心血管病患者體外膜肺氧合支持的臨床應用

李全正,魏民新,梁德剛,阮昕華,付 強,王贊鑫,賈立群,胡 彬,田軼魁

體外膜肺氧合(extracorporealmembrane oxygen ation,ECMO)是一種體外生命支持手段,專門針對具有可恢復性的心肺功能不全進行心肺功能輔助,或對終末期心肺疾病患者進行器官移植前后的輔助治療[1-2],經過 ECMO支持,心肺得以休息以至功能恢復,本文通過回顧性分析我院 ECMO的病歷資料,初步總結 ECMO的臨床經驗。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2008年12月至 2009年8月,共行ECMO輔助治療 6例,患者均為心血管外科手術患者,成年男性。ECMO前均有不同程度的心功能不全,其中 1例急性左心衰,1例不能脫離體外循環(extracorporeal circulation,ECC);ECMO置入前已有主動脈內球囊反搏(IABP)2例、心肺復蘇(1 h)1例;6例中 3例為瓣膜置換術。其中 1例為重度二尖瓣狹窄(MS)合并三尖瓣關閉不全(TI)、肺動肺高壓(PH)(肺動脈收縮壓 117 mmHg)、全心衰、心律失常、持續性房顫、左房血栓,行二尖瓣置換(MVR)和三尖瓣置換(TVR)術,ECC后轉為 ECMO;1例為重度主動脈瓣狹窄(AS),急性左心衰,左室射血分數(LVEF)23%,急診 ECMO置入,建立常規 ECC行主動脈瓣置換(AVR),術后繼續 ECMO輔助;1例為重度主動脈瓣關閉不全(AI),Ⅲ度房室傳導阻滯,永久起搏器植入術后,高血壓,強直性脊柱炎 30余年,冠心病,LVEF 41%,AVR術后轉為ECMO。2例冠狀動脈旁路移植術(CABG)。其中 1例為急性下壁心梗,LVEF 38%,肺炎,高血壓,結腸癌術后 4年,IABP置入后,在 ECMO輔助下行CABG;另 1例為冠心病前降支、回旋支狹窄 100%,右冠 99%,急性和陳舊性前壁心梗,LVEF 30%,左室舒張末徑(LVED)61 mm,Ⅱ型糖尿病,陳舊腦梗,心內科急診 IABP置入術,ECMO輔助下行CABG術,術后繼續輔助;1例為馬凡氏綜合征,升主動脈夾層動脈瘤,ECC下行 Bentall術,關胸時突發室顫,心肺復蘇 1 h后二次 ECC下CABG術,術后轉為 ECMO。患者其他情況詳見表1。

1.2 ECMO設備 驅動泵為 Medtronic Biomedicus離心泵系統,變溫水箱為 StockertⅢ型,所用耗材為Medtronic成人型人工輔助泵套件(型號 CB1V97R),供氣設備為美國產空氧混合器(Sechrist Air/Oxy Blender,型號 3500CRG)。

表1 6例患者 ECMO情況一覽表

1.3 ECMO預充 預充總量約 750ml,其中包括血定安 500ml、其余為勃脈力,并加入肝素鈣 2 000 u。

1.4 ECMO插管方法 所有病例均選擇 Medtronic肝素涂層的整體股動、靜脈插管(型號 CB 96570、CB 96670)。采用股靜脈-股動脈(V-A)ECMO。置股靜脈插管頭端位于右心房中部,股動脈管插入長度不少于 10 cm。股動、靜脈插管做縫線荷包固定,之后分別在股動、靜脈內朝向遠心端方向各插入一根單腔中心靜脈導管(美國 ARROW INTERNATIONAL INC.產 ,型號 ES-04301,直徑 1.7mm),荷包線固定,并分別與股動、靜脈管道側孔連接。ECMO運行前所有插管和管路確保排凈氣體。

1.5 ECMO置入時間與地點 均在手術室進行。其中 3例于 CABG術前或 ECC開始前置入,3例ECC后轉為 ECMO輔助;1例急性左心衰患者全麻后立即建立 ECMO。

1.6 ECMO管理

1.6.1 一般管理 病情平穩患者每 3 h檢測血氣、ACT,每天早上查血常規、肝腎功能、照床旁胸片;補充血小板使其在 50×109/L以上;注意雙下肢皮溫和周徑變化,每 4 h測量小腿周長;補充血容量使紅細胞比容(Hct)達 0.30以上,ECMO泵前負壓-70 mmHg以內;每小時一次沖洗股動、靜脈內插入的單腔中心靜脈導管;盡量避免鼻腔內吸痰及有創操作;變溫水箱保溫使鼻咽溫保持 36～37℃;觀察神志、瞳孔的變化,力月西適度鎮靜,因疼痛而躁動者加用適量嗎啡;嚴格制動,翻身拍背、皮膚護理時需要 ECMO值班人員在場;注意抗生素應用及營養的補充,禁用脂肪乳劑;ECMO輔助期間血管活性藥減量或停用;呼吸機輔助機械通氣,選擇同步間歇指令(SIMV)模式,呼氣末正壓(PEEP,5 cmH2O);根據膜肺出口血氣及橈動脈血氣結果調整呼吸機參數。

1.6.2 ECMO流量、膜肺管理 輔助流量 2.5～4.4 L/min,例 3因嚴重主動脈瓣狹窄導致急性左心衰患者先緊急置入 ECMO,血液動力學改善后再建立常規 ECC行 AVR術,術中 ECMO輔助與常規 ECC并行,期間兩套裝置承擔的流量此消彼長,共同維持血液動力學穩定,其中 ECMO保持流量在 2.0 L/min以上。輔助期間根據血液動力學指標、橈動脈血氣、膜肺出口血氣、血乳酸水平等確定流量、通氣量及氧濃度。當出現膜肺滲漏或膜肺內血栓導致膜肺氣體交換功能下降時,適當調高輔助流量、氧濃度和通氣量。當吹入氣氧濃度達 90%而膜肺出口血氣氧分壓仍在 100 mmHg以下時,更換膜肺。

1.6.3 抗凝管理 手術結束后全量中和肝素,ACT達到術前水平,待心包引流和縱膈引流總量小于 100 Ml/h達 4 h以上考慮肝素抗凝,調整肝素用量,維持ACT 140～180 s,遇到引流量突然增加,則肝素減量或暫停。

1.7 ECMO撤離 根據床旁心臟超聲結果、血液動力學指標、血氣、胸片及各項化驗檢查綜合評判心肺功能恢復情況,認為心肺功能基本恢復時逐漸減低ECMO流量,流量在 2 L/min以上時每次減 300～500m l/min,流量減至 2 L/min以下時每次減 200 Ml/min,并觀察半小時以上,同時調整呼吸機參數、適當延長 ACT,必要時加大血管活性藥用量,當輔助流量減至 600m l/min時可以終止 ECMO,觀察生命體征穩定后,拔除股動、靜脈插管,并適當中和肝素。

2 結 果

輔助時間 48.5～92 h。4例成功脫離 ECMO輔助,2例放棄。出院 3例,1例撤除 ECMO后因腎衰、感染、多臟器衰竭死亡。并發癥包括出血 4例、DIC 1例、股動脈插管脫位 1例、心包填塞 1例、肉眼血紅蛋白尿 2例、膜肺內血栓 5例、泵頭內血栓 2例、更換膜肺 2例、膜肺滲漏 2例。

3 討 論

3.1 ECMO置入時機 ECMO既可以單純輔助心功能或肺功能,也可以同時輔助心肺功能,通常心血管手術后出現心功能不全時才進行 ECMO輔助[3]。我們認為手術前有針對性、有預見性地選擇病例,根據術前心功能及全身情況、手術方式決定哪個患者需要術后 ECMO支持甚至術前即有必要置入 ECMO,可以減少 ECMO病例選擇的盲目性及被動性,避免急診 ECMO置入的緊迫性,同時在心肺功能衰竭之前開始輔助可能比已經出現功能衰竭時再給予輔助更加有利于患者心肺功能的恢復。

3.2 ECMO插管操作 插管同側肢體缺血、腫脹、壞死是 ECMO輔助的嚴重并發癥之一。本組病例均采用插管同側(右側)下肢股動、靜脈向足側方向插入單腔中心靜脈導管,分別與股動、靜脈主管路連接以促進同側下肢血液循環,收到良好效果。我們體會股動、靜脈插管固定手法至關重要,一定要做荷包固定,杜絕血管外環繞阻斷。

3.3 血栓并發癥 ECMO輔助期間由于膜肺或管路內局部血流緩慢,容易引起血栓形成,即使應用肝素涂抹的膜肺和管路或加用肝素抗凝也難以避免[4]。雖然肝素涂抹 ECMO系統在一些動物實驗中顯示了優秀的抗血栓形成效果[5],但是與我們的結果相去甚遠。本組所用膜肺與主管路雖然全部為肝素涂抹材料,可是仍有血栓形成,6例中 5例出現膜肺內血栓,2例出現泵頭內血栓,1例出現足側方向插管的遠端肢體供血動脈側路內血栓形成,及時發現并清除。由于此動脈或靜脈側路管道屬于非肝素涂抹管道而且內徑較細,易于出現血栓,所以,我們采取每小時沖洗一次的方法避免堵塞。離心泵泵頭內邊緣血栓形成極為少見,而是以泵頭軸心處常見,由于邊緣部位血流最快,血栓對血液的破壞最大,一旦出現難免發生大量紅細胞破壞、高血鉀、血尿、血紅蛋白尿甚至腎功能衰竭,如果需要繼續 ECMO輔助,必須盡快更換泵頭或泵頭與膜肺一起更換,否則危及生命。

3.4 出血防治與抗凝策略 ECMO輔助中為了防止血栓形成通常需要肝素抗凝,而心血管術后本身已有縱膈、心包和胸腔出血的危險,本組病例雖然均為全量中和肝素,且 ACT接近正常時關胸,ECMO初期仍有 2例出現縱膈、胸腔內廣泛滲血,出血原因考慮為貧血、凝血因子不足、血小板破壞等。其中 1例尚未用肝素抗凝,經外周靜脈、中心靜脈和 ECMO泵前輸血、血漿、血小板、冷沉淀、立止血、氨甲環酸等好轉后成功撤機;另 1例術后始終未用抗凝,出現縱膈、胸腔、腹腔內大量滲血(二次開胸及開腹探查證實未見明確出血點),繼而出現 DIC表現,血液動力學難以維持,放棄治療。由于肝素抗凝勢必增加出血風險,加重已有的出血、滲血,而不用肝素抗凝又會增加膜肺、泵頭或 ECMO循環管路內血栓形成的風險,一旦離心泵頭內形成血栓也會造成嚴重后果,本組病例從某種程度上反映了這一特點。為了尋找出血防治與抗凝管理的平衡點,人們進行了很多探索,但關于肝素用量并無統一結論[4,6]。Preston TJ在常規止血方法無效的情況下應用重組的人血活性第七因子止血效果卓越[7],期待更進一步的研究。在大出血與血栓形成兩種風險上我們認為前者更嚴重,因為前者有時不可控,后者可以通過更換 ECMO部件解決。在此我們認為:首先確保關胸時止血徹底[8],然后全量中和肝素,ECMO輔助 4h以上確無活動性出血時再行肝素抗凝,肝素應用中遇到出血增多時需減量或停用[3],無出血時可以放寬 ACT至 200 s以上,對于 ECMO患者出血風險大于血栓形成風險,但是無論出血或血栓形成都有生命危險,應積極防范。

ECMO是一種有效的心肺功能支持手段,根據病情可以在術前、術中置入 ECMO而不必一定等到術后,ECMO管理及外科操作至關重要,并發癥較多甚至危及生命,在防治出血與抗凝管理兩者間很難把握平衡,出血風險高于血栓形成風險,應先控制出血再考慮抗凝。

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