心脏术后心源性休克的体外膜肺氧合辅助治疗

郝 星,闫晓蕾,倪 虹,杨 璟,刘凤珍,贾在申,赵岩岩,刘 锋,高泉鑫,万彩虹,邢家林,吉冰洋,缪 娜,刘晓明,侯晓彤

近年来,随着我国经济的迅猛发展、医疗水平的不断提高,以及应用体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)设备的革新和临床经验的积累,国内应用 ECMO进行呼吸辅助或短时间循环辅助治疗逐渐增多。现总结北京安贞医院近年来开展心脏术后心源性休克的 ECMO辅助经验并报道如下。

1 资料与方法

1.1 患者一般资料 自 2004年6月至 2009年10月,共计 50例心脏术后心源性休克患者进行 ECMO辅助,同时行主动脉球囊反搏(intra-aortic balloon counterpulsation,IABP)20例(40%)。其中男性 38例,女性 12例,年龄 7个月～ 76(46.4±19.3)岁 ,中位年龄 49.5岁;体重 6.5～170(65.8±23.4)kg,中位数 65 kg。成人 47例,﹤ 15岁者 3例。手术有:冠状动脉旁路移植术(CABG)23例(46%)、瓣膜置换或成形术 9例(18%)、先天性心脏病矫治术 7例(14%)、扩心病 5例 (10%),大血管手术 2例(4%),瓣膜置换加 CABG 1例(2%),其他病种 3例(6%)。其 ECMO辅助中 ECC脱机困难 29例;术后药物治疗无效的低心排综合征 21例。

1.2 ECMO环路及其安装方法 所有患者均使用美敦力离心泵和 Carmeda涂层 ECMO套包(CB1V 97R、CB1Q91R和 CB 2503R)及 MAQUET 2050套包,采取静脉-动脉 ECMO辅助方式。成人经股动、静脉插管(美敦力 Carmeda涂层股动、静脉插管,静脉 21F或 23F,动脉 15F或 17F)建立 ECMO辅助,插管型号根据患者体重及预计辅助流量而定。30例患者为切开股动、静脉直视下插管建立 ECMO辅助,其中 20例患者同时安置远端灌注管;17例患者经皮穿刺插管建立 ECMO辅助;3例儿童均经胸插管(右房-升主动脉)建立 ECMO辅助。ECMO操作地点在手术室 29例,床旁 21例。

1.3 ECMO辅助期间的管理 最初的几例患者,本组应用部分鱼精蛋白中和肝素的方法,观察发现术后出血仍较明显,所以后期常规应用鱼精蛋白全量中和肝素,根据患者有无活动性出血以及 ECMO环路血栓情况决定抗凝程度。患者有出血倾向,开始辅助后的 12～24 h内可不予抗凝;患者引流量减少,且无活动性出血时开始持续静脉泵入肝素,每 2 h监测一次激活全血凝固时间(ACT),维持在 180～220 s;脱机时,随着 ECMO辅助流速减低,可适当增加肝素用量。

确认患者清醒后,给予适当镇静剂,通常给予芬太尼和(或)咪唑安定等静脉泵入,定期评估患者的神经系统功能。ECMO辅助期间患者使用呼吸机辅助呼吸,并根据血气情况调整呼吸机参数。部分患者肺功能良好可适当停镇静,拔出气管插管。每天由同一位超声医师对患者行超声心动检查,评价患者心功能情况,便于指导脱离 ECMO辅助。

1.4 临床资料处理 将 50例患者分为出院组和死亡组,对其一般资料、ECMO时间、体外循环(extracorporeal circulation,ECC)时间和主动脉阻断时间、ECMO前患者的状况、有无并发症以及血液制品的应用等进行分析比较。

1.5 统计学处理 采用SPSS 13.0统计软件,所有数据用平均值±标准差(±s)表示,计数资料采用X2检验或 Fisher确切检验法,计量资料采用 t检验,两总体方差不等时采用秩和检验,P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

全组 ECMO辅助 8～336 h,初始流量 20～126(49.3±19.6)ml/(kg· Min)。 33例患者脱机(66%),其中 16例脱机后死亡,17例生存出院(34%)。ECMO辅助结果详见表1。全组死亡 33例(66%),主要原因为心脏功能衰竭 13例(39%)、多器官功能衰竭(multiple organ failure,MOF)12例(36%)、脑死亡 4例 (12%)、脑出血 3例 (9%)、家属放弃治疗 1例。

在 ECMO影响因素的统计分析中,ECMO前ECC时间以及 ECMO辅助时间与预后密切相关。死亡患者升主动脉阻断时间明显高于出院患者,ECMO前动脉血乳酸浓度也明显高于出院患者,但统计学无显著差异(P＞0.05),主要考虑病例数较少,有待于进一步的研究总结。死亡患者 ECMO平均辅助时间明显高于出院患者,统计学有显著差异(P＜0.05)。出院患者的 ECC时间明显低于死亡患者,具有显著统计学差异(P﹤ 0.01)。详见表2。

使用悬浮红细胞(16.9±12.2)U,新鲜冰冻血浆(8.7±9)U,血小板(4.1±5.7)U。其中未应用肝素的患者血小板的使用量要明显少于应用肝素抗凝的患者(P﹤ 0.01)。

辅助期间的并发症主要包括:肾功能不全、出血、下肢缺血和局部切口不愈合等。肾功能不全 24例,4例为一过性肾功能不全,20例患者肾衰需行血液透析治疗,其中 13例在 ECMO安装前已透析,ECMO安装后需透析 7例。出现下肢缺血 6例,均发生在切开插管的患者中,经远端插管或另一侧插管后缓解。溶血 3例,环路内血栓阻塞动脉插管 1例。

IABP在 ECMO辅助前安置 15例;平稳实现ECMO脱机时行 IABP辅助 2例;3例患者在 ECMO安置后出现左心室射血减少,脉压差缩小,超声心动图提示左室涨情况下行 IABP辅助,其中 1例缓解,1例并无改善,继续行左心减压治疗,但均未能脱机,另 1例患者脱机后死于心脏功能衰竭。

表1 全组 50例患者 ECMO循环辅助结果

表2 影响ECMO结果的因素(±s)

表2 影响ECMO结果的因素(±s)

注:*:该结果为 X2值。

男 /女 (例 ) 13/4 25/8 0.003* 0.955年龄(岁) 45.33±18.54 46.93±19.80-0.275 0.784体重(kg) 75.15±31.22 61.03±16.70 2.092 0.042 ECMO时间(h) 54.88±32.47 100.94±90.25-2.621 0.012 ECC时间(min) 131.33±111.43 262.30±162.27-2.765 0.009阻断时间(Min) 66.67±49.58 103.77±64.94-1.720 0.095 ECMO前动脉乳酸(mmol/L) 10.76±5.47 13.14±5.94-1.220 0.230心肺复苏(是/否) 3/14 17/16 5.362* 0.021肾衰(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神经系统并发症(是/否) 0/17 5/28 2.862* 0.152肢体坏死(是/否) 2/15 4/29 0.001* 0.971溶血(是 /否) 1/16 2/31 0.001* 0.980肝肾衰竭(是/否) 1/16 11/22 4.635* 0.031

3 讨 论

据体外生命支持组织(extracorporeal life support organization,ELSO)的统计,成人和婴幼儿循环辅助的生存率分别为 32%、45%[1],其中心脏术后心源性休克辅助出院生存率约24%～36%[2]。本研究中患者脱机率为 66%,出院生存率为 34%,和国外文献报道相似。

本组的数据表明,应用 ECMO辅助后全身各器官可得到有效的血液供应,辅助后血浆乳酸值短时间内迅速下降,血管活性药物减至安全剂量范围,病变心脏得到较好的“休息”,ECMO为其功能恢复争取时间,脱机率为 66%,但出院生存率仍仅为 34%。由于很难在 ECMO前预测心脏的可恢复性,心衰仍是最主要的死亡原因(13/33,39%)。发达国家目前已经将 ECMO视为一项急性心脏功能衰竭的紧急抢救措施,短时间 ECMO辅助后对患者进行综合判断,无神经系统障碍,其它器官可恢复,若心衰不能缓解即考虑下一步后续治疗,如:转为心室辅助装置或心脏移植[3]。此外,本组结果显示,ECMO辅助冠心病患者的出院生存率相对较高(10/23,43%),其次是瓣膜病及先心病,可能与冠心病患者心肌血供重建后,心功能可以逐渐恢复有关。

对于成年患者通常选择股动、静脉插管建立ECMO辅助,从而避免了延迟关胸带来的各种并发症,如:感染、出血和撤离 ECMO辅助时需开胸拔管。本组患者绝大多数(47/50,94%)采用股动静脉插管,其中 30例采用切开直视下插管(60%),17例经皮穿刺插管(34%)。下肢缺血 6例均发生在切开插管的患者中(6/30,20%),但该结果无统计学差异。而远端置管可以明显减少该并发症的发生,所以本组在手术室外安装 ECMO常规采用穿刺插管,同时建议:如果选择切开插管,应仔细评价 ECMO插管后该侧下肢血供情况,其中包括趾尖血液充盈情况,并同时行远端置管,以预防下肢缺血的发生[4]。儿童及婴幼儿应经胸插管,保留手术时的 ECC插管,直接与 ECMO管道连接,并延迟关胸,以无菌敷料或透明塑料薄膜覆盖,定期观察心脏充盈情况,并判断心脏功能,同时减少胸壁对心脏的压迫,防止渗血可能引起的心包填塞。

本组中死亡患者的升主动脉阻断时间明显高于出院组,该结果与 Charles等报道的结果相仿[5],提示死亡组患者原发心脏病变较重,复跳后较长时间脱机困难,而决定应用 ECMO的时间略长,组织器官缺血缺氧严重,导致乳酸生成增多,加重了各脏器功能的损害,从而影响预后。因此,把握 ECMO的运用时机非常关键,应在其它重要脏器衰竭出现前尽早考虑 ECMO辅助,改善组织器官缺血缺氧状态,以提高辅助疗效。此外,死亡组 ECMO平均辅助时间明显高于出院组。在 Shah等关于 84例小儿心脏术后应用 ECMO的经验报道中,存活组的辅助时间较短(P=0.003),并指出 ECMO超过 144 h(6 d)的患儿存活率仅为 5%[6],这与本组的结果相一致。说明较严重的原发心脏病变需要更长时间的 ECMO辅助,但是其可恢复性较差,而且长时间辅助会相继出现感染等一系列并发症,从而影响了生存率。

文献报道 ECMO辅助期间出血和血栓栓塞的发病率均较高,其中出血的发生率在 29%左右,血栓栓塞次之,并且影响着患者的辅助效果[5,7]。出血的主要原因是肝素的应用以及长时间心肺转流等导致的凝血功能紊乱,所以 ECMO辅助期间采用合适的抗凝策略至关重要。调查显示美国大约 85%的 ECMO中心采用肝素抗凝,并通过监测 ACT来反映抗凝强度[8],但是目前对于 ECMO辅助期间的最佳抗凝策略尚未达成共识,仍是学者们关注的焦点。本组 50例病例中,有 5例发生出血和渗血,发生率为10.0%,出院组与死亡组比较无统计学差异。本组出血和渗血的发生率较 ELSO等的报道略低,主要原因是:①病例数较少;②得益于本组的抗凝策略。针对 ECC脱机困难直接转为 ECMO辅助的患者,一些医疗中心采用部分(常规剂量的 1/2～3/4不等)鱼精蛋白中和肝素的方法以减少出血的危险性,并且多数在预充液中也不加肝素[7,9-10]。而本组采用术后鱼精蛋白完全中和肝素,使 ACT维持在术前水平,以求达到最佳的止血效果;当胸腔引流小于 50 Ml/h,并持续达 2 h以上时,开始持续泵入肝素以维持 ACT在 160～180 s之间。近来有研究发现 ACT恢复至基线水平后,在 ECMO辅助的最初阶段会反弹性升高[11],这在理论上支持了本组的抗凝策略,使 ACT恢复至较低水平以加强手术部位的凝血。

在并发症对预后的影响中,本组发现有肝、肾等多脏器衰竭的患者死亡率明显升高,这与 Aparna等的研究结果相一致[12],但他们发现肾衰组患者死亡率也显著增高,而本组病例统计无显著差异,考虑可能病情较重的患者在发生肾衰的同时也相继出现了其他重要脏器衰竭有关,也可能与目前较成熟的连续性肾替代治疗技术相关。因此,在 ECMO支持治疗过程中应高度重视重要器官的保护,降低死亡率。

本组中脑出血及脑死亡的发生率分别为 6%和 8%,文献报告 ECMO期间脑出血的发生率在18.9%,并指出相关危险因素有女性、肝素的应用、血肌酐 ＞229.8μmol/L、血液透析以及血小板减少症(尤其是 ＜50×109/L)等[13]。ECMO转流期间血小板易粘附于硅胶膜和管道表面,导致血小板消耗性数量减少和功能下降,因而 ECMO对血液系统损害最大的是血小板,故 ECMO治疗期间需要动态监测血常规及时补充浓缩血小板。红细胞破坏和溶血也较容易发生,因而成人有时需补充悬浮红细胞,维持红细胞比容在 0.30～0.35之间。肝素化涂层管道可减少血细胞的破坏,降低出血的发生率[14]。ECMO相关并发症的原因、预防措施及应对策略仍需要进一步深入的研究和探讨。

ECMO可以有效地进行心脏术后心源性休克的辅助、改善机体氧合、排除多余 CO2、维持血液动力学稳定、促进心肺功能的恢复等。而正确掌握适应证,尽可能降低和减少相关并发症,才能更好地提高ECMO对危重患者治疗的成功率。随着 ECMO设备和材料的不断革新以及临床经验的逐渐积累,ECMO一定会在临床心脏辅助支持上发挥越来越重要的作用。

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