黑飛龍,樓 松,龍 村,李景文,于 坤,劉晉萍,馮正義,趙 舉,胡盛壽,許建屏,常 謙,劉迎龍,王 旭,劉 平

1954年John Gibbon發(fā)明的體外循環(huán)(extracorporeal circulation,ECC)技術(shù)使心內(nèi)直視手術(shù)成為現(xiàn)實(shí)[1]。ECC技術(shù)設(shè)備經(jīng)改進(jìn)后可以提供較長(zhǎng)時(shí)間的 ECC支持,被稱為體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)。ECMO作為一種有效的心肺支持手段,可使患者心肺得到充分休息,功能恢復(fù)或?yàn)槠鞴僖浦糙A得時(shí)間,目前已成為心臟外科危重病的重要治療手段。Hill于 1972年成功進(jìn)行了首次靜脈-動(dòng)脈(venous-arterial,V-A)ECMO治療[2]。此后,ECMO在兒童和成人患者中均取得了較好的臨床效果[3-6]。阜外心血管病醫(yī)院自2004年12月至 2009年12月對(duì) 121例心肺功能衰竭患者行 ECMO支持治療也取得了較為理想的效果。現(xiàn)將我院應(yīng)用 ECMO支持治療的情況回顧分析如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 121例患者行 ECMO支持治療,兒童及嬰幼兒 44例,成人 77例。其中男性 80例,女性 41例;年齡為出生 3 d～76(29.4±25.0)歲;體重為 3.2～100(43.7±28.8)kg。108例心臟術(shù)后和 13例內(nèi)科病例安裝 ECMO治療。23例經(jīng) ECMO輔助后行心臟移植,其中 14例康復(fù)出院。

本研究屬于觀察性研究,不改變現(xiàn)有的診療方案,所分析的資料不涉及任何患者隱私,因此不需取得患者的知情同意。

1.2 ECMO的應(yīng)用指征包括 ECC后不能停機(jī)直接轉(zhuǎn)入 ECMO輔助支持,難以糾正的低心排[心排指數(shù)小于 2.0 L/(min·m2)]、嚴(yán)重的低氧血癥、心跳驟停等。

ECMO在手術(shù)室或重癥監(jiān)護(hù)病房?jī)?nèi)建立。部分患者在接受 ECMO輔助前已安裝主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏(IABP)以降低左室后負(fù)荷、增加冠脈灌注及提供搏動(dòng)血流。插管前 3min給予肝素 100 u/kg靜脈注射,如果 30 min內(nèi)未進(jìn)行插管,需要再次測(cè)量激活全血凝血時(shí)間(activated clotting time,ACT)。

1.3 ECMO系統(tǒng) 包括離心泵、膜式氧合器、空氧混合裝置、氧飽和度探頭、循環(huán)管路。當(dāng)需要超濾時(shí)可在循環(huán)管路的動(dòng)靜脈間加入超濾器。所有患者均采用 V-A ECMO輔助方式。嬰幼兒采用經(jīng)原手術(shù)切口右心房-升主動(dòng)脈插管,成人 1例應(yīng)用右心房-股動(dòng)脈插管,其余均采用股靜脈-股動(dòng)脈插管。

1.4 ECMO系統(tǒng)的建立 患者麻醉鎮(zhèn)靜,轉(zhuǎn)流開始后酌情降低麻醉深度。根據(jù) ACT檢測(cè)結(jié)果決定肝素用量,使 ACT維持于 120～180 s。本組患者心血管活性藥物在 ECMO支持期間逐漸減少甚至停止使用。停 ECMO后根據(jù)血液動(dòng)力學(xué)情況適當(dāng)應(yīng)用血管活性藥物。輔助流量根據(jù)患者監(jiān)測(cè)指標(biāo)來調(diào)整,輔助期間流量范圍在 40～220 ml/(kg·min),使靜脈血氧飽和度維持在 70%以上,吹入膜肺的空氣氧氣混合氣的氧濃度維持在 40%～70%,使膜肺出口的動(dòng)脈血氧分壓在 150 mmHg(1mmHg=0.133 kPa)左右,動(dòng)脈氧飽和度不低 95%。呼吸支持采用同步間歇指令通氣模式,FiO20.3～0.6,呼吸頻率10～30次 /min,潮氣量 8～10 ml/kg,呼氣末正壓(PEEP)4～6 cmH2O,氣道峰壓小于 25 cmH2O。每日通過超聲心動(dòng)圖結(jié)合患者血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)及胸片、血?dú)饨Y(jié)果綜合評(píng)判 ECMO期間的循環(huán)、呼吸功能。在保證心臟及肺功能基本恢復(fù)并有一定的儲(chǔ)備的情況下,逐漸減低輔助流量,同時(shí)增加血管活性藥物的用量。每次減少輔助流量的 15%～20%,適當(dāng)延長(zhǎng) ACT時(shí)間,當(dāng)輔助流量占全流量的 10%～20%時(shí)可以嘗試終止 ECMO。

1.5 統(tǒng)計(jì)處理 所有數(shù)據(jù)采用 SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。連續(xù)變量以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,連續(xù)變量的比較采用 t檢驗(yàn)或 Mann-Whitney U檢驗(yàn)。分類變量以百分率表示,通過卡方檢驗(yàn)或Fisher精確檢驗(yàn)進(jìn)行分析。邏輯回歸用于分析院內(nèi)死亡的危險(xiǎn)因素。P＜0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

接受 ECMO支持治療的患者輔助時(shí)間為 12～504(128.5±28.0)h。82例順利撤離 ECMO裝置,ECMO平均時(shí)間(117.9±63.8)h,其中 69例康復(fù)出院,13例撤機(jī)后院內(nèi)死亡。39例患者因多種原因不能脫機(jī)或放棄治療,ECMO平均時(shí)間(150.5±113.1)h?？偝鲈郝蕿?57.0%。

83例發(fā)生了至少一種與 ECMO相關(guān)的并發(fā)癥。平均每例發(fā)生(2.5±2.2)種并發(fā)癥。ECMO相關(guān)并發(fā)癥的情況見表1。

單因素分析表明在手術(shù)室外建立 ECMO、是否發(fā)生并發(fā)癥、并發(fā)癥個(gè)數(shù)、二次開胸、感染、溶血、氧合器滲漏、更換氧合器、急性腎衰、高膽紅素血癥[總膽紅素(TBIL)＞222.3μmol/L或 直接膽紅素(DBIL)＞34.2μmol/L]與院內(nèi)死亡相關(guān),見表2。上述指標(biāo)進(jìn)入多因素分析,結(jié)果顯示發(fā)生任何 ECMO相關(guān)并發(fā)癥、血培養(yǎng)證實(shí)的感染、急性腎衰為院內(nèi)死亡的危險(xiǎn)因素,見表3。

表1 ECMO支持相關(guān)并發(fā)癥(±s)

表1 ECMO支持相關(guān)并發(fā)癥(±s)

注:肝功能異常:丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)＞500 IU/L或天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)＞500 IU/L;神經(jīng)系統(tǒng)功能異常:神志模糊、昏迷、癲癇發(fā)作、局灶性神經(jīng)系統(tǒng)體征

二次開胸止血 44/121(36.4%)感染(血培養(yǎng)陽(yáng)性) 24/121(19.8%)血栓形成 36/121(39.8%)下肢缺血 20/121(16.5%)溶血(游離血紅蛋白 ＞3000mg/L) 29/121(24.0%)血漿置換 24/121(19.8%)氧合器滲漏 45/121(37.2%)更換膜肺 43/121(35.6%)腎衰(肌酐＞132μmol/L和需透析) 35/121(28.9%)肝功能異常 29/121(24.0%)高膽紅素血癥 34/121(28.1%)神經(jīng)系統(tǒng)功能異常 19/121(15.7%)多器官功能障礙(MODS) 18/121(14.9%)彌散性血管內(nèi)凝血(DIC) 18/121(14.9%)消化道出血 22/121(18.2%)

表2 存活及死亡患者 ECMO支持臨床特征及并發(fā)癥的比較(±s)

表2 存活及死亡患者 ECMO支持臨床特征及并發(fā)癥的比較(±s)

性別(男 /女) 46/23 34/18 0.883年齡(歲) 31.9±23.6 26.0±26.6 0.203體重(kg) 48.0±26.1 38.0±31.4 0.067心肺復(fù)蘇(有 /無(wú)) 19/50 22/30 0.089心肺復(fù)蘇時(shí)間(min) 21.3±17.5 35.2±27.1 0.169 IABP(有 /無(wú)) 11/58 11/41 0.462建立地點(diǎn) (OR/ICU) 40/29 17/35 0.006輔助時(shí)間(h) 120.0±67.7 140.1±101.5 0.219術(shù)后心肺功能衰竭/脫機(jī)困難 35/34 33/19 0.162任何并發(fā)癥 (有/無(wú)) 40/29 43/9 0.004并發(fā)癥個(gè)數(shù) 1.5±0.2 2.4±0.3 ＜0.001二次開胸(有 /無(wú)) 18/51 26/26 0.007感染(有 /無(wú)) 5/64 19/33 ＜0.001血栓形成(有 /無(wú)) 18/51 18/34 0.310下肢缺血(有 /無(wú)) 8/61 12/40 0.092溶血(有 /無(wú)) 9/60 20/32 0.001血漿置換(有 /無(wú)) 10/59 14/38 0.090氧合器滲漏(有/無(wú)) 20/49 25/27 0.031更換膜肺(有 /無(wú)) 18/51 25/27 0.012腎衰(有 /無(wú)) 5/64 30/22 ＜0.001肝功能異常(有/無(wú)) 13/56 16/36 0.128神經(jīng)功能異常(有/無(wú)) 11/58 8/44 0.934 MODS(有 /無(wú) ) 7/62 11/41 0.092 DIC(有 /無(wú) ) 7/62 11/41 0.092高膽紅素血癥(有/無(wú)) 15/69 19/33 0.014消化道出血(有/無(wú)) 9/60 13/39 0.091

表3 ECMO支持患者院內(nèi)死亡的危險(xiǎn)因素

3 討 論

ECMO作為一種對(duì)心肺功能衰竭有效的支持治療手段,越來越得到心臟外科的重視。據(jù)報(bào)道大約3%～8%的心臟手術(shù)術(shù)后患者需輔助支持治療[7-9],心臟術(shù)后難以糾正的低心排、低氧血癥、心律失常、心跳驟停、不能脫機(jī)等情況下,ECMO支持治療顯得尤為重要。ECMO還可為心功能不全患者在心臟移植前提供有效的循環(huán)支持[10]。此外,還可幫助嚴(yán)重心肌炎患者恢復(fù)正常的心功能提供必要支持[11]。

我院 ECMO治療的整體存活率為 57%,與國(guó)外報(bào)導(dǎo)的結(jié)果近似。ECMO患者的預(yù)后除了與治療水平及經(jīng)驗(yàn)有關(guān)外,另一個(gè)重要因素是患者的選擇。目前我院入選 ECMO患者都采用較嚴(yán)格的指征,可能與較高的存活率有關(guān)。但也有學(xué)者認(rèn)為,對(duì)于這些瀕死患者應(yīng)先進(jìn)行 ECMO支持治療,在治療過程中若發(fā)現(xiàn)禁忌證,如不可逆的腦損傷等再停止治療。這種寬松的入選條件無(wú)疑會(huì)增加整體死亡率。

許多學(xué)者致力于確定預(yù)測(cè) ECMO治療失敗的危險(xiǎn)因素。多個(gè)因素被確定為死亡的預(yù)測(cè)因子,包括女性[12]、高齡、術(shù)前心肌梗死、糖尿病[4]、ECMO建立前接受心肺復(fù)蘇、腎功能衰竭[12]、心肌酶[13]、機(jī)械通氣時(shí)間[14]。我們的結(jié)果表明,ECC期間任何并發(fā)癥的發(fā)生、感染、急性腎衰都與院內(nèi)死亡相關(guān)。

根據(jù)體外心肺支持組織建議,將 ECMO并發(fā)癥可以分為機(jī)體并發(fā)癥和機(jī)械并發(fā)癥兩大類[15]。

在機(jī)體并發(fā)癥中,出血是 ECMO最常見的并發(fā)癥。本組 121例病例中,有 44例發(fā)生出血和滲血,發(fā)生率為 36.4%,與體外心肺支持組織統(tǒng)計(jì)相近。雖然出血的發(fā)生率較高,但我們未發(fā)現(xiàn)出血與院內(nèi)死亡相關(guān)。出血的部位主要是手術(shù)切口出血和插管部位出血,主要原因有插管或手術(shù)部位止血不徹底、肝素抗凝、長(zhǎng)時(shí)間 ECC等導(dǎo)致凝血因子缺乏、血小板減少及功能降低等。我們認(rèn)為如果患者無(wú)活躍出血,ACT可維持在 160～180 s,存在滲血時(shí)可適當(dāng)縮短,控制在 140～160 s,但應(yīng)注意維持一定的流量。每日檢測(cè)血常規(guī),將血小板維持在 50×109/L以上,必要時(shí)補(bǔ)充缺乏的凝血因子。當(dāng)上述措施均無(wú)效時(shí)應(yīng)積極手術(shù)探查。

感染也是 ECMO患者較常見的并發(fā)癥,預(yù)防感染始終是 ECMO期間的重要問題。我們發(fā)現(xiàn) ECMO患者發(fā)生感染將明顯提高院內(nèi)死亡率。本組有 1例患者雖然心肺功能恢復(fù),但因腦部真菌感染死亡。ECMO患者長(zhǎng)期使用廣譜抗生素后容易發(fā)生真菌感染,預(yù)后較差,應(yīng)給予足夠重視。本組 121例患者發(fā)生感染 24例,發(fā)生率占 ECMO支持患者的 19.8%。ECMO期間感染發(fā)生率較高主要與手術(shù)創(chuàng)傷過大及插管時(shí)間過長(zhǎng)有關(guān),這些因素是血液感染發(fā)生率高的主要原因。在進(jìn)行 ECMO支持時(shí),注意環(huán)境的清潔,保證各個(gè)操作環(huán)節(jié)嚴(yán)格無(wú)菌,合理使用有效的抗生素,縮短 ECMO的時(shí)間可減少感染的發(fā)生。應(yīng)早期進(jìn)行血液培養(yǎng)和藥敏試驗(yàn),一旦發(fā)現(xiàn)感染跡象,應(yīng)積極和有針對(duì)性地加強(qiáng)抗感染治療,以拯救患者生命。營(yíng)養(yǎng)不良可使 T細(xì)胞功能受損,易引起感染,致使人工心臟的使用壽命縮短甚至危及患者生命。如果患者體重指數(shù)小于 22,因感染導(dǎo)致手術(shù)失敗的風(fēng)險(xiǎn)明顯增高[16]。

腎功能不全也是 ECMO最常見的并發(fā)癥之一,在機(jī)體并發(fā)癥中處于第二位。本組 121例患者發(fā)生腎功能不全并發(fā)癥 35例,發(fā)生率占 ECMO支持患者的 28.9%。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),腎衰與院內(nèi)死亡相關(guān),這與國(guó)外作者的研究結(jié)果一致[12]。因此在 ECMO支持治療過程中應(yīng)高度重視腎臟的保護(hù)。ECMO期間,腎功能不全的發(fā)生原因尚不明了,可能與 ECMO期間溶血、非搏動(dòng)灌注、低血壓、低容量、兒茶酚胺分泌增加、栓子形成栓塞、全身炎癥反應(yīng)等因素有關(guān)。對(duì)具有腎衰危險(xiǎn)的患者應(yīng)積極預(yù)防。發(fā)生溶血時(shí)先尋找原因并對(duì)因處理,如更換管路和離心泵頭、減小負(fù)壓等,同時(shí)也要堿化尿液、利尿,必要時(shí)可行血漿置換。對(duì)于已發(fā)生腎功能不全的患者連續(xù)腎替代治療及腹膜透析可維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,改善腎功能[17-18]。

在器械并發(fā)癥中,氧合器血漿滲漏、氧合能力下降最為常見,體外心肺支持組織報(bào)道其發(fā)生率在7.1%～16.7%不等。血漿滲漏的發(fā)生與氧合器類型、跨膜壓差、輔助流量、血液破壞程度等因素有關(guān)。如果發(fā)生氧合器能力下降或滲漏,則需及時(shí)更換新的氧合器。

本文僅對(duì)院內(nèi)死亡及其因素進(jìn)行了分析,并無(wú)患者長(zhǎng)期隨訪的資料。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),至少 1例于ECMO停機(jī)后因下肢缺血壞死而截肢,1例發(fā)生閉鎖綜合癥,1例出院后 3 d突發(fā)心臟驟停而死亡。因此有必要對(duì)患者出院后的生活質(zhì)量、社會(huì)功能、小兒患者智力發(fā)育、長(zhǎng)期生存情況進(jìn)行系統(tǒng)的隨訪和分析。

ECMO支持療法在循環(huán)呼吸衰竭的治療中是一種有效的輔助治療方法,盡早對(duì)心肺衰竭患者使用ECMO支持治療,避免重要臟器不可逆損傷,對(duì)提高治療效果有積極的幫助。腎衰、感染等并發(fā)癥與院內(nèi)死亡相關(guān)。為提高 ECMO治療的存活率應(yīng)積極預(yù)防 ECMO相關(guān)并發(fā)癥。

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