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本章節帶大家回顧我們一直在學習的Heart failure，以及因為 acute heart failure 入住到 CCU 的病人該如何治療。Heart failure 的機轉極其複雜，病人也非常脆弱，治療上的挑戰不亞於冠狀動脈疾病，也非常需要跨科跨領域的合作。所以本網站特地將 acute heart failure 獨立出來變成 bundle care，希望能給學弟妹更多臨床上的提醒與反思。這個章節特別感謝李威杰醫師、宋沛勳醫師、鄭正一主任以及陳世明醫師的指導。
Summary of acute heart failure bundle
Summary of acute heart failure bundle
當病人因為acute decompensated heart failure入住到CCU時，我們應當執行下列的Bundle care來確保heart failure 照護品質：
1. Heart failure 的診斷與評估 (以BNP 與Echo輔助診斷)
1. Check EKG, CXR 是否已完成，並安排BNP 或是 NT-Pro BNP的抽血，以及安排心臟超音波。特定狀況時例如ischemic heart disease or myocarditis，應加抽 troponin I, 不能排除 infectious endocarditis 應加抽 blood culture
2. Stating and etiology (CHAMP要優先排除)
2. 最快速度完成 HF staging 以及 etiology的 survey (pump, rate/rhythm, preload, afterload)。Chronic HF with acute exerbation 或是 acute HF 要優先排除 CHAMP五種致命性疾病 (ACS, HTN crisis, Arrhythmia, mechanical cause, pulmonary embolism )。並且在病歷上書寫， 例如： Acute decompensated heart failure with pulmonary edema and respiratory failure, NYHA functional class IV, ACC/AHA stage D, dilated cardiomyopathy and severe mitral regurgitation related
3. Wet or Dry, Warm or Cold. Shock and organ evaluation (Fluid & Perfusion)
3. 評估病人的 fluid status (wet or dry), perfusion (warm or cold)，並且考慮是否以 pulmonary cathere monitor hemodynamic parameters (pulmonary wedge, cardiac index, systemic vascular resistance)。若是病人有shock的現象，hemodynamic parameter 的取得是必須的，還要進一步評估organ function (BUN, creatinine, AST, ALT, bilirubin)
4. Guideline directed therapy, inotropes and mechenical support
4. ACEI/ARB, Beta-blockers, Spironolactone 的使用。LV EF < 35% 則應考慮 Entrestol, Ivabradin, 以及 CRT (LBBB with wide QRS > 135 ms)。短期治療還可以考慮 dobutamine, milrinone 以及 Levesimendan。若是病人短期無法靠藥物穩定應考慮mechenical support (IABP, ECMO, Impella, LVAD)
5. Interprofessional care and time for heart transplantation
5. 應照會營養師以及物理治療師及早介入團隊治療。LV EF < 40%應照會 heart team共同照護。Residual present congestion, cold and hypoperfusion, 以及 right heart failure 應想到啟動換心移植的相關程序。
網站導讀影片
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Basic concept and evaluation
Basic concept and evaluation
Clinical symptoms and signs of heart failure
Clinical symptoms and signs of heart failure
相信各位學弟妹已經了解，heart failure 是心臟器官失能最終表現，也就是說，任何心臟疾病走到一定程度時，都會表現出 heart failure。Heart Failure 的廣義的定義是指 cardiac output 沒有辦法提供 peripheral organs 的需求 (metabolic needs)。而 Shock 的定義是指組織的灌流沒有辦法符合該組織所需要的 oxygen 及 nutrients 需求。
我們可以看到HF所表現的諸多症狀，其中 elevated jugular vein, hepato-jugular reflex, S3 gallop 以及 point of maximal impulse 望左移，是HF最具專一性的症狀。而Obesity, Elderly以及Chronic lung disease的病人症狀會比較不典型，要特別小心。
Etiology
Etiology
上方的表同樣來自2016 ESC HF guideline，可以總括Heart failure 的成因。而造成heart failure 的主要underlying disease 包括coronary heart disease, hypertension, DM 以及 atrial fibrillation (Circulation 2005;112:3958-68) 。
在下幫助大家整理一個好記的分類法，給大家參考：
分成 Pump, Rate & Rhythm, Preload 以及Afterload 四大類
Heart failure staging
Heart failure staging
說到HF的staging，不能不提到 AHA 與 NYHA 的分類。基本上會入住到CCU的病患都是至少stage C, NYHA functional class II 以上(2013 ACCF/AHA Guideline for the Management of Heart Failure) ，第二張圖可以更清楚描繪 ACC/AHA staging 與 NYHA functional class 的關係。
Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine, 10th Edition
Different categorisations of HF based on left ventricular ejection fraction (LVEF)
Different categorisations of HF based on left ventricular ejection fraction (LVEF)
一樣根據 2016 ESC guideline，根據LV performance將HF分成preserved, mid-range, 以及reduced 三類。由於不同的潛在病因，人口統計學，併發症和對治療的反應，基於LV ejection fraction 的HF患者的差異是重要的。
Atlas of Heart Failure, 5th ed. Springer 2008 (picture by Dr. Cheng-I Cheng)
Preserved LV performance heart failure
病人通常 LV不會擴張，但 LV 的壁會變厚且LA的size會變大，意味著 increased LV filling pressures. 而且會有LV diastolic dysfunction 。
(2019 TSOC HF guideline)
Reduced LV performance heart failure
雖然過去叫做 systolic heart failure, 別人也是同樣有著 diastolic dysfunction。而在gray-zone的mid-range LV HF, 在meta-analysis分析mortality rate，HFmrEF 與 HFpEF 相近，都顯著優於HFrEF (Eur Heart J. 2012;33:1750–7.)
Recovered Ejection Fraction heart failure
具有mid-range LVEF的HF患者其臨床特徵和死亡率，其介於HFrEF和HFpEF之間。然而經過治療與心肺復健後，recovered systolic function 的病人預後不遜於HFpEF的病人。(CircHeartFail.2016;9:e002826)
Heart failure developed while pregnancy
懷孕相關的 heart failure 能分成 antepartum, delivery 以及 postpartum. 約 60% of 發生在 postpartum, 然後是 delivery (27.3%) 與 antepartum (13.2%). Heart failure 會大大提高媽媽的風險，odds ratios 分別是 antepartum (2.7–25), delivery (6–195), 與 postpartum (1.5–6.6) 倍。(Circ Heart Fail. 2018;11:e004005.)
Neuro-hormone response of heart failure
Neuro-hormone response of heart failure
HF 所產生的neuro-hormone system 包括 RAA (renin angiotensin aldosterone) system, sympathetic nervous system, 以及natriuretic peptide 三大system。前面兩個系統的啟動是要代償 cardiac output and organ perfusion，而natriuretic peptide則是會抵銷前兩個系統的影響。
Pathophysiology of HF: 因為RAA system 與 Catecholamine 活化導致 negative remodeling of heart 以及 LV function變差。
而心室心肌細胞因為fluid增加或是contratility增加受力，會將proBNP釋出而變成BNP與NT-proBNP。BNP會導致排鈉，並被neprilysin分解。
一旦因為疾病導致左心室功能受損，neuro-hormone system失代償，左心室功能持續變差，進而產生心衰竭的症狀，最後死亡。
(N EnglJ Med. 1996;335:490–498，picture from Dr. 鄭正一)
Diagnosis and approach for heart failure
Diagnosis and approach for heart failure
在瞭解了HF的 symptoms and signs, LV ejection fraction 的分類方式，以及重要的biomaker BNP & NT-proBNP, 的重要性，以及HF診斷之後他的etiology是什麼，2019 TSOC guideline 提出了HF的診斷流程圖來幫助臨床醫師。
而acute HF，必須快速評估有無shock 或是 respiratory failure，若有的話應在最快時間確定有無 CHAMP五種致命性的危機，並提出相對應之處置。其中 mechenical cause 包括MI 相關的myocardial rupture 或acute MR; infectious endocarditis, tamponade, aortic dissection related complication等。
Hemodynamic evaluation for heart failure
Hemodynamic evaluation for heart failure
Dry and wet, cold and warm
Dry and wet, cold and warm
在我們確診HF後，應快速評估病人的hemodynamic status，作為治療的判斷準則，而其中最重要的就是fluid status (dry or wet) 以及 perfusion (warm or cold)。預後最差的是cold and wet。
2016 ESC guideline 針對此四象限的病人群不同的治療建議。原則上wet and warm 的病人使用 diuretics，wet and cold 則SBP>90mmHg 使用vasodialator , SBP<90 mmHg 使用inotropic agents。Dry and warm 繼續當前治療並找出有無其他etiology (例如 hyperthyroidism或sepsis) , dry and cold 則需要fluid challange ± inotropic agent
Hemodynamics and pulmonary catheter waveforms
Hemodynamics and pulmonary catheter waveforms
Reference: Liverpool Hospital ICU Workbook 2016
我們回到 heart failure 病人 hemodynamic 的評估進行量化，fluid status可以換成 pulmonary wedge pressure，而perfusion可以換成 cardiac output 與 cardiac index
當肺動脈導管於pulmonary artery 遠端將氣球打起來，堵住來自PA的血流，此時tip的壓力，經由連通管原理，等於lung parenchyma的壓力，也等於 pulmonary vein, LA的壓力，此時測量到的壓力稱為 wedge pressure。
Picture form Liverpool Hospital ICU Workbook
肺動脈導管可以協助我們測量並取得下列參數：
•Right pulmonary systolic and diastolic pressures (PAP),
•Pulmonary Artery Wedge Pressure (PAWP),
•Cardiac output (CO) and Index (CI),
•Systemic and Pulmonary Vascular Resistance (SVR & PVR),
•Core body temperature
•Mixed venous oxygen saturation.
Pulmonary catheter 依序進入 RA, RV, pulmonary artery，最後ballon打起來取得wedge pressure，請注意上面的壓力變化情形。
下圖為ballon打起來與放開之壓力圖形變化。
正常的狀況下，吸氣時Wedge pressure 會下降，但是使用ventilator的病人，吸氣時壓力反而會上升。
Cardiac Output measurement
Cardiac Output measurement
使用 pulmonary catheter 測量 cardaic output 的方法，可以分為 thermodilution 以及 Fick method 兩種方法。
延伸學習：Critical Care Secrets (Fifth Edition) CHAPTER 6 HEMODYNAMIC MONITORING
Thermodilution method：
假定右心與左心的cardiac output相同，我們在RA打10cc 5% glucose ℃ ，在pulmonary artery 端監測溫度的變化，來計算cardiac output。
此方法在 very low cardiac output 或是 severe TR 的病人會嚴重干擾其準確性。
點圖可以進入計算頁面
Fick method：考試的時候公式要背起來
使用Total oxygen consumption (VO2)= Cardiac output X (SAO2 - SCVO2) 的概念來測量cardiac output。要藉由hemoglobin來校正。
因為Fick method 是要check artery 與 vein 兩端的O2以及hemoglobin來計算，若是有shunting的病人 (例如ASD或是VSD) ，或是最近有輸血，將會導致計算不準確。
當我們算出 caidiac output 後就可以計算出SVR, PVR等重要的臨床參數，協助我們調整用藥，以及評估病人的預後。
Shock
Shock
如果已經了解如何使用pulmonary catheter測量hemodynamic 參數，我們也可以用在shock的鑑別診斷
Pulmonary cathter and PiCCO
Pulmonary cathter and PiCCO
大家一定很好奇 pulmonary catheter 與 之前 MICU常用的 PiCCO，所取得的cardiac output，到底實用上有什麼不一樣，下面來做簡單的比較。
PiCCO測量 cardiac output 的原理，是運用第三種方法，Pulse contuor method, 藉由 Aorta A-line波形 (或近Aorta的大動脈) 在Systolic phase 時 曲線下的面積，運用 Thermodilution 校正，配合校正公式，計算出心輸出。
PiCCO與pulmonary catheter不同處，是用GEDV取代Wedge pressure，並且多了EVLW。
總舒張末期容積(global end-diastolic volume, GEDV): 全心之前負荷，與PCWP有相同意義。
肺血管外水容量(extra-vascular lung water, EVLW)： 若>10 mL/Kg:則表示肺水腫。(但是我們通常看CXR就已經知道肺水腫了)
然而PiCCO在使用2天以後，測量的準確度會逐漸下降，不適合需要monitor 三天以上的重症患者。且GEDV是否能完全取代Swan-Ganz catheter所測量到的PCWP，仍有待商確。所以在CCU的 hemodynamic 監測仍以 pulmonary catheter 為主。
Cardiorenal syndrome
Cardiorenal syndrome
有許多原因會導致HF病人腎功能惡化, 例如 reduced cardiac output, intra-abdominal pres- sure and CVP, sympathetic overactivity, a maladaptive RAA system, oxidative injury, endothelial dysfunction, 以及anemia. 當然以 low cardiac output 為最重要的因素。
TSOC 2019 HF guideline
一旦心衰竭的病人腎功能惡化，應該立即評估病人的fluid status以及cardiac output 與vascular resistance，再給予相對應的藥物
Flow chart from Dr. WC Lee
Management for Heart failure
Management for Heart failure
Treatment of heart failure
Treatment of heart failure
在明白HF病人所啟動的RAAS與sympathetic nerve system，我們明白第一線相對應的HF用藥就是ACEI/ARB 以及 Beta-block。
而LVEF<35%的病人，除了藥物可以titrate MRA以外，還可以將ACEI/ARB 換成 Entrestol (ARNI)或是beta-blocker 換成 Ivabradin。LBBB 且QRS > 135ms 的病人則可以考慮 CRT 。
病人症狀無法改善，除了再加上hydralazine+isodil、digoxin (Af病人)，則要考慮 mechanical support 或是心臟移植的準備。
當病人使用二種以上guideline建議的HF用藥至full dose，病人的outcome最好，partial dose 次之，而未達兩種用藥的族群預後明顯非常差。
2019 ESC guideline update
2019 ESC guideline update
2019 ESC 提出很多新的觀點，包含
1. SGLT2 inhibitors 在 DM的病患可以預防並且延緩HF的產生，在type 2 DM 已確診CAD或是高心血管疾病風險之病患，應考慮SGLT2 inhibitors。而 Dapagliflozin 更下一城，於2019年在NEJM DAPA-HF trial 發表，在 Reduced Ejection Fraction (EF<40%)的HF病患，不論病患有沒有DM，Dapagliflozin能降低大約 30%HF 與20% cardiovascular or any cause of death的風險，而且不會增加非DM病患之低血糖風險。這意味著Dapagliflozin 不只是DM用藥，也是HF用藥，可以支持HF病患，不論有無DM或使用metformin，來使用 Dapagliflozin。
2. Entrestol 跳過 ACEI/ARB 作為acute HF 或chronic HF with acute exerbation 的一線用藥。
3. Spironolactone 從LVEF < 35%延伸到 mid-range ejection fraction的病人也有更佳預後。
4. Paroxysmal Af with HF病患catheter albration(PV isolation) 優於藥物amiodarone/dronidarone 為第一線建議治療。
5. 其他像是Intravenous iron, MitraClip, Sleep apnoea也有一些啟發性的討論。
以上建目前有些未符合健保的治療給付規範，但是已經有足夠的evidence可以建議適合的病患接受這些治療。我們可以採用醫病共享決策，與病患以及家屬充分討論上述的治療方式。
Inotropic agents and Pharmacological therapy
Inotropic agents and Pharmacological therapy
Diuretics 與 vasodialators 在 acute HF的病人若沒有hypotension都可以使用。
Inotropic agents 與 vasopressor 只在short-term且病人有hypotension或hypoperfusion時才使用(IIb indication)，沒有上述狀況不能使用(class III)。
使用 anticoagulant therapy 在acute HF 病人雖然是class I indication，但是東方人因為出血風險較高，我們CCU並不會常規使用。
Reference:
Classical inotropes and new cardiac enhancers
在病人出現hypotension/hypo-perfusion的狀態時，可以短暫使用inotropes。要切記，必要時還是要考慮mechanical device 的support，避免再加重心臟的負擔。
Dobutamine可以增加cardiac output藉由增加heart rate與contractility 並降低 SVR。Milrinone (Phosphodiesterase inhibitors) 在ischemic heart disease 增加死亡率，只能使用在 non ischemic cardiogenic shock。
Levesimendan藉由增加心肌細胞鈣離子的sensitivity來提昇心肌收縮力，並打開ATP-sensitive potassium channels造成周邊血管擴張SVR下降，並增加coronary artery flow。它可以改善LV systolic and diastolic dysfunction，並持續長達1週之久。使用時要小心hypotension 與 hypokalemia。目前健保不給付，需請病人自費約50000元。
Interprofessional treatment for heart failure
Interprofessional treatment for heart failure
在TSOC 2019 HF guideline與ESC 2016 HF guideline 都強調跨領域的照護模式，包括及早心肺復健的介入措施、營養、戒菸以及病患及家屬的self care skills 衛教。
此外，在LVEF<40%的病患，更要考慮 heart team的收案以及追蹤預後，才能提升病患之照護品質。
有效率的心肺復健可以降低all-cause mortality以及心導管介入。
(Mayo Clin Proc. November 2017;92(11):1644-1659)Timing for heart transplantation
Timing for heart transplantation
當藥物積極治療仍無法改善病人的症狀時，Residual present congestion, cold and hypoperfusion, 以及 right heart failure ，我們必須考慮換心移植、mechenical support、 LVAD、甚至hospice care的可能性。
Bothside CATH, Cardiac biopsy, CPET與Psychiatrist的照會是必要的。
Pulmonary vascular resistance > 2.5 WU 會增加術後right heart failure 的風險，但若是reversible pulmonary artery hypertension的病人，預後與 PVR < 2.5WU的病人沒有差異(Ann Thorac Surg 2006;82:1770–3)。
Summary of acute heart failure bundle
Summary of acute heart failure bundle
當病人因為acute decompensated heart failure入住到CCU時，我們應當執行下列的Bundle care來確保heart failure 照護品質：
1. Heart failure 的診斷與評估
1. Check EKG, CXR 是否已完成，並安排BNP 或是 NT-Pro BNP的抽血，以及安排心臟超音波。特定狀況時例如ischemic heart disease or myocarditis，應加抽 troponin I, 不能排除 infectious endocarditis 應加抽 blood culture
2. Stating and etiology
2. 最快速度完成 HF staging 以及 etiology的 survey (pump, rate/rhythm, preload, afterload)。Chronic HF with acute exerbation 或是 acute HF 要優先排除 CHAMP五種致命性疾病 (ACS, HTN crisis, Arrhythmia, mechenical cause, pulmonary embolism )。並且在病歷上書寫， 例如： Acute decompensated heart failure with pulmonary edema and respiratory failure, NYHA functional class IV, ACC/AHA stage D, dilated cardiomyopathy and severe mitral regurgitation related
3. Wet or Dry, Warm or Cold. Shock and organ evaluation
3. 評估病人的 fluid status (wet or dry), perfusion (warm or cold)，並且考慮是否以 pulmonary cathere monitor hemodynamic parameters (pulmonary wedge, cardiac index, systemic vascular resistance)。若是病人有shock的現象，hemodynamic parameter 的取得是必須的，還要進一步評估organ function (BUN, creatinine, AST, ALT, bilirubin)
4. Guideline directed therapy, inotropes and mechenical support
4. ACEI/ARB, Beta-blockers, Spironolactone 的使用。LV EF < 35% 則應考慮 Entrestol, Ivabradin, 以及 CRT (LBBB with wide QRS > 135 ms)。短期治療還可以考慮 dobutamine, milrinone 以及 Levesimendan。若是病人短期無法靠藥物穩定應考慮mechenical support (IABP, ECMO, Impella, LVAD)
5. Interprofessional care and time for heart transplantation
5. 應照會營養師以及物理治療師及早介入團隊治療。LV EF < 40%應照會 heart team共同照護。Residual present congestion, cold and hypoperfusion, 以及 right heart failure 應想到啟動換心移植的相關程序。
Reference:
2. ESC 2019 Clinical practice update on heart failure 2019
3. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure
4. 2013 ACCF/AHA Guideline for the Management of Heart Failure
5. Liverpool Hospital ICU Workbook 2016
7. Classical inotropes and new cardiac enhancers Parissis, J.T., Farmakis, D. & Nieminen, M. Heart Fail Rev (2007) 12: 149.
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