
肺动脉漂浮导管(Swan-Ganz导管)检查已有50余年历史,其在心力衰竭患者的血流动力学评估中占有重要地位。尽管无创检测技术逐渐替代了传统的有创血流动力学评估方式,但随着心力衰竭患者的临床表型日益复杂,Swan-Ganz导管的使用频率在近十余年来开始逐渐增加。本文主要介绍Swan-Ganz导管在不同类型心力衰竭患者诊疗中的应用进展。
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肺动脉漂浮导管(Swan-Ganz导管)检查是一项有创检查,是将导管经外周静脉送入右心、肺动脉及其分支,进行血流动力学及氧动力学检测的技术[1, 2]。自20世纪70年代Swan-Ganz导管被引入到临床实践以来,很长一段时间一直是危重患者有创血流动力学监测的唯一方式,并在90年代达到了使用高峰[3]。近年来,由于影像技术的发展,超声、磁共振等无创检测技术逐渐替代了传统的有创血流动力学评估方式,致使Swan-Ganz导管在临床诊疗中的使用率曾一度下降。但随着心力衰竭(心衰)患者的临床表型日益复杂,机械循环支持治疗的使用日益增多,心脏移植和左心室辅助装置的技术日益成熟,临床医师对心衰患者血流动力学信息的需求也随之增多,Swan-Ganz导管的适应证在近十余年来逐渐增加[4, 5, 6, 7]。此外,Swan-Ganz导管在一些新的评估手段如有创心肺运动试验中也占据重要地位。因此,Swan-Ganz导管使用在近十余年里有再度兴起的趋势[8]。本文主要探讨Swan-Ganz导管在心衰诊疗中的应用进展。
心原性休克(cardiogenic shock,CS)是一种由于各种原因导致心脏功能减退,引起心输出量减少,并导致血压下降和重要脏器和组织灌注不足的复杂临床综合征[9]。CS的诊断标准包含临床标准和有创血流动力学标准两方面。其中,临床标准包括持续性低血压和脏器灌注不足征象;有创血流动力学标准需满足Swan-Ganz导管测量肺动脉楔压(pulmonary artery wedge pressure,PAWP)>15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)且心脏指数<2.2 L·min-1·m-2。上述诊断标准均需在患者血容量充足的前提下进行评估[10]。2019年,美国心血管造影和介入学会(Society for Cardiovascular Angiography and Intervention,SCAI)发布了CS的分类共识,将CS过程分为5期:A期(危险期);B期(开始期);C期(典型期);D期(恶化期);E期(极端期),每一分期都有相应的临床表现、检验结果和有创血流动力学评估标准。尽管体格检查和生化指标评估是CS分期的重要判断依据,但SCAI共识重点强调了有创血流动力学评估的重要性,特别是对C~E期的危重症患者[11]。
多项血流动力学指标已被证实与CS患者的临床结局密切相关。心输出功率是衡量心脏泵血功能的指标,心输出功率下降的CS患者往往预后不佳[12]。右心房压>15 mmHg、右心房压/PAWP>0.86、肺动脉搏动指数<1.0和右心每搏功指数<0.25~0.30 mmHg×L/m2均提示右心功能障碍[13]。其中,右心房压升高、右心房压/PAWP升高和肺动脉搏动指数下降均与CS患者的不良预后密切相关[14, 15]。
尽管目前尚无关于CS患者使用Swan-Ganz导管指导治疗的随机对照试验,但是多数注册研究的分析结果表明,未使用Swan-Ganz导管评估的CS患者的住院死亡率要高于使用Swan-Ganz导管以完整评估血流动力学信息的患者,这表明准确了解患者的血流动力学状态与单纯评估患者的临床表现相比更有助于指导治疗[16, 17]。虽然目前发布的美国和欧洲心衰指南均未建议CS患者常规接受Swan-Ganz导管检查,但多项观察性研究结果已经证实接受Swan-Ganz导管检查有助于提高CS患者的生存率。此外,对病因尚未明确的CS患者进行有创血流动力学评估至关重要,持续血流动力学监测也有助于指导药物滴定并及时调整治疗策略[18]。未来需要进行随机对照试验以进一步评估Swan-Ganz导管检查在CS患者诊治中的应用。
急性失代偿性心力衰竭(acute decompensated heart failure,ADHF)是指慢性心衰的症状或体征突然恶化或急性加重[19]。尽管Swan-Ganz导管检查可能会对CS患者的诊治提供帮助,但对ADHF患者的益处仍存在争议。ESCAPE研究[20]是一项评估Swan-Ganz导管检查能否改善ADHF患者临床预后的随机对照试验,该研究随机观察了2000~2003年美国和加拿大26个医疗中心的433例纽约心脏协会(New York Heart Association,NYHA)心功能分级Ⅳ级的ADHF患者,这些患者分别在临床评估+Swan-Ganz导管指导(n=215)和单纯临床评估指导(n=218)下进行治疗。两组的治疗目标均为减轻临床淤血,Swan-Ganz导管指导组的额外治疗目标是PAWP≤15 mmHg和右心房压≤8 mmHg。结果表明,Swan-Ganz导管指导组和无Swan-Ganz导管指导组患者的30d死亡率分别为4.7%和5.0%,两组差异无统计学意义;两组患者的再住院率和死亡率在6个月时差异同样无统计学意义。基于该研究结果,目前美国心衰指南并不推荐心衰患者常规接受有创血流动力学评估[6]。然而,ESCAPE研究排除了CS患者这一潜在受益人群,且该研究距今已有20年时间,可能无法反映现阶段因ADHF入院的患者特点。对于病因诊断不清(如区分限制型心肌病和缩窄性心包炎)、初始治疗效果欠佳、容量状态不明确且存在持续灌注不足征象或考虑启动高级支持治疗的ADHF患者,仍应考虑进行有创血流动力学监测以优化诊治策略[21]。对于临床上难以评估血流动力学状态的ADHF患者,如果存在肾功能持续恶化或呼吸窘迫(区分心原性肺水肿和非心原性肺水肿如急性呼吸窘迫综合征),也应考虑在Swan-Ganz导管指导下进行治疗[22]。此外,Swan-Ganz导管检查也有助于识别处在CS前阶段的危险期患者。对通过临床表现、实验室检验和影像学检查即可做出诊断,且利尿剂和血管扩张剂治疗有效的ADHF患者,不需要进行Swan-Ganz导管检查。
晚期心力衰竭(advanced heart failure,晚期心衰)是指在指南指导的药物、器械或外科治疗下,患者仍存在严重心脏功能障碍,并伴有严重的进行性或持续性心衰症状[19]。晚期心衰患者往往需要接受机械循环支持治疗或心脏移植。目前,欧洲心衰指南建议对严重的心衰患者进行Swan-Ganz导管检查以评估心脏移植或机械循环支持治疗的指征[5],其目的有两个:(1)评估患者心功能失代偿的严重程度;(2)评估有无潜在的肺动脉高压或严重的右心功能障碍[23]。
在Swan-Ganz导管获取的血流动力学指标中,心脏指数是评估患者心功能失代偿严重程度的关键指标[24]。此外,收缩肺动脉压、肺血管阻力和跨肺压梯度也是术前评估重点关注的指标。收缩肺动脉压≥60 mmHg、肺血管阻力≥5Wood、跨肺压梯度≥20 mmHg是心脏移植的绝对禁忌证[25],这是因为来自供体正常结构的右心室无法耐受较大的后负荷,当移植至受体时会因无法迅速适应突然升高的肺循环压力而发生急性右心衰竭。对50 mmHg≤收缩肺动脉压<60 mmHg、3 Wood≤肺血管阻力<5Wood、15 mmHg≤跨肺压梯度<20 mmHg的患者应进行急性血管反应试验,在吸入一氧化氮、吸入伊洛前列素或静脉注射伊前列醇等血管扩张药物后肺血管阻力<3 Wood且体循环收缩压>85 mmHg,提示肺动脉高压可逆,可以考虑进行心脏移植[26]。
晚期心衰患者可接受左心室辅助装置作为心脏移植前的桥接治疗、治疗方案决策前的桥接治疗或终点治疗[27]。Swan-Ganz导管检查可以提供多项关键血流动力学指标以评估左心室辅助装置植入的指征。此外,由于左心室辅助装置的功效取决于右心提供的前负荷,故在左心室辅助装置植入前对患者的右心功能进行评估至关重要[28]。植入前右心房压升高、右心房压/PAWP升高、肺有效动脉弹性升高、右心每搏功指数下降、肺动脉搏动指数下降均提示患者存在右心功能障碍,且与左心室辅助装置植入后的不良临床结局密切相关[29, 30, 31, 32, 33]。因此,术前准确评估右心功能有助于更好的筛选出适合植入左心室辅助装置的患者并提高术后生存率。
射血分数保留的心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF)是一组高度异质性的以左心室舒张功能受损为主的疾病,约占全部心衰的50%左右[34]。对静息状态下存在典型的心衰症状和(或)体征,且通过超声心动图即可明确发现左心室舒张功能障碍和(或)左心室充盈压升高的客观证据的左心室射血分数≥50%的患者,可以较容易做出HFpEF的诊断。然而,超声心动图对心室充盈压的预测能力有限[35]。此外,很大一部分患者在静息状态下左心室充盈压正常,没有典型的心衰症状和(或)体征,仅在运动过程中出现左心室充盈压升高。因此,在静息状态下应用无创检查手段的评估标准很有可能遗漏部分HFpEF患者[36]。
Swan-Ganz导管检查对HFpEF的诊断有着重要作用。静息状态下Swan-Ganz导管测量PAWP≥15 mmHg是血流动力学诊断HFpEF的金标准[5]。此外,在Swan-Ganz导管测量后可进一步行心肌活检以明确病因[37]。然而,仍有一部分隐匿性HFpEF患者在静息状态下的PAWP<15 mmHg,对于这部分人群应进行有创心肺运动试验,若运动期间PAWP≥25 mmHg同样可以确诊[5],其相关的病理生理学机制为心室的早期舒张功能受损及顺应性下降,致使在运动过程中,心室容积增加会导致左心室舒张末压的增幅更大[38]。不同医疗中心的有创心肺运动试验方案略有不同,但都应包括如下几点:(1)患者在仰卧位或直立姿势下进行蹬车并不断增加运动负荷,先进行2~3 min无阻力运动,此后每2~3 min增加20~25 W运动负荷直至患者力竭;(2)对运动过程中的每一阶段同步测量右心房压、肺动脉压和PAWP,并使用直接Fick法或热稀释法测量心输出量;(3)运动过程中测量呼吸参数;(4)运动过程中分别从桡动脉和肺动脉取血行血气分析;(5)患者运动停止后,在恢复期间继续测量血流动力学指标[37]。由于在运动过程中很难准确选取患者呼吸末的压力值进行测量,因此应至少记录3个心动周期的压力波形进行分析。
鉴于HFpEF的诊断相对困难,目前已开发出两套诊断评分系统:H2FPEF评分系统(得分0~9分)和HFA-PEFF评分系统(得分0~6分)[39, 40]。H2FPEF评分≥6分或HFA-PEFF评分≥5分提示HFpEF可能性很大;H2FPEF评分和HFA-PEFF评分均<2分可基本排除HFpEF;对于H2FPEF评分2~5分和HFA-PEFF评分2~4分的患者,应进一步进行静息和运动Swan-Ganz导管检查以明确HFpEF的诊断[41]。
尽管无创血流动力学检测技术(如超声心动图检查、生物电阻抗法等)日益发展,但Swan-Ganz导管检查仍是评估心衰患者血流动力学状态的金标准,其对重症心衰患者血流动力学评估的精确性不能被其他方法所替代。通过Swan-Ganz导管测量获取的多项血流动力学指标不仅能够可靠的反映患者的临床状态,还有助于解读不同类型心衰的病理生理学机制。例如,对于左心疾病所致肺动脉高压患者,通过计算肺血管阻力、跨肺压梯度等指标可评估肺血管结构和功能是否已发生改变;运动Swan-Ganz导管检查通过测量PAWP的变化以明确是否诊断HFpEF。此外,Swan-Ganz导管检查是心脏移植和左心室辅助装置植入术前评估的必需检查项目。另外,Swan-Ganz导管检查可以对患者的血流动力学状态进行间断或持续监测,有助于临床医师及时了解并判断患者的病情变化,并进一步指导治疗[42]。虽然无创血流动力学检测技术不断完善,但Swan-Ganz导管检查仍在很多方面不可替代。
Swan-Ganz导管检查在心衰患者的诊断、治疗决策和疗效监测中占有重要地位。对拟行心脏移植或接受机械循环支持治疗的患者,应行Swan-Ganz导管检查以评估血流动力学状态;对CS患者,Swan-Ganz导管检查可提供持续血流动力学监测以指导治疗;对临床疑似但常规辅助检查未能确诊的HFpEF患者,静息和运动Swan-Ganz导管检查有助于明确诊断;当无创检查难以评估患者的容量状态,特别是存在肾功能持续恶化时,也可考虑在Swan-Ganz导管指导下进行治疗[4]。此外,Swan-Ganz导管检查可以提供多项血流动力学指标,这些指标在不同类型心衰患者的循环状态评估、心功能评价和临床结局预测等方面具有重要临床意义。
我们对血流动力学的理解是一个持续不断的过程,从William Harvey提出的《心血运动论》,到Frank-Starling曲线和Guyton静脉回流曲线的理论基础,再到Swan-Ganz导管检查这一血流动力学床旁监测技术的突破性进展,几代人的不断努力使血流动力学从生理学、病理生理学进入到临床医学领域。未来需进一步明确Swan-Ganz导管检查在不同类型心衰患者中的适应证,规范运动Swan-Ganz导管检查等新兴评估方式的操作流程,并借助Swan-Ganz导管检查从血流动力学的角度出发,探索不同类型心衰的病理生理学机制。此外,探索并建立多维度、可以更全面评估心衰患者的临床表型及预后的新型血流动力学指标也将是未来的研究方向[43, 44]。
张健, 吴易航. 肺动脉漂浮导管在心力衰竭中的应用[J]. 中华心力衰竭和心肌病杂志, 2024, 8(2): 118-122. DOI: 10.3760/cma.j.cn101460-20240613-00064.
所有作者均声明不存在利益冲突





















