体外膜肺氧合救治心血管术后心原性休克患者的研究

侯剑峰，陈凯，唐汉韡，黑飞龙，吉冰洋，王立清，宋云虎，孙寒松，郑哲，胡盛寿

心血管术后心功能不全的发生率约3%～5%[1]，近1%的患者因为心血管术后心原性休克（PCS）而需要机械循环辅助[2]。静脉-动脉体外膜肺氧合（VA-ECMO）作为短期机械循环辅助的方案，目前已经成为了心原性休克的一线治疗方案之一[3-4]。但在所有VA-ECMO适应证中，应用于PCS患者的脱机率最低，院内死亡率高达50%[5-6]，同时影响VAECMO治疗PCS患者疗效的因素尚不明确[7]。本研究回顾性总结阜外医院VA-ECMO治疗PCS患者的临床资料，并对影响其疗效的危险因素进行分析。

1 资料与方法

研究对象：连续纳入阜外医院2005年1月1日至2017年12月31日因PCS使用VA-ECMO的成人患者152例，排除VA-ECMO辅助时间＜24 h的患者，回顾性收集了所有患者的临床资料。

VA-ECMO适应证和安装指征：VA-ECMO适应证为术后心原性休克，主要适应证为心脏外科手术中体外循环脱机时或者体外循环脱机后立刻出现的循环不稳定，次要适应证为因术后进展性心力衰竭、心脏骤停出现的迟发性术后心原性休克。启动VA-ECMO和主动脉内球囊反搏（IABP）辅助由外科医生团队决定，根据医生团队经验确定启动时机。安装VA-ECMO的主要指标包括：（1）动脉收缩压＜80 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），平均动脉压低于 60 mmHg；（2）心脏指数 ＜2.0 L/（m2·min），肺动脉楔压＞20 mmHg；（3）器官灌注不足：神志改变，尿量 ＜0.5 ml/（kg·h）；（4）无氧代谢状态或代谢性酸中毒，pH＜7.3，血乳酸 ＞3.0 mmol/L；（5）经大剂量血管活性药物支持无效。

ECMO管理：ECMO （Bio-Medicus BP-550离心泵和Carmeda coating Affinity NT或Maxima PRF Plus膜肺，Medtronic公司；或RotaFlow RF-32离心泵和Quadrox D膜肺，Maquet Cardiopulmonary AG公司）采用股动静脉插管，并额外通过一个16 Fr 导管插入远端股动脉，以避免远端肢体缺血。辅助期间持续泵入咪唑安定和芬太尼维持镇静，机械通气，持续泵入肝素维持活化凝血酶原时间介于140～180 s之间。ECMO 流量 40～150 ml/（kg·min），维持平均动脉压60～65 mmHg。每日评估呼吸、循环等临床指标。当患者生命体征稳定，血管活性药用量不大，血流动力学和超声心动图评估心脏功能逐步恢复后，逐渐减少ECMO流量至1 L/min左右，观察血流动力学平稳，撤除ECMO。若同时进行IABP辅助，则保留IABP并进行进一步的评估。

IABP管理：IABP （Datascope System 98系统，Datascope公司；或AutoCAT2 wave系统，Teleflex 公司） 经皮通过股动脉鞘管由股动脉植入。IABP起始的反搏频率为1:1，根据心电图R波触发。IABP脱机指征为：患者在ECMO脱机后，正性肌力药减少至停用，收缩压＞100 mmHg。脱机启动后，将反搏频率下降至1:3，若患者循环稳定，即可撤机。

统计学方法：采用SPSS 22.0统计软件进行统计分析。通过Shapiro-Wilk法进行正态性检验。正态分布的连续变量以均数±标准差表示，通过Student's t检验；非正态分布变量以中位数（四分位数）表示，通过Mann-Whitney U检验。分类变量用频数和百分比表示，通过卡方检验或Fisher确切概率法。通过Logistic回归分析法，寻找影响VAECMO应用患者院内死亡的危险因素。以检验双侧P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

152例患者的基线资料见表 1。

表1 152例患者的基线资料与临床结局[例(%)]

患者的平均年龄为（49.5±14.1）岁，男性占73.7%。152例患者中，57例（37.5%）患冠心病，其中8例（5.3%）为急性心肌梗死；37例（24.3%）患心肌病；32例（21.1%）患心脏瓣膜病；23例（15.1%）患先天性心脏病；12例（7.9%）患主动脉疾病。49例（32.2%）接受心脏移植术，26例（17%）接受单纯冠状动脉旁路移植术，18例（11.8%）接受单纯心脏瓣膜手术，10例（6.6%）同时接受冠状动脉旁路移植术和心脏瓣膜手术，14例（9.2%）接受先天性心脏病矫治术，12例（7.9%） 接受主动脉手术。85例（55.9%）患者符合ECMO的主要适应证，67例（44.1%）患者符合次要适应证。75例（49.3%）患者单纯安装ECMO，77例（50.7%）患者同时接受IABP辅助，其中49例（32.2%）患者中IABP与ECMO同时安装，28例（18.4%）患者中IABP与ECMO先后安装。

患者的临床结局（表1）：152例患者中，86例（56.6%）成功脱机，其中73例（48.0%）存活出院。平均VA-ECMO辅助循环时间为（4.8±2.7）d，平均IABP辅助时间为（6.6±4.2）d。生存出院者与非生存出院者相比，合并高血压比例较低（15.1%vs 35.4%），术前左心室射血分数较低（43.3% vs 53.0%），左心室舒张末期内径较大（60.4 mm vs 53.8 mm），心脏移植术比例较高（45.2% vs 20.3%），ECMO前二次开胸比例较低（19.2% vs 39.2%），ECMO前心跳骤停或心室颤动的比例较低（11.0%vs 34.2%），床旁ECMO安装比例较低（11.0% vs 41.8%），差异均有统计学意义（P均＜0.05）。虽然两类患者中IABP使用的比例没有显著差异，但生存出院者中IABP与ECMO同时安装的比例明显高于非生存出院者（41.1% vs 24.1%，P=0.025）。

ECMO救治PCS患者住院死亡的影响因素分析（表2）：多变量Logistic回归分析显示，同时启动ECMO与IABP是PCS患者住院死亡的独立保护因素（OR=0.375，95% CI：0.146～0.963，P=0.041）。

表2 ECMO救治PCS患者住院死亡影响因素的单变量与多变量Logistic 回归分析结果

ECMO辅助治疗并发症分析（表3）：肾功能衰竭是ECMO救治PCS患者中的最常见并发症，68例（44.7%）患者因出现肾功能衰竭需要持续床旁血滤治疗；29例（19.1%）患者出现神经系统并发症。ECMO与IABP同时启动的患者与单纯使用ECMO的患者相比，因出现肾功能衰竭需要持续床旁血滤治疗的比例较低（30.6% vs 49.3%），神经系统并发症发生率较低（8.2% vs 22.7%），但血栓形成并发症发生率较高（18.4% vs 2.7%），差异均有统计学意义（P均 ＜0.05）。

表3 PCS患者ECMO辅助治疗并发症的发生情况[例(%)]*

3 讨论

本究报道了152例因PCS接受VA-ECMO辅助治疗的患者，是目前中国大陆最大的ECMO用于PCS患者的病例总结。VA-ECMO总体脱机率为56.6%，院内死亡率为52.0%。多因素Logistic回归分析表明，ECMO与IABP同时安装是院内死亡的独立保护因素。ECMO与IABP同时安装可以显著减少持续床旁血滤的使用和神经系统并发症，但会增加血栓并发症发生风险。

PCS是一种极其凶险的心血管手术并发症，VA-ECMO辅助可以促进PCS患者的心肌恢复。VA-ECMO应用于PCS具有良好的长期结局，但是有很高的院内死亡率[8]。因此，提高此类患者的短期结局是心血管外科质量改善的关键点。由于目前没有针对PCS的ECMO安装指南，ECMO在PCS患者中的使用多根据临床医生团队的经验。因此，我们总结了阜外医院过去十余年在PCS患者中应用VA-EMCO的经验，希望能够提高PCS机械循环辅助的临床疗效。

我中心VA-ECMO治疗PCS患者的总体脱机率和生存出院率与国际相关报道基本一致[9]。既往研究发现，在这类患者中，年龄、糖尿病、肺动脉高压、心房颤动、冠状动脉旁路移植术是死亡的危险因素[10-13]。在单变量分析中，我们发现，高血压、ECMO安装前二次开胸、ECMO安装前心跳骤停或心室颤动、床旁安装ECMO、ECMO在IABP辅助后启动是院内死亡的危险因素；而心脏移植术、左心室射血分数低、左心室舒张末期内径大是院内死亡的保护因素。既往研究纳入的患者心脏手术的类型多为冠状动脉旁路移植术和心脏瓣膜手术[9]，我们的研究与既往研究不同，接受心脏移植术的患者比例很高。我们发现，生存出院患者中进行心脏移植术的比例更高，而接受心脏移植术的患者均为终末期心力衰竭患者，因此生存出院患者的平均左心室射血分数较低，左心室舒张末期内径较大。为了消除多手术因素及其相关的基线资料因素对结局的影响，我们应用了多变量Logistic回归分析来寻找患者院内死亡的独立影响因素。多变量Logistic分析显示， ECMO与IABP同时安装是院内死亡的独立保护因素。虽然我院手术类型具有一定特殊性，但通过回归分析发现，手术类型并不是决定患者结局的独立危险因素。因此，我们的研究结论在其他心脏中心也具有一定的可推广性。为了更加准确地研究ECMO辅助治疗结局的影响因素，下一步有必要开展多中心研究并进行亚组分析。

关于IABP能否提高ECMO辅助患者的生存率，一直以来存在争议[14-17]。由于既往研究纳入了ECMO应用的所有指征，所以潜在的混杂因素可能导致不同研究有不同的结果。既往ECMO应用于PCS患者的研究并没有将ECMO与IABP安装的时序纳入研究范畴。在本研究中，我们不仅纳入了患者的基线资料和手术相关参数，同时将ECMO与IABP安装的不同次序作为变量进行研究。因此，我们发现了既往研究中没有发现的结论，即ECMO安装时同时启动IABP可为PCS患者带来更好的生存获益。由于VA-ECMO产生逆向血流，所以会增加左心室后负荷，并减少冠状动脉血流，这会对心脏的恢复产生不良影响。然而，IABP通过收缩期充气和舒张期放气产生反搏，而减轻左心室后负荷，增加冠状动脉血供，这有利于心肌的恢复。PCS患者的心脏经历了外科手术和体外循环的打击，更需要较低的后负荷和足够的冠状动脉血供而促进其恢复。因此，VA-ECMO与IABP同时启动可以使PCS患者获得更好的生存获益具有理论基础。

此外，IABP通过反搏产生了搏动血流，而有利于外周器官的灌注。在本研究中，我们发现，与单纯ECMO辅助相比，ECMO辅助同时加以IABP辅助可以减少肾脏与大脑的并发症，就是因为IABP的搏动血流促进了外周器官的血液灌注。然而，由于IABP的使用增加了体外管路的长度，对人体的凝血系统增加了额外的打击。所以，同时接受IABP辅助的患者出现了更多的血栓并发症。因此，对于同时进行ECMO与IABP辅助的患者，我们需要更加注意监测凝血系统，预防并提早发现血栓形成。

综上所述，我们认为，VA-ECMO与IABP同时启动可以提高PCS患者的短期生存率，并减少肾脑并发症的发生。因此，我们建议，PCS患者如无禁忌证，应积极使用VA-ECMO与IABP同时启动的辅助方案，同时积极预防血栓并发症。

局限性：本研究为单中心回顾性研究，因此具有非随机对照研究的所有局限性。我们希望今后能够通过多中心的人群队列或随机对照研究验证本研究结果。

总之，我们的研究表明，VA-ECMO与IABP同时启动可提高PCS患者的生存出院率，并减少外周灌注不足引起的肾脑并发症，但会增加血栓形成风险。