“醉”译献 | 肺动脉高压围手术期决策
嘉兴市第二医院麻醉科 译审介绍肺动脉高压(PH)是由单个或多个病变的病理生理相互作用引起的临床实体。术前优化、风险分层和预后对改善围手术期结局至关重要。由于手术性质、持续时间和手术部位不同,术前评估、麻醉实践、麻醉选择和术后护理预计也会有所不同。围手术期并发症发生率和死亡率是手术和麻醉决策的重要考虑因素;因此,在术前评估中,病因病理生理学特征和血流动力学及临床表现的评估变得至关重要。此外,功能状态、伴随器官受累和用药史的评估进一步有助于在计划手术前进行细致的计划。术前肺动脉高压可能仍未确诊、未治疗且优化效果不佳。麻醉医生在围手术期实践中经常遇到PH,并且在术前检查、围手术期药物和/或手术管理以及风险分层过程中经常面临困境。由于PH血流动力学与麻醉和手术的复杂相互作用,术中和术后麻醉管理变得具有挑战性。本综述旨在强调这些挑战、负担和预后。麻醉剂、失血量、静脉输液和血液成分治疗、呼吸机策略、液体转移、手术技术、手术应激和术后疼痛对肺和全身血流动力学参数的影响难以预测。本文综述了肺动脉高压血流动力学与麻醉和手术的相互作用。此外,它集中在接受心脏手术、非心脏手术和实体器官移植患者的围手术期计划和管理策略。
方法
通过检索PubMed,检索项目"肺动脉高压和麻醉"、"肺动脉高压和手术"、"肺动脉高压"、"并发症和肺动脉高压"、"肺动脉高压血液动力学"、"肺动脉高压的病理生理学"、"肺动脉高压的管理"、"肺动脉高压治疗"和"预后和肺动脉高压"。还从检索文献的参考文献列表中提取了文献。仅审查了1980年1月1日至2021年8月31日期间以英文发表的论文。它还包括欧洲和美国关于PH诊断和管理的指南。优先考虑系统综述、随机试验、登记和具有更高样本人群的观察性研究;共确定了2 123份出版物。删除重复文献、病例报告、病例系列,并根据摘要或通过检查全文排除研究后,确定纳入87篇出版物。
定义和分类最近的第六届世界肺动脉高压研讨会建议将平均肺动脉压(MPAP)的临界值从25 mmHg降低至20 mmHg,并包括单独毛细血管前和合并毛细血管前和毛细血管后PH肺血管阻力(PVR)≥3 WU。因此,毛细血管前PH的特征为MPAP>20 mmHg,PVR≥3 WU和PAWP>15 mmHg,而孤立性毛细血管后PH的特征为MPAP>20 mmHg、PVR≥3 WU和PAWP>15 mmHg。合并毛细血管前和毛细血管后PH的特征为MPAP>20,PVR≥3 WU,且PAWP>0.15 mmHg。该降低的依据是最近的数据,其中静息时的MPAP为14±3.3,两个标准差表明MPAP>20 mmHg 。尽管修订了定义,但在本综述中,术前评价、临床决策和靶向血管扩张剂治疗仍考虑MPAP>25 mmHg。由于缺乏当前数据,基于采用新临界值确定围手术期风险和管理策略可能不适当。在没有心导管插入的情况下,很好地区分肺动脉高压的三种生理类型是不可能的,但仔细的病因病理学特征可能有助于在一定程度上区分这三种变异。PH的病理生理学仍在发展,一些新药和疾病实体在世界卫生组织(WHO)更新的分类中占有一席之地。
病理生理学
肺血管阻力是影响肺动脉压的最主要因素。心输出量(CO)和左心房压力增加通常是可逆的,如果基础病理得到早期和充分治疗,PAP可能恢复正常。长期高血压患者的肺血管阻力可能可逆或不可逆。根据Poiseuille方程,PVR与血管长度和血液粘度成正比,与血管半径的四次方成反比。WHO各组的显著发病机制如图1所示。WHO I组包括几种病因,肺平滑肌和内皮增殖是大多数PVR增加的原因。骨形态发生蛋白受体2型(BMPR 2)突变导致肿瘤生长因子(TGF-b)与激活素受体样激酶(ALK-1)结合以及TGF-b与ALK-5结合的抑制作用丧失,从而减弱内皮和平滑肌增殖反应。血清素和内皮素增加以及一氧化氮活性降低似乎是导致肺动脉平滑肌增生的致病途径中的常见因素。先天性心脏病和分流病变通常与肺动脉血流量增加有关,疾病晚期可导致平滑肌肥大。在WHO II组PH中,毛细血管后PH型更为常见,因为左心室(LV)舒张末期压、左心房压或肺静脉压升高。在少数患者中,混合型PH出现在左心(LH)疾病的晚期。WHO III和IV组PH可归因于肺血管床闭塞、阻力增加和低氧血症。WHO V组具有多因素发病机制,其中几种病变的病理学尚未假设。此外,动静脉(AV)瘘引起的CO升高可能是终末期肾病患者PA压力升高的原因。
围手术期肺动脉高压的患病率和预后6肺动脉高压通常在术前未被发现。此外,尽管已知经胸超声心动图在评估PAP和PVR方面存在局限性,但很少进行心导管插入术。文献中无法获得心脏和非心脏手术患者的确切PH负荷。在德国心脏手术患者中进行的一项邮政调查显示,PH的发生率为10%,右心(RH)功能障碍的发生率为19.5%。近1%的普通人群受到PH的影响,老年人(>65岁)的发病率高达10%。西澳大利亚州的一项研究报告了326例病例/100000居民,LH疾病相关PH是最常见的原因(250例病例/100000)。然而,PH的真实患病率尚不清楚,一些登记研究引用的估计值范围为5 - 52/百万。
PH患者心脏手术后的围手术期后果已得到充分确定,并纳入风险评分中。在心脏手术人群中,据报告死亡率高达25%。与心脏手术不同,PH尚未作为非心脏手术术后结局的独立预测因素纳入指南和风险评分中。此外,PH在接受冠状动脉旁路手术的患者中被确定为死亡率的预测因子(OR,2.1;P=0.029)。在心脏移植患者中,PH患者的即刻死亡率(0-2天)高3倍(经肺梯度= MPAP-PCWP) ≥15 mmHg或PVR≥5WU)。此外,右心室(RV)衰竭伴PH与心脏移植后19%的死亡率和50%的并发症发生率相关。
PH非心脏手术的大部分结局数据来自病例报告、病例系列和回顾性研究。在114例接受大手术的肺动脉高压(PAH)患者的大型回顾性研究中,观察到的总死亡率为3.5%;急诊手术死亡率最高(15%)。此外,术前步行距离较短、右心房压较高和围手术期儿茶酚胺需求量较低的患者术后并发症风险较高。在另一项145例平均RV收缩压(RVSP)为68 mmHg的患者的回顾性系列中观察到7%的死亡率。肺栓塞病史(P = 0.04)、电轴右偏(P = 0.02)、RV肥大(P = 0.04)、RV心肌功能指数≥0.75(P = 0.03),RVSP/收缩压≥0.66(P = 0.01),术中使用血管加压药(P<0.01)与术后死亡率增加相关。然而,在较小的回顾性系列中观察到较高的死亡率和发病率。Minai等报告称,中重度PAH(平均PAP 53 mmHg)患者在手术干预后的每例手术死亡率为18%,RH失败率为19% 。在另一个较小的系列中,在7%的PAH患者中观察到死亡;该系列中较低的死亡率可归因于50%的局部镇痛发生率,并且大多数(75%)为纽约心脏协会(NYHA)I和II心功能分级。
近10年来,早期诊断、PAH目标导向治疗、术前PAH优化、麻醉药物的进步、监测和术后重症监护可能大大降低了术后发病率和死亡率风险(与既往报告相比)。
术前评估应重点进行术前检查,评估范围通常基于手术性质、手术类型、侵入性、手术持续时间和预期液体转移或失血量(图2)。易疲劳、晕厥、胸痛和咳嗽通常出现在LH疾病引起的PH中。登记研究数据还表明,老年患者更常被诊断为PH,并且疾病更晚期、共病、运动能力差和生存率低。需要引出慢性肾病、慢性肝病、慢性肺病和矫正或未矫正先天性心脏病的特异性症状。血液透析史、动静脉瘘未闭和自身免疫性疾病的皮肤表现可提供额外信息。功能状态良好的患者(>4代谢当量)可能不需要在术前进行进一步检查。然而,计划进行器官移植(心脏、肺、肝和肾)和其他高风险手术的患者应进行广泛评估,无论其功能状态如何。
胸部X线检查可显示心脏轮廓增大伴明显的右心室边界,提示右心房和右心室增大。此外,肺湾充盈、右肺降动脉突出和外周修剪可能明显可见。心电图可显示肺心病、窦性心动过速和右心室扩大的证据。超声心动图是PH初始评估的基础,应在所有接受中高风险非心脏手术的患者中进行,无论症状和功能状态如何。这将有助于评价LV和RV收缩和舒张功能。功能状态差、心力衰竭症状、器官移植、单肺通气、血管手术以及肺动脉收缩压>45 mmHg的患者可能需要右心导管插入术。肺功能检查、6 MWD、B型利钠肽(BNP)、NT-pro-BNP、心肺运动试验和耗氧量可能有助于预后和围手术期计划。肺实质功能应进一步通过一氧化碳弥散量和动脉血气分析来评估。血栓栓塞性疾病、肺血管闭塞性疾病和微血栓形成应通过通气-灌注(V/Q)扫描、计算机断层扫描血管造影和肺血管造影进行评价。心脏磁共振可能需要表征复杂的先天性心脏病。
辅助调查可能需要血清学和免疫学检查以排除自身免疫性疾病(肝炎、系统性红斑狼疮、硬皮病、结缔组织疾病和HIV)。阻塞性睡眠呼吸暂停病史需要进行睡眠检查。
择期心脏和非心脏手术的术前决策9
基于RH插管研究的预后影响和决策主要来自接受器官移植的患者。因此,在非移植、非心脏手术环境中的决策极具挑战性。MPAP、TPG、舒张压差(DPG =肺动脉舒张压- PCWP)和PVR的临界值是一个有争议的问题。专业机构和学会的指南中对计划择期手术禁忌症的描述尚未达成广泛共识。TPG>15 mmHg或DPG>7 mmHg的患者需要进行血管扩张试验(图3)。一氧化氮(10-20 PPM)、依前列醇和腺苷常用于血管扩张剂检测。当MPAP下降10 mmHg,使MPAP达到40 mmHg,CO不变或增加时,则认为是阳性反应。其他血管扩张剂(氧气、西地那非)可能不是可逆性试验的理想药物。国际肝移植协会建议在推荐RH导管插入术之前,超声心动图推导的收缩期PAP(SPAP)为>50 mmHg,而其他已发表的报告的SPAP较低(30 mmHg)。考虑到围手术期风险,45 mmHg的SPAP似乎更适合推荐RH导管插入术。由于缺乏数据,各机构的手术决策都是个体化的。
中度至重度三尖瓣反流提示PH,并与肝移植和肾移植后移植物存活率低相关。肺动脉高压可独立存在于终末期肝病、终末期肾病和心肌病之前。此外,这些器官的终末器官功能障碍可能导致CO和PA压力升高,加重已有的PH,因此器官移植可能在不同程度上但不是完全降低PA压力。
RVSP>50 mmHg与肾移植后生存率显著降低相关(HR,3.75 ;P = 0.016)。在另一项研究中,肺动脉收缩压>45 mmHg是肾移植后死亡率的独立预测因素。血管扩张试验无应答者不应接受肝移植,因为其发病率和死亡率不可接受。在43例接受肝移植的Porto-PH患者的回顾性研究中,MPAP>50 mmHg的患者100%死亡,MPAP 35 - 50 mmHg和PVR>250 dynes.sec.cm的患者死亡率为50%。MPAP<35 mmHg或TPG<15 mmHg的患者未报告死亡。较低的MPAP/MAP与围手术期并发症显著相关。
移植前PVR>4 WU已被确定为心脏移植后死亡和器官衰竭的预测因子。在另一项研究中,患有严重PH(PVR>5 WU;TPG>15mmHg)。此外,术前TPG≥15 mmHg的患者术后30天死亡率显著较高,与PVR水平无关。PASP>60 mmHg、PVR>6 WU和TPG>15 mmHg被标记为心脏移植的禁忌症。
潜在的PH对非心脏手术后的围手术期结局有显著的负面影响,更可能发展为充血性心力衰竭(OR,11.9;P<0.001)、血液动力学不稳定(P<0.002)、脓毒症(P<0.0005)和呼吸衰竭(P<0.004)。接受全膝关节或髋关节置换术的PH患者的校正死亡风险高4-4.5倍。
在血管扩张剂治疗无效的重度PH患者中,所有孤立的大手术或移植可能与不可接受的发病率和死亡率相关。在多器官衰竭或一个器官功能依赖于其他器官的病理生理情况下,离体器官移植不太可能成功。肝肺联合移植的患者生存率与单纯肝或肺移植相当。在重度难治性PH中,心、肺和肝联合移植似乎是可行的,与终末期肝病患者的生存率相当。同样,在终末期肾病中,对于血管扩张剂治疗无应答的患者,可考虑肝肺联合移植或心肺肝联合移植。此外,对于难治性PH患者,双侧肺移植应优于单肺移植,因为其生存率和V/Q匹配更好。
麻醉管理计划及术前优化10
在血管扩张剂治疗之前,需要进行术前贫血矫正、维生素B补充、甲状腺优化和动静脉瘘缩小。急诊手术期间,血流动力学优化可能极具挑战性。在建议的紧急手术前应给予吸入性一氧化氮或口服西地那非,术后计划必须包括慢性血管扩张剂治疗的目标。
表1讨论了治疗肺动脉高压的常用药物。术前应继续使用血管扩张剂治疗,突然停药可能导致肺动脉高压危象。然而,血管扩张剂治疗可能不适用于收缩性心力衰竭、LV功能障碍、二尖瓣返流和限制性LV生理学。此外,WHO 3级PH患者接受血管扩张剂治疗后,V/Q不匹配可能加重。利尿剂的继续使用需要个体化的方法,在术前阶段持续存在RH衰竭症状的患者应继续使用。然而,在限制性RV生理、舒张功能障碍和重度PH(无RV衰竭)中必须避免低血容量。血管扩张剂治疗的特定血流动力学和临床目标通常包括WHO I/II级,6 MWD>400 m,RAP<7 mmHg,MPAP<35 mmHg 。慢性血栓栓塞性肺动脉高压中的可逆性肺动脉血流阻塞应在术前通过肺动脉内膜切除术或肺动脉球囊血管成形术进行治疗。
血管扩张剂治疗尚未在WHO 2、3、4和5级中充分尝试,大多数数据来自WHO 1级。钙通道阻滞剂(CCB)(维拉帕米、硝苯地平、地尔硫卓)在血管活性反应阳性的患者中显示出有利的反应。为了改善心功能分级,需要在CCB无应答的患者中启动额外的血管扩张剂治疗;然而,发现10%的患者对CCB治疗有长期应答。西地那非单药治疗或西地那非与依前列醇联合治疗可改善WHO-FC(功能分级)6 MWD。此外,西地那非20 mg、40 mg和80 mg每日3次之间的主要结局无显著差异。已证明内皮素受体拮抗剂(波生坦、安立生坦、马昔腾坦)可改善6 MWD和WHO-FC。有趣的是,还发现马昔腾坦可降低WHO-FC II-III慢性血栓栓塞性肺动脉高压患者的PVR并改善心脏指数和6 MWD。前列腺素类是一种最多样化的药物,可以口服、胃肠外、皮下或吸入给药。肠外前列腺素类(依前列醇、曲前列尼尔)被视为WHO-FC IV级患者的I类适应症。这两种前列腺素类药物均显示可改善6 MWD。
2015年欧洲心脏病学会/欧洲呼吸学会指南指定了I类联合治疗建议:马昔腾坦和西地那非、利奥西呱和波生坦、司来帕格和磷酸二酯酶5抑制剂或内皮素受体拮抗剂治疗。其他二联治疗组合的推荐证据等级较低。在症状恶化和功能恶化的患者中,三联药物治疗(依前列醇、波生坦和西地那非或司来帕格、内皮素受体拮抗剂和磷酸二酯酶5抑制剂)在改善血液动力学、6 MWD、功能状态和生存期方面显示出有前景的结果。已尝试了几种非药物干预(球囊房间隔造口术、肺动脉去神经支配),作为移植前的姑息或桥接,成功率各不相同。
在无心力衰竭症状的情况下,无论PH的严重程度如何,区域麻醉都是低风险至中等风险手术的一种有前途的选择。在患有PH的产科人群中,硬膜外镇痛已被证明并不显著优于全身麻醉。分段硬膜外或使用阿片类药物与局部麻醉剂可以缓解全身血管阻力和静脉回流的快速下降。华法林治疗需要在计划手术前一周停止。根据病因、V/Q扫描和血管造影结果,桥接治疗可个体化。PA树中有血栓形成证据的患者可能需要使用普通肝素或低分子量肝素桥接;然而,在心腔或肺动脉树中没有凝块的情况下,桥接是不必要的。同样,局部麻醉可用于辅助全身麻醉,以充分缓解术后疼痛。围手术期需要良好的疼痛缓解以预防肺动脉高压危象。然而,对于伴有右侧或LH衰竭特征的PH患者,可能不鼓励进行区域麻醉。尽管腹腔镜手术治疗PH存在潜在风险,但由于其独特的术后优势,腹腔镜手术仍应优先于开放手术。
麻醉和手术挑战11
硬膜外麻醉可安全用于产科和下肢手术。局部和神经阻滞似乎对血流动力学的干扰最小。尽管如此,在局部阻滞下手术期间,手术刺激仍可能导致不可避免的血流动力学紊乱。全身麻醉带来了更大的挑战,可能导致PH危象、急性呼吸衰竭、急性RV衰竭、心源性休克、血液动力学衰竭和心脏骤停(图4)。在发生心血管衰竭时,应确保与移植团队协调进行体外膜肺氧合(ECMO)或心室辅助装置的部署。由于肺血栓栓塞和急性肺动脉高压危象的风险,骨科和血管手术的术中和术后并发症风险较高。
PH危象期间血流动力学参数的优化需要降低PAP、增强RV收缩力和维持冠状动脉灌注压。在血液动力学干预之前,必须消除所有PH危象的促发因素。通过确保100%氧气、降低PaCO2、预防体温过低、喉镜检查前充分麻醉深度和气管插管纠正缺氧,有时可能足以逆转肺血管张力。可能需要选择性和非选择性肺血管扩张剂的组合来减少PVR。选择性肺血管扩张作用主要通过吸入给药实现。在围手术期环境中已使用吸入性一氧化氮和前列环素类似物(依前列醇、伊洛前列素和曲前列尼尔)降低PA压力。
依前列醇或西地那非静脉给药可降低肺和全身血管阻力。静脉注射米力农、多巴酚丁胺或硝酸甘油通常是围手术期快速降低肺血管张力的首选药物;然而,它们降低全身血管阻力并降低全身动脉压。同时给予去甲肾上腺素或血管加压素可保持或恢复全身血管阻力并维持冠状动脉灌注压。此外,去甲肾上腺素可增强RV收缩力,而血管加压素可通过催产素型受体进一步降低PVR。肾上腺素和左西孟旦也可用于急性右心衰竭,以改善正常血容量患者的收缩力。肾上腺素引起快速性心律失常的固有风险可能降低有效每搏输出量。去氧肾上腺素通常不适用于PH患者的低血压治疗;已证明其可降低心脏指数,且与体循环动脉压的持续改善无关。同时评估心率、中心静脉压、PAP、PVR、SVR、收缩力和体动脉压有助于选择适当的医疗干预措施。心动过缓和快速性心律失常可能影响CO:心动过缓可导致RV扩张,而快速性心律失常阻止充分的心室充盈。快速性心律失常期间应避免使用β受体阻滞剂,治疗时应首选胺碘酮。机械循环支持可能需要失败的医疗干预,血液动力学崩溃,心脏骤停。
这些患者的心肺复苏极具挑战性,自主循环恢复非常罕见。右心室衰竭可能发生在肺动脉高压危象期间。在这些患者中,静脉-动脉ECMO可以作为恢复的桥梁、桥对桥或移植的桥梁;它有助于减轻右心室壁张力,确保氧合血液输送至冠状动脉循环。静脉-静脉ECMO非常适合急性低氧血症衰竭患者。
直接RV支持通过将右心房/腔静脉血液直接泵入肺动脉来卸载RV。常用的RV器械为Impella RP、TandemHeart和ProtekDuo。右心室装置的使用降低了RAP和RV压力,增加了PAP、左心房压力和CO。在双心室衰竭中单独使用RV器械可能导致肺水肿。同样,在双心室衰竭中单独植入LV辅助装置可能会进一步加重RV扩张和功能障碍。因此,双心室衰竭应由LV和RV辅助器械管理。主动脉内球囊反搏通过降低左心室后负荷和改善冠状动脉灌注改善左心室功能不全患者的心脏血流动力学;然而,其在LV功能正常急性RV衰竭中的作用是有争议的。此外,通过主动脉内球囊反搏卸载LV可能会因消除室间隔依赖性而进一步加重RV功能障碍。
结论由于影像学和诊断方法的改进,肺动脉高压越来越被人们所认识,并在围手术期造成了重大的临床困境。它源于肺和/或心脏解剖学和生理学的功能和结构改变。麻醉和手术可能会不可预测地改变PH患者心血管血流动力学和肺系统的病理生理学相互作用。因此,术前医疗管理和手术决策需要进行术前病理生理学分层。稳健的麻醉计划需要包括手术风险分类以及PH的病因病理学和血液动力学特征,以最大限度地降低围手术期风险。在中高危手术前,应制定详细的术前计划,以减轻肺动脉高压危象、急性心力衰竭和血流动力学衰竭。在几个层面的证据存在严重差距,包括术前检查的程度、术前风险分层和围手术期决策。尽管如此,本综述广泛评价了可用文献,并提出了术前评价、风险分层、优先级和麻醉管理的计划。
(Jha AK, Jha N, Malik V. Perioperative Decision-Making in Pulmonary Hypertension. Heart Lung Circ. 2023 Feb 23:S1443-9506(23)00069-0. doi: 10.1016/j.hlc.2023.01.013.)
嘉兴市第二医院麻醉科简介
嘉兴市第二医院麻醉科建科于1979年,为浙江省医学扶植学科,嘉兴市医学重点支撑学科,国家级住院医师规范化培训基地。科室人才辈出,梯队优良,目前麻醉科医生45名,主任医师6名,副主任医师9名,主治医师14名,麻醉护士14名,手术室护士60名。其中博士2名,硕士23名,教授1名,副教授6名,硕士生导师5名。年完成麻醉量近4万例。骨干成员分别在德国图宾根大学附属医院、德国鲁尔大学附属医院、英国皇家自由医院、美国西北大学芬堡医学院、北京阜外医院、上海中山医院、华西医院等国内外知名院校进修学习,在各领域打造嘉兴地区最优秀麻醉手术团队。
临床上承担嘉兴地区老年危重病人麻醉联合诊疗中心以及超声可视化教学基地,推动本地区舒适化医疗和围术期快速康复外科快速发展。教学上承担浙江省中医药大学、蚌埠医学院麻醉学硕士生培养,嘉兴学院、温州医科大学等临床本科实习生教学基地。是第一批国家级麻醉专业住院医师规范化培训基地,目前已培养优秀的麻醉住培医生70余人。科研上主攻方向为老年患者围术期脏器功能保护、精准麻醉与可视化技术和围术期认知功能障碍的预防与发病机制三个方向,目前承担各级科研项目20余项,GCP 项目5项,科研经费300余万元,发表论文100余篇,SCI30余篇,省市科研获奖十余项,专利20余项。医教研共同发展为手术科室提供卓越的麻醉手术平台,为本专业培养优秀的青年麻醉医生,也起到了本地区麻醉科研的学术引领作用。
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