双心室辅助对缺血性左右心功能不全血流动力学影响的实验研究
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体外循环杂志 2001年第4期第3卷
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510100 广州，广东省心血管病研究所心脏外科 肖学钧；范瑞新；黄焕雷；成安衡；高婉梅
关键词：双心室辅助；心功能不全
摘要：
目的目的：比较在缺血性左右心功能不全时行左心辅助和双心室辅助对血流动力学的不同影响，为自制气动隔膜泵(罗叶泵)的临床应用提供实验依据。
方法：健康成年犬8只，正中开胸，分别以左房-主动脉和右房-肺动脉旁路方式植入左心辅助和右心辅助备用。结扎左前降支，3分钟后在窦房结支发出远处侧端结扎右冠状动脉，以建立缺血性左右心功能不全的动物模型。先行左心辅助5分钟，再行双心室辅助。分别记录中心静脉压，心输出量，平均动脉压，肺动脉压，肺毛细血管楔压等血流动力学指标。
结果：双心室辅助时，心输出量显著上升(0.822±0.09L/min vs 1.33±0.12L/min P<0.01)与正常值相比无显著性差异；平均动脉压上升达正常范围(37.4±8.8mmHg vs 84.2±9.7mmHg P<0.01)；中心静脉压显著下降(14.6±2.3cmH2O vs 4.2±1.5cmH2O P<0.01)；肺动脉压无显著性变化；肺毛细血管楔压下降(14±3.9 vs 1.6±0.9mmHg P<0.01)。
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结论：全心功能衰竭时单纯应用左心辅助时并不能有效地改善血流动力学状况，应用双心室辅助可提高心输出量和动脉压至正常水平，可最大限度地减少心脏作功，降低氧耗，促进心肌组织的修复和代谢。因此，在左右心功能明显受损对药物和IABP治疗无效时，单行左心辅助应慎重，双心室辅助是推荐的首选方法。
在临床使用左心辅助的患者中，有一部分病人同时存在不同程度的右心功能损害，目前认为左心辅助应用后右心衰的出现与原已存在的右心功能损害有直接的关系，因此，如果能建立一个稳定的双心室功能不全的动物模型，并在此基础上行左心辅助和双心室辅助观察血流动力学指标的变化，势必更好地切合临床中的实际应用。本实验试图通过结扎左右冠状动脉建立急性缺血性左右心功能不全的动物模型，并在此基础上以左房椫鞫?LA-AO)和右房椃味?RA-PA)旁路方式植入左心辅助装置和右心辅助装置，以非同步辅助方式先后行左心辅助和双心室辅助，观察血液动力学指标改善情况的差别，为国产气动隔膜泵(罗叶泵)的临床应用提供试验基础和指导作用。
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材料与方法
1.心室辅助装置：实验采用自行研制的新型气动隔膜泵和广东省心血管病研究与广东省佛山市华文医疗仪器有限公司合作研制的心室辅助驱动系统组成的心室辅助装置(“九五”重点攻关项目研究成果)进行实验，本辅助装置可同时行双心室辅助，左右心室辅助是同步进行的，可分别调节各自的驱动参数，提供满意的辅助效果。血泵的最大每搏量可达80ml，右心辅助时，其辅助流量为左心辅助的90%。
2.健康成年犬8只，体重17.5±1.3kg，以氯胺酮(1～2mg/kg)和安定(0.4mg/kg)基础麻醉后，静脉注射肌松药物维库溴胺(0.1mg/kg)，气管插管接呼吸机，再静脉应用得普利麻维持稳定的麻醉状态。暴露一侧股动静脉，建立静脉通路，股动脉置入动脉测压管，接PM-9000便携式监护仪(MET公司)有创压换能器1，四肢连接监护仪心电标准肢体导联。取胸骨正中切口，锯开胸骨，剪开心包，缝吊心包床，暴露心脏及各大血管根部。从上腔静脉置入中心静脉测压管，经右室流出道置入漂浮导管(7F Swan-Ganz catheter,model 744HF75,Bartex Healthcare corp)，肺动脉测压部分连接PM-9000便携式监护仪有创压换能器2。分离主、肺动脉，在主动脉根部置入MFV-2100电磁流量计(Nihon Kohden corp,日本)内径为1cm的卡式探头。分别以左房-主动脉旁路和右房-肺动脉旁路方式植入左心辅助装置和右心辅助装置。记录此时的血液动力学指标数值(包括中心静脉压、心输出量、肺动脉压、肺毛细血管楔压、平均动脉压)。在第一对角支远侧结扎左前降支，3分钟后，在窦房结支远侧结扎右冠状动脉，建立急性缺血性左右心功能不全的动物模型。在结扎右冠状动脉3分钟时记录各血流动力学指标。记录完毕先行右心辅助驱动系统部分，5分钟后记录各血流动力学指标数值。记录完毕后再同时行右心辅助驱动系统部分即行双心室辅助，双心室辅助5分钟后记录各血流动力学指标数值。实验结果均经计算机进行处理，采用t检验作统计分析，所有实验结果报告记录形式为：均数±标准差。
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实验结果
1.左心辅助时CVP上升，与全心功能不全时中心静脉压相比，有著性差异。在双心室辅助时，CVP明显下降，与全心功能不全时的中心静脉压和LVAD时的中心静脉压相比下降均有显著性差异，见表1。
2.心输出量的变化：左心辅助时心输出量增加，与心衰时相比具有统计学意义，但明显低于正常(P值<0.01)。开双心室辅助后，心输出量显著上升，与全心功能不全和单纯行左心辅助时的心输出量相比有显著差异。与心脏功能正常时的心输出量比较差异无显著意义，见表2。
3.平均动脉压的变化：全心衰时，平均动脉压显著下降，仅行左心辅助时平均动脉压有所上升，与全心衰时相比有显著性差异，但仍处于休克血压水平。行双心室辅助后，血压上升至正常范围，与全心功不全和单开左心辅助时的平均动脉压相比，差异显著，见表3。
4.肺动脉压的变化：全心功能不全时肺动脉收缩压下降与正常相比差异明显，行左心辅助时，肺动脉收缩压下降，与心衰时相比有显著差异。行双心室辅助后，肺动脉压从单开左心辅助时7.2±1.1mmHg(1mmHg=0.133kPa)上升到12.2±1.5mmHg，见表4。
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5.肺毛细血管楔压的变化：全心衰时肺动脉楔压明显升高与正常相比有显著性差异，行LVAD时肺动脉楔压显著下降，行双心室辅助后，肺动脉楔压升高(P<0.01)，但远小于心功能正常时的肺动脉楔压(P<0.01)，见表5。
讨 论
1.左心辅助应用后出现右心衰的病人其死亡率高，常规药物治疗和肺动脉球囊反搏往往无效，必须行右心室辅助循环支持〔1〕。本研究方案是在建立左右心急性缺血性心功能不全的动物模型的基础上，先行左心辅助，再行双心室辅助，比较心功能不全、左心辅助和双心室辅助时三者之间血流动力学的差异，评价在全心功能不全时单纯行左心辅助和双心室辅助的作用和影响。采用结扎左右冠状动脉建立急性缺血性全心功能不全的动物模型过程中，极易引发室颤，导致实验不能按预定步骤完成。为尽可能避免室颤的发生，在结扎左右冠状动脉前常规应用利多卡因2mg/kg静脉注射效果好。本实验中8犬中有3犬发生顽固性室颤，血压降至为0，而直接行双心室辅助，其数据未作统计分析。2犬结扎右冠状动脉后近3分钟发生室颤，并给予除颤、利多卡因静脉注射。1犬于结扎右冠状动脉后立即发生室颤，给予除颤、利多卡因静脉注射心律转为窦性，另两例未发生室颤。在单纯行左心辅助期间，1犬发生室颤，经抢救恢复窦性心律，在双心室辅助过程中未出现室颤。
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2.当左右心功能明显受损时，单纯行左心辅助时仍有室颤发生。平均动脉压有所上升由37.4±8.8mmHg到53.8±8.3mmHg，血压仍处于休克水平，同时CVP由14.6cmH2O上升至17.5cmH2O，右心功能不全症状表现明显。肺动脉压下降。在左右心功能不全的动物模型中，体肺静脉系统都存在严重的淤血状态，左右心室维持着低心输出量水平的平衡状态。左心辅助的应用，可单方面增加左侧的总心出量，提高平均动脉压和心输出量，减轻肺静脉系统的淤血状况，产生血量移位效应〔2〕。但这种血量移位效应导致了静脉回心血量的大量增加，相应地引起右心室前负荷的增加。此时右心室功能状况的发有两种可能：一个是右心室通过增加作功量搏出更多的血流量与已增加的左侧心输出量达到一个更高水平的稳定平衡状态；一个是右心室的心输出量经历一个轻度增加到逐步减少的过程，最后导致明显的右心功能衰竭的表现。前一个可能性只有当右心室有足够的代偿能力，把增加的血量有效搏击，才能实现循环的稳定。而当右心室功能明显受损已处于代偿或失代偿状态时，增加的静脉回心血量不能被有效进行右心辅助的应用又使右室的收缩性减低，因此导致中心静脉压上升。虽然本实验结果也显示增加功能不全右心室的前负荷其心输出量有轻度增加，但这必须是以增加右心室氧耗量和作功量为基础，在右心功能不全的情况下，这种后果会造成右心功能损害的进一步加重，形成恶性循环，最后导致右心衰的发生。在最近1例的临床实用中我们就观察到心输出和动脉压经历这样一个由短暂升高到逐步下降，而中心静脉压则持续升高，最后表现出明显的右心功能衰竭的过程。本实验结果已表明中心静脉压已显著升高，由平均14.5cmH2O(1cmH2O=0.098kPa)上升至17.5cmH2O，左心辅助泵的充盈状况也因右心功能不全而受到影响〔3〕。有许多研究表明，此时药物治疗右心功能不全往往效果差，而必须采用右心辅助。
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3.双心室辅助的作用及影响：许多研究表明，在右心功能不全时应用左心辅助时应慎重，容易发生右心衰。目前在左心辅助应用后右心衰的治疗上存在一定的争论，但有一点是一致的，即传统的药物治疗效果差。有学者诊断吸入对肺血管具有选择性扩张作用的一氧化氮有一定疗效〔4，5〕，但多数人认为左心辅助应用后右心衰必须通过减轻前负荷来解决，应当机立断，尽可能及时地行双心室辅助〔1，6〕。本实验结果显示加用右心辅助后可增加右侧总心输出量，显著降低中心静脉压，减轻体血管系淤血状况，缓解淤血对脏器产生的不利影响，同时由于右心室输出量增加，左心室及左心辅助泵的充盈得以改善，左侧总心输出量增加至正常水平，从而有效提高平均动脉压，增加各脏器的血流灌注，特别是冠脉的灌注，改善心脏的泵血机能。右侧总输出量增加，流经肺血管系血流量增加，改善通气血流比，增加氧合和机体的氧供。在本实验中，单纯用左心辅助血流动力学改善不理想和右心衰表现更明显时，及时地应用双心室辅助后，心输出量和平均动脉压均得到显著改善达正常水平，与全心功能不全和单纯行左心辅助时的血流动力学指标相比均有显著性差异，达到了正常生理值范围，总心输出量和平均动脉压与正常值相比无显著性差异。而中心静脉压和肺动脉压减小，低于正常值，有利于减轻右室的前后负荷，因此应用双心室辅助后，左右心室都能得以充分的休息，有利于心脏的功能恢复。
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结 论
全心功能不全时单纯应用左心辅助并不能显著改善血流动力学状况，反而由于增加右心室前负荷，减弱右心室的收缩性，而使右心衰表现更明显，产生明显右心衰的表现。左心辅助后心衰表现明显时，应用双心室辅助可显著改善血流动力学状况，增加心输出量和提高动脉压。双心室辅助的应用使心脏负荷显著下降，减少作功量，降低氧耗，促进心肌组织的修复和代谢。因此，在左右心功能明显受损的情况下双心室辅助是推荐的首选方法。
参考文献
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