主动脉内球囊反搏(intraaortic balloon pump，IABP)是短期循环机械辅助装置之一。该技术可以增加冠状动脉血流量以提高心肌的供血供氧并减轻心肌氧耗、降低心脏后负荷来改善心脏功能，从而增加心输出量。该技术最早于1967年在成人应用，至1980年Pollock医生首次在小儿应用了IABP并取得成功。之后陆续有儿科患者应用IABP的报道，大部分为先天性心脏病术后出现低心排出量综合征的患儿，少数为心肌病、心肌炎、等待心脏移植的患儿，生存率25%～100%。对于处在心脏术后不能撤离体外循环、等待使用心室辅助或体外膜肺氧合、等待心脏移植的过渡阶段，发生左心衰竭导致低心排的患儿，IABP可以作为一项心脏辅助技术，提高心排血量，降低病死率，但是随着心室辅助装置和体外膜肺氧合技术不断成熟，IABP是否是早期心脏辅助的最佳选择有待进一步对比研究。
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主动脉内球囊反搏(intraaortic balloon pump，IABP)是短期循环机械辅助装置之一。该技术可以增加冠状动脉血流以提高心肌的氧供并减轻心肌氧耗、改善心肌对氧的供求比例、降低心脏后负荷来改善心脏功能，从而增加心输出量。该技术在成人已经广泛应用，取得良好效果，儿科患者也陆续有报道出现，现介绍IABP对小儿心脏功能的辅助支持相关进展。
IABP是在左锁骨下动脉开口远端1～2 cm处至肾动脉开口以上的降主动脉范围内放置一个球囊，通过与心动周期同步的充气放气，达到辅助循环的作用。这项技术是以氧供氧耗平衡理论为基础的心脏机械辅助方式。在舒张早期主动脉瓣关闭后瞬间球囊充气，将部分血液逆行推动进入冠状动脉及头颈部动脉，增加冠状动脉及头颈部动脉的供血供氧，从而增加心肌收缩力，提高心排血量；同时将部分血液推向降主动脉，增加降主动脉及其分支所支配区域的供血供氧，包括重要脏器如肝脏、肾脏及肠系膜动脉，改善缺血缺氧状况，从另一方面提高了心排血量。在等容收缩期主动脉瓣开放前瞬间快速排空气囊，产生"空穴"效应，降低左心室后负荷、左心室舒张末期容积及室壁张力，减少心脏做功及心肌氧耗。有报道指出，应用IABP可以增加心输出量10%～70%[1,2,3,4]。
IABP对于左冠状动脉舒张期血流量增加效果明显优于右冠状动脉，这是因为右心室壁较左心室壁更薄且张力更低，因此应用IABP时右冠状动脉血流量在心脏收缩期和舒张期的变化不如左冠状动脉明显，大部分右冠状动脉血流量由收缩期血流量组成，因此IABP对于右心衰的改善效果不如左心衰明显[5]。
IABP技术最早由美国俄亥俄州克里夫兰临床基金会(Cleveland Clinic Foundation)的Moulopoulos博士发明，他将IABP应用于狗及人类尸体上，证明该技术作为一个机械辅助装置可以用于循环衰竭，它能够使心脏舒张期血流增加及降低舒张末期动脉压力，增加冠状动脉血流量，并指出IABP最佳的应用指征为急性冠状动脉栓塞导致的左心室衰竭[6]。1967年，有学者对急性心肌梗死患者进行研究，发现20%患者会出现心源性休克，其中又有高达85%的患者会对强力医疗手段无反应[7,8]。同年Ross[9]医生提出单纯使用血管收缩剂会使心源性休克患者的心排血量进一步下降，并且提出机械辅助也许可以缓解这种情况。1967年Kantrowitz等[10]首次在临床上使用IABP成功救治1例心源性休克患者。1967年至1969年之间美国纽约康奈尔医院医疗中心外科的Rassman等[11]设计了一种特别的腔体来调节球囊，将其应用于25例患者。1969年总部位于美国新泽西的Datascope公司生产出正式的IABP产品。1973年Buckley医生将IABP用于26例心脏手术体外循环后难以脱机者，并使22例患者脱离体外循环。1976年由美国Bregman[12]医生将Datascope公司生产的IABP产品用于临床。1978年Bregman医生发明经皮主动脉内球囊导管，操作更加简便省时，但也有一些并发症，如动脉创伤、肢体缺血、血栓形成等[13,14,15,16]。之后为了降低并发症，不断推出了新型球囊导管，包括40 ml、50 ml、34 ml及25 ml主动脉气囊，单腔及双腔气囊，10.5F、9.5F、8.5F及8F导管，使得IABP在临床中被广泛应用。直至1980年，才出现儿科应用IABP的报道。
对小儿应用IABP技术的最初探索来自1979年美国犹他大学儿童医学中心Fukumasu等[17]医生的报道，他们设计了微小型IABP部件以满足体重3.5～11.0 kg小动物的应用需求，实验中设计的球囊容积包括0.75 ml、1.0 ml、1.5 ml、2.0 ml、2.5 ml、3.0 ml、3.5 ml，导管包括3.75F(外径1.25 mm，内径0.8 mm)和4.5F(外径1.37 mm，内径1.0 mm)。通过体外实验及小动物体内实验验证了如果利用微小型部件或许可以将IABP应用于婴儿及儿童的假设。1980年Pollock等[18]首次发表了14例先天性心脏病术后患儿应用IABP的报道，年龄1.5～18岁，体重8～52 kg，其中应用的球囊直径为8 mm、10 mm、13 mm和14 mm，球囊长度为15 mm、21 mm、23 mm、25 mm，球囊容积为9 ml、10 ml、23 ml、30 ml，导管为7F、10.5F、12F和12F[18]。1983年，Veasy等[19]医生应用了最小直径2.5 mm，球囊容积5 ml，导管为5F的装置为最小年龄1.5个月的患儿实施了IABP。1988年，Del Nido等[20]为1例出生体重2 kg的新生儿实施IABP，应用的球囊容积为2.5 ml，导管为5F。至20世纪90年代，主要应用的设备为Datascope公司生产的5种型号的球囊导管，见表1。
目前应用的IABP球囊导管型号(美国Datascope公司)
目前应用的IABP球囊导管型号(美国Datascope公司)
| 每搏量(ml) | 球囊容积(ml) | 导管大小(Fr) | 球囊直径(mm) | 球囊长度(cm) | 患儿年龄(岁) | 患儿体重(kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5～10 | 2.5 | 4.5 | 6.0 | 10.7 | <1 | 3～8 |
| 10～18 | 5.0 | 5.5 | 8.0 | 12.8 | 1.0～2.5 | 8～13 |
| 18～28 | 7.0 | 5.5 | 9.0 | 14.2 | 2.5～5.0 | 13～18 |
| 28～68 | 12.0 | 7.0 | 10.0 | 17.8 | 5～12 | 18～40 |
| 68～90 | 20.0 | 7.0 | 12.0 | 19.4 | >12 | >40 |
1980年Pollock等[18]报道，对14例先天性心脏病术后患儿应用IABP，最小年龄1.5岁，最低体重8 kg，全部为复杂先天性心脏病术后低心排患儿，术后心排指数(cardiac index，CI)1.65～3.41 L/(m2·min)，其中11例患儿CI低于2 L/(m2·min)。8例(57.1%)患儿死亡，其中3例死于手术室，5例死于ICU(3例死于肾衰竭，2例死于低心排)。14例患儿中5岁以内患儿全部死亡。研究认为IABP如果要起到作用，前提是心脏要达到最低的可接受的心排血量，否则IABP成功率不高，对于小年龄患儿，当术后发生严重低心排时也许更加需要左心室辅助装置(ventricular assist device，VAD)来提高生存率。另外年龄越小，主动脉弹性越大，IABP的功效也会越弱，因此5岁以内患儿全部死亡可能与此有关。
1980年Akomeaagyin等[21]也报道了为14例心脏手术后出现难治性心衰的患儿应用IABP，年龄7 d～13岁，体重3.5～51.0 kg，应用指征为不能撤离体外循环、在ICU病情突然恶化、预防性应用于术前心室功能减低的患儿，结果10例(71%)患儿成功撤离IABP，其中8例(57%)长期存活，死亡患儿的IABP应用时间持续平均15 h，明显短于存活患儿IABP应用时间(平均127 h)。主要并发症是肠系膜上动脉栓塞。研究认为只要选择好适应证，IABP能够使心脏术后存在难治性低心排的患儿达到大于50%的远期生存率。
1983年Veasy等[19]报道了8例心脏手术后患儿应用IABP，应用了型号为Datascope System 82的反搏模块，直径2.5 mm、球囊容积5 ml、导管为5F的装置为最小年龄1.5个月的患儿实施了IABP，其中6例(75%)存活，从此IABP设备的微小化使得IABP技术可以应用于儿科患者。
直至20世纪90年代，不断有学者尝试在儿童应用IABP[22,23,24]，均获得了不同程度的成功。随着对儿科IABP应用的不断尝试，IABP球囊导管有了专为儿童设计的特殊型号，使得即使是小新生儿也可以应用IABP获得心脏辅助。1988年Del Nido等[20]为1例体重2 kg的新生儿应用了IABP并获得成功。尽管如此，仍然只有少数医疗机构为儿童患者应用IABP，这与缺乏专业的儿童重症监护医生和护士有很大关系，因为儿童与成人有着截然不同的病理生理特点，而许多应用IABP的心脏外科医生和麻醉科医生都是成人科医生，因此很大程度上限制了IABP在儿童患者中的使用。1997年英国皇家利物浦儿童医院Booker[5]医生报道指出，IABP不应该作为心衰治疗的最后手段，如果心衰达到使用最大剂量药物都难以维持血压的程度，IABP是没有帮助的，IABP可以辅助心室功能，但不能代替心脏功能。他认为具体适应证有继发于心脏手术的左心室功能受损、心肌病、心肌炎、感染性休克[22,24]。同时他提出一些先天性心脏病术后出现的低心排情况也许适合应用IABP：冠状动脉畸形矫治、房室间隔缺损修补术、主动脉瓣置换或二尖瓣置换、Fontan类手术、分隔手术或Rastalli手术、法洛四联症根治术、大动脉转位行动脉调转术。禁忌证为动脉导管开放、主动脉瘤和由可逆性原因引起的心源性休克。相对禁忌证为房室瓣功能障碍、肺动脉高压导致的右心衰。并发症有肢体缺血、插管部位出血、感染、球囊漏气、血栓、导管不能放置到合适的位置、心排量改善不明显，小儿心率快和动脉弹性较大是影响IABP效果的主要因素。
2006年英国皇家利物浦儿童医院的Kalavrouziotis等[25]报道自1994年至2003年为24例先天性心脏病手术患儿实施IABP，患儿年龄7 d～17.5岁，体重3.5～58.7 kg，小于6个月的有10例。13例因不能撤离体外循环和考虑到术前左心室功能低下直接在手术室安装了IABP，另外11例在监护室因病情恶化安装了IABP。结果共18例(75%)患儿成功撤离IABP，15例长期存活并生活良好。
2008年美国Davies等[26]报道了431例接受心脏移植的患儿应用机械辅助的情况，其中19例(4.4%)应用IABP，其生存率并不高于使用其他机械辅助装置如VAD和体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)及未使用机械辅助装置的患儿。
至目前为止，儿科应用IABP的报道远较成人为少，主要是针对先天性心脏病术后低心排患儿的应用，少数是在心脏移植或等待进一步心脏机械辅助的患儿，成功撤除IABP的比例44%～100%不等，存活并出院的患儿比例25%～100%[18,22,23,24,25,27]。具体见表2。成功率与年龄、体重、IABP持续使用时间及触发模式没有明确的相关性。但是从2008年之后未再出现小儿应用IABP的报道，究其原因可能与ECMO和VAD越来越多的使用有关，与这两种技术相比，IABP的适应证过于有限，因此在ECMO和VAD技术不断成熟的今天，在需要心脏辅助装置时更多医生会直接选择ECMO或VAD。
儿科应用IABP的病例报道
儿科应用IABP的病例报道
| 报道时间 | 作者 | 病例数 | 年龄 | 体重(kg) | 撤机率(%) | 存活率(%) | 病种 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1980 | Pollock等[18] | 14 | 1.5～18岁 | 8～52 | 57 | 42.8 | 先天性心脏病术后 |
| 1980 | Akomea-Agyin等[21] | 14 | 7 d～13岁 | 3.5～51.0 | 71 | 57.1 | 先天性心脏病术后 |
| 1983 | Veasy等[19] | 8 | 6周～6岁 | 4.2～16.2 | 37.5 | 25 | 先天性心脏病术后 |
| 1985 | Webster等[23] | 18 | 5 d～11.8岁 | 3.1～33.2 | 44 | 25 | 先天性心脏病术后 |
| 1986 | Veasy等[22] | 8 | 6周～6.1岁 | 4.2～16.0 | 50 | 25 | |
| 1988 | Del Nido[20] | 1 | 早产34周 | 2.0 | 100 | 100 | 早产儿 |
| 1993 | Park[24] | 9 | 7个月～15.8岁 | 5～44 | 44.4 | 44.4 | 先天性心脏病术后、心肌炎、川崎病、心脏移植后急性排异反应 |
| 2002 | Pinkney[28] | 29 | 1.7个月～18.5岁 | 4.3～56.0 | 60 | 60 | 先天性心脏病术后、心肌炎、心肌病、心脏肿瘤、等待心脏移植的过渡治疗 |
| 2006 | Kalavrouziotis等[25] | 24 | 7 d～17.5岁 | 3.5～58.0 | 75 | 62.5 | 先天性心脏病术后 |
| 2008 | Davies[26] | 17 | 9.7～15.5岁 | 36.0～65.2 | 未报道 | 未报道 | 充血性心衰、扩张型心肌病及心脏再移植引起的心衰而等待心脏移植 |
缺乏适合小儿的球囊导管型号、小儿主动脉弹性大、心率快及血管较细曾经都是限制IABP在儿科领域广泛应用的影响因素。成人使用IABP开始于1967年，之后直到1980年才出现关于儿科患者应用IABP的报道，究其原因主要是没有适合小儿的球囊导管型号以及医生们不确定IABP是否适合小儿应用。1980年，Pollock等首次报道IABP可以应用于小儿，揭开了IABP在儿科领域应用的序幕，从此逐渐完善了小儿的球囊导管型号，直到目前已经生产出适合小新生儿的球囊导管。但是Pollock等的研究发现，年龄小于5岁的患儿全部死亡，因此推断患儿年龄越小，主动脉弹性越大，IABP的功效也会越弱。随着儿科不断应用IABP，逐渐发现IABP的成功率较早期明显提高，因此，主动脉弹性大这一因素并不是影响IABP成功与否的主要因素。小儿心率较成人快，球囊充气放气是否能够及时、准确、与心率同步，会直接影响到IABP的效果。早期IABP可以选择充气放气与心电图和动脉血压波形同步，但是小儿使用的均为单腔导管，无法监测主动脉压而只能监测外周动脉压，而外周动脉压与主动脉压有120 ms的延迟[28]，因此易产生误差。1997年Minich[30]发明了使用M型超声心动图来确定充气放气时间，可以清晰地观察到主动脉瓣开放和关闭、球囊充气和放气，使得充气放气与心动周期同步性更好。小儿血管较细，穿刺较成人更加困难，但是随着穿刺技术的不断提高以及使用一段人工血管端侧吻合在血管侧壁，通过这段血管置入球囊导管[18]，使得穿刺置管不再是限制IABP在儿科使用的影响因素。
2007年Collison和Dagar[27]比较了不同病种应用IABP的效果，发现不同疾病应用IABP住院存活率在25%～100%不等[27]，提示IABP的适应证选择会直接影响其疗效进而影响该技术的应用。目前，儿科应用IABP的大部分报道都是先天性心脏病术后低心排患儿，而不同先天性心脏病术后有着不同的病理生理特点，有些是左心衰，有些是右心衰，有些是合并肺动脉高压。由于冠状动脉血流量在左心及右心不同心动周期存在分布差异，导致IABP对左心衰的效果优于右心衰，如果选择左心衰患儿，IABP的存活率会比右心衰患儿高。因此，IABP并不完全适用于所有先天性心脏病术后低心排患儿，成为目前限制IABP广泛应用的一个因素。
总之，目前IABP设备已经有可供新生儿使用的球囊导管型号，穿刺技术较为成熟，M型超声的配套使用使得充气放气时间能够与心动周期很好的匹配。因此，对于处在心脏术后不能撤离体外循环、等待使用VAD或ECMO的过渡阶段，发生左心衰竭导致低心排的患儿，可以使用IABP进行心脏辅助，提高心排血量，降低病死率，但是随着ECMO和VAD技术不断成熟，IABP是否是早期心脏辅助的最佳选择有待进一步对比研究。
