首页 > 医疗资讯/ 正文

左心室辅助装置植入患者右心功能不全的影响机制、评估方法及预防管理

来源 2025-10-26 12:08:53 医疗资讯

 摘  要 

左心室辅助装置(left ventricular assist devices,LVAD)作为终末期心力衰竭患者的重要治疗手段,显著改善了患者的生存率和生活质量。然而,LVAD植入对右心功能产生了复杂而深远的影响,右心功能不全已成为影响LVAD患者预后的关键因素。本文系统综述了LVAD与右心功能的关系,探讨了右心功能在LVAD患者中的重要性、评估方法、影响机制以及预防和管理策略。综合现有证据表明,术前右心功能的全面评估对预测右心功能不全风险至关重要,而有效的预防和管理则依赖于术前优化、精细的术中操作、严密的术后监测以及多学科协作。此外,本文还探讨了改良型LVAD设计、双心室辅助、基因治疗及个体化医疗等新兴技术在改善右心功能不全方面的潜力与未来方向。总之,右心功能是LVAD治疗成功的关键决定因素之一,通过全面评估、预防和管理右心功能,以及新技术的应用,有望进一步改善LVAD患者的临床结局。

正  文

心力衰竭是全球范围内的重大公共卫生问题。据统计,全球约有2 600万心力衰竭患者,且这一数字仍在增长[1]。在终末期心力衰竭患者中,药物治疗和传统干预手段的效果有限,心脏移植虽然是最有效的治疗方案,但其应用受限于供体短缺和免疫排斥反应[2]。左心室辅助装置(left ventricular assist device,LVAD)作为一种机械循环支持装置,已成为终末期心力衰竭患者的重要治疗选择,可用于桥接移植(bridge to transplantation)、目的治疗(destination therapy)或桥接恢复(bridge to recovery)[3-4]。

LVAD的应用显著改善了左心功能,延长了患者生存期,提高了患者生活质量[5-6]。然而,LVAD的植入不仅改变了左心室的血流动力学,还对右心功能产生了显著影响[7-8]。研究[9-10]表明,LVAD植入后右心功能不全的发生率高达20%~50%,是影响患者术后预后和生活质量的关键因素之一。右心功能不全可导致低心排血量综合征、器官灌注不足、肝肾功能损害,延长住院时间和增加医疗费用[11]。

鉴于右心功能在LVAD治疗中的重要性,对其进行全面的评估和管理尤为必要。然而,右心功能评估具有一定的挑战性,缺乏统一的标准和有效的预测模型[12]。此外,右心功能不全的预防和治疗策略也尚未达成共识,需要更多的研究和探索。基于此,本文旨在系统综述LVAD与右心功能的关系,探讨右心功能在LVAD患者中的重要性、评估方法、影响机制以及预防和管理策略,为临床实践提供参考。

左心室辅助装置患者右心功能的重要性

LVAD主要用于支持左心功能,但右心功能在LVAD患者的预后中起着至关重要的作用。右心功能不全是LVAD术后常见且严重的并发症,直接影响患者的生存率和生活质量[13]。

1.1   生理学机制

LVAD植入后,左心室的容量和压力负荷显著降低,导致左心室充盈压下降,使得肺静脉和左心房压力降低,继而降低肺毛细血管楔压和肺静脉回流。然而,右心室仍需应对全身静脉回流增加所带来的前负荷升高。此外,LVAD的高输出可能增加右心室的后负荷,尤其在存在肺动脉高压的情况下[14-17]。

左、右心室通过室间隔和共同的心包相互影响。LVAD植入后,左心室的减容可能导致室间隔向左侧移位,改变右心室的形状和收缩功能。这种心室间相互作用的失衡是导致或加重右心功能不全的重要机制[18]。

1.2   右心功能障碍的发生率

右心功能不全在LVAD患者中发生率较高,根据不同的定义标准和患者选择,文献[9,19-20]报道的发生率为9%~50%。其中,严重的右心功能不全需要机械辅助支持(如右心室辅助装置),其发生率可高达37%[21]。

1.3   右心功能对预后的影响

右心功能不全与较高的术后死亡率和并发症发生率相关[10]。研究[22]表明,LVAD术后发生右心功能不全的患者,其30 d和1年生存率显著低于未发生右心功能不全的患者[22]。并且右心功能不全可延长术后住院时间、ICU滞留时间和总住院时间[19]。右心功能不全还与术后再入院率增加有关,增加了患者的经济和心理负担[19]。

此外,由于全身静脉充血和组织灌注不足,右心功能不全可导致肝肾功能损害、胃肠道功能障碍和营养不良等问题,这不仅影响患者的生活质量,还可能限制康复和长期生存[12]。

左心室辅助装置植入前的右心功能评估

LVAD植入前对右心功能进行全面而准确的评估对于预测术后右心功能不全的风险、制定手术策略和改善患者预后至关重要[10]。然而,由于右心室结构复杂、功能评估方法多样,临床实践中面临一定的挑战。

2.1   影像学检查

选择合适的患者是保证LVAD植入治疗成功的关键因素之一,经胸超声心动图(transthoracic echocardiography,TTE)是评估右心功能的首选非侵入性影像学方法[23]。主要参数包括:右心室尺寸和形态:评估右心室的内径、面积和体积,右心室内径应在聚焦右心室的心尖四腔心切面于舒张末期进行测量,应注意显示最大的右心室内径;右心室收缩功能:通过三尖瓣环收缩期位移(tricuspid annular plane systolic excursion,TAPSE)、右心室面积变化率(fractional area change,FAC)和组织多普勒成像(TDI)测量三尖瓣环峰值收缩速度等指标评估[24];肺动脉压力:通过三尖瓣反流速度估算肺动脉收缩压(肺血管阻力)[25];心包积液和心内血栓:排除可能影响手术的因素。由于右心室几何形态不规则,推荐应用三维超声心动图测量右心室射血分数(right ventricular ejection fraction,RVEF),RVEF<45%提示右心室收缩功能降低(推荐等级Ⅰ,证据水平B),不推荐通过单一参数评价右心室功能。在某些情况下,还需要经食管超声心动图(transesophageal echocardiography,TEE)以获得更清晰的图像,特别是评估心脏结构异常或怀疑存在心内血栓时[26]。以下情况为术前TTE/TEE高危所见:(1)左心室及室间隔:左心室腔偏小,左心室肌小梁增多;左心室血栓;左心室心尖室壁瘤;室间隔缺损。(2)右心室:右心室扩张;右心室收缩功能障碍。(3)瓣膜异常。任何人工瓣膜,尤其是机械主动脉瓣或二尖瓣;>轻度主动脉瓣反流;>中度二尖瓣狭窄; >中度三尖瓣反流或>轻度三尖瓣狭窄;>轻度肺动脉瓣狭窄,>中度肺动脉瓣反流;(4)其他:任何先天性心脏病;活动性团块;其他分流,如动脉导管未闭及肺内分流等。

心脏磁共振成像(cardiac magnetic resonance imaging,CMR)是评估右心室结构和功能的金标准,可准确测量右心室体积、射血分数和心肌纤维化程度[27]。然而,CMR的应用受限于费用高、检查时间长以及对部分植入物患者的禁忌[28]。

2.2   血流动力学监测

右心导管检查可直接测量右心房压、右心室压力、肺动脉压力和肺毛细血管楔压等参数,是评估肺循环阻力和右心功能的重要手段[29]。主要指标包括:肺血管阻力(pulmonary vascular resistance,PVR):PVR升高提示肺动脉高压,增加右心负荷[30];心指数(cardiac index,CI):反映心输出量与体表面积的比值,评估整体心功能;右心室每搏功指数(RVSWI):评估右心室的收缩能力。肺动脉楔压(PAWP)可间接反映左心室舒张末压,有助于判断左心功能和肺循环负荷。

2.3   生物标志物

脑钠肽(B-type natriuretic peptide,BNP)和N-末端脑钠肽前体(NT-proBNP)是心肌受压力负荷时分泌的激素,其水平升高与心力衰竭的严重程度相关,高水平的BNP可能提示右心室受损和预后不良[31]。

右心功能不全可导致肝淤血和肾灌注不足,因此评估肝功能(如转氨酶、胆红素)和肾功能(如肌酐、尿素氮)有助于判断右心功能对脏器的影响[32]。

其他生物标志物包括心肌损伤标志物(肌钙蛋白)、炎症指标(C反应蛋白)等,也可能提供辅助信息[33]。

2.4   风险预测模型

为了量化LVAD植入后发生右心功能不全的风险,临床上发展了多种预测模型和评分系统[17]。CRITT评分[34]包含5个评分项:CI<2.2 L/(min·m2);肾功能不全;植入型心律转复除颤器;三尖瓣反流;血栓栓塞病史。以上每项评分1分,总分越高,发生右心功能不全的风险越大。EUROMACS-右心功能不全评分[35]是欧洲机械循环支持登记研究(EUROMACS)开发的右心功能不全评分,包含7个变量,如体重指数、血清胆红素、V因子、中心静脉压等,该评分可预测术后早期和晚期右心功能不全的风险。

其他模型如Penn指数,则基于术前需使用的静脉血管活性药物数量[36],右心功能不全风险评分需结合多项临床和血流动力学参数[37]来进行评估。

2.5   右心功能评估的主要挑战

右心室形状不规则,呈三维复杂结构,传统的二维超声难以全面评估[23]。此外,右心室对前负荷、后负荷和心率的变化敏感,评估结果易受影响。并且目前尚无公认的右心功能评估金标准,不同方法和指标之间缺乏一致性[24]。这些均给临床决策带来了困难。另外,现有的预测模型多基于回顾性研究,样本量有限,预测准确性有待提高[18]。此外,不同人群和中心的外推性有限,需要在更大范围内验证。更为重要的是,患者的全身状况、合并症和药物治疗等均可能影响右心功能的评估,这需要综合考虑多种因素,个体化评估。

3 左心室辅助装置植入对右心功能的影响

LVAD植入后不仅改变了左心室的血流动力学状态,也对右心功能产生了复杂的影响。理解这些影响的病理生理机制,有助于预防和管理术后右心功能不全。

3.1   病理生理机制

在前后负荷变化方面,LVAD通过机械泵送,增加了全身循环的血流量,提高了心输出量。这导致静脉回流增加,右心室的前负荷升高。对于已受损的右心室,这种前负荷增加可能超出其处理能力,导致右心室扩张和收缩功能下降。LVAD植入后,由于左心室减容,左心房和肺静脉压力下降,可能引起肺血管阻力降低,从而减轻右心室的后负荷。然而,在存在肺动脉高压或肺血管病变的情况下,肺血管阻力可能持续升高,右心室后负荷减轻有限[19,38-39]。

心室间相互作用因素有:(1)室间隔位移。LVAD的持续抽吸作用导致左心室容积和压力下降,室间隔向左侧移位。这种移位改变了右心室的几何形状,可能导致右心室腔增大,收缩功能受损。(2)心包限制作用。心包对心脏的容积有一定限制,左心室减容后,右心室可能被动扩张,但受心包限制,导致右心室舒张受限,影响充盈。(3)心室间依赖性。左、右心室在解剖和功能上密切相关,左心室的改变会影响右心室的功能和性能[40-41]。

3.2   临床表现和诊断

LVAD植入后右心衰竭的症状有:心输出量下降,组织灌注不足所致的疲劳和乏力;肺淤血和气体交换障碍所致的呼吸困难;肝淤血和胃肠道充血所致的腹胀和食欲减退。主要体征如下:右心房压升高和颈静脉压力增高导致颈静脉怒张;肝脏淤血导致的肝肿大和压痛;外周水肿如下肢、踝部和腹壁水肿;腹腔积液,严重的腹腔积液可影响呼吸和消化功能[12,42]。

在诊断方面可结合检测结果,血流动力学指标:中心静脉压持续升高提示右心功能不全;CI下降提示心输出量减少;持续的肺动脉高压亦可提示右心功能不全或右心衰竭的发生[12]。影像学检查:超声心动图评估右心室尺寸、收缩功能和三尖瓣反流程度[23];胸部X线或CT:观察肺充血、胸腔积液和心脏影像变化。实验室检查:转氨酶、胆红素升高提示的肝功能异常;血肌酐、尿素氮升高提示的肾功能受损;以及BNP或NT-proBNP升高提示心功能受损[31]。右心导管检查可以用来直接测量右心室压力,并确定右心室收缩压、舒张压和压力曲线变化[43]。

4 左心室辅助装置术后右心功能不全的预防和管理

右心功能不全是LVAD植入后常见且严重的并发症,积极的预防和有效的管理对于改善患者预后至关重要[19]。本部分讨论术前、术中和术后的预防策略,以及右心功能不全的管理方法。

4.1   术前优化

对于术前存在的可逆因素进行纠正:(1)治疗感染。积极控制感染,防止全身炎症反应对心功能的进一步损害[16]。(2)纠正贫血和电解质紊乱。改善贫血可提高氧输送能力,纠正电解质紊乱(如低钾、低镁)有助于维持心肌细胞的稳定性[44-45]。(3)营养支持。加强营养支持,提高患者的整体状态和手术耐受性[46-47]。

右心衰竭药物治疗方面可采用:(1)利尿剂。用以减轻体液潴留,降低右心室前负荷,改善症状,需要注意根据患者的体液状态调整剂量,避免过度利尿导致低血压和肾功能受损反而增加术后右心功能不全风险[48]。(2)血管扩张剂。使用肺血管扩张剂,如磷酸二酯酶-5抑制剂(西地那非)、内皮素受体拮抗剂(波生坦),可降低肺血管阻力,减轻右心室后负荷[49]。(3)正性肌力药物。对于存在右心室收缩功能不全的患者,可考虑使用多巴酚丁胺、米力农等正性肌力药物,增强右心室收缩力[18]。

4.2   术中策略

在进行LVAD手术中应注意以下事项:(1)重视体外循环管理:维持适当的血流动力学状态,以期在体外循环期间,保持合理的灌注压力和流量,避免过度的心肌缺血和再灌注损伤。(2)加强右心室保护:缩短体外循环时间,应用心肌保护液,降低心肌代谢需求,保护右心室功能。(3)持续的手术技术改进:根据患者的解剖和生理特点,选择适当的LVAD装置类型和植入方式,尽量减少对右心室的干扰,在手术过程中应注意保护右心室壁、三尖瓣和冠状动脉等心脏结构,防止机械性损伤。(4)血液管理:合理输注红细胞、血浆和血小板,以维持血液黏度和氧携带能力,保持适当的血红蛋白水平和凝血功能,同时需要注意严格排除手术器械和回路中的空气,过滤血液,防止微栓子对肺循环和右心功能的影响[50–54]。

4.3   术后管理

LVAD植入术后,右心功能管理对于患者的康复和长期预后至关重要。术后管理的主要措施包括:(1)血流动力学支持:首先,通过维持适当的前后负荷来平衡右心室的负荷状态。利尿剂是治疗充血性慢性右心衰竭的基础,应根据患者的液体平衡状况,调整液体输入量和利尿剂的使用,利尿强度应根据右心衰竭发病机制、严重程度以及是否合并肾脏疾病等因素精确调整,避免过度负荷导致的右心室扩张或避免过度利尿导致心排量下降及容量不足引起的低血压。其次,根据血流动力学监测结果,合理应用血管活性药物。使用血管收缩剂可增加全身血管阻力、提高血压;使用血管扩张剂可降低肺血管阻力、减轻右心室后负荷。对于存在右心室收缩功能不全的患者,根据血流动力学评估结果可继续使用正性肌力药物,如多巴酚丁胺、米力农等,增强右心室收缩力,可增强心肌收缩力并降低右心室舒张末期容积和压力,改善心输出量。如出现低血压,应与去甲肾上腺素联合使用,尤其要注意的是,正性肌力药物不建议长期应用[19,50,55]。

(2)机械辅助支持:对于术后出现严重右心功能不全的患者,可能需要采用机械辅助支持手段。如右心室辅助装置,通过机械方式支持右心室功能,维持有效的血液循环。右心室辅助装置的选择应根据患者的具体情况,考虑短期或长期支持的需求。体外膜肺氧合也可作为一种过渡措施,暂时支持心肺功能,为右心室的恢复提供时间[22,56]。

(3)肺血管阻力的管理:积极降低肺血管阻力对减轻右心室后负荷具有重要意义。吸入性一氧化氮(iNO)是一种有效的肺血管扩张剂,具有选择性作用,能够降低肺血管阻力而不影响全身血压。此外,吸入或静脉应用前列环素类药物也可扩张肺血管,改善肺循环,提升血氧饱和度。需要引起注意的是,肺动脉高压合并右心衰竭时,应避免应用非选择性血管扩张药。对于肺动脉高压患者,无论有无右心衰竭,不推荐使用ACEI、ARB和β受体阻滞剂,除非合并高血压、冠状动脉疾病或左心衰竭[57-58]。

(4)多学科团队协作:术后管理需要心脏外科、心脏病学、重症监护、康复和护理等多学科团队的密切合作。心脏外科医师负责术后心脏功能的评估和必要的干预;心脏病学专家监测心功能指标,调整心血管药物治疗方案;重症监护团队负责生命体征的监测,支持器官功能,预防和处理可能出现的并发症;康复和护理团队制定个体化的康复计划,提供心理支持,指导患者和家属进行正确的护理[27,59]。

(5)持续监测和随访:定期进行影像学评估是术后管理的重要组成部分。通过超声心动图,评估右心室的尺寸、收缩功能和三尖瓣反流情况,及时发现功能变化,调整治疗方案。实验室检查也是必不可少的,需监测生物标志物如BNP、肝肾功能和电解质水平,评估心功能和其他器官的状态。必要时,可进行有创或无创的血流动力学监测,如右心导管检查或经食管多普勒超声,指导临床决策[29,60]。

(6)预防和处理并发症:术后应密切观察患者的临床症状和体征,预防感染、出血、血栓等常见并发症的发生。加强抗凝治疗的管理,定期检测凝血功能指标,确保抗凝效果的同时防止出血风险[51]。对于发生的并发症,应及时给予针对性的治疗措施,以防止情况恶化。

5 新技术和未来研究方向

在LVAD领域,新兴技术的不断发展和未来研究方向的探索为降低右心功能不全的发生率、改善患者预后提供了新的希望。本部分将详细阐述目前的技术进展和研究重点。

5.1   改进的左心室辅助装置设计

新一代的LVAD正朝着更符合生理特点和降低对右心功能不利影响的方向发展:(1)更生理化的血流模式:新型LVAD试图模拟生理性的脉动血流,以改善微循环和组织灌注,减少对右心室的压力[61]。通过在装置中引入脉动功能,能够更接近自然心脏的工作方式,有助于降低血液动力学异常对右心功能的影响。(2)自动调节功能:引入智能传感器和控制系统,使LVAD能够根据患者的生理需求自动调整血流量,减轻右心室的负荷[62]。(3)小型化和经皮植入:新型LVAD设备更加小巧,部分可采用经皮或微创手术植入,减少手术创伤和对右心功能的影响[63]。

5.2   双心辅助装置的应用

对于同时存在严重右心功能不全的患者,双心辅助装置(BiVAD)提供了新的治疗选择:(1)新型BiVAD设备的研发:开发更加可靠和耐用的BiVAD系统,以同时提供左、右心室的机械支持[64]。(2)改进的适应证和时机选择:研究[65]表明,同期植入BiVAD可能改善高风险患者的预后。

5.3   右心功能保护策略

为保护右心功能,减少右心功能不全的发生,正在探索多种创新性的治疗方法:(1)基因治疗和细胞疗法:利用细胞疗法促进右心室心肌再生和功能恢复,初步研究结果显示出潜在的临床益处[66]。(2)生物工程和组织工程技术:利用生物材料和细胞工程构建功能性心肌组织,以修复受损的右心室[67]。可降解支架和生物活性材料的应用,促进心肌细胞的增殖和分化,改善右心功能[68]。

5.4   个体化医疗

随着精准医学的发展,针对右心功能不全的个体化治疗方案正在成为可能:(1)精准医学的应用:基于患者的基因组学和蛋白质组学信息,制定个体化的评估和治疗方案,优化右心功能管理[69]。(2)人工智能和机器学习:利用大数据和算法,开发更准确的右心功能预测模型和治疗决策支持系统[14,70]。

5.5   远程监测和随访

先进的监测技术为术后右心功能的管理提供了新的手段:(1)植入式监测设备:开发微型传感器,实时监测右心室压力、血流动力学参数等,提供早期预警[71]。(2)远程医疗平台:通过互联网和移动设备,实现对患者的远程监测和指导,提高随访的效率和效果[72]。

5.6   多学科协作研究

右心功能不全的研究和管理需要多学科的合作:(1)跨学科合作:整合心脏外科、心脏病学、生物工程学、基因学等领域的力量,共同攻克右心功能不全的挑战。(2)国际合作项目:参与全球性的研究计划和临床试验,分享经验和资源,加速新技术的应用[73]。

5.7   临床试验和循证医学

为了验证新技术和新方法的有效性,需要开展高质量的临床研究:(1)大型随机对照试验:开展高质量的临床试验,验证新型治疗策略和技术的有效性和安全性[74]。(2)建立注册数据库:创建右心功能不全患者的临床数据库,促进数据共享和分析,为循证医学提供支持[75]。

通过上述新兴技术和研究方向的探索,有望进一步降低右心功能不全的发生率,改善LVAD患者的预后。

6 讨论

LVAD的应用为终末期心力衰竭患者带来了新的希望,显著改善了左心功能,延长了患者的生存期,提高了生活质量。然而,LVAD的植入对右心功能产生了复杂而深远的影响,右心功能不全已成为影响LVAD患者预后和生活质量的关键因素之一。因此,在LVAD治疗中,右心功能的评估、预防和管理至关重要。

LVAD的应用显著改善了终末期心力衰竭患者的预后和生活质量,这是当前心血管领域的重要进展。然而,LVAD植入对右心功能的影响是一个复杂而关键的问题,值得深入探讨。

首先,LVAD植入对右心功能的影响机制复杂多样。前负荷和后负荷的变化、心室间相互作用等因素共同作用,可能导致右心功能不全的发生。尽管理解这些机制有助于采取针对性的预防和管理措施,但在实际临床中,个体差异和病情复杂性使得这些措施的实施具有挑战性。此外,部分患者在术前已存在右心功能受损,即使采取积极的干预措施,术后仍可能发生右心功能不全。

其次,右心功能不全的预防和管理需要综合性的措施。术前优化患者状态、合理应用药物治疗,术中精细操作、保护右心功能,术后密切监测、及时干预,都是降低右心功能不全发生率的关键。然而,临床实践中可能面临资源限制、患者依从性差等问题,影响干预措施的效果。多学科团队的协作虽然被证明有助于改善预后,但团队间的沟通与协调也需要持续的努力和改进。

在新兴技术和未来研究方向方面,虽然新型LVAD设计、双心辅助装置、基因治疗等为降低右心功能不全发生率提供了新的希望,但这些技术仍处于发展或临床试验阶段,尚未广泛应用于临床。此外,这些技术的成本较高,可能限制其可及性。个体化医疗和精准医学的应用前景广阔,但需要大量的基础研究和临床数据支持,目前仍面临技术和伦理方面的挑战[70,76]。

需要注意的是,目前对右心功能不全的认识和管理仍存在不足。许多研究是回顾性的,缺乏高质量的随机对照试验[74]。此外,不同医疗中心在诊断标准、治疗策略上可能存在差异,影响了研究结果的可比性。未来应加强多中心合作,建立统一的诊疗规范和注册数据库,以推动循证医学的发展。

7 小结

右心功能在LVAD治疗中具有不可忽视的重要性。通过对右心功能的全面评估、预防和管理,以及新技术的应用和研究的深入,能够有效降低右心功能不全的发生率,改善LVAD患者的预后和生活质量。未来,随着技术的进步和医学的不断发展,有望为终末期心力衰竭患者提供更加完善的治疗方案,开创更加光明的前景。

利益冲突:无。

作者贡献:李坤生、王宇朦负责文章撰写;密琳、季文杰负责背景资料及参考文献查阅;程永庆、徐贞俊负责文献总结;王东进、潘俊负责文章部分设计。

Tags: 左心室辅助装置植入患者右心功能不全的影响机制、评估方法及预防管理  

搜索
网站分类
标签列表