心臟外科圍術期的重癥監護

劉 華，羅明豪，屠國偉，羅 哲

（復旦大學附屬中山醫院心臟重癥監護中心，上海 200032）

心臟手術復雜而高度專業化，而心臟手術圍術期重癥監護在整個手術過程中為接受心臟手術的病人提供全面的護理和協調，并涉及多學科的合作。圍術期監護的主要目標是優化臨床預后，確保病人的安全，并盡量減少并發癥發生的風險。近年來，心臟外科技術、圍術期重癥監護方面的進展顯著改善了病人的預后。該領域在不斷發展，持續研究和創新，旨在進一步提升圍術期重癥監護的管理策略，優化病人管理并改善長期預后。

1 血流動力學監測進展

血流動力學監測是心臟外科病人圍術期監護的重要組成部分。其有助于監測血流動力學變化，診斷其潛在原因，并優化氧輸送到組織。此外，血流動力學監測是評估治療充分性的必要手段。

1.1 心臟外科圍術期血流動力學監測技術

理想的血流動力學檢測技術應是非侵入性、準確、連續、安全、易于使用、不受操作者影響，數據應快速獲取，并具有成本效益[1]。但目前可用的心輸出量監測設備都不同時具備上述這些特點。

動脈和中心靜脈導管廣泛用于心臟外科圍術期危重病人的血流動力學監測，用于測量動脈壓力、心輸出量和液體反應性。動脈導管除用于單純測量動脈血壓外，在正壓通氣期間，動脈血壓變化被用作評價液體反應性的指標[2]。同時，由于動脈壓力的決定因素包括心輸出量、血液和動脈的阻力和順應性，因此，對脈搏波形的分析有助于監測心輸出量的變化[3]。中心靜脈導管也是心臟外科圍術期常用的血流動力學監測手段之一。升高的中心靜脈壓既反映容量增加，也可反映心臟功能障礙。對中心靜脈壓波形的分析可提供很多信息[4]。同時，通過大口徑的中心靜脈導管可快速、可靠地輸注液體，尤其是允許輸注刺激性或高滲透性液體，如腸外營養。肺動脈導管的使用范圍雖較過去縮小，但仍是指導復雜病情治療的重要工具。重要的是，任何監測技術本身無法改善預后，改善預后依賴于數據的準確收集、解釋和應用[5]。

熱稀釋法仍是心輸出量測量準確性的臨床金標準。新的方法通常會與熱稀釋法比較[6]。由肺動脈導管的近端端口向右心房注入5～10 mL 冷0.9%氯化鈉溶液或5%葡萄糖溶液。通過肺動脈的遠端溫度傳感器來測量溫度變化。將溫度變化與時間作圖，得到溫度稀釋曲線，根據Stewart-Hamilton方程計算心輸出量?，F代肺動脈導管已能提供連續的心輸出量讀數。

經胸超聲心動圖常用于床旁血流動力學評估，還可測量心輸出量。Juhl-Ohlsen等[7]前瞻性研究在心臟手術后的第1天對50例病人分析，比較自動化和手動超聲心動圖測量心輸出量與連續肺動脈熱稀釋法心輸出量之間的關系。自動心臟超聲心動圖與連續肺動脈熱稀釋法的平均偏差為0.72 L/min，兩者的一致性率（即兩種方式測量的心輸出量一致的比例）為47%。自動心臟超聲心動圖與手動心臟超聲心動圖之間的平均偏差為-0.06 L/min，兩者的一致性率為79%。自動心臟超聲心動圖未達到與連續肺動脈熱稀釋法或手動心臟超聲心動圖的可互換性標準。該研究強調，超聲心動圖心輸出量測量需謹慎解釋，但超聲心動圖仍然是血流動力學評估的重要方法[8]。

1.2 組織微循環

血流動力學復蘇的目標是優化器官的微循環，以滿足其氧氣和代謝需求。然而，目前臨床醫師無法了解器官微循環正在發生的情況，阻礙在組織水平實現血流動力學復蘇的進一步個體化。事實上，臨床醫師從不知道在宏觀血流動力學優化后是否實現微循環和組織氧合的最佳狀態[9]。

在病人床邊評估微循環的方法有多種，各有其優勢。最近引入并驗證的自動化微循環分析軟件，使舌下微循環引導治療能在床邊應用，這是引入床邊常規使用橫斷面可視化技術的重要一步[10]。同時，目前已在各種臨床情況下評估了皮膚、結膜、直腸等微循環。但迄今為止，舌下微循環是研究最多且臨床相關性最高的微循環部位[11]。

近來，通過紅外技術對心臟外科術后病人體表溫度不均一性進行評估，可能了解病人低灌注狀態。不均勻的體表溫度分布是低灌注的表現，通過紅外熱成像進行量化。有研究對心臟外科重癥監護病房的高危低灌注病人單側腿部拍攝紅外熱成像圖像。對于每例病人，計算5 個體表溫度不均一性參數。比較生存組與死亡組的人口統計學數據、臨床特征和熱學特征。死亡風險和毛細血管再充盈時間分別作為主要結局和低灌注基準參數，用于評估預測準確性。發現在納入的373 例病人中，55例（14.7%）在住院期間死亡。不均一性參數的受試者工作特征曲線下面積與毛細血管再充盈時間類似，用于評估死亡風險。結合算法后，對死亡預測的受試者工作特征曲線下面積顯著提高至0.866。未來的挑戰是研發非侵入性、易使用的設備，在床邊可靠地評估和實時定量分析微循環[12]。

1.3 V-A體外膜肺氧合的血流動力學評估

V-A 體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)是一種有效的機械循環支持方式，迅速為循環衰竭的病人提供全身灌注。鑒于V-A ECMO 的廣泛應用，其最佳管理依賴于持續的血流動力學監測。遺憾的是，關于V-A ECMO 病人液體反應性評估的最佳方法并無證據支持。在應用V-A ECMO 的病人中，使用傳統方法評估液體反應性存在生理學上的限制。首先，接受V-A ECMO治療的病人往往采用肺保護性通氣策略，其降低胸腔內壓力變化的幅度[13]。其次，置于下腔靜脈的引流導管妨礙了應用下腔靜脈直徑變化評估的可能[14]。第三，由ECMO 回路供血的逆行血流和心室收縮能力受損，通常會導致動脈波形中脈搏的消失或減弱。有時其他機械循環支持（如主動脈內球囊泵）可能與V-A ECMO 聯合使用。在這些情況下，脈壓變異不適用，且動脈脈搏波分析技術的應用受到限制[15]。

目前研究發現，Trendelenburg 體位引起的搏出量時間積變化（ΔVTI）對V-A ECMO 病人的液體反應性具有預測價值。通過Trendelenburg 體位引發的ΔVTI在預測液體反應性方面的受試者工作特征曲線下面積為0.93，在最佳閾值為10%（95% CI:6%～12%）時，其靈敏度為82%（95% CI: 60%～95%），特異度為88%（95% CI: 64%～99%）[16]。

2 藥物治療

2.1 容量管理

適當的容量復蘇是心臟術后即刻維持早期血流動力學穩定的一線治療。失血、復溫后血管容量增加和體外循環引起炎癥反應導致的第三間隙液體丟失，以及心臟前負荷在短暫心臟缺血再灌注損傷后增加的需要，是4 個需要血管內容量替代的主要原因。晶體是液體復蘇的理想選擇，但靜脈液體含大量氯，如生理鹽水，可能導致高氯性酸中毒和急性腎損傷。因此，使用緩沖平衡鹽溶液，如林格液，可減少急性腎損傷。合成膠體不優于晶體液，且可能加重凝血障礙及腎衰竭。白蛋白對心臟術后容量復蘇有效[17]，但價格限制其成為一線用藥。

對術后出血或對容量有反應的病人穩定血流動力學是補液治療的指征，并通過心臟超聲或心輸出量密切監測心功能。這是實施真正目標導向治療的關鍵，最終目的是提高組織灌注。

2.2 強心和血管活性藥

心室和血管功能不全在心臟手術后比較普遍。很多病人停止體外循環后需強心或升壓藥支持治療。強心和升壓藥包括兒茶酚胺類、磷酸二酯酶抑制劑(phosphodiesterase inhibitor, PDEI)和激素類似物等多種類型，各有特性。常用的兒茶酚胺類有腎上腺素、去甲腎上腺素、多巴胺和多巴酚丁胺。除多巴酚丁胺有血管擴張作用而常需與血管加壓藥合用以保持平均動脈壓外，其他多有血管收縮作用。PDEI 如米力農、氨力農和依諾昔酮，是另一類重要的強心藥。PDEI 有全身和肺血管擴張的特性，尤其適用于右心衰和肺動脈高壓。和多巴酚丁胺一樣，PDEI 是強心擴張劑，通常需合并使用血管加壓藥保持平均動脈壓。近年來，鈣增敏劑左西孟旦受到關注[17]，但尚無支持其改善死亡率的數據[18]。

血管活性藥對過度血管擴張或強心擴張劑導致的低血壓有用。經典的藥物是去甲腎上腺素和激素類加壓素。低劑量的血管加壓素對術后血管擴張和血管麻痹有效。苯腎上腺素很少使用，其增加后負荷并減少橋血管流量。雖然在管理心臟術后病人中血管活性藥和強心藥有價值，但仍需謹慎。強心藥增加心肌耗氧量并易致心律失常。其使用可能與術后心肌梗死、卒中、腎功能不全和死亡率增加相關。應用血管活性藥來達到較高的平均動脈壓并不意味著心輸出量的增加。事實上，后負荷的增加可能以每搏量和全身灌注的增加為代價。另外，大劑量血管活性藥還可能導致周圍和脾血管床缺血[19]。

2.3 血管擴張劑

術后高血壓也是常見的問題。高血壓增加心臟后負荷，使心功能惡化，增加出血可能性，威脅薄弱的吻合口。血管擴張劑通常用來控制血壓，減少心臟前負荷或后負荷，使每搏量最大化，防止冠狀動脈和橋血管痙攣。由于有血流動力學突然惡化的可能，因此短效藥物如硝酸甘油和硝普納可能略勝一籌，雖然可能加重低氧。尼卡地平是另一種選擇，但其半衰期較長。左心室后負荷減少對二尖瓣反流手術重要，因為新換的二尖瓣可能突然增加左心室后負荷并加重左心室衰竭。主動脈瓣手術后，需保持低血壓來保護主動脈吻合口，在出血情況下，控制血壓來減少出血也十分重要。

3 機械循環輔助

隨著心臟重癥監護和心外科圍術期監護的發展，有更多藥物治療無效而需要血流動力學支持的重癥病人。機械循環輔助(mechanical circulatory support, MCS)已發展超過60 年，現在有多種設備以不同的治療方式處理難治性心衰和心肺衰竭[20]。

3.1 主動脈內球囊反搏

1968 年，Kantrowitz 等[21]首次使用主動脈內球囊反搏(intra-aortic balloon pump, IABP)。1979 年，經皮技術使IABP 成為全球使用最廣泛的MCS 設備。球囊在舒張期快速充氣增加冠狀動脈（冠脈）的灌注壓，之后收縮期前快速放氣降低左心室的后負荷和心肌氧耗。增加冠脈灌注和優化左心室血流動力學，IABP 也能提高右心室功能[22]。IABP 提供的絕對增幅受多種因素（球囊大小和位置、主動脈和全身血管順應性、心率）影響，在最佳環境下能提供0.5～1.0 L/min 額外的心輸出量。IABP 通常通過股動脈放置，末端正好在左鎖骨下動脈遠端，放置后經造影、經食管超聲或X線來確定位置。無鞘植入技術明顯減少血管并發癥發生率（3%比8%,P＜0.001）[23]。

IABP 的指征包括需輕度短期血流動力學支持的急性或慢性失代償左心室或雙心室衰竭。禁忌證包括中、重度主動脈瓣反流，嚴重外周動脈或髂動脈粥樣硬化病，胸主動脈瘤和急、慢性主動脈夾層。股動脈插管的IABP病人護理包括監測遠端肢體缺血或栓塞，植入部位血腫（IABP 在位時病人必須保持直腿位置）和溶血。IABP 的撤除根據血流動力學的改善以及強心和血管活性藥物的減量來評估。撤除可降低球囊充盈和（或）減少反搏比例從1∶1 到1∶2 和1∶4 數小時看血流動力學反應來評估。多數醫師使用IABP 數日，但有報道使用腋動脈植入支持長達70 d[24]。能長時間使用使IABP 成為特定病人等待決策、恢復、外科手術或移植的橋梁[25]。但一項多中心隨機臨床試驗表明，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 年研發成功，2000 年進入臨床使用。Impella 家族有3 種左室泵尺寸[12F（Impella 2.5）、14F（Impella CP）和21F（Impella 5.0）]和1 種右室泵尺寸（Impella RP）。系統由外置控制器和位于導管前端的內置微型軸流泵組成。輔助左心時，經外周動脈或直接經胸置入升主動脈，向后經過主動脈瓣。流入端在左心室，提供2.5～5 L/min 的流量進入升主動脈的流出端。通過左心室減壓，Impella減少左心室前負荷和室壁張力，而降低心肌氧耗。其提高心輸出量和平均動脈壓，增加冠脈和終末器官的灌注。右室裝置從股靜脈插入經右心到肺動脈。在威脅生命的右心衰竭病人中Impella RP 安全、可靠，帶來即刻的血流動力學益處[27]。這些裝置需在心導管室或雜交手術室透視下放置。超聲引導通常能更準確地定位。腋動脈植入允許拔除氣管插管和病人活動，這對長期的支持很重要。

Impella 2.5 可用于高危經皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention, PCI)的機械輔助和ECMO 病人左心室擴張后的左心室減壓。Impella 3.5 和5.0 可用于多種病因導致心源性休克的左心室衰竭。禁忌證包括嚴重主動脈瓣狹窄或關閉不全，左心室血栓，房缺或室缺，心包填塞或左心室破裂，不能放置的情況（主動脈瓣機械瓣或嚴重阻塞性周圍血管?。┗蚩鼓傻牟∪?。右心Impella 應用禁忌證包括大靜脈或右心室血栓，已應用下腔靜脈濾器，肺動脈瓣/三尖瓣解剖異常而不能放置[28]。

3.3 ECMO

1972 年，Hill 等[29]最先報道ECMO 在呼吸衰竭病人中的成功使用。之后，ECMO 的應用效果明顯提高。氧合器、插管和血泵的技術進步減少炎癥反應和血液成分破壞，降低常規抗凝的用量和機械故障，保障現代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 血液從靜脈插管中引出，經過離心泵、溫度調節的氧合器/熱交換器，過濾后經動脈插管回到病人體內。值得注意的是：①ECMO 由于氧合器血栓形成的高風險和動脈血栓栓塞的可能需全量抗凝，導致出血并發癥的風險。②雖然ECMO 提供心肺支持，但左心室功能很差的病人仍需強心藥支持。如左心室不射血，左心室擴張和心臟血栓的風險增加。因此，如左心室擴張，強心藥和（或）IABP 以及經主動脈瓣心室輔助裝置和（或）左心室引流可作為心臟減壓方式[30]。多中心研究發現，V-A ECMO 治療心源性休克的病人使用Impella 左心室減壓的死亡率更低，雖然有較高的并發癥發生率[31]。③在股動靜脈插管的病人中，如有殘余或恢復了心功能但肺功能不足，未氧合的血會從心臟中射出，可能導致Harlequin綜合征(“南北綜合征”)，即上半身（包括心臟和腦）低氧和下半身高氧。監測方式是從右上肢抽動脈血氣。如檢測發現嚴重或持續低氧，應考慮中心插管或增加V-V ECMO。

3.4 左心室輔助裝置

左心室輔助裝置(left ventricular assist device,LVAD)是藥物治療無效終末期心衰的有效治療策略。對不能等待或無法進行心臟移植的進展性心衰病人可提高生活質量和延長生存時間。1994年，美國食品藥品管理局批準第一代搏動式隔膜泵LVAD 用作心臟移植的橋梁（bridge to transplant，BTT）和終末治療（destination therapy，DT）。到2019 年DT 占73.1%，BTT 占8.9%，候選前等待（bridge to candidacy, BTC）占18%[32]。第二代流體動力軸流泵LVAD 的設計使病人1 年和2 年生存率明顯提高，可靠性和便攜性也極大增強。HeartMateⅢ是第三代磁懸浮離心泵，其1 年和2 年生存率分別達到82.3%和73.1%，中位生存時間＞4.5 年。MOMENTUM 3 試驗表明，與軸流泵比較，磁懸浮離心泵綜合結果較好，5 年生存率較高[33]。近年來，我國自主研發的LVAD 也陸續問世，并開始進行臨床試驗。蘇州同心醫療科技股份有限公司研發的CH-VAD、航天泰心科技有限公司研發的HeartCon、重慶永仁心醫療器械有限公司研發的EVAHEART、深圳核心醫療科技股份有限公司研發的CorHeart6 等國產器械分別獲得中國國家食品藥品監督管理局臨床試驗批準。應用LVAD 后病人生存率提高，但仍會有不良反應事件。常見的是感染（41%）和大出血（33%），再入院（72%），其他并發癥還有血栓形成、右心衰竭和卒中等。LVAD 研發方向包括微創手術、可無線充電的可植入電池、適應性流量自我調節等，最終目標是提供長期結果相當或超過心臟移植的治療方式[34]。

MCS成為日益重要的工具治療嚴重心臟病，維持足夠的終末器官灌注，給正在恢復的心肌減負。目前治療藥物難治性心源性休克可選擇的MCS 方式較多，實施MCS 需考慮許多因素，對這些危重病人按步驟平衡優化結果。MCS 選擇潛在的排列組合不斷增長，對每種技術及其優劣勢的全面了解有助于在目前的醫療環境中選擇合適的設備和方法。