植入性血流动力学监测装置在慢性心力衰竭家庭管理的应用

张骞 康俊萍 刘小慧 董建增

慢性心力衰竭(chronic heart failure，CHF)的发病率、再住院率及死亡率均很高。有数据表明CHF 患者30 d 和6 个月的再住院率分别高达20% ～30%和50%［1］。尽管药物和器械装置等治疗方法已有很大的进展，CHF 再住院率并未降低，因此，对院外CHF 患者进行主动管理来防止CHF 急性发作或恶化，以减少再住院率仍是一个巨大的挑战［2］。通过远程管理将CHF 患者在院外的监测数据传输给医师，从而对CHF 患者的状态进行多次评估，早期发现并干预血流动力学变化，可减少CHF 恶化事件的发生。随着无线装置及远程传递技术的发展，院外CHF 患者接受持续血流动力学监测已应用于临床研究。本文将对植入性血流动力学监测相关的新技术进行阐述。

1 植入性血流动力学监测的必要性

对CHF 患者的远程管理中，非侵入性远程管理因其“非侵入性”而受到关注，包括通过电话随访或患者激活的电子装置对症状、体重、心率、血压等数据进行监测。尽管对早期的随机对照研究和观察性队列研究进行的荟萃分析表明，通过非侵入性远程监控手段能够降低CHF 患者的死亡率和再住院率［3-5］，但是最近的前瞻性大规模随机对照研究TIM-HF研究［6］和Tele-HF 研究［7］却得出了相反的结论。这些临床试验的阴性结果可能是因为症状出现时往往已是CHF 失代偿的晚期阶段，再住院已经不可避免，另外，其采用的预测参数，如体重等，对CHF 恶化的敏感性较低［8-10］。非侵入性远程管理方法试验结果的不一致提示，单纯通过监测血压、心率、体重等指标对CHF 患者进行远程监测和管理并不足以改善临床预后，尚需更加准确、敏感的血流动力学监测系统用于预测CHF 恶化。

2 植入性血流动力学监测

CHF 再住院前往往有体重增加、胸内阻抗增加及肺动脉压/右心室压增加(图1)［11］。与体重和胸内阻抗相比，肺动脉压升高发生相对较早，因此，肺动脉压力监测能更早发现血流动力学恶化。该系统能够对门诊CHF 患者的血流动力学进行实时监测，医师在CHF 症状出现前即可提早干预，避免CHF 的恶化。目前已有三类植入性血流动力学监测系统，包括右心室压力、左心房压力和无线肺动脉压力监测装置。

图1 慢性心力衰竭再住院前后肺动脉压力记录 28 例慢性心力衰竭患者平均随访17 个月，14 例患者有18 次因慢性心力衰竭再住院。图中压力变化9/12 代表其中12 次再住院事件中9次再住院前(4 ±2)d 有肺动脉压力明显升高，圆点代表肺动脉收缩压，菱形代表肺动脉舒张压，三角形代表心率

2.1 右心室压力监测

Chronicle 装置(Medtronic Inc.，Minneapolis)是一种连续性血流动力学监测系统(implantable continuous hemodynamic monitor，ICHM)，由两部分组成:(1)置于胸前区皮下的程控装置能够处理及储存信息;(2)置于右心室流出道或间隔部的导线，前端的传感器能够监测心内压力。Chronicle 装置的植入过程与单导线起搏器类似，其程控装置置于胸前区皮下，导线则经静脉系统置于右心室流出道或间隔部。植入后ICHM 系统能够持续监测并储存心率、体温、患者活动、右心室收缩压、右心室舒张压、右心室压力上升及下降的最大速率等，然后减去体外标准装置(model 2955HF，Medtronic)所记录的标准大气压即得到相对右心室压力数据。

1996 年Steinhaus 等［12］首先在小样本人群中证实了ICHM 系统用于院外CHF 患者血流动力学监控的可行性。随后又有多项研究验证了其安全性和可靠性，ICHM 植入在不增加器械相关并发症的基础上能够提供与右心导管一致的右心压力参数，记录准确可靠的血流动力学数据，为调整CHF 患者的治疗与管理提供重要依据［11，13-15］。

2008 年的COMPASS-HF 研究［16-17］是目前最大的，旨在评价ICHM 植入是否能安全、有效地降低CHF 患者心力衰竭相关事件发生率的随机、对照、单盲、前瞻性多中心研究，274 例患者均植入Chronicle 装置，随机分为对照组和Chronicle 组。对照组140 例仅接受最佳药物治疗，Chronicle组134 例则根据ICHM 参数指导治疗。平均随访6 个月后，与对照组相比，尽管Chronicle 组的住院、急诊就诊以及需要静脉输液治疗的门诊就诊情况等一级有效性复合终点的发生率未降低(P=0.33)，但二级有效性终点因CHF 恶化住院的相对风险下降36%(P =0.03)。研究中无一例传感器失效;Chronicle 植入全身相关的并发症发生率为8%，除4 例并发症外全部得以解决。对左心室射血分数(LVEF)正常患者的亚组分析显示，一级和二级终点事件发生率的差异无统计学意义。

2.2 左心房压力监测

左心房压力升高是心功能失代偿的特征性表现，临床缺乏准确评估左心房压力的指标，直接测定左心房压力有助于早期发现及治疗CHF 急性加重。2007 年植入性左心压力监测装置HeartPOD(St. Jude Medical Inc，Minneapolis)首次用于CHF 患者，该装置由植入性传感器导线、皮下感应线圈、体外患者询问组件(PAM)和医师的电脑软件组成。股静脉穿刺后通过输送系统将传感器送至右心房，经房间隔穿刺将传感系统植入房间隔左心房侧。传感器上有镍钛合金锚定装置，能够依据房间隔厚度调整大小，并将传感器固定在房间隔上。该装置通过PAM 的125 kHz 无线射频传输系统提供能量并监控左心房压力、体温和心内心电图等数据。在数据监控过程中，高保真生理波形(左心房压力和心内心电图)储存至PAM。左心压力装置植入后，患者需每天服用阿司匹林150 mg 和氯吡格雷75 mg，至少服用6 个月，防止血栓事件的发生［18］。

该装置能对CHF 患者进行安全准确的持续血流动力学监测［18-19］。HOMOSTASIS 研究［20］表明依据左心压力监测数据指导CHF 患者治疗可有效地降低左心房平均压，提高LVEF 并改善患者症状及预后。8 例CHF 患者成功植入该装置，其中左心房压力指导治疗组的平均左心房压力从17.6 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)降至14.8 mmHg，左心房压力＞25 mmHg 的时间同样有效下降67%。这种压力的下降与NYHA 心功能改善、生活质量提高、LVEF 升高、肺毛细血管楔压下降密切相关，依据左心房压力监测对CHF 患者进行干预，包括需静脉药物治疗的CHF 事件和全因死亡的复合终点事件发生率显著下降。但是该装置植入时通过股静脉入径，并行房间隔穿刺，操作相对复杂，对术者要求较高，且为单中心观察研究，入选患者较少，缺乏标准对照组，其结果尚需进一步证实。

2.3 无线肺动脉压力监测

CardioMEMS 装置是一种无线肺动脉压监测系统。2007 年Castro 等［21］完成了第一例患者体内CardioMEMS 植入术，首次证实了无线肺动脉压力监测的可行性。

CardioMEMS 装置由一个植入肺动脉分支的无线压力传感器和一个电子系统组成，可用于监测CHF 患者的肺动脉压及心率。该压力传感器是由线圈和压力敏感性电容组成的囊状电容器，其两端各有一个镍钛合金环，可以自动调节装置的尺寸以适应肺动脉分支大小，对压力传感器在肺动脉中起到锚定作用。压力传感器内的线圈与压力敏感性电容形成电路，并可在特定频率下产生共振，而肺动脉压力可使压力传感器表面发生偏移，从而导致共振频率特征性的改变。压力传感器本身并不具有电线或电池。而置于体外的感应装置则通过电磁耦合原理为压力传感器提供能量，并持续监测后者的共振频率，将其转换为压力波形，最后将肺动脉压力信息传递到安全数据库，供医师通过CardioMEMS 网站实时监测［22］。但是患者必须平卧于特殊的体位，监测到的结果才能从感应装置上获得，监测指标不是持续性的，这与之前的两种持续性监测装置不同。

CardioMEMS 装置通过股静脉穿刺完成，与其他两种装置相比，植入的整体操作更为简单。CardioMEMS 无线肺动脉压力监测系统的植入需在无菌及局麻下完成。首先通过股静脉将Swan-Ganz 导管置入左或右肺动脉系统行肺动脉造影以确定合适的靶血管，然后再送入CardioMEMS 输送系统。CardioMEMS 压力传感器位于输送系统导管前端，并在到达靶血管后释放。最后需再次将Swan-Ganz 导管送至压力传感器附近进行肺动脉压力校零。术前服用华法林的患者在术后可继续服用，术前未服用华法林的患者则需在术后每天服用阿司匹林(81 mg 或325 mg)与氯吡格雷(75 mg)1 个月，然后阿司匹林单药维持［22］。

2011 年公布的CHAMPION 研究［23-24］(前瞻性、单盲、随机化试验)是目前为止关于CardioMEMS 装置最大的研究，550 例伴有呼吸困难的NYHA 心功能Ⅲ级CHF 患者植入CardioMEMS，医师每日能获得指导治疗组的监测数据并调整治疗，维持肺动脉收缩压15 ～35 mmHg，舒张压8 ～20 mmHg，平均压10 ～25 mmHg。结果显示，在平均15 个月的研究期间，调整治疗组的再住院率比对照组降低37%(P ＜0.0001)，即治疗4 例患者减少1 例住院，并且6 个月时包括肺动脉压下降、CHF 住院患者比例、CHF 院外生活时间以及生活质量评分的二级终点显著得到改善。研究期间相关并发症发生率仅1%，未发生传感器失灵。亚组分析发现，平均随访17.6 个月后，与标准治疗组相比，在LVEF 正常和LVEF 降低的患者中调整治疗，再住院率分别下降50%和26%。基于CHAMPION 研究结果，2014 年5 月28 日，CardioMEMS 成为美国食品和药品监督管理局(FDA)批准的第一个用于CHF 患者的无线植入性血流动力学监测系统，可用于1 年内有CHF 住院史的NYHA 心功能Ⅲ级患者的CHF 监测［25］。

综上所述，尽管CHF 患者的院外管理越来越受到重视，但是采用传统的远程管理并未显著降低再住院率。植入性监测装置对CHF 患者进行安全有效的持续血流动力学监测，为CHF 的治疗与管理提供了新方法。近年临床研究证明这些措施可以降低CHF 再住院率，但是对于肺动脉压力监测的适应证，装置植入后的本身并发症与长期预后及根据监测数据的处理对策等有待进一步研究和优化。无线压力监测系统，如无线肺动脉压力监测装置，无需长期皮下置入程控或感应组件，可能较有线压力监测装置具有更好的临床应用前景。

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