体外膜肺氧合在心脏手术后心肺复苏困难患者的应用

贾 明，王 红，周 晔，王 滨，孟 旭，侯晓彤

·临床研究·

体外膜肺氧合在心脏手术后心肺复苏困难患者的应用

贾 明，王 红，周 晔，王 滨，孟 旭，侯晓彤

目的 评价体外膜肺氧合（ECMO）在心脏手术后心肺复苏困难患者的应用效果。方法 2011年1月至2013年8月，27例成年心脏手术后心脏骤停患者因心肺复苏困难应用ECMO救治，男性19例，女性8例，年龄42～76（60±8）岁，其中冠状动脉旁路移植术20例，瓣膜手术5例，心包剥脱术及房颤射频消融术各1例。全部患者均经应用药物、实施电除颤及心脏按压等措施抢救无效紧急建立ECMO辅助。结果 27例患者心肺复苏（CPR）时间35～190 min（中位时间90min），ECMO辅助后全部患者均恢复自主心律，ECMO辅助时间13.5～207 h（中位时间95 h），监护室停留时间1～20 d（中位时间7 d）。21例（77.8%）患者成功撤离ECMO辅助，其中13例（48.1%）存活出院。6例患者未脱离ECMO，8例成功脱机后因中枢神经系统损伤或感染诱发多器官功能衰竭死亡。ECMO辅助24 h后患者平均动脉压（MAP）、血乳酸（Lac）、正性肌力药物评分（IS）及左室射血分数（LVEF）等指标持续好转。存活组与死亡组之间在年龄、肾功能衰竭需透析（CRRT）治疗人数、复苏后即刻MAP以及复苏72 h后IS、LVEF等方面存在显著性差异。结论 ECMO可以提供紧急循环支持，挽救部分成年心脏术后心脏骤停而常规方法复苏困难的患者的生命，积极防治多脏器功能衰竭及脑损伤对改善预后有益。

心脏手术；心脏骤停；心肺复苏；体外膜肺氧合

虽然心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation，CPR）已逐渐规范化、程序化［1］，但研究显示即使是住院患者CPR成功后，无器官损伤存活出院率很低［2－3］，CPR时间超过10 min的困难复苏患者则更低［4－5］。20世纪60年代已开始探索应用机械循环辅助装置协助进行CPR［6］，目前体外膜肺氧合（extra⁃corporeal membrane oxygenation，ECMO）已用于困难复苏患者的紧急生命支持（extracorporeal cardiopulmo⁃nary resuscitation，ECPR），并取得良好的临床效果［7－9］。现将2011年1月至2013年8月我院心肺复苏困难应用ECMO救治的患者的情况总结汇报如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2011年1月至2013年8月，27例心脏手术后心脏骤停患者在我院进行了ECPR治疗，男性19例，女性8例，年龄42～76（60±8）岁，冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）20例，瓣膜置换术（VR）5例，心包剥脱术及房颤射频消融术各1例。全部患者均按照美国心脏协会（AHA）《2010年心肺复苏和心血管急救国际指南》［8］的标准诊治方案进行救治。

1.1.1 ECPR指证 心脏手术后心脏骤停经应用药物、心脏按压及实施电除颤等措施抢救10 min后仍未恢复自主循环，经家属签字同意后紧急建立EC⁃MO进行生命支持。而术后不能脱离体外循环（car⁃diopulmonary bypass，CPB）以及因严重呼吸循环衰竭接受ECMO辅助的患者均不属于ECPR范畴。

1.2 治疗方法

1.2.1 ECMO的建立 全部患者均采用静脉－动脉（V－A）模式，其中26例经股动－静脉置管，1例床旁开胸后经上腔静脉－升主动脉置管；22例患者应用ECMO 2050（迈柯唯，美国）人工辅助泵，5例应用CB1Q91R6（美敦力，美国）人工辅助泵，全部患者均应用整体股动静脉插管（美敦力，美国），肝素涂层管路，其中17例建立了股动脉远端灌注。

1.2.2 ECMO的管理 复苏早期（24 h内）利用保温水箱将体温控制在32～34℃，应用肝素全身抗凝，维持激活凝血时间（ACT）在180～220 s，调整ECMO流量使混合静脉血氧饱和度＞70%，辅助期间尽量降低正性肌力药物用量［多巴胺＜5 μg／（kg·min），肾上腺素＜0.05 μg／（kg·min）］。机械辅助通气模式为辅助控制通气（A／C）或同步间歇强制通气加压力支持（SIMV＋PS），呼吸频率6～8次／min，潮气量6～10 ml／kg，吸入氧浓度＜60%，气道峰压＜30 cmH2O（1 cmH2O＝0.098 kPa），适当应用呼气末正压（5～10 mm Hg）以防止肺泡萎陷。

1.2.3 常规监测 每日行超声心动及胸部X线检查，常规检测血气、血常规、各项生化指标，维持血小板计数＞50×109／L，加强呼吸道管理，严密观察肢体温度、肤色以防缺血。维持血红蛋白在100～120 g／L。

1.2.4 ECMO的撤除 患者循环稳定，且不依赖正性肌力药物，超声心动图提示心脏功能好转（EF≥40%），静脉氧饱和度（SvO2）＞75%，脉压差＞20 mm Hg，ECMO流量＜心排出量的10%，胸部X线片提示无明显异常，血气分析正常，且无电解质及酸碱平衡紊乱，可考虑停机。

1.3 统计学分析 应用SPSS 17.0统计软件，计量资料以均数±标准差（±s）表示，计数资料比较应用χ2检验，组间均数比较用t检验，P＜0.05为差异有显著性。

2 结 果

27例患者CPR时间35～190 min（中位时间90 min），ECMO辅助后全部患者均恢复自主心律，EC⁃MO辅助时间13.5～207 h（中位时间95 h），监护室停留时间1～20 d（中位时间7 d）。21例（77.8%）患者成功撤离ECMO辅助，其中13例（48.1%）存活出院。6例患者因严重循环衰竭无法脱离ECMO死亡，8例成功脱机后因中枢神经系统损伤或感染诱发多器官功能衰竭死亡。

本组CPR患者中非体外CABG术（OPCABG）占20例，存活10例（50%），瓣膜手术5例，存活2例（40%）（见表1）。ECMO辅助24 h后患者MAP、Lac、IS及EF等指标均明显改善，72 h后进一步好转（见表2）。本组在不同时间段内复苏的患者，在脱机及存活出院等方面无差异（见表3）。存活组与死亡组之间在年龄、需CRRT治疗人数、复苏后即刻MAP以及复苏72 h后IS、左室射血分数（LVEF）等方面存在显著性差异（见表4）。

ECMO期间出现的主要并发症包括急性肾损伤20例［其中4例进行持续肾替代（continuous renal replacement treatment，CRRT）治疗］、感染12例、氧合器血浆渗漏8例、中枢神经系统损伤5例、出血4例、肢体缺血4例。

3 讨 论

由于心肺复苏前全身缺血，而常规CPR时心脏、大脑等重要脏器的氧供及灌注不足以维持基本的代谢需要，以及复苏后全身缺血再灌注引起的继发损伤，导致包括心脏骤停后脑损伤、心肌功能异常、全身缺血／再灌注损伤等复杂的病理生理学过程，尤其是在此状态下常伴有的尚未解除的引起心脏骤停的病理过程（所谓“心脏骤停后综合征”）［10］，直接影响心肺复苏患者的预后。所以，迅速恢复自主循环、保证重要器官灌注、避免继发损伤是挽救心脏骤停患者生命的前提。

表1 CPR患者疾病与转归情况

表2 ECPR前后MAP、Lac、IS、LVEF等指标的变化（±s）

表2 ECPR前后MAP、Lac、IS、LVEF等指标的变化（±s）

注：IS：多巴胺×1＋多巴酚丁胺×1＋肾上腺素×100＋去甲肾上腺素×100＋米力农×10；与ECPR后即刻相比：△△P＜0.01；与ECPR后24 h时相比：∗∗P＜0.01。

指标 ECPR后即刻 ECPR后24 h ECPR后72 h MAP（mm Hg） 50±13 78±13△△ 85±12△△Lac（mmol／L） 15.9±4.9 6.4±6.9△△ 1.5±0.6△△∗∗IS（μg／（kg·min） 38±20 21±11△△ 11±7△△∗∗LVEF（%） 25±11 34±10△△ 45±12△△∗∗

表3 CPR时间与患者脱机及存活的关系

表4 存活组与死亡组间ECPR前后比较（±s）

表4 存活组与死亡组间ECPR前后比较（±s）

注：IABP：主动脉内气囊反搏。

存活组（13例） 死亡组（14例） P值年龄（岁） 57±9 64±5 0.020男／女（例） 10／3 9／5 0.473 CPR时间（h） 102±35 96±54 0.767 ECMO辅助时间（h） 100±29 104±64 0.854 IABP（例） 9 9 0.13感染（例） 6 6 0.865 AKI（例） 8 12 0.152 CRRT（例） 0 4 0.037 ECPR后即刻MAP（mm Hg） 59±12 42±9 0.0008 Lac（mmol／L） 14.9±4.0 16.8±5.3 0.315 IS（μg／（kg·min） 33±14 46±21 0.109 EF（%） 26±9 23±13 0.545 ECPR后72h MAP（mm Hg） 86±11 84±12 0.679 Lac（mmol／L） 1.3±0.4 1.5±0.6 0.357 IS（μg／（kg·min） 9±5 15±6 0.012 LVEF（%） 48±9 38±11 0.027

ECMO是在体外循环装置基础上逐步改进发展起来，随着技术与材料的改进，ECMO装置可以在短时间内完成安装。20世纪80年代开始了ECMO用于CPR动物模型的探索［11－12］，之后的研究也表明在ECMO辅助下即使自主循环和呼吸尚未恢复，机体的血氧饱合度和氧分压亦能满足维持生物学生命的要求［13－14］，为ECMO用于CPR提供了理论基础。对于常规CPR超过10 min仍无法有效复苏的患者，迅速建立ECMO辅助可以保证重要脏器的灌注及氧供，维持患者的生物学生命，可以为进一步治疗争取时间。

27例患者ECMO辅助后全部患者均恢复自主心律，随着ECMO辅助时间延长，患者MAP、Lac、IS及LVEF等指标持续改善，21例患者成功撤离EC⁃MO，13例存活出院。本研究中 CPR时间30～60 min、60～120 min以及＞120 min时间段内的患者在脱机率及存活出院率方面无明显差异，但存活组与死亡组之间在年龄、需CRRT治疗人数、复苏后即刻MAP以及复苏72 h后IS、LVEF等方面存在显著性差异，提示年龄、肾损伤程度、复苏后早期灌注压以及心脏功能恢复情况与预后相关。与国外文献报道相同［15］，出现中枢神经系统并发症的患者预后差，本组5例出现严重中枢神经系统损伤的患者均死亡，所以，CPR过程中以及复苏后的脑保护非常重要。

复苏后患者的治疗应该是包括机械通气、早期冠脉再灌注、血流动力学最佳化、血糖控制、体温控制以及癫痫的治疗等方面的一个集束化治疗［16］。同时，研究显示CPR过程中及复苏后浅低温治疗可以改善预后［17－18］，ECMO可以通过保温水箱迅速降低并控制患者体温，我们在复苏后早期将患者体温控制在32～34℃，24 h后将体温控制在36～37℃。

在应用ECMO进行CPR时，医护人员分为三组分工协作，一组持续进行心外按压及药物复苏，一组行股动静脉置管，另一组连接、预充ECMO环路，确保在决定实施ECMO辅助的30 min内完成对患者的紧急循环支持。

本组患者均为心脏手术后监护期内发生心脏骤停，且以缺血性心脏病为主，临床结果存在局限性。

通常当持续CPR＞30 min患者仍未恢复自主循环可宣布临床死亡，而ECMO能维持重要器官的灌注，为心肺复苏困难患者提供紧急循环支持，并为进一步的综合治疗赢得时间“（It buys time）”，从而挽救部分危重患者的生命。

［1］ Shuster M，Lim SH，Deakin CD，et al.Part 7：CPR techniques and devices：2010 International Consensus on Cardiopulmonary Resuscitation and Emergency Cardiovascular Care Science With Treatment Recommendations［J］.Circulation，2010，122（16 Suppl 2）：S338－344.

［2］ Nadkarni VM，Larkin GL，Peberdy MA，et al.First documented rhythm and clinical outcome from in－hospital cardiac arrest among children and adults［J］.JAMA，2006，295（1）：50－57.

［3］ Nolan JP，Laver SR，Welch CA，et al.Outcome following admis⁃ sion to UK intensive care units after cardiac arrest：a secondary a⁃nalysis of the ICNARC Case Mix Programme Database［J］.Anaes⁃thesia，2007，62（112）：1207－1216.

［4］ Schultz SC，Cullinane DC，Pasquale MD，et al.Predicting inhospital mortality during cardiopulmonary resuscitation［J］.Re⁃suscitation，1996，33（1）：13－17.

［5］ Pionkowski RS，Thompson BM，Gruchow HW，et al.Resuscita⁃tion time in ventricular fibrillation－－a prognostic indicator［J］.Ann Emerg Med，1983，12（12）：733－738.

［6］ Kennedy JH.The role of assisted circulation in cardiac resuscita⁃tion［J］.JAMA，1966，197（8）：615－618.

［7］ Chen YS，Lin JW，Yu HY，et al.Cardiopulmonary resuscitation with assisted extracorporeal life－support versus conventional car⁃diopulmonary resuscitation in adults with in－hospital cardiac ar⁃rest：an observational study and propensity analysis［J］.Lancet，2008，372（9638）：554－561.

［8］ Shin TG，Choi JH，Jo IJ，et al.Extracorporeal cardiopulmonary resuscitation in patients with inhospital cardiac arrest：A compari⁃son with conventional cardiopulmonary resuscitation［J］.Crit Care Med，2011，39（1）：1－7.

［9］ Mégarbane B1，Leprince P，Deye N，Résière D，et al.Emergen⁃cyfeasibility in medical intensive careunit of extracorporeal life sup⁃portfor refractory cardiac arrest［J］.Intensive Care Med，2007，33（5）：758－764.

［10］ Nolan JP，Neumar RW，Adrie C，et al.Post－cardiac arrest syn⁃drome：epidemiology，pathophysiology，treatment，and prognosti⁃cation.A Scientific Statement from the International Liaison Com⁃mittee on Resuscitation；the American Heart Association Emergen⁃cy Cardiovascular Care Committee；the Council on Cardiovascular Surgery and Anesthesia；the Council on Cardiopulmonary，Periop⁃erative，and Critical Care；the Council on Clinical Cardiology；the Council on Stroke［J］.Resuscitation，2008，79（3）：350－379.

［11］ Pretto E，Safar P，Saito R，et al.Cardiopulmonaru bypass after prolonged cardiac areest in dogs［J］.Ann Emerg Med.1987，16（6）：611－619.

［12］ Safar P.Cerebral resuscitation after cardiac arrest：a review［J］.Circulation，1986，74（6 Pt 2）：138－153.

［13］ Younger JG，Schreiner RJ，Swaniker F，et al.Extracorporeal re⁃suscitation of cardiac arrest［J］.Acad Emerg Med，1999，6（7）：700－707.

［14］ 蒋崇慧，黄子通，谢钢，等.经股动一静脉体外膜肺氧合在心肺复苏中的实验研究［J］.南方医科大学学报，2008，28（4）：521－523.

［15］ Laver S，FarrowC，Turner，et al.Mode of death after admission to an intensive care unit following cardiacarrest［J］.Intensive Care Med，2004，30（11）：2126－2128.

［16］ Nolan JP，Soar J.Post resuscitation care－time for a care bundle［J］？Resuscitation，2008，76（2）：161－162.

［17］ Hypothermia after Cardiac Arrest Study Group.Mild therapeutic hypothermia to improve the neurologic outcome after cardiac arrest［J］.N Engl J Med，2002，346（8）：549－556.

［18］ Ruttmann E，Weissenbacher A，Ulmer H，et al.Prolonged extra⁃corporeal membrane oxygenation－assisted support provides im⁃proved survival in hypothermic patients with cardiocirculatory arrest［J］.J ThoracCardiovasc Surg，2007，134（3）：594－600.

Application of extracorporeal membrane oxygenation for prolonged cardio pul⁃monary resuscitation patients after cardiac surgery

Jia Ming，Wang Hong，Zhou Ye，Wang Bin，Meng Xu，Hou Xiao－tong
Critical care center of the Cardiac Surgery，Capital Medical University affiliated Beijing Anzhen Hospital Beijing Institute of Heart，Lung and Blood Vassel Disease，Beijing 100029，China

Hou Xiao－tong，Email：houxiaotong＿2013＠163.com

Objective To evaluate the effect of extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）support in refractory cardiac arrest（CPR）patients after cardiac surgery.Methods Between January 2011 and August 2013，ECMO resuscitation was performed in 27 consecutive patients receiving conventional CPR＞10 min without return of spontaneous circulation（ROSC）.There were 8 female and 19 male patients，with a mean age of（60±8）years old.The cardiac operations included off－pump coronary artery bypass grafting（n＝20），valvular operation（n＝5），pericardiectomy（n＝1）and radiofrequency ablation of atrial fibrillation（n＝1）.Veno－arterial extracorporeal membrane oxygenation（V－A ECMO）was established in 26 patients by cannulation of right atrium and femoral artery，and 1 of the right atrium and ascending aorta.Results The median CPR duration was 90 minutes（ranged from 35 to 190 mins）.All the patients achieved ROSC after ECMO support.Median support duration of ECMO was 95 h（ranged from 13.5 to 207 h）and the mean ICU stay was 7 d（ranged from 1 to 20 d）.21 patients（77.8%）were successfully weaned from ECMO.And 13 patients（48.1%）survived to discharge.Six patients died of unstable haemodynamics during ECMO support.And 8 patients died of multiple－organ failure or septic shock from nosocomial infections despite successful weaning.Mean arterial pressure（MAP），blood lactate（Lac），inotropic score（IS）and left ventricular ejection fraction（LVEF）improved gradually 24 h after ECMO support.There was a significant differ⁃ence in age，the number of continuous renal replacement therapy（CRRT）treatment，MAP immediately after resuscitation，IS 72 h af⁃ter resuscitation and LVEF between the survival and the death groups.Conclusion The use of ECMO resuscitation can rescue some a⁃dult patients who failed in conventional CPR after cardiac surgery.But the high rate of complications such as multiple－organ failure and serious secondary brain injury needs further improvements.

Cardiac surgery；Cardiac arrest；Cardiac resuscitation；Extracorporeal membrane oxygenation

2014⁃04⁃11）

2014⁃04⁃21）

10.13498／j.cnki.chin.j.ecc.2014.02.03

100029北京，首都医科大学附属北京安贞医院心脏外科危重症中心（贾 明、王 红、周 晔、王 滨、侯晓彤），心脏外科（孟 旭）

侯晓彤：houxiaotong＿2013＠163.com