彭偉 陳琨 王生超

體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation,ECMO）在過去20年間得到了廣泛應(yīng)用，現(xiàn)已成為成人及兒童難治性心力衰竭及呼吸衰竭的重要治療手段，并作為心肺復(fù)蘇的有效措施在急救中逐步開展。靜脈-動脈體外膜肺氧合（veno-arterial ECMO,VA-ECMO）是近年來最為先進(jìn)且使用較多的機(jī)械輔助裝置。在過去的幾年中，VA-ECMO在成人心力衰竭救治中的使用量大幅增加，僅在德國就增加了約30倍[1]。然而，VA-ECMO上機(jī)與撤機(jī)都會對左心功能產(chǎn)生極大的影響，能早期識別和監(jiān)測患者的左心功能及左心室的擴(kuò)張，做到及時減壓，成功撤機(jī)是改善患者預(yù)后的關(guān)鍵。目前對于VAECMO能否成功撤機(jī)并沒有最佳的評估標(biāo)準(zhǔn)，因此本研究探討床旁超聲評估左心功能在VA-ECMO撤機(jī)前的應(yīng)用價值，現(xiàn)報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2019年4月至2020年6月在金華市中心醫(yī)院接受VA-ECMO治療的患者30例，其中男21例，女9例。接受VA-ECMO治療標(biāo)準(zhǔn)：（1）根據(jù)體外生命支持組織（Extracorporeal Life Support Organization,ELSO）指南，重癥急性心力衰竭的患者在最優(yōu)常規(guī)治療前提下預(yù)估死亡風(fēng)險仍高達(dá)50%，考慮使用；（2）預(yù)估死亡風(fēng)險達(dá)到80%，有體外循環(huán)輔助指征。最優(yōu)常規(guī)治療包括：充分的容量復(fù)蘇后仍出現(xiàn)低心輸出量和低血壓為特征的灌注不足的表現(xiàn)；（3）充分的升壓、強(qiáng)心藥物應(yīng)用以及主動脈內(nèi)球囊反搏術(shù)（intra-aortic balloon pump,IABP）支持下仍有休克表現(xiàn)。適量的正性肌力藥物及IABP支持輔助下，心臟指數(shù)（cardiac index,CI）仍持續(xù)低于2 L/（min·m2）考慮使用VA-ECMO。（4）根據(jù)成人ECMO循環(huán)輔助專家共識，患者處于難以糾正的重癥急性心力衰竭狀態(tài)，且無VA-ECMO輔助禁忌證時建議盡早行 VA-ECMO 輔助。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡＞75 歲；（2）行體外心肺復(fù)蘇術(shù)（external cardiopulmonary resuscitation,ECPR）；（3）患有未矯治的先天性心臟缺陷；（4）有中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害；（5）患有惡性腫瘤；（6）有不可逆的末期器官損害（肺臟、腎臟、肝臟等）；（7）患者術(shù)后出現(xiàn)難以控制的出血等?；颊吒鶕?jù)VA-ECMO撤機(jī)試驗是否成功，分為撤機(jī)試驗成功組（A組，22例）、撤機(jī)試驗失敗組（B組，8例），并在撤機(jī)試驗前，用床旁超聲儀（深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司，型號M9）檢測患者左心功能的相關(guān)參數(shù)。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)[批件號：（研）2020-倫理審查-291]，患者家屬知情同意并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 置管 患者由具有豐富經(jīng)驗的重癥監(jiān)護(hù)VAECMO團(tuán)隊使用改良的Seldinger技術(shù)在床旁、急診室或介入室進(jìn)行經(jīng)皮插管。股動脈插管口徑為15～19 F，股靜脈插管口徑為19～28 F，下肢灌注導(dǎo)管的口徑為8 F。套管的選擇基于超聲檢查結(jié)果以及患者的身體尺寸和所需的流速。置管成功后將套管連接到VA-ECMO回路，即惠林SCP/SCPC或德國MAQUET Rotaflow。在其他情況下可以考慮入手術(shù)室行外科切開置管。在插管期間，按照5～10 U/（kg·h）的劑量持續(xù)泵入肝素，監(jiān)測活化凝血時間，并根據(jù)活化凝血時間調(diào)整實際肝素劑量，按照臨床實際情況，維持活化凝血時間在140～180 s，如有出血，適當(dāng)縮短活化凝血時間。

1.2.2 呼吸機(jī)設(shè)置及常規(guī)監(jiān)測 為防止呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷，需合理設(shè)置呼吸機(jī)參數(shù)。由于VA-ECMO可以提供患者足夠的氣體交換和氧供，清醒的心源性休克患者可不使用呼吸機(jī)。但是對于心臟停搏等需要鎮(zhèn)靜的患者，仍需要呼吸機(jī)進(jìn)行氣道保護(hù)。保護(hù)性通氣策略包括：潮氣量為6～8 ml/kg，呼吸頻率＜8次/min，呼氣末正壓通氣（positive end expiratory pressure,PEEP）10 mmHg以內(nèi)，吸入氧濃度＜40%，平臺壓20～25 cmH2O。常規(guī)監(jiān)測患者的心率、肱動脈收縮壓、肱動脈舒張壓、平均血壓、中心靜脈壓（central venous pressure,CVP）。

1.2.3 撤機(jī)試驗 漸降低ECMO輔助流量至1 L/min，氧合器吹入氣流量1 L/min，吸入氧濃度21%，維持15 min。如果在此期間平均動脈壓降至60 mmHg以下，應(yīng)恢復(fù)全流量，中止試停機(jī)，試驗失敗。

1.2.4 心臟超聲評估 包括以下指標(biāo)：（1）左心室心肌做功指數(shù)（Tei指數(shù)），于心尖四腔切面上把取樣容積放于二尖瓣口以及左心室流出道，測定一個心動周期中二尖瓣口血流A峰終止處至下一個心動周期二尖瓣口血流E峰開始處的時間間隔為a，主動脈瓣口血流開始到終止處的時間間隔為b，左心室Tei指數(shù)=（a-b）/b（圖1）；（2）主動脈速度-時間積分（velocity time integral,VTI），于心尖五腔切面，將脈沖多普勒取樣容積置于左心室流出道，測量血流速度頻譜并描記速度曲線下面積，以獲得VTI（圖2），于吸氣末和呼氣末分別進(jìn)行測量，獲得最大 VTI（VTImax）、最小 VTI（VTImin），并計算主動脈速度-時間積分呼吸變異率（ΔVTI）=（VTImax-VTImin）/VTImax×100%。（3）于左右心室長軸的切面，測量左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction,LVEF）及左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end diastolic dimension,LVEDD）。

圖1 左心室心肌做功指數(shù)（Tei指數(shù)）測量

圖2 主動脈速度-時間積分（VTI）測量

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件。計量資料以表示，組間比較采用兩獨立樣本t檢驗。計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗。采用ROC曲線分析超聲參數(shù)對VA-ECMO撤機(jī)試驗成功與否的診斷價值，AUC比較采用Z檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料比較 兩組患者性別、年齡、BMI、急性生理和慢性健康（acute physiology and chronic health evaluationⅡ,APACHEⅡ）評分等一般資料比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05），見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 兩組患者撤機(jī)試驗前左心功能超聲參數(shù)比較 A組患者撤機(jī)試驗前LVEF、ΔVTI大于B組，Tei指數(shù)小于B組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.05）。兩組患者撤機(jī)試驗前LVEDD比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組患者撤機(jī)試驗前左心功能超聲參數(shù)比較

2.3 左心功能超聲參數(shù)預(yù)測患者撤機(jī)成功與否的ROC曲線分析 將 Tei指數(shù)、ΔVTI、LVEF納入判斷 VAECMO撤機(jī)試驗成功與否的ROC曲線分析中，Tei指數(shù)、ΔVTI、LVEF 的 AUC 分別為 0.813、0.943、0.724，其中 Tei指數(shù)、ΔVTI均有統(tǒng)計學(xué)意義（均 P＜0.05），最佳臨界值分別為0.485、18.975%。見圖1-3、表3。

表3 左心功能超聲參數(shù)預(yù)測患者撤機(jī)成功與否的ROC曲線分析結(jié)果

圖1 心肌做功指數(shù)（Tei指數(shù)）判斷撤機(jī)成功的ROC曲線

圖2 主動脈速度-時間積分呼吸變異率（ΔVTI）判斷撤機(jī)成功的ROC曲線

圖3 左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）判斷撤機(jī)成功的ROC曲線

3 討論

VA-ECMO在我國的開展呈現(xiàn)出數(shù)量逐年增加的趨勢，但總體成功率不高，缺乏規(guī)范。其失敗的概率約為70%，整個過程中出現(xiàn)較多的并發(fā)癥。VA-ECMO本身潛在心源性休克的風(fēng)險，盡管VA-ECMO可以提供大量的組織灌注和氧合，并降低左心室前負(fù)荷，但它也通過主動脈逆行血流導(dǎo)致左心室后負(fù)荷的直接增加。據(jù)推測，后負(fù)荷的增加會損害心肌恢復(fù)，從而對VA-ECMO的撤離和患者存活率產(chǎn)生負(fù)面影響[1]，因此對于VAECMO患者撤機(jī)前左心功能的評估很有必要。

左心功能監(jiān)測主要涉及左心室收縮/舒張功能和大小/結(jié)構(gòu)的評估。VA-ECMO時，隨著血液從腔靜脈或右心房流出，用熱稀釋法測量心排出量（cardiac output,CO）的結(jié)果是不準(zhǔn)確的，而脈搏輪廓分析法可能受血流無脈動性的限制，此時能全面、準(zhǔn)確反映心臟結(jié)構(gòu)形態(tài)、心腔內(nèi)容積和壓力、心臟自身CO的手段首選超聲心動圖。超聲心動圖是臨床最常用的心臟監(jiān)測手段，能提供多個心臟形態(tài)學(xué)參數(shù)及血流動力學(xué)參數(shù)，其對身體無害，可以在床邊多次復(fù)查，動態(tài)觀察心臟功能變化。重癥超聲能較為全面、客觀、有效地評估撤機(jī)時機(jī)和撤機(jī)過程的心肺功能耐受性[2-3]。本研究選取 Tei指數(shù)、ΔVTI、LVEF、LVEDD來進(jìn)行左心室功能評價。

Tei指數(shù)是時間間期的比值，用于評價心臟病患者的左心室功能，不受心臟大小、形態(tài)、方位、前后負(fù)荷、瓣膜反流等因素的影響，測量方法簡單，可重復(fù)性強(qiáng)，具有很重要的臨床應(yīng)用價值[4]。本研究發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用VA-ECMO治療后，22例撤機(jī)試驗成功的A組患者其Tei指數(shù)明顯低于失敗的B組患者，ROC曲線分析結(jié)果也支持，Tei指數(shù)在判斷VA-ECMO撤機(jī)成功與否中具有明確的應(yīng)用價值。以上均提示Tei指數(shù)可作為評估VA-ECMO撤機(jī)時機(jī)的一個可靠指標(biāo)，與余正春等[5]的研究結(jié)果一致。

VA-ECMO時，隨著血液從腔靜脈或右心房流出，用熱稀釋法測量CO對VA-ECMO患者的價值有限[6]，而脈搏輪廓分析法可能受血流無脈動性的限制[7-9]。超聲監(jiān)測ΔVTI能夠動態(tài)反映左心室自身CO的變化[10]。在本研究中A組患者ΔVTI明顯高于B組患者，提示左心室能夠適應(yīng)增加的循環(huán)容量對于成功撤機(jī)有重要的影響，這與劉少中等[11]的研究結(jié)果一致。ROC曲線分析結(jié)果也支持，ΔVTI在判斷VA-ECMO撤機(jī)成功與否中具有明確的應(yīng)用價值，說明應(yīng)用超聲監(jiān)測ΔVTI對于保證VA-ECMO撤機(jī)成功率有一定價值。

LVEF是評價心臟左心室功能的常用參數(shù)，在評估ECMO治療效果時是一個重要的參考指標(biāo)。有學(xué)者將LVEF＞40%作為ECMO停機(jī)拔管的其中一個指征[12-15]。在本研究中，A組患者撤機(jī)試驗前LVEF均達(dá)到40%水平（40% ～52%），明顯高于 B組患者（39%～47%），其中B組有2例患者由于VA-ECMO期間出現(xiàn)末端肢體缺血并發(fā)癥，在LVEF未達(dá)到40%（39%）時進(jìn)行試撤機(jī)，最終撤機(jī)失敗。而B組仍有6例患者的LVEF達(dá)到了40%（42%～47%）的水平最終也撤機(jī)失敗，由此可見，不能將LVEF＞40%作為ECMO撤機(jī)拔管的唯一標(biāo)準(zhǔn)，而通過本研究證實較高水平LVEF對于VA-ECMO撤機(jī)成功有重要的影響。超聲直視下動態(tài)測量LVEDD可預(yù)防和早期發(fā)現(xiàn)左心室擴(kuò)張[11]。但本研究中，兩組患者撤機(jī)前LVEDD差異不明顯，由于VA-ECMO運行時，血液大部分處于輔助系統(tǒng)中，左心室前后徑必然減小，且輔助流量不同時，左心室前后徑也必然不同，故該參數(shù)指導(dǎo)意義有限。

綜上所述，超聲能夠在患者建立ECMO循環(huán)后，滴定式管理循環(huán)容量、ECMO血流量、心功能和肺部病變，實現(xiàn)了VA-ECMO可視化的精準(zhǔn)管理，尤其是在撤機(jī)前對左心功能的評估對VA-ECMO成功撤機(jī)具有重要的指導(dǎo)意義。