小兒先天性心臟病體外膜氧合支持的死亡原因分析

楊麗君，葉莉芬，范 勇，林 茹，何文龍，宗 卿，趙文婷

有一部分先天性心臟病患兒會發生藥物難以控制的心肺功能衰竭，需要采用體外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持技術以維持機體的血液循環，使心肺獲得充分的休息，等待心肺功能的恢復。據體外生命支持組織（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）2016年統計報告顯示，累計因心臟原因使用ECMO治療新生兒6 475例、兒童8 374例，這其中主要是在心臟手術后實施的，先天性心臟病ECMO的存活率為54%［1］。2017年對全國43家開展心臟手術的醫院問卷調查顯示：兒童中ECMO最早開展時間都是2004年，截止2017年6月30日共開展ECMO例數為457例，撤機率 38.4% ～ 79.8%，存活率 26.8% ～ 62.1%［2］。與其它病種相比，先天性心臟病ECMO支持的存活率相對較低，因此，需分析其死亡原因，總結經驗教訓，以期進一步提高ECMO治療生存率。

1 資料與方法

1.1臨床資料 回顧性采集2010年1月至2018年12月在本中心先天性心臟病行ECMO支持患兒33例，其中采用靜脈-動脈（veno-artery，V-A）ECMO模式支持32例，采用靜脈-靜脈（veno-venous，V-V）ECMO支持1例。患兒平均年齡9個月（1 d～13 歲），平均體重 5.8（2.7～35）kg，平均輔助時間為3.4 d（8 h～12.5 d）。 其中，男 25 例，女 8 例，新生兒占 36.4%（12／33），28 d～1 歲占 54.5%（18／33），年齡＞1歲占 9.1%（3／33）。 ECMO 適應證分組情況：心臟手術脫機困難24例，心臟術后心源性休克7例，心臟術前ECMO輔助2例。其中，行根治手術28例，姑息手術3例。見表1。

1.2ECMO指征 ECMO介入標準：①心臟指數＜2.0 L／（m2·min）＞3 h；②代謝性酸中毒 BE＜-5 mmol／L、乳酸＞3 mmol／L＞3 h；③少尿＜0.5 ml／（kg·h）＞3 h；④新生兒平均動脈壓（MAP）＜40 mm Hg，嬰兒MAP＜50 mm Hg，兒童 MAP＜60 mm Hg；⑤心臟術后脫機困難（基于手術畸形矯治確切）。

1.3ECMO建立 采用德國MAQUET離心泵，根據患兒體重選擇相應ECMO套包（德國Medos），新生兒采用 Medos 800，5～20 kg的嬰幼兒采用 Medos 2400套包，20 kg以上的兒童采用Medos 7000套包。V-A ECMO患兒采用中央插管，V-V ECMO采用頸部雙腔管。所有患兒插管前靜脈給予肝素1 mg／kg。預充液包含10 mg肝素，20%的白蛋白10 g，5%碳酸氫鈉10 ml，10%葡萄糖酸鈣10 ml。若體重＜20 kg，預充紅細胞1 U。

1.4ECMO運行管理 ECMO早期以100～150 ml／（min·kg）的高輔助流量運行，以改善組織灌注，償還氧債，糾正內環境。紅細胞比容維持在0.35以上，靜脈血氧飽和度維持在65%以上。予呼氣末正壓5 cmH2O適當減少肺循環回流到左心的血量，如患兒心臟有效搏出量少，收縮無力，左心擴大，需考慮有左心潴留的情況，需采取經左房置管左心減壓術。第一日液體進出量以維持ECMO流量為主，盡量做到液體進出平衡，流量穩定后每日液體負平衡10%，嚴格限制液體總量，必要時泵注速尿。外科嚴密止血后，在沒有明顯出血的情況下，活化凝血時間（activated clotting time，ACT）＜200 s開始使用肝素，維持 ACT 160～180 s，血小板計數＞100×109／L，纖維蛋白原＞0.8～1.0 g／L。 如有大量出血的情況，ECMO第一日可以暫時不用肝素。

1.5ECMO撤離 當心功能基本恢復并有一定的儲備時，逐漸減低輔助流量，進行心功能鍛煉，同時增加血管活性藥的用量，適當延長ACT時間，當輔助流量減少到全流量的10%～20%（新生兒由于總流量較小，流量減少至20%～40%）時可以嘗試終止ECMO，觀察約30 min循環呼吸平穩拔除插管。

2 結 果

33例先天性心臟病ECMO支持的患兒，總體脫機率為 60.6%（20／33），治愈出院率為 45.5%（15／33），1 年生存率 36.4%（12／33）。 院內死亡病例 18例，死亡率為54.5%。

院內死亡的18例，死亡原因為：心功能不可逆8例，多臟器衰竭4例，嚴重低氧血癥無法糾正2例，難治性出血1例，止血不嚴致心包填塞1例，ECMO撤除后突發大出血1例，突發心臟驟停1例。自動出院2例，原因為：因喉軟化反復呼吸道感染致呼吸機撤離困難家屬放棄拔除氣管插管自動出院1例，嚴重肝功能衰竭放棄治療自動出院1例。

ECMO結果顯示：①單純左心功能不全的大動脈轉位（transposition of the great artery，TGA）輔助效果佳（4／5），其中1例撤機后因肺部感染致呼吸窘迫綜合征死亡；②TGA合并4例伴冠脈畸形、3例伴左室流出道狹窄（包括主動脈弓畸形）均死亡；③1例左心發育不良存活；④術后心源性休克上機時機較晚2例死亡，余5例均短期存活；⑤術前嚴重低氧的復雜先心急診手術后轉ECMO的3例中死亡1例，而TGA術前采用ECMO支持的2例均于術前死亡。⑥ECMO期間因畸形矯治不滿意再次手術干預后的2例均撤機成功，且存活出院。見表1。

3 討 論

3.1TGA術后患兒的ECMO支持 完全性TGA部分患兒因左心功能障礙或者合并肺動脈高壓需要心肺功能支持，對于這部分患兒，V-A ECMO能提供全心功能和肺功能輔助，幫助患兒渡過難關［3-4］。單純左心功能不全的 TGA，大動脈調轉術（artery switch operation，ASO）術后的可逆性左心低心排血量主要有兩種原因：一是體外循環手術心肌缺血再灌注損傷導致的心肌頓抑；二是術后功能左心室為原來的解剖右心室，術前承擔后負荷較低的右心室功能，術后暫時不能適應負荷體循環的左心室功能。此類TGA患兒往往手術矯正滿意，冠狀動脈供血良好，僅左心功能暫時不能適應體循環壓力負荷，盡管暫時性的心功能嚴重不良，經ECMO支持后一般能在4～6 d內恢復。

表1 本組患兒診斷、手術方式及轉歸（n＝31）

然而，合并冠脈畸形（包括冠脈壁內型、單冠以及兩個冠脈口接近伴異常走行）的TGA患兒ECMO支持的致病率和死亡率高［5-6］。此類TGA的冠狀動脈移植難度大，容易梗塞造成遠端的心肌缺血。此類TGA患兒的死亡率大大增高，ECMO的輔助效果也很差，術后遠期也可能出現冠脈口狹窄甚至突發猝死［7］。本組3例左冠壁內型病例，2例未能撤離ECMO，1例ECMO撤離25 d后突發心臟驟停死亡。1例單冠狀動脈的病例，因ECMO撤離后心功能不全，延遲關胸時間過長致繼發感染死亡。此類病例對手術醫生的經驗是極大的挑戰，把握ECMO指征時要充分評估冠狀動脈移植手術是否滿意。

TGA合并左室流出道狹窄（包括主動脈弓畸形）是ASO手術死亡的危險因素之一［8］。本組1例TGA合并左室流出道的患兒年齡為3周歲，經ECMO聯合左心輔助后有所恢復，最終死于難以糾正的右心衰。對于這種大年齡TGA，心肌結構已有重塑的難治性心力衰竭，ECMO和左心輔助可作為術后短期循環過渡，可能最終需要置入人工心臟或心臟移植。2例合并主動脈弓畸形的TGA病例，手術時間長、低灌注時間長、出血多難控制且合并有肺高壓。盡管輔助早期出血多，循環維持比較困難，但仍需盡早以大流量輔助以償還氧債。此類患兒需要ECMO支持輔助時間相對較長，為防止延遲關胸引起繼發感染，可將插管轉移至頸部并關胸。操作期間需謹防ECMO系統進氣，頸內靜脈切開置管時必須停ECMO，避免離心泵負壓吸人大氣，停ECMO期間上調呼吸機參數和血管活性藥物劑量。

3.2左心房發育不良術后患兒的個體化ECMO管理 左心發育不良是一種少見、復雜、死亡率極高的先天性心臟畸形，術后可能需要ECMO進行心功能支持［9］。本例左心發育不良患兒行NorwoodⅠ期＋Sano術的手術方式，術后脫機困難，行ECMO支持。總結左心發育不良患兒的ECMO管理經驗，其重中之重是制定個體化的管理方案，微調體肺循環的平衡。管理上根據動脈氧飽和度和全身灌注情況來進行調節。動脈氧飽和度在75%～85%之間，可以保持一個良好的體肺循環血流比。若動脈氧飽和度超過80%～85%，且外周灌注不佳，則應降低氧濃度和每分鐘通氣量，以免肺血管過度擴張導致肺血過多；反之，若動脈氧飽和度低于70%～75%，則應增加氧濃度和每分鐘通氣量，以增加肺血流，提高氧飽和度。另外，還可以精確應用增加或者降低體肺循環的藥物以達到體肺循環的平衡。

3.3嚴重低氧血癥時ECMO支持與急診手術的選擇 本組5例術前低氧血癥的患兒，3例行急診手術治療，2例TGA選擇先行ECMO治療，結果各異。3例急診手術患兒中，死亡的1例患兒在術前已經嚴重缺氧超過24 h，急診手術后脫機困難轉ECMO治療，支持24 h后乳酸仍＞10 mmol／L，最后多臟器衰竭、顱內出血、DIC死亡。余2例存活患兒低氧低血壓時間分別為6 h和7 h左右，急診術后仍存在高乳酸血癥，脫機困難，轉ECMO治療后乳酸下降理想。

TGA病理生理特點為體肺兩大循環需經房間隔缺損（atrial septal defect，ASD）、室間隔缺損（ ventricular septal defect，VSD）在心內以及經動脈導管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）在主、肺動脈之間進行血液混合，以滿足全身氧供的需求。室間隔完整性的TGA，當ASD較小或者PDA縮小／關閉不能進行充分的心內分流或PDA水平的分流時容易造成嚴重低氧血癥，并且病情發展迅速。本中心1例行V-V ECMO但選擇的雙腔管置管不理想造成再循環血量多，未能及時改善氧合。另1例因ASD較小，行V-A ECMO后，大量體循環血液經PDA流入肺循環系統但無法在心房水平分流至體循環，造成嚴重肺出血。立即結扎PDA后，雖然止住了肺出血，但是造成了體循環和肺循環幾乎沒有交通，患兒死亡。TGA術前低氧血癥優選V-V ECMO支持，但假如同時伴有嚴重心功能不全，需采取V-A ECMO模式支持。國內外均有報道成功應用V-A ECMO成功救治室間隔完整性TGA的經驗［10-11］。V-A ECMO并不是不可行，前提是需要足夠大的ASD以及PDA來保障體肺循環的交通。因此，對于ASD極小、分流受限的TGA患兒，需先行房間隔擴大術或者急診手術。

當患兒情況危急的時刻，是否選擇急診手術，需要進一步評估其缺血缺氧的時間以及原發性心臟病的類型及解剖特點。必要時，可先行ECMO治療改善內環境，再行手術治療，以免二次打擊，造成臟器功能損傷等不可逆的后果。

3.4術后心源性休克時機的把握 由于復雜先天性心臟病患兒體外循環時間及手術時間長，手術方式復雜，往往術后早期在重癥監護室再次出現嚴重心源性休克，需要ECMO支持。這部分患兒往往病情十分危急，在大劑量活性藥物支持下，仍無法糾正心源性休克，導致乳酸的堆積。本組病例中術后心源性休克的患兒總體生存率尚可（71.4%），但有兩例患兒因錯過搶救時機最終死亡，有不足之處。第一例患兒腎上腺素 1 μg／（kg·min），去甲腎上腺素0.2 μg／（kg·min）支持下心源性休克、少尿 7 h，乳酸上升到17 mmol／L，ECMO支持后24 h乳酸仍＞10 mmol／L，最終多臟器衰竭（肝衰、腎衰）死亡。第二例患兒因失血性休克出現酸中毒、高鉀血癥、乳酸高達23 mmol／L，經外科止血后，5 h后乳酸逐漸下降至10 mmol／L左右，但仍需去甲腎上腺素、垂體后葉素維持血壓。此后，約6 h的時間乳酸清除率幾乎為零，在此期間未作出ECMO支持的決策。之后，乳酸再次上升，暗示著休克沒有糾正，決定予ECMO支持，但由于低灌注時間太長，最終腎衰、高鉀血癥、DIC死亡。本中心關于乳酸與死亡率的研究表明：ECMO支持的30 d死亡率預測指標中，ECMO前乳酸最高值的最佳界值為14.2 mmol／L；術前乳酸＞5 mmol／L的最佳界值為3.3 h，且死亡組的乳酸清除率平均值較存活組低［12］。此兩例提示，心臟術后心源性休克的患兒處于病情危重時刻，需時時評估，做出判斷。即使在有明確誘因的情況下，雖然誘因去除，但患兒因長時間低灌注休克導致乳酸清除率明顯下降的需考慮 ECMO 支持［13］。