儿童肝移植手术中高达11%的患儿可合并不同程度的先天性心脏病,这为移植团队带来严峻的挑战。
在中华医学会第29次麻醉学术年会中,潘志英博士就“先天性心脏病患儿肝移植麻醉与围术期管理的思考”进行专题讲座,以期为此类患儿的麻醉与围术期管理提供更多的参考。
CSA2024
01
流行病学资料
先天性心脏病患儿实施非心脏手术的流行病学调查
一项发表于2011年的研究显示,大约50%左右的先天性心脏病患儿可能合并其他方面疾病,(Pediatr Cardiol,2011)。另外有文献指出,出生第一年内接受心脏矫治手术的儿童中大约40%左右在五岁前还需要实施其他类型的非心脏手术(J Pediatr Surg,2014)。
儿童肝移植合并先心病的流行病学调查
一项纳入了1994年到2004年台湾长庚纪念医院收治的儿童活体肝移植(LDLT)回顾性研究显示:从 1994 年 6 月到 2004 年 12 月,共实施了 203 例 LDLT,其中23 名(11%)患儿合并先天性心脏病,其中包含11例为房间隔缺损(ASD),占比48%,4例肺动脉狭窄(PS),4例卵圆孔未闭(PFO),1例室间隔缺损(VSD),一例二尖瓣脱垂,1例合并ASD和PFO,1例合并ASD和PS(Transplantation,2007)。
02
相关病理生理学要点
熟悉先天心脏病的循环特点以及对围术期高风险因素的辨识与管理是降低此类手术并发症和死亡率的关键。先天心脏病有其特殊的血流动力学特点;儿童终末期肝病也有其独特的病理生理学变化;肝移植手术和麻醉可能又对循环、泌尿、呼吸、血液、内分泌等系统产生强烈的影响(大血管的阻断、新肝再灌注、免疫抑制剂的使用、大量失血、体温降低等等带来的系列影响),以上这些复杂的因素将会交织在一起,为围术期管理带来很大的困扰。因此合并先天性心脏病的患儿实施肝移植手术给麻醉科医生、移植科医生、重症医学科医生等相关医护人员带来严峻的挑战,相关人员应熟悉先天心脏病的循环特点并且能够识别和管理围术期高风险因素。
先天性心脏病常见分型
先心病患儿实施非心脏手术,其心脏病类型按分流方向可大致分为:左向右分流型,代表疾病包括:ASD、VSD、动脉导管未闭(PDA);右向左分流型,代表疾病为法洛四联症(TOF)。此外,还有少数肝移植患儿合并儿童心肌病,其代表疾病为扩张性心肌病(儿童心肌病严格意义上不归于先天性心脏病)。
血管阻力与分流量的关系
对于多数简单分流的患儿(ASD、VSD等),流出道阻力取决于肺血管阻力和体循环阻力的平衡。也就是说,当全身血管阻力(SVR)增加时,即全身血管阻力升高幅度高于肺血管阻力变化,血液通过分流孔从体循环向肺循环一侧分流量加大,这样造成体循环血流量减少,肺循环血流量增加。同样,当肺血管阻力(PVR)增加时,血液的左向右分流程度减少,这样造成体循环血流量相对增加,肺循环血流量减少。在先天性心脏病患儿实施非心脏手术中认识到以上病理生理学特点非常重要,围术期管理的基本原则之一就是通过改变机械通气(吸入氧浓度和二氧化碳分压)调控肺血管阻力、利用血管活性药物调节体循环阻力,避免肺循环血流过多。肺循环血流过多不但增加右心室容量负荷,同时随着前负荷的增加又进一步增加了左心的容量负荷,因此围术期应避免心脏容量负荷过重、避免体、肺循环淤血,对于多数左向右分流型先天性心脏病非心脏手术患儿,维持FiO2不超过0.3和二氧化碳分压维持在40~50mmHg(Gregory儿科麻醉学 )。尤其对于肝移植患儿,术后的体、肺循环淤血可能引起CVP升高影响肝脏血液回流从而对移植物功能恢复非常不利。
03
先天性心脏病患儿非心脏手术围术期管理特点
左向右分流(以ASD和VSD为代表)
合并ASD患儿麻醉与围术期关注点:(1)ASD对血流动力学影响一般较小。多数患者多在40岁以后才会发生肺高压,但也存在不少严重的临床特例。(2)多数直径小于10mm的缺损分流量较少。在较大的缺损中,肺循环和体循环血流量比值(Qp:Qs)显著增大,肺血流增多。(3)全身血管阻力(SVR)升高可加重左向右分流,肺血管阻力(PVR)下降也可加重左向右分流,增加肺循环血流量。因此围术期避免吸入氧浓度过高和过度通气。(4)小缺损常在缺损两端存在压差,分流量受缺损影响相对固定。分流远端血流阻抗的改变对分流量的影响较小。大缺损为非限制性缺损,缺损两端的压差较小,分流量很大程度上取决于血流阻抗,因此要避免SVR过度降低(主要发生在腔静脉阻断阶段,回心血容量锐减引起血压下降)以免原先的左向右分流转为双向分流甚至引起右向左分流。
图1 一例单心房患者无肝期体循环压力下降,外周血管阻力降低,导致氧分压明显降低
合并VSD患儿的麻醉与围术期关注点:(1)VSD患者实施非心脏手术,认识肺血流调控的病理生理特点非常重要。应适当增加肺血管阻力限制肺血流过多,避免使用高吸入氧浓度和避免过度通气。肺血流过大和充血性心力衰竭有相关性,因此围术期应通过调整吸入氧浓度等干预措施控制肺血流量避免肺循环血流过多(Qp:Qs增大),防止增加左右心室负荷,肺循环和体循环的淤血不利于肝移植的预后。(2)心率过快加重分流,全身血管阻力升高可加重左向右分流,增加肺血流。(3) 伴有肺高压和右心功能不全的患儿,不能耐受SVR的显著下降,SVR显著降低会导致双向分流甚至是右向左分流。此类患儿应避免PVR增高的一切诱因(哭闹、低氧、高碳酸血症等)。
右向左分流(以法洛四联症为代表)
(1)右室流出道梗阻增加右心室压力,通过室间隔缺损增加右向左分流;漏斗部痉挛或外周血管阻力降低可加重分流,造成严重发绀或缺氧。
(2)麻醉诱导应避免患儿哭闹,防止加重右向左分流 (可以父母陪伴、入室前右美滴鼻或咪唑安定糖浆口服)。麻醉期间须维持SVR。
(3)心动过速、心肌收缩力增强、缺氧可导致漏斗部痉挛,加重右向左分流。处理措施包括:适当增加吸入麻醉深度、β受体阻断剂、a受体激动剂和合适的容量管理。但严重矛盾的是肝移植手术新肝开放期间(尤其是DCD供体)往往不可避免的要使用正性肌力药物和出现容量重新分布,因此未矫治的法洛四联症患儿假设实施肝移植手术将会带来极大的风险。
(4)法洛四联症矫正手术后6~16h可能发生低心排,CO可减少20%~30%。其原因包括:全身炎性反应、此外手术需要打开右心室引起的直接损伤会引起心肌水肿损害心肌收缩和舒张功能。矫正术后往往需要正性肌力药物支持。
综上所述,笔者认为合并法洛四联症的患儿实施肝移植手术风险极大,宜在心脏畸形矫正以后实施肝移植。若法洛四联症矫正手术同期实施肝移植手术,术后可能发生的低心排会造成肺淤血、体循环淤血。体循环淤血引起的CVP增高影响肝脏血液回流对于供肝十分不利;肺淤血可能引起肺部感染继而诱发心衰形成恶性循环。因此法洛四联症矫正手术同期实施肝移植手术依然风险极大,笔者建议至少度过低心排危险期、病情稳定后再实施肝移植手术。
04
肝移植围术期特点与心脏病的相关性
术前
(1)终末期肝病(ESLD)会引起肺部淤血、肺水增多。在终末期肝病和先心病共存的情况下,很难确定肺充血是由于心血管失代偿还是肝脏疾病所导致,这给术前评估带来一定困扰。
(2)ESLD会导致低蛋白血症、腹水。大量腹水会导致严重的限制性通气障碍和低氧血症,类似肝肺综合征、复杂的ASD或大的VSD表现。
(3)ESLD可能导致大量腹水,胸水,血管外肺水增多,对于先天性心脏病患儿可能诱发心衰。
(4)一些代谢性疾病可能产生对心功能的影响:肝豆状核变性可造成心肌重构;丙酸血症可合并扩张型心肌病;糖原贮积症、酪氨酸血症等可出现严重持续的酸中毒从而引起对心肌的抑制。
图2 一例糖原贮积症患者行劈离式肝移植术中乳酸变化
无肝前期和无肝期
无肝前期分离粘连出血、搬动脏器,可能造成血流动力学干扰,打破先天性心脏病原有的血流动力学脆弱平衡。
无肝期:阻断腔静脉造成回心血量急速减少,会对合并心脏疾病患儿产生不利影响。
(1)对于左向右分流患儿(ASD、VSD、PDA等):适当减轻前负荷,其血流动力学变化通常可以接受,若不能有效维持血压,可采用血管活性药物以增加外周血管阻力。
(2)对于右向左分流患儿:在理论上,右室流出道梗阻、体循环阻力和肺循环阻力三者之间的相互关联决定了心内分流量,血压若不能有效维持,应采用去甲肾上腺素增加外周血管阻力。
(3)对于扩张性心肌病患儿:循环功能脆弱,术前吸入诱导/静脉诱导要格外谨慎,笔者建议术前多学科会诊,ECMO团队术前安排好。对于心肌病患儿,低血压和心动过缓是麻醉诱导最常见的心脏停博原因。围术期须严密监测、精细调控,持续监测心排血量、CVP、血管外肺水。丙酸血症易发生酸中毒,积极纠正内环境,减轻心肌抑制,维持心肌收缩力,对于扩张性心肌病患儿既要保持相对较低的SVR也要维持冠脉灌注压防止心肌供血不足。
新肝开放期
对于先心病患儿,新肝开放面阶段临三个严峻挑战:再灌注综合征、心肌损伤、容量负荷突然增加。
(1)再灌注综合征:指再灌注后5分钟内血压下降30%,并伴有严重并发症包括心动过缓、中心静脉压和肺动脉压升高。活体肝移植新肝开放阶段通常表现比较温和,但合并先天心脏病患儿采用DCD供体可能会出现严重的再灌注综合征甚至心跳停止。
(2)心肌损伤:由于供肝代谢产物释放,门静脉开放后患者可能出现不同程度心肌损伤,尤其见于DCD供肝,对于合并心脏病患儿采用DCD供肝可能出现严重的心肌抑制。
图3 一例肝豆状核变性患者新肝开放后出现严重心肌损伤
(3)容量负荷突然增加
1)对于左向右分流患儿,新肝开放后容量负荷突然增加、肺淤血增加和CVP增加会对供肝产生不利影响。除了常规监测以外,笔者建议可以运用肺部超声实时评估血管外肺水,先心病患儿肝移植手术出现不明原因的动脉氧分压趋势走低,肺部超声往往有一定诊断价值。
图4 一例ASD患者新肝开放后肺部超声发现间质性肺水肿
2)对于右向左分流(以法洛四联症为例)患儿,在理论上回心血量突然增加,右心室负荷增加,CVP增加;随着容量负荷的突然增加,增加了右向左分流加重低氧血症;增加室间隔分流量引起左心负荷增加,增加心衰风险。再加之一旦合并再灌注综合征(此时正性肌力药物的应用与其循环特点严重矛盾),法洛四联症在新肝开放期风险极高,因此笔者建议此类疾病先纠正心脏畸形再行肝移植手术为宜。
3)对于代谢性疾病引起的扩张性心肌病患儿,新肝开放期间依然风险大。
①预防再灌注综合征以及心肌损伤(尤其是DCD供体)
此类患儿心功能脆弱,易出现心血管不良事件,术前必须MDT,尽最大限度纠正心功能,制定严密围术期诊疗方案,必要时建立ECMO。笔者建议慢慢开门静脉,同时多放出一些供肝的血液(可以自体血装置洗涤后回输),及时采用血管活性药物支持(必要时提前肾上腺素泵注)。
②应对容量负荷的突然增多
新肝开放前提前应用正性肌力药物维持度过再灌注期。此阶段可能诱发心衰,必要时运行ECMO。严密关注CVP变化,腔静脉开放前泵注硝酸酯类药物减轻前负荷。CVP的显著增加可能影响供肝血液回流对供肝产生非常不利的影响,因此须防止围术期CVP过高,建议采用硝酸酯类药物和利尿剂积极调控前负荷。此阶段建议以PICCO重新评估心功能、容量负荷以及血管外肺水的变化,或者以床旁超声技术实时评估血管外肺水。采用保护性肺通气策略,减少血管外肺水,避免肺损伤以免后续的多器官衰竭。
图5 回顾性研究显示术毕不同CVP水平对儿童活体肝移植存活率的影响
术后
(1)出入量平衡,严密CVP监测,控制容量负荷不宜过多,控制血管外肺水含量。
(2)术后运用床旁超声评估心功能、实时监测血管外肺水。
(3)拔管期间避免气道并发症导致低氧血症。低氧血症可引起肺高压、右心衰竭。
(4)尽量减少机械通气时间,预防肺感染以免出现多米诺效应,一旦出现肺感染、肺不张可能诱发心衰,进而造成全身多器官功能衰竭。
(5)对于未行心脏畸形矫治的左向右分流患儿,术后哭闹、缺氧也可导致诱发肺高压转为右向左分流,加重低氧血症。
小结
(1)认识病情,提前熟悉相关先心病和终末期肝病的病理生理学特点,有的放矢。相关学科医务人员要认清以上两类疾病病理生理的互相作用结果,辩证分析、综合考量。
(2)认识到代谢性疾病可能对心功能的影响:糖原贮积症导致严重酸中毒、肝豆状核变性导致的铜代谢障碍对心肌的影响以及重构、丙酸血症可引起扩心病。
(3)认识肝移植手术过程对不同类型先心病循环系统的影响:腔静脉阻断、腔静脉开放、门静脉开放对不同先心病的独特影响,从而采取不同应对手段(调整前负荷、正性肌力药物、必要时ECMO)。
(4)术后避免诱发心衰:术后精细调节容量负荷避免负荷过重,避免诱发心衰的一切因素(喉痉挛、支气管痉挛、低氧、哭闹、肺水过多、尤其是肺部感染)。
(5)重视反馈:及时随访患儿恢复进度,对患者的随访反馈是提高我们治疗技术的重要手段。
总之,合并先天性心脏病患儿肝移植麻醉与围术期处理极富挑战:一方面肝移植过程中剧烈的血流动力学变化对心功能不全者造成很大的风险,另一方面先心病患儿围术期的肺循环淤血和体循环淤血对移植物十分不利。因此移植团队的医护人员一方面要认清其病理生理变化掌握相关理论知识,另一方面更加需要辩证分析、避免纸上谈兵,做到知行合一,改善患儿预后提高长期存活率。
*本文配图来源于网络
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潘志英 教授
上海交通大学
附属仁济医院
医学博士,副主任医师;仁济医院麻醉科小儿麻醉亚专业组长
第十四届中华医学会麻醉分会老年麻醉与围术期学组委员
中国医师协会毕业后医学教育麻醉科专业委员会儿科麻醉学试点专培专科委员会委员兼总干事
上海医学会麻醉分会疼痛学组委员
中国医学模拟教学联盟气道管理专业委员会委员
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