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先心病术后肺动脉高压(肺高压)是影响术后转归的严重并发症之一,先天性左向右分流型疾病和瓣膜病患儿约有69%和74%合并有肺高压。肺高压能导致右心功能和呼吸功能不同程度损害,严重肺高压治疗困难,病死率高。 肺动脉高压的诊断标准及产生机制: 当静息状态肺动脉收缩压 > 4
KPa(30 mmHg)或平均压 > 2.7-3.3 KPa (20-25 mmHg),运动状态肺动脉平均压 > 3.3-4 KPa(25-30 mmHg)时,即诊断为肺动脉高压,简称肺高压(Pulmonary Hypertension,PH)。 根据公式肺血管阻力(PVR)=[肺动脉平均压(PAP)-左房平均压(LAP)]/肺循环血流量(Qp)可知,肺高压的产生机制包括下列4种情况:(1).肺血管阻力增加;(2).肺血流量增加而肺血管阻力正常;(3).肺血流量和肺血管阻力二者同时增加;(4).肺静脉压力增高。 (一)肺血管阻力增高 (1)肺血管阻力增高的影响因素 正常情况下,出生后肺小血管肌性动脉壁逐渐扩张变成壁薄腔大的成人型结构,随着肺泡、尤其是肺小动脉的不断增长、增多,肺动脉压在出生初24小时即降至主动脉压的一半,生后3-4周内肺血管阻力近乎只有体血管阻力的20%,此后PVR继续下降直至出生后6周,并最终形成肺血管床低压力、低阻力、高血流量的特点。肺血管床的直径、数量以及长度是决定PVR的主要因素,其中肺血管床直径又受其血管壁平滑肌张力以及解剖或病理性狭窄改变的影响。 ① 肺泡低氧 与低氧时体血管的扩张不同,肺泡低氧时肺血管平滑肌收缩,此系肺血管为适应血流从低氧区域转移以改善通气-灌注的一种调节反应。尽管肺动脉低氧也能影响PVR,但相比之下肺泡低氧更为重要,目前认为其机制可能与K+通道的抑制有关。 ②.血PH值 与肺泡低氧相仿,PH对肺血管的作用亦与体血管相反,即酸中毒引起肺血管收缩,并且与肺泡低氧一起导致PVR增高。已证实,是血PH而非二氧化碳分压为这一反应的主要调控因素,二氧化碳分子若不依靠其对血PH的影响,其本身是肺血管扩张剂。 ③.血管活性物质 肺内生成或血液循环中的许多血管活性物质可影响肺血管平滑肌的张力(见表8-8)。一些血管活性物质对肺循环的作用一定程度上依赖于静息时肺血管的张力或其他因素,称为对肺循环作用可变的活性物质。例如去甲肾上腺素通常是血管收缩剂,但PVR增高时则松弛肺血管。与此相似,血管收缩剂对已最大程度收缩的肺血管不会再进一步升高PVR,研究认为血管内皮功能对决定活性物质最后的净作用有重要意义。 表8-8 部分内源性合成肺血管活性物质列表
④.体外循环 先心病手术绝大多数是在体外循环下进行的,血液与非生理性人工界面接触后激发机体产生炎症反应,造成肺血管内皮损伤、微血栓形成、肺内白细胞聚集、过多血栓环素生成、血浆内皮素-1增高,最终导致PVR升高。研究表明继发于肺血管内皮功能障碍的内皮源性舒张因子(EDRF),即内源性NO合成下降是新生儿和婴儿体外转流后即刻并发肺高压最主要的原因,且其受损程度与肺高压严重程度呈正相关性。 ⑤.神经系统的调控 肺血管平滑肌同时受交感神经和付交感神经支配,静息状态下自主神经系统对PVR几乎无影响,但气管内吸痰和其他刺激引起的肺血管收缩中,交感神经的刺激可能起介导作用。 ⑥.肺实质和胸廓疾病
肺炎、呼吸窘迫综合征、限制性气道疾病、气道高反应等急慢性肺实质疾病均可因肺泡低氧、局部产生的血管收缩物质以及功能残气量(FRC)下降等综合因素导致PVR增加。此外,胸腔积液、张力性气胸以及胸壁疾病通过影响肺泡的膨胀亦可使PVR升高。 ⑦.机械通气
当肺泡膨胀至正常FRC时肺血管阻力最低,膨胀不足(如肺不张、气道塌陷)时,由于肺容积降低,压迫肺微循环,PVR会升高;反之过度膨胀或呼气末正压(PEEP)过高也会增加PVR,这是肺泡壁毛细血管受压或直接刺激血管收缩所致。 (二)肺血管阻力增高的病理分级 Heath和Edwards对PVR增高的病理改变进行了6级分级,包括Ⅰ级:肺小动脉中层平滑肌增厚;Ⅱ级:内膜细胞增生;Ⅲ级:内膜增厚和纤维化,有时伴早期广泛血管扩张;Ⅳ级:广泛性血管扩张及局部区域的丛样改变;Ⅴ级:内膜中层广泛纤维化,血管瘤样改变;Ⅵ级:坏死性动脉炎。一般认为,Ⅲ-Ⅵ级为不可逆病变,即肺血管梗阻性疾病(Pulmonary Vascular Obstructive Disease,PVOD)。肺形态学研究对伴先心病的肺血管病理改变更好地提供了定量分级,即A级:平滑肌细胞外周化,伴或不伴中膜增厚;B级:平滑肌远端扩张以及中膜较正常增厚1.5-2倍(轻度),较正常增厚≥2倍(重度);C级:外周肺血管相对肺泡密度下降<50%(轻度),下降≥50%(重度)。 (三)心脏病术后肺血管阻力增高的危险因素 (1).生后1-2天的新生儿 由于PVR在出生后最初几天内相对较高,且更为重要的是正值肺血管结构从胎儿型向成人型转换,极不稳定,因此心脏手术(如完全性大血管错位,室隔完整型肺动脉闭锁)除非必须,应尽量避免在生后24小时内进行。 (2).伴肺静脉高压的婴儿和大龄儿童 如梗阻型完全性肺静脉异位引流或限制性房间隔的左室发育不良综合征的婴儿,办膜病变病儿。 (3).先心病合并PVR增高的婴儿和大龄儿童 婴儿型肺动脉结构的演变在某些大量左向右分流的先心病中常不能正常进行,如不经早期手术,生后数月内即可迅速发展为PVOD。这类病种有大血管错位伴室间隔缺损、永存动脉干、完全性房室通道(尤其合并21-三体畸形)、单心室不伴肺血流梗阻、大型室间隔缺损或多发性室间隔缺损、大型动脉导管未闭。 (4).术前心导管资料提示器质性肺高压可能 根据上海第二医科大学附属新华医院对50例左向右分流先心病伴重度PH(Pp/Ps≥0.8)患儿的回顾分析:年龄>2岁、肺小动脉阻力>9wood单位、肺小动脉楔压<12mmHg、肺循环/体循环血流量(Qp/Qs)<2、动脉血氧饱和度<95%五项指标中3项或3项以上改变者多提示器质性肺高压可能,术后肺高压发生率高。 (5).机械性梗阻 常见心内畸形纠治术后仍存在残余左向右分流或残余肺动脉分支梗阻、肺静脉狭窄或肺栓塞。 (6).其他因素:肺实质病变,左房压增高,血粘度增高等 (7).不明原因PVR增高 无法以心内畸形解释的肺高压,如2月患儿室间隔缺损合并PVR/SVR=1,可能为原发性肺高压。 (8).肺静脉压力增高 肺高压也可出现于肺静脉压增高者。新生儿见于肺静脉梗阻疾病(如梗阻型完全性肺静脉异位引流)或房室瓣闭锁在肺静脉侧心房且房膈完整(如单心室/二尖瓣闭锁/房膈完整);大龄儿见于左心梗阻性疾病如二尖瓣狭窄等。 (四)先心病术后肺高压的临床表现和监测方法 (1).临床表现 术后肺高压可表现为反应性肺高压和肺高压危象。反应性肺高压常发生于术后初48-72小时内,肺动脉收缩压快速上升≥2.66 KPa(≥20mmHg),并出现烦吵不安,大都持续时间短暂约5-10分钟,多数由于气道内吸引操作引起,对镇静剂、肌松剂和皮囊纯氧过度换气反应良好。若肺动脉收缩压迅速上升,而体动脉收缩压变化不大或下降则为肺高压危象。此时因肺动脉压迅速上升,右心室收缩期超负荷,导致右心衰竭、左心充盈减少,同时扩大的右房、右室造成体循环灌注压低,最终导致严重低心排血量综合征。低氧、高碳酸血症、代谢性酸中毒、烦躁以及气道内吸引等均是诱发因素,尤其好发于完全性肺静脉异位引流、永存动脉干、完全性房室通道、大血管错位伴室间隔缺损术后,若不及时诊治死亡率高。资料显示VSD伴肺高压者术后死亡率比无肺高压者高2.6倍。 肺高压患者心电图表现为右心室肥厚,如右心前区导联高大R波、电轴右偏以及右心室劳损。一般肺动脉压力越高,心电图表现越敏感。胸片显示肺动脉段凸出,肺充血。 (2).监测方法 对术后易并发肺高压的高危患儿,有必要在术中经右室流出道预先放置肺动脉测压管,其优点能术后连续直观评估肺动脉压力。依靠胸片判断肺动脉测压管位置是正确评价肺动脉压力的前提(见图8-1,8-2),如测压管插得过深,则所测压力仅代表肺小动脉楔压,造成人为低估肺动脉压力。二维心超多普勒检查通过识别三尖瓣返流以及平均右房压/三尖瓣射血流速峰值的比值亦可估测肺动脉压力,其优点为无创伤性,且能同时诊断术后残余解剖问题。
(五)先心病术后肺高压的防治 正常状况下,肺血管阻力不超过体血管阻力的1/3。病理情况下,肺血管阻力和压力的增高导致右室后负荷相应增加,代偿一旦失调,右室则无法泵血入肺,尤其当肺动脉压力突然急剧增高时可引起严重低心排,甚至心跳骤停。此外,当病人存在体-肺循环间分流时,肺血管阻力的增高可导致右向左分流,产生严重低氧血症。因此,及时舒张肺血管平滑肌、降低肺动脉压力和肺血管阻力、改善右心功能是防治肺高压的关键。 术后肺高压治疗成功与否取决于基础疾病的诊断、心肺功能障碍的程度、肺高压的严重性、治疗的反应性以及预后。 (1).镇静与镇痛 对肺高压患儿术后最初72小时内给予绝对镇静和充分镇痛是必要的,目的在于最大程度降低疼痛、吸痰以及有创性操作等引起的交感神经刺激,使PVR处于相对稳定状态,对预防和治疗肺高压均有重要意义。 机械通气病人芬太尼(Fentanyl) 5-10μg/kg静脉负荷后或直接以10-15μg /kg/hr维持,能明显减弱气道吸痰对体、肺血管的不良影响,尤其对新生儿病例可预防反应性肺高压的发生。与吗啡相比,芬太尼镇痛作用强,且对体血管作用小。但病人会很快出现对芬太尼的药物依赖,有时需每天增加滴速。该药物初次或高剂量应用时可发生胸壁或腹壁肌肉僵硬,影响肺功能,因此需协同间歇给予肌松剂,宜选择对心血管系统影响较小的非去极化药物,如万可松(Vacurium) 0.1mg/kg/次静脉推注。加强短效镇静剂米唑安定(Midazolam)和长效镇静剂劳拉西泮(Lorazepam)、地西泮的使用亦有助于术后降低和稳定PVR。 (2).机械通气 吸入高浓度氧气可扩张肺血管,降低肺血管阻力,但长时间吸入过高氧浓度(FiO2≥0.6),特别对新生儿病例,易导致氧中毒、肺损伤。呼吸机应用期间,定期胸部物理治疗和气道吸引避免肺不张,调节潮气量避免过度或不足的肺膨胀,降低胸腔内平均压,及时复查胸片早期发现肺不张、气胸、胸腔积液等限制肺膨胀的因素并予以纠正有利于维持肺泡FRC,控制PVR。 PEEP的选择取决于病人有无肺部疾病及轻重程度。正常情况下2-4cmH2O为适宜PEEP,有助于肺泡FRC和氧分压的维持。而肺水肿等肺实质性疾病者较高PEEP则更为有益,此时PEEP对PVR并无影响,或甚至起降低PVR作用。 (3).纠正酸中毒 定期复查动脉血气,调节血PH值7.5-7.6,尤其术后48小时内PH偏碱对防治肺高压有重要价值。由于过度通气(呼吸性碱中毒)时平均气道压力增加,不利于降低PVR,加之影响心室充盈和脑血流量以及容易引起气压伤,因此理想的碱化如血清Na离子浓度允许,应至少部分通过输注碱性溶液(5%碳酸氢钠或三羟甲基氨基甲烷(THAM))来完成。 (4).扩血管药物 ①.α受体阻滞剂 如妥拉唑林(Tolezoline)为非选择性α受体阻滞剂,通常首剂1mg/kg加适量葡萄糖水经肺动脉测压管内缓慢推注,如有效则以1-2 mg/kg/hr持续给药。虽部分病例能降低肺动脉压力,但因其非选择性也使体循环压力下降,尤其当血容量不足时可使心排量降低。 ②.腺苷(Adenosine,AD) 腺苷是一种内源性嘌呤核苷,是三磷酸腺苷(ATP)在体内代谢形成的中间产物。其通过结合肺血管平滑肌上特异性A2受体兴奋腺苷酸环化酶,增加细胞内cAMP浓度,并由之介导血管平滑肌的松弛。值得一提的是,腺苷对肺血管的舒张具有相对高的选择性,这与肺循环对药物大量摄取、快速代谢以及药物半衰期短等因素相关。中心静脉途径给药时,约有73.6%的腺苷被肺血管床吸收,起效后的腺苷经肺血管床大面积内皮细胞和红细胞膜上腺苷脱氨酶代谢而从血液中清除,其半衰期小于10秒,未分解的药物在入体循环前又被左房进一步吸收,从而解释了药物优先作用于肺血管的机制。50μg/kg/min由肺动脉测压管途径持续给药15 min后可显著降低肺动脉压、肺血管阻力指数,对体循环影响较小。腺苷对肺血管的选择性因外周途径用药而受到限制,此时需很高剂量,这与药物在外周循环中快速失活有关。 ③.前列腺素类药物 前列腺素I2 (PGI2),即前列环素(prostacyclin),为花生四烯酸的代谢产物,具有强大扩血管作用,对肺血管的扩张作用大于对体血管。该药通过血管平滑肌细胞上的相关受体激活腺苷酸环化酶,增加细胞内cAMP水平,从而降低肺动脉压和肺血管阻力,改善右心功能,并有抑制血小板聚集及血小板平滑肌增生的作用。因其半衰期短(2-3 min),故需持续静脉微泵给药,确保通过肺后并不失去其活性。初始剂量2 ng /kg /min,需要时每隔10~15
min增加2 ng/kg/min,最大剂量为15-20μg /kg/min。副作用包括低血压,脸潮红,发热,头痛等不良反应。该药价格昂贵,国内来源困难。目前临床较常用的是前列地尔(prostaglandin E1, PGE1),其剂量为0.05-0.1μg/kg/min。虽有扩张肺血管作用,但选择性不如PGI2,常发生低血压,且对早产儿及新生儿易造成呼吸抑制。报道婴儿先心术后PGE130 ng/kg/min相当于PGI2
5ng/kg/min的扩血管效应。近年来前列腺素E1脂微球载体制剂(Lipo-
PGE1)问世,其靶向性治疗明显,半衰期延长,剂量小,仅为PGE1的1/10即5 ng/ kg/ min,抑制呼吸等副作用减少,肺动脉途径给药更为理想。关于PGE1和PGI2吸入疗法治疗肺高压的报导亦陆续出现,其疗效有待进一步研究。 ④.磷酸二酯酶抑制剂 米力农(Milrinone)为第二代磷酸二酯酶3(PDE3)抑制剂,该药经β受体旁途径起效,通过抑制PDE3使.cAMP降解减少,间接增加细胞内cAMP浓度。在心肌细胞,cAMP浓度升高调节钙通道开放,加速钙离子内流和从肌浆网中释放,最终激活收缩蛋白,产生正性肌力作用;在血管平滑肌细胞,cAMP提高松弛时钙离子的重吸收,从而降低细胞内钙浓度,扩张血管床;此外cAMP在舒张期调节肌浆网钙通道开放,提高钙的再摄取,降低细胞内钙浓度,加速舒张速率。因此米力农不仅能降低肺动脉压力及肺血管阻力,而且增加心排量,改善心室舒张功能,并且不增加心肌氧耗量,优于一般的扩血管药物。近年多中心临床报导米力农被成功应用于心脏术后肺动脉高压的防治。米力农静脉负荷剂量为50μg/ kg,15 min后,以0.5-0.75μg/kg/min静脉维持是降低肺血管压力和阻力的最佳剂量。静脉过快注射或长期给药应注意低血压,心律失常及血小板减少等不良反应。一般推荐是使用疗程1周,长时间应用疗效不肯定,有加重心肌损害作用。 Sildenafil/Viagra
(西地那非/万艾可)是cGMP特异的PDE5选择性抑制剂,对PDE5(主要存在于肺组织)的作用强于对任何一种其他已知PDE(是对PDE1作用的80多倍,对PDE2、3、4
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