心臟術后心源性休克的體外膜肺氧合輔助治療

郝 星,閆曉蕾,倪 虹,楊 璟,劉鳳珍,賈在申,趙巖巖,劉 鋒,高泉鑫,萬彩虹,邢家林,吉冰洋,繆 娜,劉曉明,侯曉彤

近年來,隨著我國經濟的迅猛發展、醫療水平的不斷提高,以及應用體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)設備的革新和臨床經驗的積累,國內應用 ECMO進行呼吸輔助或短時間循環輔助治療逐漸增多。現總結北京安貞醫院近年來開展心臟術后心源性休克的 ECMO輔助經驗并報道如下。

1 資料與方法

1.1 患者一般資料 自 2004年6月至 2009年10月,共計 50例心臟術后心源性休克患者進行 ECMO輔助,同時行主動脈球囊反搏(intra-aortic balloon counterpulsation,IABP)20例(40%)。其中男性 38例,女性 12例,年齡 7個月～ 76(46.4±19.3)歲 ,中位年齡 49.5歲;體重 6.5～170(65.8±23.4)kg,中位數 65 kg。成人 47例,﹤ 15歲者 3例。手術有:冠狀動脈旁路移植術(CABG)23例(46%)、瓣膜置換或成形術 9例(18%)、先天性心臟病矯治術 7例(14%)、擴心病 5例 (10%),大血管手術 2例(4%),瓣膜置換加 CABG 1例(2%),其他病種 3例(6%)。其 ECMO輔助中 ECC脫機困難 29例;術后藥物治療無效的低心排綜合征 21例。

1.2 ECMO環路及其安裝方法 所有患者均使用美敦力離心泵和 Carmeda涂層 ECMO套包(CB1V 97R、CB1Q91R和 CB 2503R)及 MAQUET 2050套包,采取靜脈-動脈 ECMO輔助方式。成人經股動、靜脈插管(美敦力 Carmeda涂層股動、靜脈插管,靜脈 21F或 23F,動脈 15F或 17F)建立 ECMO輔助,插管型號根據患者體重及預計輔助流量而定。30例患者為切開股動、靜脈直視下插管建立 ECMO輔助,其中 20例患者同時安置遠端灌注管;17例患者經皮穿刺插管建立 ECMO輔助;3例兒童均經胸插管(右房-升主動脈)建立 ECMO輔助。ECMO操作地點在手術室 29例,床旁 21例。

1.3 ECMO輔助期間的管理 最初的幾例患者,本組應用部分魚精蛋白中和肝素的方法,觀察發現術后出血仍較明顯,所以后期常規應用魚精蛋白全量中和肝素,根據患者有無活動性出血以及 ECMO環路血栓情況決定抗凝程度?；颊哂谐鲅獌A向,開始輔助后的 12～24 h內可不予抗凝;患者引流量減少,且無活動性出血時開始持續靜脈泵入肝素,每 2 h監測一次激活全血凝固時間(ACT),維持在 180～220 s;脫機時,隨著 ECMO輔助流速減低,可適當增加肝素用量。

確認患者清醒后,給予適當鎮靜劑,通常給予芬太尼和(或)咪唑安定等靜脈泵入,定期評估患者的神經系統功能。ECMO輔助期間患者使用呼吸機輔助呼吸,并根據血氣情況調整呼吸機參數。部分患者肺功能良好可適當停鎮靜,拔出氣管插管。每天由同一位超聲醫師對患者行超聲心動檢查,評價患者心功能情況,便于指導脫離 ECMO輔助。

1.4 臨床資料處理 將 50例患者分為出院組和死亡組,對其一般資料、ECMO時間、體外循環(extracorporeal circulation,ECC)時間和主動脈阻斷時間、ECMO前患者的狀況、有無并發癥以及血液制品的應用等進行分析比較。

1.5 統計學處理 采用SPSS 13.0統計軟件,所有數據用平均值±標準差(±s)表示,計數資料采用X2檢驗或 Fisher確切檢驗法,計量資料采用 t檢驗,兩總體方差不等時采用秩和檢驗,P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

全組 ECMO輔助 8～336 h,初始流量 20～126(49.3±19.6)ml/(kg· Min)。 33例患者脫機(66%),其中 16例脫機后死亡,17例生存出院(34%)。ECMO輔助結果詳見表1。全組死亡 33例(66%),主要原因為心臟功能衰竭 13例(39%)、多器官功能衰竭(multiple organ failure,MOF)12例(36%)、腦死亡 4例 (12%)、腦出血 3例 (9%)、家屬放棄治療 1例。

在 ECMO影響因素的統計分析中,ECMO前ECC時間以及 ECMO輔助時間與預后密切相關。死亡患者升主動脈阻斷時間明顯高于出院患者,ECMO前動脈血乳酸濃度也明顯高于出院患者,但統計學無顯著差異(P＞0.05),主要考慮病例數較少,有待于進一步的研究總結。死亡患者 ECMO平均輔助時間明顯高于出院患者,統計學有顯著差異(P＜0.05)。出院患者的 ECC時間明顯低于死亡患者,具有顯著統計學差異(P﹤ 0.01)。詳見表2。

使用懸浮紅細胞(16.9±12.2)U,新鮮冰凍血漿(8.7±9)U,血小板(4.1±5.7)U。其中未應用肝素的患者血小板的使用量要明顯少于應用肝素抗凝的患者(P﹤ 0.01)。

輔助期間的并發癥主要包括:腎功能不全、出血、下肢缺血和局部切口不愈合等。腎功能不全 24例,4例為一過性腎功能不全,20例患者腎衰需行血液透析治療,其中 13例在 ECMO安裝前已透析,ECMO安裝后需透析 7例。出現下肢缺血 6例,均發生在切開插管的患者中,經遠端插管或另一側插管后緩解。溶血 3例,環路內血栓阻塞動脈插管 1例。

IABP在 ECMO輔助前安置 15例;平穩實現ECMO脫機時行 IABP輔助 2例;3例患者在 ECMO安置后出現左心室射血減少,脈壓差縮小,超聲心動圖提示左室漲情況下行 IABP輔助,其中 1例緩解,1例并無改善,繼續行左心減壓治療,但均未能脫機,另 1例患者脫機后死于心臟功能衰竭。

表1 全組 50例患者 ECMO循環輔助結果

表2 影響ECMO結果的因素(±s)

表2 影響ECMO結果的因素(±s)

注:*:該結果為 X2值。

男 /女 (例 ) 13/4 25/8 0.003* 0.955年齡(歲) 45.33±18.54 46.93±19.80-0.275 0.784體重(kg) 75.15±31.22 61.03±16.70 2.092 0.042 ECMO時間(h) 54.88±32.47 100.94±90.25-2.621 0.012 ECC時間(min) 131.33±111.43 262.30±162.27-2.765 0.009阻斷時間(Min) 66.67±49.58 103.77±64.94-1.720 0.095 ECMO前動脈乳酸(mmol/L) 10.76±5.47 13.14±5.94-1.220 0.230心肺復蘇(是/否) 3/14 17/16 5.362* 0.021腎衰(是 /否) 7/10 17/16 0.480* 0.488感染(是 /否) 2/15 3/30 0.089* 1.000出血(是 /否) 0/17 5/28 2.862* 0.152血栓(是 /否) 2/15 3/30 0.089* 1.000神經系統并發癥(是/否) 0/17 5/28 2.862* 0.152肢體壞死(是/否) 2/15 4/29 0.001* 0.971溶血(是 /否) 1/16 2/31 0.001* 0.980肝腎衰竭(是/否) 1/16 11/22 4.635* 0.031

3 討 論

據體外生命支持組織(extracorporeal life support organization,ELSO)的統計,成人和嬰幼兒循環輔助的生存率分別為 32%、45%[1],其中心臟術后心源性休克輔助出院生存率約24%～36%[2]。本研究中患者脫機率為 66%,出院生存率為 34%,和國外文獻報道相似。

本組的數據表明,應用 ECMO輔助后全身各器官可得到有效的血液供應,輔助后血漿乳酸值短時間內迅速下降,血管活性藥物減至安全劑量范圍,病變心臟得到較好的“休息”,ECMO為其功能恢復爭取時間,脫機率為 66%,但出院生存率仍僅為 34%。由于很難在 ECMO前預測心臟的可恢復性,心衰仍是最主要的死亡原因(13/33,39%)。發達國家目前已經將 ECMO視為一項急性心臟功能衰竭的緊急搶救措施,短時間 ECMO輔助后對患者進行綜合判斷,無神經系統障礙,其它器官可恢復,若心衰不能緩解即考慮下一步后續治療,如:轉為心室輔助裝置或心臟移植[3]。此外,本組結果顯示,ECMO輔助冠心病患者的出院生存率相對較高(10/23,43%),其次是瓣膜病及先心病,可能與冠心病患者心肌血供重建后,心功能可以逐漸恢復有關。

對于成年患者通常選擇股動、靜脈插管建立ECMO輔助,從而避免了延遲關胸帶來的各種并發癥,如:感染、出血和撤離 ECMO輔助時需開胸拔管。本組患者絕大多數(47/50,94%)采用股動靜脈插管,其中 30例采用切開直視下插管(60%),17例經皮穿刺插管(34%)。下肢缺血 6例均發生在切開插管的患者中(6/30,20%),但該結果無統計學差異。而遠端置管可以明顯減少該并發癥的發生,所以本組在手術室外安裝 ECMO常規采用穿刺插管,同時建議:如果選擇切開插管,應仔細評價 ECMO插管后該側下肢血供情況,其中包括趾尖血液充盈情況,并同時行遠端置管,以預防下肢缺血的發生[4]。兒童及嬰幼兒應經胸插管,保留手術時的 ECC插管,直接與 ECMO管道連接,并延遲關胸,以無菌敷料或透明塑料薄膜覆蓋,定期觀察心臟充盈情況,并判斷心臟功能,同時減少胸壁對心臟的壓迫,防止滲血可能引起的心包填塞。

本組中死亡患者的升主動脈阻斷時間明顯高于出院組,該結果與 Charles等報道的結果相仿[5],提示死亡組患者原發心臟病變較重,復跳后較長時間脫機困難,而決定應用 ECMO的時間略長,組織器官缺血缺氧嚴重,導致乳酸生成增多,加重了各臟器功能的損害,從而影響預后。因此,把握 ECMO的運用時機非常關鍵,應在其它重要臟器衰竭出現前盡早考慮 ECMO輔助,改善組織器官缺血缺氧狀態,以提高輔助療效。此外,死亡組 ECMO平均輔助時間明顯高于出院組。在 Shah等關于 84例小兒心臟術后應用 ECMO的經驗報道中,存活組的輔助時間較短(P=0.003),并指出 ECMO超過 144 h(6 d)的患兒存活率僅為 5%[6],這與本組的結果相一致。說明較嚴重的原發心臟病變需要更長時間的 ECMO輔助,但是其可恢復性較差,而且長時間輔助會相繼出現感染等一系列并發癥,從而影響了生存率。

文獻報道 ECMO輔助期間出血和血栓栓塞的發病率均較高,其中出血的發生率在 29%左右,血栓栓塞次之,并且影響著患者的輔助效果[5,7]。出血的主要原因是肝素的應用以及長時間心肺轉流等導致的凝血功能紊亂,所以 ECMO輔助期間采用合適的抗凝策略至關重要。調查顯示美國大約 85%的 ECMO中心采用肝素抗凝,并通過監測 ACT來反映抗凝強度[8],但是目前對于 ECMO輔助期間的最佳抗凝策略尚未達成共識,仍是學者們關注的焦點。本組 50例病例中,有 5例發生出血和滲血,發生率為10.0%,出院組與死亡組比較無統計學差異。本組出血和滲血的發生率較 ELSO等的報道略低,主要原因是:①病例數較少;②得益于本組的抗凝策略。針對 ECC脫機困難直接轉為 ECMO輔助的患者,一些醫療中心采用部分(常規劑量的 1/2～3/4不等)魚精蛋白中和肝素的方法以減少出血的危險性,并且多數在預充液中也不加肝素[7,9-10]。而本組采用術后魚精蛋白完全中和肝素,使 ACT維持在術前水平,以求達到最佳的止血效果;當胸腔引流小于 50 Ml/h,并持續達 2 h以上時,開始持續泵入肝素以維持 ACT在 160～180 s之間。近來有研究發現 ACT恢復至基線水平后,在 ECMO輔助的最初階段會反彈性升高[11],這在理論上支持了本組的抗凝策略,使 ACT恢復至較低水平以加強手術部位的凝血。

在并發癥對預后的影響中,本組發現有肝、腎等多臟器衰竭的患者死亡率明顯升高,這與 Aparna等的研究結果相一致[12],但他們發現腎衰組患者死亡率也顯著增高,而本組病例統計無顯著差異,考慮可能病情較重的患者在發生腎衰的同時也相繼出現了其他重要臟器衰竭有關,也可能與目前較成熟的連續性腎替代治療技術相關。因此,在 ECMO支持治療過程中應高度重視重要器官的保護,降低死亡率。

本組中腦出血及腦死亡的發生率分別為 6%和 8%,文獻報告 ECMO期間腦出血的發生率在18.9%,并指出相關危險因素有女性、肝素的應用、血肌酐 ＞229.8μmol/L、血液透析以及血小板減少癥(尤其是 ＜50×109/L)等[13]。ECMO轉流期間血小板易粘附于硅膠膜和管道表面,導致血小板消耗性數量減少和功能下降,因而 ECMO對血液系統損害最大的是血小板,故 ECMO治療期間需要動態監測血常規及時補充濃縮血小板。紅細胞破壞和溶血也較容易發生,因而成人有時需補充懸浮紅細胞,維持紅細胞比容在 0.30～0.35之間。肝素化涂層管道可減少血細胞的破壞,降低出血的發生率[14]。ECMO相關并發癥的原因、預防措施及應對策略仍需要進一步深入的研究和探討。

ECMO可以有效地進行心臟術后心源性休克的輔助、改善機體氧合、排除多余 CO2、維持血液動力學穩定、促進心肺功能的恢復等。而正確掌握適應證,盡可能降低和減少相關并發癥,才能更好地提高ECMO對危重患者治療的成功率。隨著 ECMO設備和材料的不斷革新以及臨床經驗的逐漸積累,ECMO一定會在臨床心臟輔助支持上發揮越來越重要的作用。

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