牛 歡，詹 峰，歐陽艷紅

體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)可通過人工機械設(shè)備對患者循環(huán)、呼吸功能支持，并作為一種療效確切的體外生命支持技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種危重患者的救治[1]。靜脈-動脈體外膜肺氧合(venoarterial extracorporeal membrane oxygenation,VA-ECMO)利用離心泵將靜脈血從右心房引出，在氧合器內(nèi)進(jìn)行氧合后通過灌注管將氧合血逆向經(jīng)動脈回輸體內(nèi)，提供呼吸循環(huán)支持，重建血供及氧供。但因體外血流與心臟射血方向相反，可增加主動脈根部壓力，增加左心室后負(fù)荷，影響主動脈瓣開放，進(jìn)而加重左心前負(fù)荷，導(dǎo)致左心室擴(kuò)張(left ventricular dilation,LVD)[2]。當(dāng)ECMO輔助的逆向血流占主導(dǎo)地位時，可導(dǎo)致主動脈瓣打開受限，增加左心室內(nèi)血栓形成風(fēng)險[3]。此外，雖然VA-ECMO可顯著降低右心室前負(fù)荷，但由于左心室負(fù)荷加重超載，導(dǎo)致右心室后負(fù)荷增加，從而出現(xiàn)肺血管損傷、急性呼吸窘迫綜合征，甚至嚴(yán)重肺水腫[4]。且左心室舒張末期壓和肺靜脈壓升高可增加心肌壁應(yīng)力和心肌耗氧，損害心肌細(xì)胞，甚至發(fā)生心肌缺血和心律失常。VA-ECMO聯(lián)合應(yīng)用減少左心室后負(fù)荷的措施，可避免相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生。已有Meta分析[5]發(fā)現(xiàn)心源性休克患者VA-ECMO輔助期間，適時使用左心室卸負(fù)荷策略可降低死亡率。然而，VA-ECMO期間左心室卸負(fù)荷時機、效果和最佳方式的選擇仍需進(jìn)一步探索。

1 VA-ECMO中左心室卸載不足的診斷

據(jù)統(tǒng)計，10%～60%的VA-ECMO輔助患者會出現(xiàn)LVD[6]。Truby等[7]提出，接受VA-ECMO支持治療的患者，2 h內(nèi)胸片提示肺水腫和肺動脈舒張壓>25 mmHg時應(yīng)考慮LVD的發(fā)生(用肺動脈舒張壓代替左心室舒張末壓)。Alkhouli等[8]提出肺毛細(xì)血管楔壓(pulmonary capillary wedge pressure,PCWP)>18 mmHg認(rèn)為存在左心室卸載不足。因彩超操作方便、無創(chuàng)及可重復(fù)操作，床旁即時超聲(point-of-care ultrasound,POCUS)廣泛用于LVD的臨床評估及診斷，臨床中LVD的主要超聲表現(xiàn)為左心室收縮功能差，壓力指標(biāo)升高，左心室舒張末內(nèi)徑增大，主動脈瓣開放受限/關(guān)閉，二尖瓣反流，左心室內(nèi)血流淤滯，肺間質(zhì)綜合征加劇[9-10]。

2 VA-ECMO中左心室卸載不足的預(yù)防及治療

左心室卸載不足的發(fā)病機制在于殘存心臟的前向血流與ECMO輔助的逆向血流之間的匹配程度[11]。故在VA-ECMO運行過程中我們應(yīng)實時評估患者狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整合適的流量和平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP)，選擇適當(dāng)?shù)乃幬?、微?chuàng)手段，以預(yù)防LVD的發(fā)生。目前根據(jù)對左心室減壓需求的程度及臨床情況可采取不同方式和級別的左心室減壓措施，保守減壓包括減低ECMO流量及容量優(yōu)化，適當(dāng)血管擴(kuò)張劑、正性肌力藥、利尿劑等，增加呼氣末正壓，聯(lián)合主動脈內(nèi)球囊反搏(intra-aortic balloon pump,IABP)等；有創(chuàng)減壓包括聯(lián)合Impella減壓、肺動脈置管減壓、經(jīng)右上肺靜脈或心尖左心減壓管、房間隔造口以及外科手術(shù)減壓等。

2.1流量及容量優(yōu)化 流量優(yōu)化策略是左心室減壓保守策略的首選。Swan-Ganz導(dǎo)管可監(jiān)測PCWP和右心室心排血量，間接反映左心室前負(fù)荷(需排除右心容量超負(fù)荷等情況)，是VA-ECMO血流動力學(xué)管理的金標(biāo)準(zhǔn)。心輸出量(cardiac output,CO)可用于指導(dǎo)流量匹配的調(diào)整，比如下調(diào)ECMO流量，CO增加≥15%時，考慮ECMO流量輔助過高，存在醫(yī)源性左心室卸載不足；ECMO流量下調(diào)至CO增加<15%時則停止調(diào)整；ECMO流量下調(diào)應(yīng)在滿足機體組織臟器氧供的最低需求下進(jìn)行。床邊超聲可簡單有效且動態(tài)評估心臟前后負(fù)荷及容量反應(yīng)性，是VA-ECMO血流動力學(xué)管理無創(chuàng)方案的首選[12-13]。超聲監(jiān)測左室流出道速度時間積分(left ventricular outflow tract velocity time integral,LVOT VTI)可直接體現(xiàn)左心收縮功能。目前普遍認(rèn)可的滿足目標(biāo)MAP、乳酸正常的初始VA-ECMO流量為60 ml·kg-1·min-1(靜脈血氧飽和度需在70%以上)；同時需要綜合評估MAP、乳酸、靜脈血氧飽和度、尿量、腎功能等組織灌注指標(biāo)[14]。另，PCWP>18 mmHg提示左心容量負(fù)荷過重需左心減壓。彩超評估下腔靜脈(inferior vena cava,IVC)寬度及呼吸變異度也廣泛用于ECMO輔助下前負(fù)荷的判斷。研究顯示[15]能滿足VA-ECMO流量的最窄IVC直徑是全輔助狀態(tài)下與心功能匹配的合適前負(fù)荷。

2.2左心室機械裝置 IABP可增加主動脈舒張壓、冠脈血流量且降低左心室后負(fù)荷，因其易操作、并發(fā)癥少，是目前ECMO患者左心室卸載不足部分減壓最常用方法[16-17]。但I(xiàn)ABP需被動依賴殘存的心臟收縮功能以間接實現(xiàn)左心室減壓，而不是主動輔助心臟，故支持力度有限。IABP氣囊在左鎖骨下動脈開口遠(yuǎn)端1～2 cm處，其在舒張早期主動脈瓣關(guān)閉后瞬間充盈，血流逆行升高主動脈根部壓力，在等容收縮期主動脈瓣開放前瞬間快速排空而產(chǎn)生“空穴”效應(yīng)。降低心臟后負(fù)荷、左心室舒張末期壓力(left ventricular end-diastolic pressure,LVEDP)及室壁應(yīng)力，減少心臟做功及心肌氧耗。目前已證實IABP可增加每搏輸出量(stroke volume,SV)0～40 ml、CO 15%～30%(0～1 L/min)[18]。Sauren等[19]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)，IABP可減低VA-ECMO期間左心室后負(fù)荷并增加冠狀動脈血流量。ECMO逆向血流與心臟自身血流相遇形成分水嶺[20-21]。隨著心功能進(jìn)一步減弱，分水嶺越靠近主動脈瓣，脈壓差和LVOT VTI越小，甚至平流灌注，而IABP可彌補VA-ECMO逆向血流的缺陷，達(dá)到左心室卸載作用，兩者聯(lián)合可提高ECMO的救治成功率。前向和逆向血流相匹配的理想狀態(tài)是ECMO引流充分(減輕心臟前負(fù)荷)，離心泵提供能滿足機體所需血供、氧供的最佳灌注壓，同時分水嶺未增加心臟后負(fù)荷及心臟做功，從而達(dá)到最佳的心臟前后負(fù)荷，為心臟恢復(fù)創(chuàng)造條件[6]。Donker等[22]利用閉環(huán)、實時的人類心血管系統(tǒng)計算機模型，模擬外周VA-ECMO支持的心源性休克并左心室負(fù)荷狀態(tài)，證實IABP可降低心臟負(fù)荷，但效果有限。目前VA-ECMO聯(lián)合IABP在臨床實踐中被廣泛應(yīng)用，Bréchot等[23]證明IABP可減輕心源性休克患者VA-ECMO輔助期間的肺水腫情況。IABP為部分性左心減壓方式，嚴(yán)重主動脈瓣反流及頑固性肺水腫患者應(yīng)選擇完全減壓方式。Impella泵是目前最小的軸流泵心室輔助系統(tǒng)，血泵由導(dǎo)管經(jīng)皮橫跨主動脈瓣放置在左心室，持續(xù)將血液泵入升主動脈以達(dá)到左心室減壓作用，直接降低左心室前負(fù)荷，增加主動脈前向血流，增加冠狀動脈血流灌注，最長植入時間為7 d。根據(jù)流量的不同分為Impella 2.5(2.5 L/min，12FR泵)、Impella CP(4 L/min，14FR泵)、Impella 5.0(5 L/min，21FR泵)和Impella RP(4 L/min，22FR泵)。Pappalardo等[24]發(fā)現(xiàn)Impella聯(lián)合VA-ECMO與單用VA-ECMO相比，可明顯降低患者死亡率(P<0.001)，兩組出血事件發(fā)生率未見明顯差異。Fiedler等[25]證實VA-ECMO聯(lián)合Impella與單用VA-ECMO相比可改善患者左心室功能并且延長患者生存期。Donker等[22]利用計算機模型證實輔助Impella可有效增強左心室卸荷[心室舒張末期容積(ventricular end-diastolic volume,EDV)降低23%，PCWP降低41%]。已有指南指出[26]，Impella可聯(lián)合ECMO應(yīng)用，作為左心室減壓的措施。雖然Impella系統(tǒng)可增加主動脈前向血流，避免血流瘀滯與血栓形成，減少血栓栓塞等血管并發(fā)癥，但因其左心室減壓效果明顯，臨床需注意溶血風(fēng)險。目前已進(jìn)入臨床試驗階段的第二代導(dǎo)管式軸流泵系統(tǒng)HeartMate PHP，可提供5 L/min的血流且溶血風(fēng)險更小。近年來，不穿過主動脈瓣，且轉(zhuǎn)數(shù)遠(yuǎn)低于Impella的新一代裝置正在研發(fā)，第三代磁懸浮連續(xù)血流心室輔助裝置HM3致力于進(jìn)一步減少瓣膜損失及溶血發(fā)生率，增加尿量，改善腎功能[27]。Tandem Heart是一種體外左心房至股動脈轉(zhuǎn)流的經(jīng)皮離心泵，其血流動力學(xué)效應(yīng)明顯優(yōu)于IABP[28]，提供高達(dá)4 L/min連續(xù)血流支持，續(xù)引流出左心房血液以減少左心室血流量，間接發(fā)揮左心室減壓作用。該裝置通過上腔靜脈或下腔靜脈經(jīng)右心房穿房間隔置入左心房，引流左心房中含氧血液泵入主動脈中，增加CO和MAP，降低心臟前負(fù)荷，研究[29]顯示VA-ECMO聯(lián)合Tandem Heart可提高患者血流動力學(xué)的穩(wěn)定性并扭轉(zhuǎn)患者循環(huán)衰竭狀態(tài)。但其穿刺過程復(fù)雜，操作風(fēng)險相對較高，在臨床上應(yīng)注意避免其下肢缺血及血管損傷等并發(fā)癥，包括穿透主動脈根部、冠狀動脈竇、右心房后游離壁等。超聲發(fā)現(xiàn)ECMO輔助中出現(xiàn)左心擴(kuò)張時房間隔向右膨出，左室充盈壓明顯高于右室，因此可通過房間隔造口實現(xiàn)左心室減壓[30-31]。研究[32]發(fā)現(xiàn)當(dāng)VA-ECMO患者存在心房水平左向右分流(房間隔缺損或卵圓孔未閉)時，可有效避免左心室壓力過高。房間隔造口術(shù)通過在房間隔卵圓孔位置人造房間隔缺損，形成左心到右心分流通道，相當(dāng)于心臟術(shù)后常規(guī)應(yīng)用的左心引流。Guglin等[33]報道此技術(shù)在VA-ECMO支持等待心臟移植患者中成功實現(xiàn)左心室減壓。亦有研究[9]報道VA-ECMO輔助患者采用球囊房間隔造口術(shù)成功實現(xiàn)左心室減壓。

2.3經(jīng)皮左心室減壓 經(jīng)皮房間隔插管行左心室減負(fù)與房間隔造口術(shù)原理類似，且能根據(jù)插管直徑及泵調(diào)節(jié)血流實現(xiàn)不同程度的左心室減負(fù)，還可根據(jù)病情選擇關(guān)閉及開放。研究報道[34]心房支架左心室減壓，其可保持穩(wěn)定的心房水平分流量，但應(yīng)注意其支架錯位的風(fēng)險。相關(guān)研究[8]提出經(jīng)皮主動脈導(dǎo)管(transaortic catheter venting,TACV)進(jìn)入左心室實現(xiàn)左心減壓。經(jīng)肺動脈通過減少左心室的血流量間接實現(xiàn)左心室減壓。另有研究報道[23]經(jīng)右頸內(nèi)靜脈和股靜脈入路將減壓管道置入肺動脈行左心室減壓。因經(jīng)皮穿刺簡便易行，可床邊操作，且操作時間短，風(fēng)險相對較低，可作為LVD的搶救性措施。臨床中需注意行左房導(dǎo)管引流、房間隔造口術(shù)或者Tandem Heart等措施可能會導(dǎo)致左心房前負(fù)荷減少，可誘使心室持續(xù)不射血。

2.4外科干預(yù) 外科常采取正中胸骨切開或胸廓切開經(jīng)右上肺靜脈或肺動脈留置減壓孔或?qū)Ч苄凶笮氖覝p壓，引流管尖端在左心房或左心室，通過Y形管回輸至ECMO回路[32]。外科左心室引流能通過大口徑管道提供減負(fù)，減壓流量及效果確切。Weymann等[35]通過右上肺靜脈對VA-ECMO患者成功進(jìn)行左心室減壓，且可通過經(jīng)胸超聲評估左心室減壓管位置及LVD程度。Sandrio等[36]通過此方法對8例ECMO患兒進(jìn)行左心室減壓，且未發(fā)現(xiàn)心室內(nèi)血栓與血栓栓塞性卒中等并發(fā)癥。除以上入路外，還可通過左心耳、肺動脈、心尖放置左心室減壓管。因兒童肺靜脈相對狹小，可選擇經(jīng)肺動脈途徑實現(xiàn)減壓，已有研究報道經(jīng)肺動脈行左心室減壓技術(shù)，臨床效果滿意[37]。研究報道各種微創(chuàng)技術(shù)超聲引導(dǎo)下經(jīng)胸部前外側(cè)入路、劍突下及橫膈行左心室減壓，效果滿意。

3 展望

VA-ECMO在呼吸、循環(huán)輔助支持中不可避免地增加左心室后負(fù)荷，間接導(dǎo)致LVD、肺水腫等并發(fā)癥。隨著ECMO技術(shù)的逐步成熟及普及，我們應(yīng)該重視VA-ECMO輔助過程中左心室卸載不足及LVD的發(fā)生，及早預(yù)防、發(fā)現(xiàn)及干預(yù)，根據(jù)病情適時選擇個體化左心室減壓策略，力爭在早期采用藥物(需注意基因多態(tài)性、藥物個體差異[38]及副作用)、無創(chuàng)措施(實時動態(tài)評估，不斷調(diào)整)實施左心室減壓，期待不斷探索更安全、有效的左心室減負(fù)技術(shù)，減少VA-ECMO并發(fā)癥，實現(xiàn)最佳治療效果。為難治性心衰及需呼吸、循環(huán)支持的患者提供更加簡易、安全的支持方案。