摘要
目的:机械循环辅助(MCS)可以提高难治性心肺衰竭上的存活率,但可造成显著的神经系统发病率和死亡率。这篇文章旨在阐明与MCS相关的脑损伤,并讨论该人群的神经重症监护。
最近的发现:我们没有发现任何针对MCS设备患者的神经重症监护的实践准则或具体的管理策略。在短期和持久的MCS设备中通常会观察到急性脑损伤。越来越多的证据表明,针对MCS装置相关性脑损伤的标准化神经学监测和管理是可行的,并有可能改善神经学预后。
总结:尽管MCS设备与明显的神经系统疾病发病率和死亡率相关,但有关最佳神经监测和神经重症监护的证据很少。随着短期和长期使用MCS设备的增加,预后的改善将取决于神经系统并发症的早期发现和干预以及对它们的病理生理学的进一步研究。
关键词:机械循环辅助LVADECMO脑损伤神经重症监护神经学监测
前言
心力衰竭的治疗已经因机械循环辅助(MCS)设备的使用而出现了革命性的变化。在万患有心力衰竭的美国人中,约有10%的人发展为药物难以治愈的晚期心力衰竭。只有少数患者符合器官移植的条件,而那些符合条件的患者通常需要循环支持,直到获得可用的器官。MCS设备可为急性和慢性晚期心力衰竭提供血流动力学支持。在适当的患者人群这些装置已被证明能提高存活。
可以基于位置和方法将MCS设备分为体外、经皮或体内。这些设备可以根据预期的治疗持续时间进一步细分为短期或长期。表1中列出了可用的MCS设备的分类以及它们的适应症。
体外膜氧合(ECMO)是一种体外支持方法,可用于以下情况:难治性心肺衰竭。存在多种置管方式,其中静脉-动脉(V-A)和静脉-静脉(V-V)分别是心脏和呼吸衰竭的两种最常见的置管方式。虽然其他MCS设备仅提供循环支持,但ECMO独特之处在于它可以提供氧合作用。经皮设备包括主动脉内球囊反搏(IABP),TandemHeart(具有左心房至股动脉旁路系统的离心泵)和Impella(经皮轴流泵)。IABP提供间接心脏支持,通过减少后负荷并增加主动脉压,从而降低左心室壁应力并改善心输出量。TandemHeart和Impella均可通过泵提供直接的心脏支持。体内装置植入胸腔内,并具有外部控制器和电源。这些设备可用于短期治疗或长期治疗。左心室辅助设备(LVAD)用于保留右心室功能的患者支持左室功能,右心室辅助设备(RVAD)可用于右室功能不全,左室功能正常的患者。对于双心室衰竭的患者,双心室辅助设备(BiVAD)或全人工心脏(TAH)可以提供整体心脏支持。全人工心脏(TAH)是一种MCS设备,用于双心室心力衰竭。
尽管MCS装置对于难治性心肺衰竭患者可能是一种挽救生命的疗法,但它们会带来严重的不良反应和并发症,从而导致很高的发病率和死亡率。MCS设备的常见并发症包括出血,血栓形成,感染和神经系统损伤。在需要MCS装置的患者中,神经系统并发症是预后不良和死亡的主要原因。这篇综述旨在描述MCS设备的神经系统并发症的患病率、诊断和管理,以及对该人群的神经重症监护的特殊考虑。
急性缺血性中风
急性缺血性中风(AIS)是MCS设备最常见的神经系统并发症之一,发病率和死亡率高。除了普通人群中AIS的传统危险因素外,还有一些独特的危险因素会导致使用MCS装置患者AIS的患病率升高。
左心室辅助装置(LVAD)
LVAD植入后AIS的患病率为6%至19%。在诸如LVAD等设备中,有人提出AIS具有双峰时间分布,其中大部分卒中发生在植入后不久,并在支持后9-12个月时再次升高。虽然早期中风可能与围手术期并发症有关,但动脉血栓栓塞是导致LVAD支持期间与LVAD相关的AIS的主要危险因素。泵血栓形成是LVAD的主要并发症,并且与AIS的发展有关。除了充当血栓形成病灶外,LVAD相关感染通过脓毒症栓塞和感染相关的高凝是已知的缺血性卒中的危险因素。LVAD患者的AIS也与传统的危险因素有关,包括房颤,高血压(MAP>85)和抗凝不足。
ECMO
接受ECMO的患者的AIS总体患病率为1–20%,而V-AECMO的AIS数量似乎高于V-VECMO。最近的一项荟萃分析比较了V-A和V-VECMO之间的急性脑损伤,发现V-AECMO中AIS的患病率为10%,而V-VECMO患者中AIS的患病率仅为1%,这很可能与V-AECMO患者的基础疾病,置管技术和动脉受累程度有关。由于ECMO回路的非内皮表面与患者血液之间的相互作用,ECMO回路可能诱发高凝状态,并且ECMO回路血栓形成与AIS相关。AIS和ECMO的持续时间之间存在线性关系,但是,是否存在AIS是较长ECMO支持时间的原因还是后果尚不确定。鉴于需要持续的抗凝治疗,接受肝素治疗的ECMO患者有发生肝素诱导的血小板减少症的风险,这与AIS的风险增加有关。由于其他全身性出血并发症,可能需要中断抗凝治疗,这会使患者面临包括AIS在内的血栓事件的更大风险。最后,V-VECMO中AIS的其他主要危险因素包括脑静脉窦血栓形成和反常栓塞。
其他设备(TAH,Impella,TandemHeart和IABP)
在其他MCS设备中关于AIS的研究较少。有限的文献表明,TAH中AIS的患病率与LVAD相似或更高,Impella患者中的患病率约为4%。在19例TandemHeart的研究中,有5%的患者在支持期间发生了AIS。缺血性卒中在需要IABP的患者中不太常见,患病率为2%。对其他MCS设备中AIS机制的研究很少。在其他短期设备(IABP,Impella和TandemHeart)中看到的AIS可能与高凝和围手术期血栓栓塞有关,而TAH中的AIS可能与感染和抗凝作用不足有关。
与MCS设备关联的AIS的管理
使用MCS设备患者的AIS诊断基于急性发作的症状,神经系统检查和影像学发现。CT可以检测缺血性中风;但是,CT对小或脑干梗塞的敏感性较低。装有MCS装置的患者由于硬件原因无法进行MRI检查。
由于MCS设备需要抗凝治疗,因此通常禁止使用组织纤溶酶原激活剂(tPA)进行静脉溶栓治疗。当患者AIS时未进行抗凝治疗时,由于血流感染和败血性栓塞的频繁发生以及与非生理性血流相关的后天性vWf缺乏,静脉输注tPA后发生出血转化的风险仍然增加。应在所有患者的急性期进行CT血管造影,以评估是否存在大血管闭塞(LVO),以进行潜在的机械血栓切除术(MT)。在一项研究中,33%LVAD相关AIS患者患有急性LVO,虽然尚未对该人群进行MT的专门研究,但一些研究表明它既可行又安全。甚至很少有关于MT在ECMO患者中可行性的信息。有研究报道了两名V-AECMO患者接受MT并成功再通并随后恢复神经功能。
没有与MCS装置相关的AIS后急性血压管理的指南。对于没有MCS装置的患者,美国心脏协会(AHA)指南建议急性卒中后允许高血压(/)。尽管为了允许患者在MCS装置上保持足够的脑灌注而允许更高的血压是合理的,但认识到增加的后负荷对心脏和装置功能的影响也很重要。AIS后应继续抗血小板治疗,因为具有MCS装置的患者再次出现血栓形成事件的风险较高。然而,MCS装置患者在AIS后恢复抗凝治疗的最佳时机仍然未知。对于房颤患者,经常建议在AIS后4到14天之间开始抗凝治疗,尤其对于梗死面积较小的患者,因为症状性颅内出血并不常见,因此更早恢复是安全的。对于具有MCS装置的患者,应至少在此时间范围内恢复抗凝治疗,对于梗塞面积相对较小的患者,应考虑尽早恢复,以减少发生进一步血栓栓塞并发症的风险。多学科管理和讨论对于MCS装置相关AIS后的血压控制和抗血栓形成治疗至关重要。
颅内出血
需要MCS装置的患者中通常观察到出血并发症,并且颅内出血(ICH)是最令人担忧的出血并发症之一,其后果具有毁灭性。在LVAD和ECMO中,实质内出血(IPH)是最常见的ICH类型,其次是蛛网膜下腔出血(SAH),最后是硬膜下血肿(SDH)。MCS设备中持续的非搏动性血流产生的剪应力和内皮功能障碍会导致vWf构象变化和缺乏,导致出血风险增加。已在多种MCS设备中报告了获得性血管性血友病综合征(AVWS),包括ECMO,LVAD,TAH,TandemHeart和Impella,这使这些患者容易发生出血事件。重要的,MCS设备的非搏动性血流可能会导致大脑自动调节功能受损,继而造成小血管和脑损伤。
LAVD
LVAD中ICH的患病率为5%至15%。与LVAD相关的ICH的危险因素包括女性和高血压。除了这些危险因素外,持续使用LVAD之类的设备还使患者处于反复感染的危险中。LVAD患者菌血症和器械感染均与ICH风险增加相关,可能是由于感染性栓塞或霉菌性动脉瘤的进展。创伤也是ICH的常见病因,因为患者需要长时间的抗凝治疗。
ECMO
ECMO患者颅内出血的发生率约为4–8%,并且在V-A和V-V两种模式之间相似。与AIS类似,由于缺乏标准化的神经系统监测,尚未对ECMO患者的ICH时机进行很好的研究。在插管后早期系统地进行CT成像时,发现因难治性心肺复苏(CPR)需要V-AECMO的患者中有10%患有ICH,需要V-VECMO的患者中有11-16%患有ICH,强调神经学监测的重要性,尤其是在ECMO支持初期,因为重度镇静导致神经系统检查受到限制。这些研究发现提出了一个重要的临床问题,即是否应在所有ECMO患者中常规进行脑部CT检查,因为未检测到的“沉默”ICH可能会因系统性抗凝导致持续的破坏性出血。除了抗凝,重症患者可能经常观察到脑微出血(CMB)。CMBs代表脑小血管疾病(CSVD)的表型,由于潜在疾病过程(例如急性呼吸窘迫综合征,心源性休克和心脏骤停),ECMO患者特别容易出现CSVD。为了更好地了解ECMO患者中CMB和ICH的机制,需要进行进一步的研究。V-VECMO的颈静脉双腔大孔插管与ICH相关,这可能是由于颅内静脉压升高和/或ECMO插管的静脉血栓形成所致。(翻译:刘炳炜,编辑:刁孟元)
浙大杭州市一重症