加，也可反映心脏功能障碍。对中心静脉压波形的分析可提供很多信息[4]。同时，通过大口径的中心静脉导管可快速、可靠地输注液体，尤其是允许输注刺激性或高渗透性液体，如肠外营养。肺动脉导管的使用范围虽较过去缩小，但仍是指导复杂病情治疗的重要工具。重要的是，任何监测技术本身无法改善预后，改善预后依赖于数据的准确收集、解释和应用[5]。

热稀释法仍是心输出量测量准确性的临床金标准。新的方法通常会与热稀释法比较[6]。由肺动脉导管的近端端口向右心房注入5～10 mL 冷0.9%氯化钠溶液或5%葡萄糖溶液。通过肺动脉的远端温度传感器来测量温度变化。将温度变化与时间作图，得到温度稀释曲线，根据Stewart-Hamilton方程计算心输出量。现代肺动脉导管已能提供连续的心输出量读数。

经胸超声心动图常用于床旁血流动力学评估，还可测量心输出量。Juhl-Ohlsen等[7]前瞻性研究在心脏手术后的第1天对50例病人分析，比较自动化和手动超声心动图测量心输出量与连续肺动脉热稀释法心输出量之间的关系。自动心脏超声心动图与连续肺动脉热稀释法的平均偏差为0.72 L/min，两者的一致性率（即两种方式测量的心输出量一致的比例）为47%。自动心脏超声心动图与手动心脏超声心动图之间的平均偏差为-0.06 L/min，两者的一致性率为79%。自动心脏超声心动图未达到与连续肺动脉热稀释法或手动心脏超声心动图的可互换性标准。该研究强调，超声心动图心输出量测量需谨慎解释，但超声心动图仍然是血流动力学评估的重要方法[8]。

1.2 组织微循环

血流动力学复苏的目标是优化器官的微循环，以满足其氧气和代谢需求。然而，目前临床医师无法了解器官微循环正在发生的情况，阻碍在组织水平实现血流动力学复苏的进一步个体化。事实上，临床医师从不知道在宏观血流动力学优化后是否实现微循环和组织氧合的最佳状态[9]。

在病人床边评估微循环的方法有多种，各有其优势。最近引入并验证的自动化微循环分析软件，使舌下微循环引导治疗能在床边应用，这是引入床边常规使用横断面可视化技术的重要一步[10]。同时，目前已在各种临床情况下评估了皮肤、结膜、直肠等微循环。但迄今为止，舌下微循环是研究最多且临床相关性最高的微循环部位[11]。

近来，通过红外技术对心脏外科术后病人体表温度不均一性进行评估，可能了解病人低灌注状态。不均匀的体表温度分布是低灌注的表现，通过红外热成像进行量化。有研究对心脏外科重症监护病房的高危低灌注病人单侧腿部拍摄红外热成像图像。对于每例病人，计算5 个体表温度不均一性参数。比较生存组与死亡组的人口统计学数据、临床特征和热学特征。死亡风险和毛细血管再充盈时间分别作为主要结局和低灌注基准参数，用于评估预测准确性。发现在纳入的373 例病人中，55例（14.7%）在住院期间死亡。不均一性参数的受试者工作特征曲线下面积与毛细血管再充盈时间类似，用于评估死亡风险。结合算法后，对死亡预测的受试者工作特征曲线下面积显著提高至0.866。未来的挑战是研发非侵入性、易使用的设备，在床边可靠地评估和实时定量分析微循环[12]。

1.3 V-A体外膜肺氧合的血流动力学评估

V-A 体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)是一种有效的机械循环支持方式，迅速为循环衰竭的病人提供全身灌注。鉴于V-A ECMO 的广泛应用，其最佳管理依赖于持续的血流动力学监测。遗憾的是，关于V-A ECMO 病人液体反应性评估的最佳方法并无证据支持。在应用V-A ECMO 的病人中，使用传统方法评估液体反应性存在生理学上的限制。首先，接受V-A ECMO治疗的病人往往采用肺保护性通气策略，其降低胸腔内压力变化的幅度[13]。其次，置于下腔静脉的引流导管妨碍了应用下腔静脉直径变化评估的可能[14]。第三，由ECMO 回路供血的逆行血流和心室收缩能力受损，通常会导致动脉波形中脉搏的消失或减弱。有时其他机械循环支持（如主动脉内球囊泵）可能与V-A ECMO 联合使用。在这些情况下，脉压变异不适用，且动脉脉搏波分析技术的应用受到限制[15]。

目前研究发现，Trendelenburg 体位引起的搏出量时间积变化（ΔVTI）对V-A ECMO 病人的液体反应性具有预测价值。通过Trendelenburg 体位引发的ΔVTI在预测液体反应性方面的受试者工作特征曲线下面积为0.93，在最佳阈值为10%（95% CI:6%～12%）时，其灵敏度为82%（95% CI: 60%～95%），特异度为88%（95% CI: 64%～99%）[16]。

2 药物治疗

2.1 容量管理

适当的容量复苏是心脏术后即刻维持早期血流动力学稳定的一线治疗。失血、复温后血管容量增加和体外循环引起炎症反应导致的第三间隙液体丢失，以及心脏前负荷在短暂心脏缺血再灌注损伤后增加的需要，是4 个需要血管内容量替代的主要原因。晶体是液体复苏的理想选择，但静脉液体含大量氯，如生理盐水，可能导致高氯性酸中毒和急性肾损伤。因此，使用缓冲平衡盐溶液，如林格液，可减少急性肾损伤。合成胶体不优于晶体液，且可能加重凝血障碍及肾衰竭。白蛋白对心脏术后容量复苏有效[17]，但价格限制其成为一线用药。

对术后出血或对容量有反应的病人稳定血流动力学是补液治疗的指征，并通过心脏超声或心输出量密切监测心功能。这是实施真正目标导向治疗的关键，最终目的是提高组织灌注。

2.2 强心和血管活性药

心室和血管功能不全在心脏手术后比较普遍。很多病人停止体外循环后需强心或升压药支持治疗。强心和升压药包括儿茶酚胺类、磷酸二酯酶抑制剂(phosphodiesterase inhibitor, PDEI)和激素类似物等多种类型，各有特性。常用的儿茶酚胺类有肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺和多巴酚丁胺。除多巴酚丁胺有血管扩张作用而常需与血管加压药合用以保持平均动脉压外，其他多有血管收缩作用。PDEI 如米力农、氨力农和依诺昔酮，是另一类重要的强心药。PDEI 有全身和肺血管扩张的特性，尤其适用于右心衰和肺动脉高压。和多巴酚丁胺一样，PDEI 是强心扩张剂，通常需合并使用血管加压药保持平均动脉压。近年来，钙增敏剂左西孟旦受到关注[17]，但尚无支持其改善死亡率的数据[18]。

血管活性药对过度血管扩张或强心扩张剂导致的低血压有用。经典的药物是去甲肾上腺素和激素类加压素。低剂量的血管加压素对术后血管扩张和血管麻痹有效。苯肾上腺素很少使用，其增加后负荷并减少桥血管流量。虽然在管理心脏术后病人中血管活性药和强心药有价值，但仍需谨慎。强心药增加心肌耗氧量并易致心律失常。其使用可能与术后心肌梗死、卒中、肾功能不全和死亡率增加相关。应用血管活性药来达到较高的平均动脉压并不意味着心输出量的增加。事实上，后负荷的增加可能以每搏量和全身灌注的增加为代价。另外，大剂量血管活性药还可能导致周围和脾血管床缺血[19]。

2.3 血管扩张剂

术后高血压也是常见的问题。高血压增加心脏后负荷，使心功能恶化，增加出血可能性，威胁薄弱的吻合口。血管扩张剂通常用来控制血压，减少心脏前负荷或后负荷，使每搏量最大化，防止冠状动脉和桥血管痉挛。由于有血流动力学突然恶化的可能，因此短效药物如硝酸甘油和硝普纳可能略胜一筹，虽然可能加重低氧。尼卡地平是另一种选择，但其半衰期较长。左心室后负荷减少对二尖瓣反流手术重要，因为新换的二尖瓣可能突然增加左心室后负荷并加重左心室衰竭。主动脉瓣手术后，需保持低血压来保护主动脉吻合口，在出血情况下，控制血压来减少出血也十分重要。

3 机械循环辅助

随着心脏重症监护和心外科围术期监护的发展，有更多药物治疗无效而需要血流动力学支持的重症病人。机械循环辅助(mechanical circulatory support, MCS)已发展超过60 年，现在有多种设备以不同的治疗方式处理难治性心衰和心肺衰竭[20]。

3.1 主动脉内球囊反搏

1968 年，Kantrowitz 等[21]首次使用主动脉内球囊反搏(intra-aortic balloon pump, IABP)。1979 年，经皮技术使IABP 成为全球使用最广泛的MCS 设备。球囊在舒张期快速充气增加冠状动脉（冠脉）的灌注压，之后收缩期前快速放气降低左心室的后负荷和心肌氧耗。增加冠脉灌注和优化左心室血流动力学，IABP 也能提高右心室功能[22]。IABP 提供的绝对增幅受多种因素（球囊大小和位置、主动脉和全身血管顺应性、心率）影响，在最佳环境下能提供0.5～1.0 L/min 额外的心输出量。IABP 通常通过股动脉放置，末端正好在左锁骨下动脉远端，放置后经造影、经食管超声或X线来确定位置。无鞘植入技术明显减少血管并发症发生率（3%比8%,P＜0.001）[23]。

IABP 的指征包括需轻度短期血流动力学支持的急性或慢性失代偿左心室或双心室衰竭。禁忌证包括中、重度主动脉瓣反流，严重外周动脉或髂动脉粥样硬化病，胸主动脉瘤和急、慢性主动脉夹层。股动脉插管的IABP病人护理包括监测远端肢体缺血或栓塞，植入部位血肿（IABP 在位时病人必须保持直腿位置）和溶血。IABP 的撤除根据血流动力学的改善以及强心和血管活性药物的减量来评估。撤除可降低球囊充盈和（或）减少反搏比例从1∶1 到1∶2 和1∶4 数小时看血流动力学反应来评估。多数医师使用IABP 数日，但有报道使用腋动脉植入支持长达70 d[24]。能长时间使用使IABP 成为特定病人等待决策、恢复、外科手术或移植的桥梁[25]。但一项多中心随机临床试验表明，急性心肌梗死、心源性休克病人中IABP 并不能改善6 年的全因死亡率[26]。

3.2 Impella

Impella 于1997 年研发成功，2000 年进入临床使用。Impella 家族有3 种左室泵尺寸[12F（Impella 2.5）、14F（Impella CP）和21F（Impella 5.0）]和1 种右室泵尺寸（Impella RP）。系统由外置控制器和位于导管前端的内置微型轴流泵组成。辅助左心时，经外周动脉或直接经胸置入升主动脉，向后经过主动脉瓣。流入端在左心室，提供2.5～5 L/min 的流量进入升主动脉的流出端。通过左心室减压，Impella减少左心室前负荷和室壁张力，而降低心肌氧耗。其提高心输出量和平均动脉压，增加冠脉和终末器官的灌注。右室装置从股静脉插入经右心到肺动脉。在威胁生命的右心衰竭病人中Impella RP 安全、可靠，带来即刻的血流动力学益处[27]。这些装置需在心导管室或杂交手术室透视下放置。超声引导通常能更准确地定位。腋动脉植入允许拔除气管插管和病人活动，这对长期的支持很重要。

Impella 2.5 可用于高危经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention, PCI)的机械辅助和ECMO 病人左心室扩张后的左心室减压。Impella 3.5 和5.0 可用于多种病因导致心源性休克的左心室衰竭。禁忌证包括严重主动脉瓣狭窄或关闭不全，左心室血栓，房缺或室缺，心包填塞或左心室破裂，不能放置的情况（主动脉瓣机械瓣或严重阻塞性周围血管病）或抗凝禁忌的病人。右心Impella 应用禁忌证包括大静脉或右心室血栓，已应用下腔静脉滤器，肺动脉瓣/三尖瓣解剖异常而不能放置[28]。

3.3 ECMO

1972 年，Hill 等[29]最先报道ECMO 在呼吸衰竭病人中的成功使用。之后，ECMO 的应用效果明显提高。氧合器、插管和血泵的技术进步减少炎症反应和血液成分破坏，降低常规抗凝的用量和机械故障，保障现代ECMO使用的安全性。

V-A ECMO 提供心肺支持，V-V ECMO 主要用于呼吸支持。V-A ECMO 血液从静脉插管中引出，经过离心泵、温度调节的氧合器/热交换器，过滤后经动脉插管回到病人体内。值得注意的是：①ECMO 由于氧合器血栓形成的高风险和动脉血栓栓塞的可能需全量抗凝，导致出血并发症的风险。②虽然ECMO 提供心肺支持，但左心室功能很差的病人仍需强心药支持。如左心室不射血，左心室扩张和心脏血栓的风险增加。因此，如左心室扩张，强心药和（或）IABP 以及经主动脉瓣心室辅助装置和（或）左心室引流可作为心脏减压方式[30]。多中心研究发现，V-A ECMO 治疗心源性休克的病人使用Impella 左心室减压的死亡率更低，虽然有较高的并发症发生率[31]。③在股动静脉插管的病人中，如有残余或恢复了心功能但肺功能不足，未氧合的血会从心脏中射出，可能导致Harlequin综合征(“南北综合征”)，即上半身（包括心脏和脑）低氧和下半身高氧。监测方式是从右上肢抽动脉血气。如检测发现严重或持续低氧，应考虑中心插管或增加V-V ECMO。

3.4 左心室辅助装置

左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)是药物治疗无效终末期心衰的有效治疗策略。对不能等待或无法进行心脏移植的进展性心衰病人可提高生活质量和延长生存时间。1994年，美国食品药品管理局批准第一代搏动式隔膜泵LVAD 用作心脏移植的桥梁（bridge to transplant，BTT）和终末治疗（destination therapy，DT）。到2019 年DT 占73.1%，BTT 占8.9%，候选前等待（bridge to candidacy, BTC）占18%[32]。第二代流体动力轴流泵LVAD 的设计使病人1 年和2 年生存率明显提高，可靠性和便携性也极大增强。HeartMateⅢ是第三代磁悬浮离心泵，其1 年和2 年生存率分别达到82.3%和73.1%，中位生存时间＞4.5 年。MOMENTUM 3 试验表明，与轴流泵比较，磁悬浮离心泵综合结果较好，5 年生存率较高[33]。近年来，我国自主研发的LVAD 也陆续问世，并开始进行临床试验。苏州同心医疗科技股份有限公司研发的CH-VAD、航天泰心科技有限公司研发的HeartCon、重庆永仁心医疗器械有限公司研发的EVAHEART、深圳核心医疗科技股份有限公司研发的CorHeart6 等国产器械分别获得中国国家食品药品监督管理局临床试验批准。应用LVAD 后病人生存率提高，但仍会有不良反应事件。常见的是感染（41%）和大出血（33%），再入院（72%），其他并发症还有血栓形成、右心衰竭和卒中等。LVAD 研发方向包括微创手术、可无线充电的可植入电池、适应性流量自我调节等，最终目标是提供长期结果相当或超过心脏移植的治疗方式[34]。

MCS成为日益重要的工具治疗严重心脏病，维持足够的终末器官灌注，给正在恢复的心肌减负。目前治疗药物难治性心源性休克可选择的MCS 方式较多，实施MCS 需考虑许多因素，对这些危重病人按步骤平衡优化结果。MCS 选择潜在的排列组合不断增长，对每种技术及其优劣势的全面了解有助于在目前的医疗环境中选择合适的设备和方法。