疾病概述
肺動脈內壓力超過正常最高值稱為肺動脈高壓,一般說來,肺動脈收縮壓高於4kPa(30mmHg),平均壓超過2.7kPa(20mmHg)即可認為肺動脈高壓。
發病原因
肺動脈高壓常見於先天性心臟病,新生兒持續肺動脈高壓,缺氧性疾患(如支氣管哮喘,嬰幼兒肺炎,高原性心臟病及支氣管發育不良等)和原發性肺動脈高壓。
臨床表現
1.繼發性肺動脈高壓
(1)症狀除原有基礎疾病的臨床症狀外,肺動脈高壓本身的症狀都是非特異性的,肺動脈高壓早期一般症狀不明顯,一旦出現臨床症狀提示已到了疾病的晚期,重度肺動脈高壓的患兒因心輸出量下降,氧氣運輸受限,組織缺氧故患兒易疲乏無力;由於肺血管順應性下降,心輸出量不能隨運動而增加,患兒表現為勞動性呼吸困難,腦組織供氧突然減少引起暈厥,也可發生心律失常,特別是心動過緩,由於右心室肥厚心肌相對供血不足患兒可有心絞痛,若有肺動脈擴張壓迫喉返神經,可有聲音嘶啞。
(2)體徵隨著肺動脈壓力的升高可致右心室擴大和功能衰竭,常見的體徵有右心室抬舉性搏動及肺動脈區搏動,觸診可發現肺動脈瓣區關閉振動擊壁感,心臟聽診可發現P2亢強,肺動脈瓣區收縮期噴射音,及由相對性肺動脈瓣關閉不全所引起的舒張期雜音,也可發現右心功能不全徵象如頸靜脈怒張,肝臟增大,肝頸靜脈反流,雙下肢水腫等。
2.原發性肺動脈高壓
肺動脈高壓的臨床症狀多發生在兒童期,且多於生後5年內出現症狀,也有發生在嬰兒期,表現為餵養困難,生長發育落後,呼吸急促,易疲乏,兒童時期的主要症狀為運動性呼吸困難,運動中發生昏厥,心前區痛,因心搏量減少所致。該病在新生兒期由於肺動脈高壓可導致靜脈血流經卵圓孔由右心房流至左心房,使動脈血氧飽和度降低,臨床可有紫紺,此稱持續胎兒血液循環(PFC),心臟聽診主要為P2亢強,多數無雜音,偶聞收縮期雜音,可能為三尖瓣關閉不全所致,由於右心室射血阻力增加,收縮期負荷過重,故可出現肝大,頸靜脈怒張等右心衰竭的徵象,左向右分流先天性心臟病臨床表現取決於病變的性質和分流量大小,分流量小一般不易引起明顯的血流動力學異常,肺血管阻力正常,不易發生肺動脈高壓,因此臨床上可長期無症狀或輕微症狀,分流較大的左向右分流先天性心臟病,尤其是三尖瓣後分流的嬰兒,經常有呼吸道感染,肺炎及慢性心衰表現,1~2歲後由於肺動脈壓力升高,左向右分流量減少,症狀逐漸緩解,以後數年內可無明顯症狀,到兒童期緩慢出現艾森曼格綜合徵的症狀,表現為活動後氣促,活動量下降,生長發育遲緩,紫紺,輕度杵狀指趾,此時動脈血氧飽和度已有下降,體檢時發現原來雜音減輕,P2明顯亢進伴激閉感,胸骨左緣第二肋間常聽到Ⅱ~Ⅲ級噴射性收縮期雜音。
實驗室檢查
1.心電圖可出現右心房增大、右心室肥厚、電軸右偏等心電圖表現,PAH患者晚期可出現房性心律失常,室性心律失常較少見。心電圖對PAH的診斷有一定的參考價值。2.胸部X線片檢查PAH患者的胸部X線徵象包括:右心房、右心室增大,肺動脈段突出,肺門血管影粗密,周圍血管紋理減少,有時宛如枯禿樹枝。3.肺功能和動脈血氣分析肺功能檢查和動脈血氣分析可了解患者有無通氣障礙及彌散障礙,有助於發現潛在的肺實質或氣道疾病。4.超聲心動圖超聲心動圖是篩查PAH最重要的無創性檢查方法。二維超聲心動圖可顯示PAH所引起的心臟的形態學改變,如右房室增大、室間隔平直或突向左心室、右室壁增厚及主肺動脈擴張等徵象;多項研究證實經胸都卜勒超聲心動圖測量的肺動脈收縮壓與右心導管測量值具有良好的相關性;超聲心動圖還可用於評價右心室的功能,評估PAH的嚴重程度和預後,特別是右心室舒張期/收縮期時限比值、三尖瓣環收縮期位移(TAPSE)、左室偏心指數(EI)、右心大小和心包積液都與預後相關。5.胸部CT及CT血管造影(CTA)胸部CT可了解有無肺間質病變及其程度,CTA可用於慢性血栓栓塞性肺高血壓(CTEPH)和先天性心臟病的診斷。6.心臟MRI可以直接評價右室大小、形狀和功能,還可以測量每搏量、心輸出量、肺動脈擴張能力及右室質量等參數。7.右心導管檢查右心導管檢查是診斷PAH的金標準,在無創性檢查後仍懷疑PAH並準備開始治療之前,對於沒有明確禁忌證的患兒均應進行右心導管檢查。右心導管檢查過程中必須獲得的參數有:①心率、體循環血壓和動脈血氧飽和度;②上、下腔靜脈壓力和血氧飽和度;③右心房、右心室壓力和血氧飽和度;④肺動脈壓力和血氧飽和度;⑤PAWP(肺動脈楔壓);⑥心輸出量(CO)、心指數(CI);⑦全肺血管阻力指數;⑧PVRI(肺血管阻力指數);⑨體循環血管阻力指數。
疾病檢查
用超聲都卜勒檢查方法能排除先心病的存在,並能評估肺動脈壓力,建議選用。
疾病診斷
肺動脈高壓的早期診斷十分重要,完整的診斷應包括證實肺動脈壓升高,確定肺動脈高壓對心臟,呼吸系統的影響及尋找肺動脈高壓的病因,先天性心臟病及慢性肺部疾病是肺動脈高壓的常見病因,疲乏、勞力性呼吸困難及暈厥發作,往往是不能解釋的肺動脈高壓的最早惟一的症狀;P2亢進是肺動脈高壓的主要體徵,心臟雜音有助於判斷先天性心臟病或風濕性瓣膜病,結合X線,心電圖,超聲心動圖和心導管檢查,排除先天性心臟病後可確診為原發性肺動脈高壓。
治療
1.支持治療(1)氧療對於血氧飽和度低於91%的肺高血壓患兒(先心病除外),建議吸氧治療(2)口服抗凝劑對於明顯右心衰竭的患兒,一般主張進行抗凝治療。(3)利尿劑PAH患兒合併右心衰竭,使用利尿劑能明顯減輕症狀,改善病情。(4)洋地黃藥物和多巴胺對於合併右心衰竭的PAH患兒,短期套用洋地黃可增加心輸出量,但長期套用的效果尚不清楚。對於終末期的PAH患兒採用多巴胺或多巴酚丁胺進行治療,可以使患兒的臨床症狀得到一定程度的改善,並維持一段時間。2.藥物治療(1)肺血管擴張劑只有急性肺血管只有急性肺血管擴張試驗陽性的患兒才能從CCBs治療中獲益,未進行急性肺血管擴張試驗盲目套用CCBs可導致病情惡化甚至死亡。(2)前列環素類似物前列環素類似物是PAH靶向治療藥物中最早上市的一類藥物,目前研製出的前列環素類似物有多種,包括靜脈用的依前列醇、皮下或靜脈注射的曲前列尼爾、吸入用的伊洛前列素和口服的貝前列素。(3)5型磷酸二酯酶抑制劑代表性藥物包括西地那非、伐地那非、他達拉非,其中西地那非和他達拉非相繼被FDA批准用於成人PAH的治療,治療兒童PAH的有效性和安全性需要進一步研究。(4)內皮素受體拮抗劑目前在中國上市的內皮素受體拮抗劑包括雙重內皮素受體拮抗劑波生坦(商品名全可利)以及選擇性內皮素A型受體拮抗劑安立生坦(商品名凡瑞克)。波生坦可安全套用於兒童PAH的治療,明顯改善兒童PAH患者的血流動力學參數。兒童PAH患者服用波生坦的最佳劑量仍在研究之中。(5)聯合用藥對於兒童PAH患者採用單藥治療病情不改善或有嚴重的右心功能不全時,推薦早期聯合用藥。3.手術治療(1)房間隔造口術和Potts分流術對於WHO心功能Ⅳ級或反覆暈厥的患兒,在最大限度的藥物治療後病情無改善,可考慮進行房隔造口術。對於肺動脈壓力超過體循環血壓的嚴重IPAH患兒,也有採用Potts分流術(降主動脈-左肺動脈分流術)姑息治療。(2)肺移植對於藥物治療無效的嚴重PAH患兒,肺移植或心肺移植是一種最後的選擇,但對兒童來講供體匱乏大大限制了肺移植或心肺移植治療的開展。
預防
1.體力活動對於兒童PAH患者,適量的體力活動可能是有益的,但患兒的活動應以不出現症狀為宜,如呼吸困難、胸痛和暈厥等。2.旅行與海拔高度低氧可加重PAH患兒肺血管的收縮,應避免進入高原地帶。乘坐商業飛機,類似於海拔1500~2600米的狀態,PAH患兒在乘坐時建議吸氧。感染可導致病情急劇惡化。因此,對於兒童PAH患者應積極預防肺部感染,一旦出現肺部感染,導致病情急劇惡化。因此,對於兒童PAH患者應積極預防肺部感染,一旦出現肺部感染,應儘早診斷、及時治療。肺炎是導致兒童PAH患者死亡的重要因素。
疾病治療
1.繼發性肺動脈高壓
(1)病因治療先天性心臟病繼發嚴重肺動脈高壓,對於手術及其效果有重要影響,有些手術雖然很成功,但由於肺動脈高壓不能緩解而導致死亡。對這些患兒,術前應對肺高壓程度有充分估計。二尖瓣病變可行瓣膜擴張術或瓣膜置換術。肺血栓栓塞症可用抗凝治療。左心衰竭常用洋地黃、利尿藥及血管擴張藥物以降低前後負荷,結締組織病套用皮質激素等。
(2)血管擴張藥 尚無特異性擴張肺血管的藥物,故療效均不滿意,而且尚有一些副作用,如體循環低血壓,加重低氧血症,甚至升高肺動脈壓等。
(3)吸氧治療可用於各種類型肺動脈高壓。長期吸氧,可逆轉肺動脈高壓。可用鼻導管及口罩吸氧,氧流量1~3L/min,每次30分鐘,3次/天。
(4)抗凝治療用於血栓性、原發性及先天性心臟病肺動脈高壓的治療。肝素治療,應注意觀察血小板和出凝血時間,以及有無出血傾向。
(5)心肺移植適用於先天性心臟病發生艾森曼格綜合徵者或原發性肺動脈高壓。
2.原發性肺動脈高壓
尚無特效的治療方法。對成人患者可長期吸氧及套用擴張血管藥物。兒童治療效果不明顯。根據對左向右分流的先天性心臟病右動脈高壓心內膜心肌活檢的心肌細胞超微結構觀察發現,心肌細胞超微結構的改變與右心室壓力有密切關係,右室收縮壓在8.1kPa以上,心肌細胞部發生變性改變,而5.3kPa以下無一例有變性改變。三尖瓣後分流型的心肌細胞超微結構改變較三尖瓣前分流型嚴重,6歲以下的患兒同樣可出現心肌細胞退行性改變,而退行性改變心肌細胞即使分流終止,缺氧狀態解除,細胞超微結構恢復也很慢或不可逆。因此先天性心臟病儘早手術治療是必要的,尤其左向右分流較大者。已發生艾森曼格綜合徵的患兒已失去手術治療的可能,只能內科對症治療。
檢查方法
實驗室檢查:
1.血液檢查 如並發感染末梢血白細胞和中性粒細胞顯著增多,常有血紅蛋白降低等表現。
2.肺活檢 先天性心臟病患者術中行肺活檢有助於對其預後的判斷,重度肺動脈高壓患者,不僅使手術治療的併發症和死亡率增高、而且也是決定手術遠期療效的主要因素。
其他輔助檢查:
1.X線檢查 右房室輕度擴大,肺動脈段顯著突出,肺門血管粗大,搏動明顯,肺野血管細小呈折斷狀。國內外許多學者利用X線攝片估測肺動脈的壓力,椎體肺動脈角:胸部後前位片的第二胸椎下緣中點為Ⅴ,將胸椎中點連線與Ⅴ點到肺動脈段最隆起處連一線,此二線所形成的夾角即為椎體肺動脈角(VPA)此角<35°為正常;35°~40°者為輕度肺動脈高壓;40°~45°為中度肺動脈高壓;>45°者為重度肺動脈高壓。
肺動脈段突出程度:根據心臟後前位X線片,自主動脈弓外緣與左心室外緣最突出部分引一直線。Ⅰ度:肺動脈段平直或稍飽滿但在連線之內,肺動脈於平均壓力2.8~4.00kPa(21~30mmHg)。Ⅱ度:肺動脈段達連線,肺動脈乾平均壓力4.13~9.33kPa(31~70mmHg)。Ⅲ度:肺動脈段突出超過連線,肺動脈乾平均壓9.33kPa(70mmHg)以上。
2.心電圖 肺動脈高壓時,電軸右偏,右心室肥厚,RV1明顯升高,P波高尖。
3.超聲心動圖 對本病有重要診斷價值,一方面可發現原發心血管畸形,一方面顯示肺動脈高壓的一些特徵。
(1)α波用來評定肺動脈高壓程度,當α波幅度減少時,肺動脈平均壓為2.66~5.32kPa(20~40mmHg),當α波消失時,肺動脈平均壓多大於5.32kPa(40mmHg)。
(2)右心室舒張內徑、右室流出道增寬。
(3)右室射血前期(RVPEP)延長,反映肺動脈瓣開放延遲,右室射血期(RVET)縮短,RVPEP/RVET比值增加。正常兒童80%的比值<0.3,比值>0.5時肺動脈平均壓升高。
4.心導管檢查 右心室收縮壓與肺動脈壓均嚴重增高與體循環壓相近,血氧分析無明顯或僅有少量左向右分流,動脈血氧飽和度降低,肺總阻力及肺小動脈阻力均嚴重增高。後者超過800dyn·s·cm-5(10單位),吸入純氧15~20min後或靜脈注射妥拉唑啉1mg/kg後,如肺小動脈阻力能下降到6單位,手術後有可能阻力下降;如下降到8~10單位則可疑;如仍維持10單位以上則術後肺小動脈阻力不會下降,為手術禁忌。
5.放大肺小動脈楔狀造影 Nihill等1978年用心導管楔入肺動脈周圍分支造影,配合放大攝影研究肺小血管病變。從1988年我科開展用氣囊漂浮導管對左向右分流的先天性心臟病進行放大肺小動脈楔狀造影的研究。
(1)方法:常規按右心導管檢查及左或右心選擇性造影后,從股靜脈送入5F氣囊導管,進入右房後,注氣0.5~0.6ml,氣囊導管漂入肺動脈並楔入後以38%泛影葡胺0.3~0.4ml/kg,均勻將造影劑推入導管,同時開動數字減影造影機,以5~12幅/s攝像,放大2倍攝片以供觀察。
(2)結果分析:
①定性分析:主肺動脈平均壓在4kPa(30mmHg)以下,毛細血管充盈、肺小動脈管徑、肺小動脈末梢、肺動脈主幹均無明顯改變,只發現肺小動脈分支的分布稍有減少。主肺動脈平均壓大於6.7kPa(50mmHg)時,不但肺小動脈分支減少而且毛細血管充盈差,分支管徑細且不整齊、末梢圈曲,肺動脈分支擴張呈囊狀,肺循環時間明顯延長,最高達14s以上。
②定量分析:右下肺小動脈楔狀造影后,放大2倍,測量右肺動脈後基底支1.5~2.5mm直徑肺小動脈長度,定量判斷肺小動脈病損程度,據研究,長度在14~25mm肺小動脈,肺動脈壓在正常範圍;肺小動脈長度8~11mm時肺動脈壓已有升高,肺總阻力6~12.3wood單位;肺小動脈長度2.5~7mm時肺動脈壓均在11.37kPa(85mmHg)以上,肺總阻力均在12.78wood單位以上。
(3)評價:放大肺小動脈楔狀造影,有助於嬰兒先天性心臟病肺動脈高壓的診斷,其利用影像學觀察肺小動脈組織病理改變,且可多肺段的造影觀察,範圍較大並可重複。國外學者們研究認為,一般心導管檢查術測得的肺血流量、肺動脈壓力及肺血管阻力可因計算中許多因素影響其正確性。另外即使在導管檢查中套用肺血管擴張藥物有效時,仍可能有50%的肺小動脈已存在阻塞性病變,常規肺活檢並不能完全代表肺小血管病理改變真實情況,這是由於肺血管病變在各肺野分布不均勻,而且組織範圍有限。
併發症
常並發呼吸道感染、肺炎及心衰,晚期出現艾森曼格綜合徵,患兒常生長發育遲緩、營養障礙。
發病機制
1.肺動脈的結構和血流
(1)肺動脈結構:從組織學將肺動脈分為3段:
①彈力動脈段:外徑大於1mm,與支氣管並行,富於環紋的彈力纖維,肌肉組織少。
②肌型動脈段:此段與毛細支氣管、呼吸性毛細支氣管及肺泡管並行。管壁有較多肌肉組織,管壁薄,管腔大,管壁雖有收縮和舒張功能,但阻力不大。其外徑<1mm。
③微小動脈段:自肺泡管而下,入肺泡壁外徑<80μm,肌層缺如,僅留內皮細胞層。
(2)肺血流分布:主肺動脈短而粗,距離右心室底部不到4cm,即分成左右兩支,右肺動脈占全部血流55%,左肺動脈占45%。
2.肺循環的調節 肺循環是一個相對低壓力,低阻力和擴張性大的系統。在肺循環的調節中,被動調節占有相當重要位置,其次為主動調節和體液調節。
(1)肺循環的被動調節;影響較大的因素是血液流體靜力壓和心輸出量。
①血液流體靜力壓:肺血管分2類:一類為肺泡血管(alveolar vessels),直接處於肺泡壓影響下,主要是肺毛細血管;另一類為肺泡外血管(extra-alveolar vessels),包括肺實質內血管與肺實質外血管。其中肺泡血管和肺實質內血管都受血液流體靜力壓與肺充氣狀態的影響。
正常人直立時,肺尖部比肺底部大約高30cm,由於血液受重力作用,肺底部血管內液體靜力壓比肺尖部高3.1kPa(23mmHg),這一壓力差使全肺的血液自上而下逐漸增多,上下相差可達5~10倍,這就會影響肺泡血管內壓及其與肺泡壓間的壓差而影響肺血流的分布。根據West離體肺灌流製備實驗結果將肺自上而下分為3個區帶(zone),PA、Pa 、Pv分別表示肺泡壓,肺泡血管動脈端壓力和靜脈端壓力。一般情況下Pa>PA,血液推動壓為正值;而肺泡血管是否能保持通暢則決定於跨壁壓(Pa-PA),Pa> PA時血管通暢,Pa<PA時則不通暢。
第一區帶(肺上部),肺泡血管動脈端壓力減少到低於肺泡壓,故跨壁壓為負值Pa<PA,肺泡血管多被壓迫閉合,血液通過很少。第二區帶(肺中部),在心臟收縮期Pa升高,Pa> PA,毛細血管被動擴張,有血液通過,在心臟舒張期,Pa降低,Pa< PA肺泡血管受壓而閉合,血液停止通過,因此血液在肺中部呈間斷性流動。第三區帶(肺下部),由於重力作用而產生的血液流體靜力壓效應,使Pa>Pv>PA,跨壁壓為正值,肺泡血管多被擴張,這是由重力作用引起的血液流體靜力效應。
②心輸出量的變化對肺循環影響:肺泡血管具有極大順應性,肺動脈壓稍有升高即產生明顯的被動擴張;一部分肺泡血管在心輸出量和肺動脈壓均正常時並不開放,而在高心輸出量下,肺動脈壓的輕微升高即足以使這部分血管開放,增加新的血流道路。根據Poiseuille公式R=?P/Q,肺循環血管阻力(R)與肺血流量(Q)成反比。當肺動脈壓(P)不變或輕度升高,而肺血流量的增加,肺血管阻力降低或改變並不大。左向右分流的先天性心臟病早期,肺血流量增加許多但肺血管阻力不高與肺動脈壓正常或稍有升高有關,這種改變和肺泡血管順應性及血管開放不無關係。
(2)肺循環的主動調節:肺循環主動調節的基礎是肺血管平滑肌在神經、體液和化學因素以及血管自身調節的作用下產生舒縮反應,使血管阻力和肺動脈壓力發生改變。
①肺循環神經調節:
A.肺血管的神經支配:肺血管主要由交感神經和迷走神經支配,多數神經纖維位於血管平滑肌的肌層外緣內5~10μm,較大的彈性動脈其神經分布多於肌性肺動脈;外徑小於30μm的肺動脈無神經分布,因此肺小動脈水平通過神經調節影響血管阻力和改變血流的可能性較小。
B.自主神經系統的調節作用:中樞神經系統通過自主神經對肺循環進行調節。刺激胸部迷走交感神經、頸交感神經節和星狀神經節能引起肺動脈壓升高,並證實這種升高由於肺血管收縮引起。
C.外周化學感受器和壓力感受器的反射機制:從中樞傳出神經和傳入神經的任何一個環節切斷頸動脈體化學感受器反射弧,均可使缺氧引起的肺動脈壓反應明顯增強,從而提出該反射參與缺氧時肺循環的調節,並在一定程度上具有增加心輸出量,代償缺氧,阻延缺氧性肺動脈高壓發展進程的作用。
②肺循環的體液調節:許多生物活性物質在肺內被激活、滅活、合成或釋放,其中許多生物活性物質對肺血管舒縮有重要作用。在肺循環的調節中尤其在區域性肺血流量分布方面,體液調節起重要作用,而且不需要神經參與。組胺釋放;血管緊張素Ⅱ;前列腺素,尤其是PGF2a、PGD2、PGE2和TXA2;白三烯特別是LTC4、LTD4等均具有肺血管收縮作用。新近發現的內皮細胞產生和釋放的內皮依賴性舒張因子(EDRF),可直接作用於平滑肌細胞,激活平滑肌細胞胞漿內可溶性與苷酸環化酶,使cGMP增多,促進蛋白質磷酸化從而使血管平滑肌鬆弛和血管擴張。內皮細胞還可以釋放一些生長因子,直接刺激血管平滑肌細胞肥大和增殖。
3.肺動脈高壓的基本機制 肺動脈高壓基本機制可簡單地用Ohm定律解釋,Rp= (pa-pv)/Qp 。Rp代表肺循環阻力;Qp代表肺血流;pa代表肺動脈平均壓,pv代表肺靜脈平均壓。此公式經整理可為:
pa=pv+Rp×Qp
從公式可以看到,當肺靜脈壓、肺血管阻力或肺血流量增加時,肺動脈壓即可升高。
(1)肺靜脈壓增高:各種原因長期引起肺靜脈高壓可逆傳引起肺毛細血管壓和肺動脈壓增高。當肺毛細血管壓超過血液膠體滲透壓時,血管內液體向組織間隙滲出增多,使肺的順應性降低,導致肺泡缺氧以及肺血管收縮,加重肺高壓。
(2)肺血管阻力增加:液體流經圓柱形管道時,其阻力、壓力與流量關係可由Pois-suille修改的公式決定:R=(8π)(l/kr4)(η)。其中l