機(jī)械循環(huán)輔助

1、第十四章機(jī)械循環(huán)輔助要點(diǎn)：機(jī)械輔助的目的是，維持循環(huán)并減少心臟在心肌缺血再灌注損傷后的做功，直到心臟恢復(fù)代謝功能。主動(dòng)脈球囊反搏技術(shù)是我們平時(shí)最常用到的輔助循環(huán)技術(shù)，并且成功率很高，相關(guān)并發(fā)癥較少。急診情況下的短期循環(huán)輔助，病人有 30%勺存活率但也會(huì)有比較多的出血相 關(guān)并發(fā)癥。長(zhǎng)期使用的植入性循環(huán)輔助設(shè)備有較高的感染率和其他并發(fā)癥，同時(shí)設(shè)備也不夠輕便，電源更換也存在問(wèn)題。第二代的可植入設(shè)備已經(jīng)顯示了它可以克服許多上一代產(chǎn)品的問(wèn)題。人工心臟的研究與發(fā)展依然面臨巨大考驗(yàn)。. _ . _ . _ . _ . _ .z . _ . _ .一、歷史背景1953年，Gibbon首次在臨床上使用體外循環(huán)的

2、方法對(duì)心內(nèi)直視手術(shù)進(jìn)行了 循環(huán)呼吸支持。同時(shí)由于條件所限，體外循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)，心肌保護(hù)效果不佳，許 多病人出現(xiàn)了出血和多器官功能不全等并發(fā)癥。在1965年,Spencer首先報(bào)道了股動(dòng)靜脈循環(huán)支持療法。4例心臟手術(shù)后嚴(yán)重 心功能不全的病人應(yīng)用此技術(shù)，1例患者存活并脫離體外循環(huán)出院。Hall和他的 同事們研究了一種植入性胸內(nèi)左心室輔助泵。將它置入左胸并連接左心房和主動(dòng) 脈。這種設(shè)備含有中心血液腔和外周氣囊，在血液腔的進(jìn)出口有單向球囊瓣，外周氣囊由觸發(fā)器來(lái)控制氣囊充氣和放氣。由于氣囊的充氣擠壓和放氣，血液腔形成壓力差，血液在瓣膜的控制下形成單向流動(dòng)。在1963年，在此原理下設(shè)計(jì)了這樣的設(shè)備，并準(zhǔn)備將

3、其應(yīng)用到一例換瓣術(shù)后嚴(yán)重心功能不全的病人身上。不幸的是在使用此設(shè)備之前病人死于嚴(yán)重的腦損傷。DeBakey（圖14.1）在1966年實(shí)現(xiàn)了第1例左室輔助裝置的成功。此裝置被放于體外，用管道連接腋動(dòng)脈和左心房。 在這個(gè)治療過(guò)程中，女性病人在1200ml/min的循環(huán)支持下使用了 10天。雖然病 人在雙瓣置換后有嚴(yán)重的心功能不全，但病人還是恢復(fù)并出院。在60年代后期IABP技術(shù)開(kāi)始大踏步的發(fā)展并成為最為常見(jiàn)的心臟輔助設(shè) 備。Moulopoulos在1962年報(bào)道了使用橡膠球置入主動(dòng)脈。橡膠球在心臟舒張期 膨脹并在心臟收縮期癟下去。隨后,Kantrowitz和他的同事們將IABP技術(shù)使用于 心肌梗死

4、后的病人。在 1973 年 Buckley 使用 IABP 使不能脫離體外循環(huán)的病人 安全脫機(jī)。1964年，美國(guó)心肺血液研究所 （NHLB1） 建立了人工心臟項(xiàng)目。 1970年,人工 心臟項(xiàng)目變成了 NHLB1 的長(zhǎng)期發(fā)展項(xiàng)目，并制定了如下發(fā)展方向：1、對(duì)急性循環(huán)功能不全病人的短期支持。2、數(shù)天至數(shù)月循環(huán)支持 ,直至病人的血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。3、長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)支持 ,維持患者生命。4、永久性植入輔助裝置代替自然心臟。1972年的左室輔助會(huì)議后，開(kāi)始強(qiáng)調(diào)長(zhǎng)期輔助的發(fā)展。1977年John Waston提出兩個(gè)新的發(fā)展方向 ,一是發(fā)展左室輔助， 另外就是電能控制的左室輔助裝置。 在 1988年又提議電能全

5、心移入輔助裝置和超過(guò) 2年的長(zhǎng)期支持計(jì)劃。這些提議 引起了整個(gè)機(jī)械輔助支持領(lǐng)域的進(jìn)步。特別是，人們研究出了ABIOMED 和Thoratec這些體外輔助設(shè)備以及Novacor和HeartMate這些植入性輔助設(shè)備。在 90 年代軸流泵出現(xiàn)以前它們都是主要的循環(huán)支持技術(shù)。從短期使用的外部設(shè)備到長(zhǎng)期使用的植入性設(shè)備，循環(huán)支持設(shè)備發(fā)展很快。 由于早期人們?cè)谛呐K術(shù)后使用得到成功 ,，所以人們開(kāi)始在急性心臟衰竭后使用。 在免疫抑制劑環(huán)孢酶素發(fā)現(xiàn)后， 心臟移植在臨床上取得了飛速的發(fā)展。 導(dǎo)致了供 體器官的極度缺乏，患者帶著輔助裝置等待供體移植。二、短期循環(huán)輔助設(shè)備1 、主動(dòng)脈球囊反搏I(xiàn)ABP 的優(yōu)點(diǎn)在于它

6、的建立，撤離容易。但是它不能穩(wěn)定的增加全身血流。IABP 就是將球囊放置到降主動(dòng)脈，在不同的心動(dòng)周期，進(jìn)行球囊充氣和放氣， 以推動(dòng)主動(dòng)脈內(nèi)血流更快進(jìn)入到各器官組織和左右心室內(nèi)血液排出（圖14.2）。具體是在舒張期，主動(dòng)脈關(guān)閉，球囊快速充氣，擠壓降主動(dòng)脈內(nèi)血流，使其快速注 入器官組織， 特別是冠狀動(dòng)脈。 降低了心臟后負(fù)荷， 減少心臟做功和心肌氧耗 （圖 14.3）。這種擠壓可使舒張期冠狀動(dòng)脈血流速度增加 117%。冠狀動(dòng)脈血流量增加 87%。在收縮期主動(dòng)脈瓣開(kāi)放，球囊吸癟，主動(dòng)脈內(nèi)壓極具下降，有利于左室的 血液流入其內(nèi)?？傊?， IABP 可以增加心肌血液供應(yīng)，減少氧耗，增加心臟射血 功能。但是

7、IABP 功能最終取決于心臟自身有一定的射血功能，對(duì)嚴(yán)重的心功能 不全的循環(huán)輔助能力有限。 雖然在舒張期 IABP 可以增加頸動(dòng)脈的前向血流 ,但現(xiàn) 在還沒(méi)有證明它在收縮期也有此作用。1.1 IABP 使用指南約有 5-10%的急性心肌梗死患者可發(fā)生心源性休克。這些患者使用IABP 降低了心臟后負(fù)荷，可以減少心臟做功和心肌氧耗 ,，增加舒張期血流量，同樣 IABP 也可以應(yīng)用于不穩(wěn)定心絞痛的病人。心臟病專家通過(guò)導(dǎo)管將 IABP 植入。約有 10-15%的手術(shù)病人需要 IABP 過(guò)渡，包括術(shù)前使用減少病人危險(xiǎn)的和術(shù)后使用支 持輔助循環(huán)的。對(duì)于那些急性冠脈綜合癥的病人可以使用 IABP 。對(duì)于那些

8、 EF 值小于 25% 的病人，如果在術(shù)前使用 IABP 進(jìn)行循環(huán)支持，死亡率只有 2.7%，而沒(méi)有使用 IABP 的病人死亡率有 11.9%。Christenson報(bào)道在心臟術(shù)后心臟衰竭以后使用 IABP病人有48%的死亡率。 并且他也指出了術(shù)前心肌缺血和手術(shù)打擊都是死亡的高危因素。 在 Massachusetts 醫(yī)院，有許多使用了 IABP 的病人，包括在手術(shù)室， ICU 安置了 IABP 的內(nèi)外科 病人，不包括 CABG 和 PTCA 的病人。他們的死亡高危因素有年齡偏大、二尖 瓣置換的病人、過(guò)長(zhǎng)的體外循環(huán)時(shí)間、急診手術(shù)、術(shù)前腎衰、惡性心律失常、右 心衰和急診二次手術(shù)的病人。1.2 I

9、ABP 使用的技術(shù)現(xiàn)在內(nèi)科和外科醫(yī)生可以通過(guò)經(jīng)皮進(jìn)入再通過(guò)導(dǎo)絲安置 IABP。但是如果病 人有動(dòng)脈粥樣硬化和嚴(yán)重的動(dòng)脈瘤就不能通過(guò)股動(dòng)脈進(jìn)行 IABP 的置入。 必須開(kāi) 胸手術(shù)進(jìn)行直接在降主動(dòng)脈置入。在術(shù)前使用 IABP 的病人必須使用肝素。對(duì)于那些因心衰而使用 IABP 的病 人，要使用抗凝藥華法令， 在心外循環(huán)下的心臟手術(shù)后， 病人離開(kāi)手術(shù)室使用了 IABP 的病人除靜脈給肝素外還必須通過(guò)靜脈使用低分子量的右旋糖酐，速度為 20ml/h。這樣在手術(shù)后的胸腔引流會(huì)慢慢變少。那些IABP可能要使用4到5天的病人，要皮下使用低分子量肝素或靜脈注射肝素以維持 APTT 是正常的 2倍。IABP 根

10、據(jù)心臟的收縮和舒張進(jìn)行球囊的吸癟和充氣。心電圖和動(dòng)脈波形顯示對(duì)IABP的調(diào)節(jié)起到了很重要的作用。觸發(fā)IABP有3種形式，即心電P波觸 發(fā)，心電R波觸發(fā)，動(dòng)脈波觸發(fā)。一般的，IABP可以從1:1調(diào)節(jié)到1:2甚至1:4, 最大可以到 1:8，調(diào)節(jié)時(shí)要考慮到病人的血流動(dòng)力學(xué)情況。在某種程度上減少容 量負(fù)荷也是對(duì)心臟的一種幫助。一旦病人的血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定， IABP 降調(diào)為 1:2 模式以降低血栓的可能性， 直到 IABP 被撤離。在撤離 IABP 以前，為了使 APTT 正常，將停掉肝素。在撤離 IABP 前，要使凝血正常化，血小板計(jì)數(shù) 100,000 每 立方毫米， PT 不小于 15 秒。1.3

11、IABP 的并發(fā)癥血管并發(fā)癥是 IABP 最常見(jiàn)的并發(fā)癥，發(fā)生率在 9%到 36%之間。股動(dòng)脈損 傷可能是由于機(jī)械損傷， 血栓和栓塞造成的。 最好選擇股總動(dòng)脈穿刺以減少并發(fā) 癥，因?yàn)榇┐萄塥M窄容易發(fā)生血管堵塞。 IABP 適度的抗凝對(duì)降低此并發(fā)癥的 發(fā)生有積極意義。神經(jīng)并發(fā)癥的發(fā)病率僅次于 IABP 相關(guān)并發(fā)癥，由于動(dòng)脈壁的 堅(jiān)硬鈣化灶可以使氣囊劃破，使氣囊內(nèi)的氦氣溢出造成腦和冠狀動(dòng)脈嚴(yán)重栓塞。 氣囊破裂的發(fā)生率約在 0.5-6%之間。在不能進(jìn)行心臟移植的醫(yī)學(xué)中心中， IABP 就是最主要的輔助支持技術(shù)。因 為 IABP 減輕左室負(fù)荷增加冠脈血流并且易于安裝，所以 IABP 在今后的臨床醫(yī)

12、療中還將起到至關(guān)重要的作用。 然而隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展， 有越來(lái)越多的技術(shù)可以為 病人提供穩(wěn)定的循環(huán)支持。2 、離心泵離心泵包括內(nèi)置磁鐵、 椎體形葉輪和有兩個(gè)開(kāi)口的透明塑料室， 三者依靠特 殊技術(shù)緊密結(jié)合 （圖 14.4）。內(nèi)置磁鐵在電機(jī)的帶動(dòng)下，使錐形葉輪高速旋轉(zhuǎn)，帶 動(dòng)液體流動(dòng)， 葉輪旋轉(zhuǎn)速度越快， 液體產(chǎn)生的離心力越大， 液體在離心力的作用 下在離心杯側(cè)壁形成壓力，而由側(cè)壁開(kāi)口流出；同時(shí)在離心杯中央形成低壓區(qū)， 液體即可隨葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入離心杯， 從而產(chǎn)生有效的血液灌流。 離心泵既可以通過(guò) 電動(dòng)磁鐵控制， 也可以再斷電情況下通過(guò)手動(dòng)方式使之告訴轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)葉輪停止轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，液體可以從泵頭端流向另一端

13、 （非閉塞型 ），即血液倒流，除非泵后管道阻 斷，因此當(dāng)離心泵無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，泵后管道必須阻斷。通常臨床要求泵數(shù)在 1500rpm 以上時(shí)才允許開(kāi)放阻斷， 為了維持足夠壓力使血流向前流動(dòng)， 在停機(jī)時(shí)也要保持 一定的泵轉(zhuǎn)速直接阻斷動(dòng)脈管路。 離心泵不像滾壓泵那樣產(chǎn)生壓力超負(fù)荷， 在動(dòng) 脈出口端發(fā)生梗阻時(shí)，離心泵只能產(chǎn)生 700900mmHg 的正壓，不致發(fā)生泵管破 裂。與滾壓泵相似， 當(dāng)入口端受到限制時(shí)離心泵同樣可以產(chǎn)生強(qiáng)大的負(fù)壓， 產(chǎn)生 的負(fù)壓不超過(guò)-400-500mmHg,與滾壓泵比較發(fā)生空腔化及微栓的危險(xiǎn)均較低。而且由于其非閉塞性特點(diǎn)， 在需要減低流量過(guò)程中血液倒流可能導(dǎo)致正向血流嚴(yán) 重減少。離

14、心泵在前負(fù)荷增加或后負(fù)荷減低時(shí)，泵流量均升高,，所以在離心泵轉(zhuǎn)速不變的情況下， 血流量隨患者全身血管阻力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)。 臨床常用電磁 探頭或超聲流量探頭， 電磁探頭需要和血液接觸， 測(cè)量時(shí)存在探頭和管道之間的 特殊連接， 電磁探頭只估算平均流速。 超聲探頭無(wú)需接觸血液而特制的塑料接頭 連接在泵后管道， 監(jiān)測(cè)裝置與該接頭相連即可， 多普勒信號(hào)的變化頻率與通過(guò)管 道血流速度有關(guān)， 多普勒信號(hào)在血流速度低時(shí)變得不夠敏感， 因此大多數(shù)超聲探 頭不能精確測(cè)量低速血流。2.1、BVS5000Abiomed 泵是目前世界上心臟手術(shù)后長(zhǎng)時(shí)間輔助泵應(yīng)用較多的裝置之一。 它是第一個(gè)獲得美國(guó) FDA 批準(zhǔn)，應(yīng)用于

15、臨床的體外輔助泵。 Abiomed BVS 5000（圖 14.5） 由三部分組成：胸內(nèi)插管、一次性體外循環(huán)泵和微機(jī)控制氣動(dòng)裝 置。 Abiomed BVS 5000 的泵為雙腔泵管存在于透明聚碳硬殼中。雙腔泵管的上 腔為重力回血腔。 血液靠重力流入泵內(nèi)， 這種重力流動(dòng)可避免心房空癟、 管道進(jìn) 氣和血液破壞，泵的位置應(yīng)低于患者心房 25cm 以保持泵的充盈和避免心房吸空。 下腔由二個(gè)聚尿脂瓣膜控制血液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)。泵驅(qū)動(dòng)血液時(shí)分舒張期和收縮期.。舒張期上腔外殼進(jìn)氣 ,，擠壓上腔皮囊，使血液經(jīng)瓣膜入上腔皮囊，而此時(shí)下腔 外殼空氣外排。 在收縮時(shí)上腔空氣外排， 靠重力使皮囊血液充盈。 而下腔外殼進(jìn) 氣

16、，擠壓皮囊，驅(qū)動(dòng)血液至體內(nèi)。 Abiomed BVS5000每搏射血量可達(dá)80ml，每 分鐘射血量可達(dá) 6L。泵的控制系統(tǒng)由兩套計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制， 其中一套系統(tǒng)為備用， 另外一套備用 電源及一套手動(dòng)系統(tǒng)， 以備應(yīng)急之用。 控制系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)兩個(gè)泵調(diào)控， 進(jìn)行左右 心室輔助。 整個(gè)控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度很高。 它可根據(jù)患者的前后負(fù)荷， 自動(dòng)調(diào)節(jié) 泵的收縮和舒張。和 IABP 相比此系統(tǒng)更易于操作，適合于較長(zhǎng)期的心室輔助。 目前，此裝置可進(jìn)行戶外心室輔助。Abiomed BVS5000 左心輔助常見(jiàn)插管方式有：左房插管經(jīng)房間溝，左房頂 部或左心耳將血液引出，再將 Dacron 血管吻合至升主動(dòng)脈，經(jīng)泵將血

17、液注入體 內(nèi)。右心輔助的常見(jiàn)方式：經(jīng)右心耳將血液引出，Dacron 血管吻合至主肺動(dòng)脈，經(jīng)泵將血液注入體內(nèi)，Dacron血管穿過(guò)胸壁。Abiomed BVS5000 主要用于心臟手術(shù)后的心臟輔助。另外亦用于急性心肌 梗死和心臟移植的過(guò)程。最長(zhǎng)支持時(shí)間有報(bào)道為 90 天。一些患者還可進(jìn)行床旁 活動(dòng)。無(wú)尿、惡性酸中毒、肺部疾患、嚴(yán)重肝損傷、轉(zhuǎn)移性腫瘤、嚴(yán)重感染的患 者不宜使用此裝置。Abiomed 的主要缺陷為：最高流量為 6L/min ，不適合小兒；對(duì)于感染和大 體重患者稍顯乏力； 需開(kāi)胸建立和結(jié)束輔助循環(huán)， 整個(gè)過(guò)程需全肝素化抗凝。 盡 管如此， Abiomed 仍為一種安全，有效，建議使用的

18、輔助裝置。全世界范圍的一 項(xiàng)調(diào)查表明，Abiomed 般輔助時(shí)間是6天左右，60%患者可成功接受心臟移植， 40%患者出院。2.2、AB180 循環(huán)支持系統(tǒng)AB180 是一種可置入離心泵。那些不能通過(guò)普通的體外循環(huán)維持正常循環(huán) 的病人可以通過(guò)使用AB180來(lái)維持。AB180可以為病人提供暫時(shí)的心室輔助（最 多達(dá) 14天）。 （圖 14.6）三、等待心臟移植或恢復(fù)的過(guò)渡性心臟輔助許多慢性心臟衰竭病人需要心臟移植。 現(xiàn)在有許多設(shè)備可以為等待心臟移植 的病人進(jìn)行過(guò)渡性心臟輔助。包括 Thoratec 心室輔助設(shè)備， Novacor 左室輔助設(shè) 備， HeartMate 左室輔助設(shè)備。1 、Thora

19、tec 心室輔助設(shè)備Thoratec泵1982年用于心臟手術(shù)后的輔助循環(huán)。1984年用于心臟移植的過(guò) 渡循環(huán)輔助。 此泵可進(jìn)行左心和右心輔助。 其泵結(jié)構(gòu)為氣囊驅(qū)動(dòng)型， 其氣囊和血 囊以耐高強(qiáng)度聚脲脂膜分隔。 外置氣體驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)吹氣和吸氣， 使氣囊充盈和 吸癟，進(jìn)而使血囊充盈血液和泵出血液 （圖 14.7）。由于血囊有二個(gè)單葉碟瓣，從 而使血液?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)。 Thoratec 泵的驅(qū)動(dòng)可分為和患者心律同步和非同步的兩種方 式。其每搏射血量由氣囊充盈程度吸癟程度鎖控制 ,，即充盈度和吸癟度越高， 泵排血能力就越強(qiáng)。Thoratec泵的插管方法基本和 Abiomed泵相同。如果為心臟移植的過(guò)渡，左 室

20、輔助進(jìn)血管開(kāi)口于心尖。 如果輔助的心臟有恢復(fù)的可能， 盡量不要在心尖開(kāi)口。 引流管穿過(guò)膈肌和腹部皮膚和 Thoratec 泵相連。 Thoratec 泵位于上腹部表面。 Dacron管道在使用前要花一些時(shí)間進(jìn)行抗凝處理。2、Novacor 左室輔助設(shè)備Novacor泵為搏動(dòng)性、電動(dòng)、內(nèi)置式的左心輔助裝置。其泵槽位硬質(zhì)玻璃纖 維，血囊膜為聚脲脂。驅(qū)動(dòng)裝置為電磁鐵間斷吸動(dòng)兩個(gè)對(duì)立的推板，擠壓血液。 血流方向由泵附帶二個(gè)豬心包生物瓣控制。 其外殼材料為聚氨脂。 滌綸血管將心 尖開(kāi)口的血液引致血泵， 然后經(jīng)本和滌綸管道注入主動(dòng)脈 (圖 14.8)。 Novacor 泵 每搏射血量為70ml，最高射血頻

21、率為240/min,最高射血量達(dá)14L/min。泵體位 于劍突下靠左的上腹部的皮下區(qū)域。 出入血管從胸腔穿過(guò)膈肌和泵體連接。 其凝 膠涂抹的滌綸血管可較好地防止血栓的形成。 Novacor 泵氣動(dòng)裝置可為手推式 和攜帶式。其中手推式驅(qū)動(dòng)式可提供 1012h的電源，而攜帶式驅(qū)動(dòng)裝置可提供 45min 電源。手推式的控制裝置可調(diào)性好，可根據(jù)病情制定一些參數(shù)。這些參數(shù) 可通過(guò)特制的導(dǎo)線傳入攜帶式控制盒中。 攜帶式控制鈕為固定式， 若要調(diào)節(jié)需在 手推式驅(qū)動(dòng)裝置上制定 ,然后導(dǎo)入。1993 年，斯坦福大學(xué)首次成功地將 Novacor 泵用于臨床， 1996 年此泵通過(guò) 美國(guó)FDA的認(rèn)證。1999年約有1

22、000多名患者應(yīng)用 Novacor泵，其中93%以上 的患者為心臟移植的過(guò)渡輔助。其平均支持天數(shù)為254d,最長(zhǎng)支持天數(shù)為1500d 以上。在循環(huán)支持過(guò)程中 60%患者可出院在家等待， 甚至有患者仍參加工作。 主 要并發(fā)癥為出血 (20%)、全身感染 (30%)、栓塞 (26%)。3、HeartMate 左室輔助設(shè)備1965年 TCI 公司的工作人員向美國(guó)心肺研究所提出發(fā)展人工心臟的計(jì)劃。 1 年之后兩部門的科學(xué)家共同研制出第一臺(tái)左心輔助裝置。 1970 年生物表面的概 念推動(dòng)了這一領(lǐng)域的發(fā)展。同年氣動(dòng)植入性的輔助裝置在臨床對(duì) 22位患者進(jìn)行 了短時(shí)間輔助。其中 3 例撤離了輔助循環(huán)并康復(fù)，

23、1 例進(jìn)行了心臟移植。以后 , 人們進(jìn)行了 17d的系列研究。特別是免疫抑制劑環(huán)抱霉素的出現(xiàn)，使心臟移植 工作有了快速穩(wěn)定的發(fā)展。 當(dāng)時(shí)美國(guó)估計(jì)約 25000例等待心臟移植患者， 而每天 只有 4 例能夠得到供體進(jìn)行手術(shù)。這有利地推動(dòng)了人工心臟的研究。 1982年此 研究恢復(fù)， 1986 年美國(guó)德州心臟中心研究所首次將此長(zhǎng)期植入性左心輔助用于 臨床，并獲得了 FDA 的批準(zhǔn)。此裝置主要用于心臟移植前過(guò)渡性循環(huán)輔助。Heart Mate為長(zhǎng)期體內(nèi)搏動(dòng)性左心輔助裝置。(圖14.9)它有氣動(dòng)裝置(IP)和電 動(dòng)裝置(VE)二種，并可進(jìn)行心臟同步和非同步輔助。每搏最大血流可為85ml，每分鐘最大血流量

24、可達(dá)12L。其外形類似螃蟹，其中圓盤(pán)半徑 12cm，厚4cm,外 殼為堅(jiān)硬、光滑較薄的鈦合金， 其內(nèi)由隔膜將泵內(nèi)分成血液腔和氣體驅(qū)動(dòng)腔或電 動(dòng)驅(qū)動(dòng)腔。隔膜表面涂有聚脲脂的特殊紡織物，強(qiáng)度高，生物相容性好。當(dāng)血液和隔膜表面接觸， 激活血液的細(xì)胞有形成分在表面形成偽膜。 此時(shí)在無(wú)肝素作用 的情況下，仍具有良好的抗凝能力。血液腔的進(jìn)出口各有一個(gè)生物瓣（豬）控制單項(xiàng)血流，其氣動(dòng)裝置的原理和 Thoratec 類似。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)腔含有低速扭矩電機(jī)和一 些機(jī)械傳動(dòng)裝置， 它可間斷地?cái)D壓隔膜， 而推動(dòng)血液。 血液從心尖開(kāi)口經(jīng)滌綸管 道至Heart Mate泵，泵驅(qū)動(dòng)血液經(jīng)滌綸管道至升主動(dòng)脈。滌綸管道一段穿過(guò)膈肌

25、， 因?yàn)镠eart Mate泵位于膈肌下、腹腔外，皮膚下的部位。這種放置可減少腹腔的 并發(fā)癥，如腸粘連、腸梗阻、腹水等。和體外輔助循環(huán)裝置相比，它的機(jī)動(dòng)性能 強(qiáng)，感染發(fā)生率低。4、第一代輔助設(shè)備的并發(fā)癥由于左室輔助設(shè)備很大， 與身體接觸面積也比較大， 發(fā)生感染的幾率也就相 對(duì)偏大。感染成為使用第一代輔助設(shè)備最常見(jiàn)的并發(fā)癥。 特別是對(duì)于術(shù)后放置了 輔助設(shè)備出院的病人，感染的發(fā)病率就更高了。據(jù)報(bào)道，感染發(fā)生率在 20-75% 之間。葡萄球菌感染是相對(duì)比較常見(jiàn)的感染類型。常常導(dǎo)致再次入院，敗血癥， 血栓，甚至二次手術(shù)。二次手術(shù)包括檢查經(jīng)皮管道，移走或置換感染的部件。這 些情況的發(fā)生不但會(huì)使病人的醫(yī)療

26、費(fèi)用增加， 而且對(duì)病人的生活質(zhì)量也有許多不 利影響。長(zhǎng)時(shí)間的抗體治療和獲得性的自身免疫抑制使得發(fā)生真菌感染的幾率也 大大的增加了。 由于管路堵塞和心內(nèi)膜炎等， 可能會(huì)使設(shè)備上有念珠菌感染。 念 珠菌感染是一個(gè)慢性過(guò)程， 往往發(fā)生在左心輔助設(shè)備植入以后。 但很少發(fā)生在機(jī) 械瓣膜置換， 如植入除顫儀和起搏器以后。 哥倫比亞大學(xué)對(duì)念珠菌感染的發(fā)病率 和傳播進(jìn)行了一項(xiàng)專門的研究。選擇了 NYHA4 級(jí)的病人，他們都使用了 Heart Mate 泵及相關(guān)治療。三個(gè)月內(nèi)的感染發(fā)生率為 28%，九個(gè)月為 44%。而控制組 僅僅 3%。相對(duì)于控制組， T 細(xì)胞有著比較多的凋亡，因而 T 細(xì)胞水平較低。這 說(shuō)明

27、病人有過(guò)度的細(xì)胞免疫，這大大增加了病人感染的機(jī)率。這種醫(yī)源性的T細(xì)胞大量凋亡現(xiàn)象與 HIV-1 非常相似，這種情況十分令人擔(dān)心。另外，還有出血， 栓塞和凝血因子損傷都是其相關(guān)并發(fā)癥。 如果不使用抗凝 血藥物，那么出血的并發(fā)癥可能會(huì)慢慢消失。 但當(dāng)開(kāi)始使用華法令時(shí)， 出血就開(kāi) 始增加。使用Heart Mate的主要并發(fā)癥就是出血，可以考慮用新鮮血漿和血小板。 Novacor泵也有一個(gè)很高的出血率，因?yàn)樗箝L(zhǎng)時(shí)間使用抗凝藥物，首先使用 肝素然后是華法令和血小板抑制劑。病人在使用華法令后有28%的血栓發(fā)生率，20%的休克發(fā)生率， 還有 47%的病人有腦部栓塞發(fā)生。 但開(kāi)始使用血小板抑制劑 后，不但

28、出血沒(méi)有增加而且休克發(fā)生率還要下降一個(gè)百分點(diǎn)。由于內(nèi)皮細(xì)胞與異物接觸， 白細(xì)胞激活與纖維細(xì)胞聚集， 生成大量的微血栓。 通過(guò)超聲儀器我們可以看到大量的微血栓， 并且他們不會(huì)隨時(shí)間慢慢消失。 由于 植入體內(nèi)的泵面積較大， 與血液接觸面積稍大， 所以產(chǎn)生血栓的幾率也就大大增 加了。新一代的泵做的更小巧了， 接觸面積更小了， 一些更新的設(shè)計(jì)和變化使得 這種并發(fā)癥越來(lái)越少發(fā)生了。當(dāng)然還有很多與第一代左室輔助相關(guān)的并發(fā)癥。比如，由于病人內(nèi)環(huán)境的原 因，豬瓣膜很快被破壞。 由于機(jī)械影響較大， 不斷地移動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致出血等并發(fā) 癥發(fā)生。另外，我們還要考慮設(shè)備噪音的影響5、第二代心室輔助設(shè)備新一代的心室輔助設(shè)備

29、必須要做到以下幾點(diǎn)，才能得到更廣泛的引用。1、更小的體積和重量，可以將其植入任何大小的病人胸腔。2、更好的生物相容性，更小的接觸面積，最大化的減少血液的激活。3、更簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)，更安靜的設(shè)計(jì)，很小的泵可以提供最大的心輸出量。4、更便于病人操作，更便于病人更換電源，更便于病人移動(dòng)，這樣也更便于 減少相關(guān)并發(fā)癥。許多年來(lái)，人們一直在不斷研究， 希望可以減少左室輔助系統(tǒng)所帶來(lái)的并發(fā) 癥，對(duì)其進(jìn)行積極改進(jìn)。軸流泵的出現(xiàn)解決了很多問(wèn)題。在過(guò)去的 10 年內(nèi)人們 一直在研究軸流泵， 希望它能滿足第二代左室輔助設(shè)備在生理上和生物相容性上 的要求。5.1 JARVIK2000 型心臟美國(guó)德克薩斯心臟協(xié)會(huì)和英國(guó)牛

30、津心臟中心合作開(kāi)發(fā)了 Jarvik2000 型心 臟。這個(gè)簡(jiǎn)潔的設(shè)備從袖口頂端進(jìn)入人體左室， 由一非滲透性的尼龍管道傳送血 液至降主動(dòng)脈胸段。成人平均直徑 2.5cm，長(zhǎng)度5.5厘米，重量為85g,容量約 25ml。型號(hào)與左室輔助設(shè)備流入套管的型號(hào)相當(dāng)。小一點(diǎn)的兒童型號(hào)平均直徑 1.4cm，長(zhǎng)5cm大約是大型號(hào)的1/5,僅僅重18g，容量約5ml。電子磁性泵由 一個(gè)鈦外殼包裹著的葉輪的轉(zhuǎn)子組成，由小于1mm的陶瓷轉(zhuǎn)軸支撐。轉(zhuǎn)子是提供動(dòng)力的部分，血液接觸的所有表面都是鈦。 Colis 在鈦外殼嵌入的磁力在葉輪經(jīng) 過(guò)血液進(jìn)入的縫隙時(shí)產(chǎn)生磁力， 磁力由經(jīng)皮電線連接的額外的電池提供， 是可由 脈波寬度

31、調(diào)變器，所調(diào)解和控制的。無(wú)刷式和DC發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換器決定泵的速度。 體外研究發(fā)現(xiàn)成人設(shè)備可在12000轉(zhuǎn)時(shí)提供10L/分的流量。流量在4L/分到6L/ 分時(shí)能提供大約80mmH的動(dòng)脈壓，需要大約7-10瓦的動(dòng)力。設(shè)備在普通環(huán)境下 是安靜的，可以用聽(tīng)診器聽(tīng)見(jiàn)聲音。體外的電池和轉(zhuǎn)換器用帶子連接， 他的大小和重量都遠(yuǎn)小于手提電話。 休斯 頓的團(tuán)隊(duì)希望開(kāi)發(fā)一種完全植入式的系統(tǒng)， 利用無(wú)線的能量驅(qū)動(dòng)。 作為移植的橋 梁，能量是由腹壁的 velourcovered cable 提供。作為永久植入的一種創(chuàng)新的能 量轉(zhuǎn)換方式， 劍橋大學(xué)帶來(lái)了一種國(guó)內(nèi)的電纜， 通過(guò)左側(cè)胸腔到達(dá)胸口， 由頸到 頭顱。這里， 一個(gè)堅(jiān)硬

32、的鈦支架經(jīng)過(guò)頭皮的皮膚傳送能量。 這種嘗試被認(rèn)為減少 了長(zhǎng)距離感染的風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)驗(yàn)和臨床的經(jīng)驗(yàn)都建議 Jarvik2000 型心臟放在心室內(nèi)有獨(dú)特的好處。這 個(gè)設(shè)備能正好被左室包裹， 因此沒(méi)有多余的空間稀釋血液或者感染。 只有左胸膜 能進(jìn)入，并且血管將血液輸送入降主動(dòng)脈。37 例患者植入， 13 例獲得成功，平均支持時(shí)間為 274天，這些病人中沒(méi)有 感染、血栓形成或者設(shè)備故障。 14 例病人在支持過(guò)程中去世， 12 例是由于多器 官衰竭，兩例成人死于呼吸窘迫。沒(méi)有設(shè)備相關(guān)故障。兩例死于中風(fēng)，兩例死于 心肌炎，可以被認(rèn)為是設(shè)備相關(guān)的死亡。5.2 HateMate 2 左室輔助系統(tǒng)匹斯堡大學(xué)和NIMB

33、US學(xué)與1991年聯(lián)合研制出了這個(gè)設(shè)備。HEARTEMATE 左室輔助系統(tǒng)時(shí)一個(gè)由軸流泵，外接電源設(shè)備和控制系統(tǒng)組成的（圖 14.10）他 是為了作為長(zhǎng)期輔助循環(huán)使用的而不單單是為了等待心臟移植時(shí)用的。他是一個(gè)很小型化的設(shè)備，他的左室容積為124ML他通過(guò)特殊的裝置與外界連接。他可以被放置在腹腔肌肉或是胸腔里， 而不需要額外為他留置地方。 設(shè) 備本身還包括一個(gè)小發(fā)動(dòng)機(jī)，也是可移動(dòng)的部分。血流從一個(gè)12mm勺管路進(jìn)入左室輔助設(shè)備。設(shè)備的進(jìn)出管路均由 WOVEN DACR材料制成并要求抗凝處理。進(jìn)入左心輔 助的管路有很強(qiáng)的彎曲性，一般與心室泵成 90度角度進(jìn)入心臟。出泵的管路也 是由WOVEN DACR材料制成并且最后進(jìn)入升主動(dòng)脈將血泵向全身。HEARTEMATE 左2 室輔助系統(tǒng)使用電磁感應(yīng)系統(tǒng)還不單單是利用馬達(dá)。這就說(shuō)明HEARTEMATE 左2 室輔助系統(tǒng)是可以通過(guò)兩種方式控制心輸出量。可以在術(shù)中和 術(shù)前對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)泵速達(dá)到 8000-9000 轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)，可以產(chǎn)生 80