ECMO在危重癥心臟疾病中的應用研究

余湘寧 趙獻明

摘 要：ECMO具有強大的心肺替代功能，操作相對簡單，近年來被逐漸廣泛應用在臨床治療中，ECMO的出現使很多臨床危重癥的搶救成功率顯著提高，如難治性心源性休克、血流動力學障礙、急性呼吸窘迫綜合征、心跳呼吸驟停等。本文著重對ECMO在危重癥心臟疾病的臨床應用作一綜述。

關鍵詞：ECMO;心功能衰竭;急危重癥;急性心肌梗死

中圖分類號：R459.7 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.04.013

文章編號：1006-1959（2018）04-0038-04

Abstract：ECMO has a strong heart and lung function，the operation is relatively simple，in recent years has been widely used in clinical treatment，the appearance of ECMO makes the rescue many clinical critical disease success rate increased significantly，such as refractory cardiogenic shock，hemodynamic disorder，acute respiratory distress syndrome，respiratory and cardiac arrest.This article is a review of the clinical application of ECMO in critical heart disease.

Key words：ECMO;Cardiac failure;Acute and critical;Acute Myocardial Infarction

體外膜式氧合技術（extracorporeal membrane oxy-genation，ECMO）是一種短期呼吸替代兼有循環輔助功能的裝置，也是代表一個醫院，乃至一個地區、一個國家的危重癥急救水平的一門技術。ECMO的組成包括：血管內插管、人工心臟（動力泵）、人工肺（氧合器）、以及連接管、供氧管、監測系統，臨床上為提高應急搶救能力，將可拋棄部分組成套包裝置，將不可拋棄部分綁定存放并設計為可移動裝置。ECMO的原理是將靜脈血引出體外，經過特殊材質人工心肺旁路排除CO2并氧合后，通過驅動泵輸回體內的動、靜脈系統，發揮替代部分心肺功能的作用，從而有效維持人體臟器氧合血供。在臨床診療中，當患者心肺功能嚴重損害甚至衰竭時，應用ECMO可替代肺臟的氣體交換氧合功能和心臟泵血功能，提供強大的呼吸、循環支持，V-A ECMO至少可以提供機體50%以上的心排血量[1-2]。1953年Gibbon在心臟手術實施的體外模式氧合技術具有劃時代的意義，這不但使心臟外科迅猛發展，同時在急救技術方面得到明顯提高。

1 ECMO適應癥及并發癥

ECMO的適應證主要包括可逆的心肺功能衰竭或等待移植的心肺功能過渡支持，具體為：①各種心臟手術后無法脫離體外循環;②心臟移植術后、大量使用后正性肌力藥物仍未能糾正的低心排量;③心肺復蘇術后未能恢復自主呼吸和有效循環;④肺氧合功能障礙;⑤人工通氣3 h仍不能保證機體氧合;⑥急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征（ALI/ARDS）經常規治療無效等。

對于不可逆的心功能衰竭患者，如缺血性心肌病、擴張型心肌病晚期等，通常只能實施心臟移植術來提高生存率，但患者如果在等待心臟供體期間出現心功能急劇惡化，就會喪失最后治療機會;對于可逆的心功能衰竭患者，比如爆發性心肌炎，能改善其預后的關鍵在于有效幫助患者渡過嚴重的心源性休克期。所以，對于需要行心臟移植術的心功能衰竭患者，在等待心臟供體期間盡量延長生命，或者幫助可逆的心功能衰竭患者順利渡過心源性休克期，讓心功能有效恢復成為重度心功能衰竭治療的關鍵。

ECMO的并發癥可分為機械性并發癥和與病人相關的機體性并發癥兩大類：機械性并發癥主要包括氧合器功能障礙、管道崩裂、聚功能障礙及插管問題等;機體性并發癥較多，與不同個體有關，主要包括出血、感染、急性腎損傷、溶血、多器官功能不全（multiple organdys function syndrome，MODS）、機體缺血等。

2 ECMO發展歷程

ECMO最早在20世紀60年代末提出，是將體外心肺支持技術用于呼吸功能衰竭的治療，直到1972年ECMO支持治療成功救治了第1例急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）患者，2005年應用ECMO成功救治了非特異性間質性肺病兒童患者，ECMO 在救治危重呼吸衰竭循環患者的應用與日俱增[3]。此后，ECMO迅速發展，1980年建立第一個ECMO治療中心，至2008年世界各地已有170 多個ECMO治療中心[2]。

研究表明，ECMO對于改善危重癥患者預后具有重要意義[4]。ECMO在治療嚴重的心肺功能障礙患者上發揮重要的支持作用并在我國逐步推廣[5]。阜外心血管病醫院開展ECMO治療8年共治療193例患者（主要為循環支持），平均存活率為60%，在2008年36例通過ECMO治療的患者有75%患者治療有效出院[1];20世紀末，由廣東中山市人民醫院在臨床上成功地開展ECMO，搶救很多瀕臨死亡的極重癥急性呼吸衰竭和心力衰竭患者;在ECMO救治重度心肺功能衰竭方面取得了良好的臨床效果。

3 ECMO在心功能衰竭方面的應用

心臟急、危重癥患者常常會并發難治性心源性休克或嚴重的血流動力學障礙，單純依賴藥物治療效果非常有限，即使使用主動脈內球囊反搏（intra-aortic balloon pump counterpulsati-on，IABP）輔助循環治療后，病死率仍然高達50%～70%[6-7]。ECMO可以對此類心肺功能衰竭的危重患者進行有效的呼吸、循環支持，為心臟泵功能的恢復及其原發病的治療贏得時機，與傳統心肺復蘇（CCPR）相比，體外持續心肺復蘇（ECPR）可有效的提高IH-CA患者的生存率[8]，是目前救治難治性心源性休克，呼吸、循環衰竭的有效支持手段。

ECMO通過動力泵有效地替代患者自體心泵，維持循環功能，代償缺血后的心臟，從而提高冠狀動脈的灌注壓，改善心肌血液供應，有效的減輕心肌損傷，減輕心臟負擔，促進心臟泵功能的恢復;通過維持穩定的循環，使得擴血管藥更安全有效，通過調節靜脈血的回流以減輕心臟前負荷;此外，更為重要的是ECMO能改善急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）重癥患者的血流動力學，為急診開展血運重建介入治療創造條件，降低危重AMI患者的病死率。在一項單中心回顧性研究中[9]，219例合并心源性休克的患者中有115例患者接受了PCI聯合ECMO治療，而104例患者僅接受了PCI治療，ECMO組30 d的病死率接近60%，而非ECMO組病死率為35%（P=0.003）。對于并發癥方面，2013年在20個研究機構的1866例患者的Meta分析[10]中，17項研究報告出院生存率534例，累積生存率1529例，范圍在20.8%～65.4% ，對192～1452例患者的并發癥進行統計分析，95%并發癥的發生率如下：下肢缺血為16.9%（12.5%～22.6%）;筋膜室綜合征或進行筋膜切開術占10.3%（7.3%～14.5%）;下肢截肢占4.7%（2.3%～9.3%）;腦血管意外占5.9%（4.2%～8.3%）;神經相關并發癥13.3%（9.9%～17.7%）;急性腎損傷占55.6%（35.5%～74.0%）;腎衰竭進行腎替代治療占46.0%（36.7%～55.5%）;出血40.8%（26.8%～56.6%）;心臟術后需緊急開胸手術41.9%（24.3%～61.8%）;感染30.4%（19.5%～44.0%）。因此，盡管ECMO在危重癥心臟病患者救治中取得較好的效果，同時也會出現明顯的并發癥，考慮到使用過程中仍存在較多的并發癥和較高的病死率，應慎重決定該裝置的使用[11，12]。使用ECMO治療過程中，不僅要注意原發病的治療，還要注意控制ECMO相關的急性腎損傷，缺血、出血，感染等并發癥[13]。應該在心源性休克患者中進行ECMO治療前對患者進行風險-效益的充分綜合評估。

3.1急性心肌梗死 ?ECM0在AMI危重癥患者的應用主要是以下幾個方面[14]： ①過渡到下一步治療（ bridge-to-decision）：ECMO為患者提供了有效的循環支持，使患者有時間和機會得到進一步的救治，例如進行 PCI 或 CABG等治療。②過渡到康復（bridge-to-recovery）：進行PCI 或 CABG等治療，冠狀動脈再通后，但病人仍出現嚴重心律失常，通過開展ECMO技術使得心臟得到休息和心功能好轉、恢復。③過渡到長時間輔助裝置（bridge-to-bridge）：通過ECMO治療但心功能仍不恢復，預計進行心臟移植但尚不能獲得合適供體的患者，通過 ECMO治療可過渡到長時間的高級輔助循環裝置治療。④過渡到心臟移植（bridge-to-transplantation）：心臟移植前必要的維持治療。⑤體外持續心肺復蘇（ECPR）：惡性、致死性心律失常，如心室顫動，是 AMI患者早期出現死亡最常見的原因，如發生難治性或不可逆的心跳驟停或需要心臟移植術，盡快進行ECMO治療是ECPR重要的適應證。

急性心肌梗死（AMI）是一種嚴重威脅人類健康的疾病，及時準確做出診斷并給予積極的救治是降低急性心肌梗死患者的死亡率、改善未來長期預后的關鍵。心源性休克（cardio-genic shock，CS）是急性心肌梗死患者常見的嚴重并發癥，大約5%～10%的急性心梗患者可能發生嚴重心源性休克;進行介入治療和藥物治療是其重要的組成部分，盡早通過介入治療可以使患者的死亡率下降25%以上。可是，大部分正性肌力藥物和血管活性藥物可產生嚴重的不良反應，而且已經出現心源性休克的患者，內環境極不穩定，容易出現酸堿失衡、電解質紊亂，緊急開展介入治療的風險就會極大增加。對于心源休克患者，先開展ECMO輔助有效循環，再進行相關介入檢查和治療，如經皮冠狀動脈成形術（PTCA），冠狀動脈旁路移植術（CABG）等，ECMO可極大避免低心排量引起的各類并發癥，同時對于進行冠脈介入治療也比較安全[15]。對于急性心肌梗死合并心源性休克的患者，ECMO輔助機體的循環呼吸功能，維持機體內環境和血流動力學的相對穩定，保證全身氧供，為心肺功能恢復贏得寶貴的時間[16]。劉迎午等[17]在一組研究分析中急性心肌梗死患者在 V-A ECMO輔助下行緊急介入治療，19例患者存活8例（42.1%），死亡11例（57.9%），死因為多臟器功能衰竭，其中腦出血1例，外傷性腦出血1例，下肢缺血1例，結論是急性心肌梗死合并心源性休克或心源性猝死時，在ECMO輔助下進行介入治療是可行的，死亡患者均因為出現多臟器功能衰竭，如果能把握開展ECMO治療時機，可能會進一步改善患者預后。

3.2心臟術后循環衰竭 ?ECMO已廣泛應用國內外心臟手術、心臟移植的患者，給心功能衰竭患者在下一步治療、手術和恢復中贏得寶貴時間。對于循環衰竭患者的支持治療，采用V-A ECMO 的方式。有研究顯示，在心功能衰竭患者中，ECMO輔助支持治療可以提供大約30%以上的心排血量，從而增加患者的血液循環[18]。國內阜外醫院等多家醫院報道很多關于ECMO在心臟外科的取得成功的病例[19]，但是，應用ECMO出現的并發癥仍能使患者發生死亡或遺留嚴重后遺癥[20]。所以選擇開展ECMO治療的時機和積極處理循環衰竭導致的并發癥，對于挽救患者生命至關重要。在心臟手術后ECMO應用的適應證：①大劑量的正性肌力藥物或血管活性藥物治療，心功能未見改善;②出現循環衰竭，嚴重低血壓，平均動脈壓<60 mmHg（ 新生兒<40 mmHg;嬰幼兒<50 mmHg）;尿量<0.5 ml/（kg·h）;③急性嚴重心功能衰竭，心臟移植前過渡治療，人工心臟等;④心臟手術仍不能脫離體外循環。ECMO的相對禁忌證：①先天性心臟缺陷;②惡性腫瘤;③中樞神經系統病變;④尚未明確的診斷;⑤肺臟、腎臟、肝臟等出現不可逆的終末期器官衰竭;⑥心臟手術術后難以控制的出血等[18]。

心臟移植在我國很多醫院心臟外科開展，但圍手術期的心功能衰竭，尤其是右心功能衰竭是術后早期死亡的關鍵因素[21]。心臟移植術后出現的嚴重肺動脈高壓及再灌注損傷大約需要120 h左右逆轉，移植早期心肌頓抑以及血管內皮細胞的損傷會加重心功能衰竭，通過有效的心肺支持治療，移植心臟的功能可以得到恢復。在心臟移植術后應用ECMO治療，可通過減輕心臟的前負荷和減少三尖瓣反流來糾正右心功能衰竭[22]。在進行心臟移植胡患者如果手術前有以下情況，在術中、術后可能要應用ECMO支持治療：①存在肺動脈高壓，長期應用強心、利尿等治療;②邊緣供體心臟的應用，如供體質量較輕，供體心臟心肌保護欠理想等;③曾進行其他心臟手術的患者[23]。

3.3暴發性心肌炎或產后心肌病 ?現在，通過開展ECMO輔助技術在急性暴發性心肌炎或產后心肌病所導致的循環衰竭的有關研究和報道并不多。急性暴發性心肌炎或產后心肌病常常臨床表現為無任何原因的非缺血性心肌病，所以，目前認為是相關疾病激活免疫系統或引起炎性反應，通常會出現嚴重心功能衰竭，通過主動脈內球囊反搏等治療未能取得療效，如果出現暴發性心肌炎或產后心肌病常常要借助機械心臟輔助支持治療效果明顯，存活率達73.3%[24]，優先選擇是ECMO或VAD。而且對于急性暴發性心肌炎或產后心肌病的患者，往往需要很長時間的ECMO輔助治療，通過提供有效的心肺功能代替支持治療，大多數患者能夠得到恢復或脫離器械的輔助[25]。

4 結論

ECMO技術是一種重要的高級生命支持形式，對急性心肺功能衰竭的患者具有較好的效果，它能反映一個國家和醫院在危重癥疾病方面的整體臨床救治水平，ECMO的開展和應用能改善醫院的整體救治水平，尤其是在心臟外科、心血管內科和重癥監護室，甚至對整個地區危重癥疾病搶救成功率具有重要影響。ECMO主要在國內大醫院開展，如阜外醫院、安貞醫院等，目前，ECMO的應用呈現了快速增長趨勢，在我國多個不同層次的醫院到廣泛開展，但和發達國家相比，總體成功率相對較低，臨床例數差距仍然較大，主要原因是病人經濟條件有限和相關政策落后，導致ECMO普及開展救治工作受到很大限制。ECMO成功率較低與選擇ECMO的應用時機、經驗積累不足、嚴重并發癥的預防和處理不當關系很大，但隨科學技術的進步和ECMO臨床經驗的不斷積累，ECMO支持治療將會越來越多的應用于急危重癥醫學，同時成功率會越來越高。

參考文獻：

[1]龍村.體外膜肺氧合的臨床應用現狀和發展趨勢[J].內科急危重癥雜志，2013，19（3）：132-134.

[2]劉穎，柳云恩，佟昌慈，等.體外膜肺氧合技術在臨床應用中的研究進展[J].創傷與急危重病醫學，2016，1（4）：24-27.

[3]趙軍魁，王云輝，田德，等.體外膜氧合治療重癥急性呼吸窘迫綜合征研究進展[J].河北醫藥，2012，34（ 22）：3472-3474.

[4]Chowdhury MA，Moza A，Siddiqui NS，et al.Emergentechocardiography and extra corporeal membrane oxygena-tion：Lifesaving in massive pulmonary embolism[J].Heart Lung，2015，44（4）：344-346.

[5]洪小楊，周更須，李秋平，等.體外膜肺氧合技術在新生兒呼吸衰竭中的應用[J].中國小兒急救醫學，2014，21（10）：629-632.

[6]Arlt M，Philipp A，Voelkel S，et al.Hand-held minimised extracorpo-real membrane oxygenation：a new bridge to recovery in patients without-of-centre cardiogenic shock[J].Eur J Cardiothorac Surg，2011，40（3）：689-694.

[7]Cheng JM，den Uil CA，Hoeks SE，et al.Percutaneous left ventricularassist devices vs.intra-aortic balloon pump counterpulsation for treat-ment of cardiogenic shock：a meta-analysis of controlled trials[J].EurHeart J，2009，30（17）：2102-2108.

[8]江春景，楊峰，郝星，等.體外膜肺氧合輔助院內難治性心臟驟停患者轉歸的預測指標[J].心肺血管病雜志，2015，34（12）：899-902.

[9]Sheu JJ，Tsai TH，Lee FY，et al.Early extracorporeal membrane oxygenator assisted primary percutaneous coronary intervention improved 30-day clinical outcomes in patients with ST- segmentelevation myocardial infarction complicated with profound cardio-genic shock[J].Crit Care Med，2010，38（9）：1810-1817.

[10]Cheng R，Hachamovitch R，Kittleson M，et al.Complications ofextracorporeal membrane oxygenation for treatment of cardiogenic shock and cardiac arrest：a meta-analysis of 1866 adult patients[J].Ann Thorac Surg，2014，97（2）：610-616.

[11]黨海明，宋躍，曹劍，等.體外膜肺氧合對心臟術后心肺復蘇患者的應用[J].心肺血管病雜志，2013，32（3）：329-331.

[12]Wang JG，Han J，Jia YX，et al.Outcome of veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation for patients under-going valvular surgery[J].PLo S One，2013，8（5）：e63924.

[13]蘇艷玲，封加濤，李軼男，等.體外膜肺氧合在循環衰竭中的應用治療體會[J].中國現代手術學雜志，2011，15（6）：443-445.

[14]Bermudez CA，Rocha RV，Toyoda Y，et al.Extracorporeal membrane oxygenation for advanced refractory shock in acute andchronic cardiomyopathy[J].Ann Thorac Surg，2011，92（6）：2125-2131.

[15]Cecile Aubron，Allen C Cheng，David Pilcher，et al.Factors associated with outcomes of patients on extracorporeal membrane oxygeation support：a 5-year cohort study[J].Critical care，2013，17（2）：R73.

[16]邢家林，杜中濤，江瑜，等.體外膜肺氧合在急性心肌梗死合并重癥心源性休克治療中的應用[J].心肺血管病雜志，2013，32（4）：490-498.

[17]劉迎午，李彤，王赟赟，等.體外膜肺氧合輔助下危重急性心肌梗死緊急介入治療的臨床療效分析[J].中國介入心臟病學雜志，2015，23（12）：689-692.

[18]Abrams D，Combes A，Brodie D.Extracorporeal membrane oxygenation in cardiopulmonary disease in adults[J].J AmColl Cardiol，2014，63（25 Pt A）：2769-2778.

[19]黑飛龍，段欣，高國棟，等.體外膜肺氧合在心臟移植術后移植物衰竭支持治療中的應用[J].心肺血管病雜志，2013，32（1）：22-25.

[20]Risnes I，Heldal A，Wagner K，et al.Psychiatric outcome after severe cardio-respiratory failure treated with extra-corporeal membrane oxygenation：a case-series[J].Psy-chosomatics，2013，54（5）：418-427.

[21]潘禹辰，軒永波，左艷，等.3例心臟移植患者應用體外膜肺氧合[J].中華胸心血管外科雜志，2014，30（2）：106-107.

[22]吳穎猛，葉紅雨，李斌飛，等.體外膜肺氧合治療心臟手術后急性心功能衰竭的療效[J].嶺南心血管病雜志，2013，19（4）：475-477.

[23]Lim JH，Hwang HY，Yeom SY，et al.Percutaneous extra-corporeal membrane oxygenation for graft dysfunctionafter heart transplantation[J].Korean J Thorac Cardiovasc Surg，2014，47（2）：100-105.

[24]楊遇春，吳明祥，張治平，等.體外膜肺氧合成功搶救急性爆發性心肌炎1例[J].內科急危重癥雜志，2012，18（5）：311-320.

[25]Kawahito S，Maeda T，Motomura T，et al.Long term ex vivo bovine experiments with the Gyro C1E3 centrifugal blood pump[J].ASAIO J，2003，49（1）：112-116.

收稿日期：2017-8-31;修回日期：2017-9-21

編輯/成森