体外膜肺氧合技术在人工心脏瓣膜置换术后泵衰竭中的应用△

彭晓鹏，周成斌，黄劲松，吴 敏

（1.广东省心血管病研究所广东省华南结构性心脏病重点实验室广东省人民医院（广东省医学科学院），广州 510080；2.东莞康华医院心血管中心心外科，广东东莞 523000）

随着我国人口老龄化及心脏瓣膜外科学技术的发展，重症心脏瓣膜病患者通过外科手段进行人工心脏瓣膜置换的成功率呈现不断上升的趋势。然而，许多行心脏瓣膜置换术患者术后容易出现严重的并发症如低心排出量综合征等泵衰竭，这很容易导致心脏瓣膜病患者外科术后早期出现极高死亡率［1-2］。体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）可为人工心脏瓣膜置换术患者术后出现泵衰竭提供修复时间，能保证心、肺、脑等重要脏器得到良好的血供和氧供；进而有效减少大剂量血管活性药物的使用，避免其带来严重的副作用，让患者顺利度过泵衰竭期［3-4］。笔者研究ECMO治疗该类患者的临床疗效，对东莞康华医院院行人工心脏瓣膜置换术后出现泵衰竭的18例患者采取了ECMO支持的治疗方式，取得较好的临床效果，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取东莞康华医院心外科在2012年3月至2018年8月期间收治的人工心脏瓣膜置换术患者867例，其中有18例患者在进行心脏瓣膜置换术后出现泵衰竭（心指数＜2.0），经用大剂量正性肌力血管活性药物维持，单纯应用主动脉内球囊反搏（intra aortic balloon pump，IABP）后其心功能仍无法改善，出现严重高乳酸血症，且进行性升高，应用ECMO进行循环生命支持治疗。其中男12例，女6例，年龄为（53.35±25.83）岁；体质量为（57.68±15.60）kg。入选的患者具有以下特点：（1）全心扩大，心胸比例＞0.7；（2）左心室扩大，舒张末期内径＞70 mm ；或者小左心室，（3）心功能Ⅳ级；（4）重度肺动脉高压，肺动脉平均压≥60 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；（5）左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）＜40%；（6）心脏瓣膜病变合并心内膜炎内科药物治疗无效；（7）二次或再次手术或急诊手术；（8）心源性恶病质；（9）合并冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）需同期行冠状动脉旁路移植术。

1.2 手术方法

所有患者均在全身麻醉体外循环下行人工心脏瓣膜置换术外科手术治疗：3例单纯主动脉瓣置换术，同期包含6例二尖瓣置换术，2例冠状动脉旁路移植术，2例升主动脉置换术，3例三尖瓣成形术，2例左心室流出道狭窄修复术。所有泵衰竭患者应用ECMO支持治疗的辅助方式均为动脉-静脉（V-A），其2例因出现南北综合征改为动脉-静脉-动脉（V-A-V）。

1.3 相关指标分析

观察分析血浆乳酸、脑钠肽（brain natriuretic peptide，BNP）、肌酐浓度；血管活性药物：肾上腺素及多巴胺使用剂量和心指数在ECMO建立即时、辅助24 h及撤机时的变化；对围术期出现并发症及处理情况进行总结。

1.4 统计学分析

使用SPSS 21.0统计学软件对数据进行分析处理。对符合正态分布的计量资料以（）表示，ECMO治疗前后各项指标的比较采用t检验。计数资料以［n（%）］表示。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

心脏瓣膜置换术后18例泵衰竭应用ECMO支持治疗的患者中，脱机为12例（66.6%），因ECMO严重并发症导致多器官功能衰竭而死亡6例。所有患者均使用动脉-静脉ECMO辅助方式，心脏瓣膜置换术后患者在实行ECMO即时、运行24 h时及停止ECMO时的乳酸、BNP、肌酐浓度；多巴胺、肾上腺素使用剂量和心指数等变化情况，详见表1。患者应用ECMO围术期出现各类并发症及存活情况，见表2。

3 讨论

心脏瓣膜置换术后早期出现泵衰竭是重症心脏瓣膜病患者围术期普遍存在的严重并发症，对患者术后的存活率有着重要的影响［5］。国内、外资料显示ECMO已发展成为救治心脏瓣膜病患者外科手术后泵衰竭的有效机械辅助手段［6-7］，主要用于围术期严重呼吸功能障碍患者的支持治疗和提供呼吸和循环双重支持［8-10］。围术期泵衰竭是由多方面因素共同作用产生的，主要包括手术前患者的心功能受损情况、术中心肌缺血再灌注损伤及手术时体外循环时间长等。心肌顿抑现象是指经短时间缺血及缺氧后，心肌尚未发生坏死，但其结构、代谢发生了改变，尤其是收缩功能在再灌注后数小时、数天或数周后才恢复的现象［11-12］。

表1 患者术前及术后应用ECMO辅助相关指标的比较 ［n=18，］

表1 患者术前及术后应用ECMO辅助相关指标的比较 ［n=18，］

注：与外科术前比较，*P＜0.05；与ECMO即时/外科术后比较，1）*P＜0.05；与ECMO 24 h比较，2）*P＜0.05

表2 应用ECMO围术期出现的各类并发症及存活情况

目前多数研究观点认为，心脏瓣膜置换术后并发泵衰竭，应用主动脉内球囊反搏（IABP）治疗较冠状动脉旁路移植术的应用效果差，往往需要更高级的机械辅助ECMO才更为有效［13］。因为单纯应用主动脉内球囊反搏辅助不能代替心脏泵血功能，对于心肌细胞严重受损的泵衰竭心脏作用有限［14］。笔者认为在有经验的心脏中心对患者行外科换瓣术，及时结合床边食道超声排除人工心脏瓣膜功能障碍等问题后，出现围术期心脏泵衰竭多数考虑是由于严重的心肌顿抑引起的，在应用大量血管活性药物仍然无效的情况下，可首先考虑应用IABP辅助，治疗过程出现心功能无法恢复，低心排血量综合征进一步加重，如出现血压下降趋势，中心静脉压逐渐升高，尿量减少，乳酸浓度进行性升高，内环境持续恶化，血流动力学不稳定等现象，则应积极联合应用ECMO辅助治疗［15-16］。

本研究入选18例患者均能充分把握ECMO与主动脉内球囊反搏联合应用的时机，将ECMO非搏动性灌注转换成搏动性灌注，使灌注符合人体的生理状态，有利于促进心功能恢复，也是本中心应用ECMO治疗心脏重症瓣膜病外科手术后泵衰竭脱机率高达66.6%的重要原因。从外科手术前的入选标准资料来看可考虑诊断为重症心脏瓣膜病的患者［17］，术前多数已经存在严重的心肌细胞受损，体外循环辅助下心脏重症瓣膜外科手术一般时间相对较长，经全身麻醉、大量输液等容量改变影响，机体各重要脏器将受到严重打击，心肌细胞出现不同程度的水肿，并且，合并高龄（患者有3例≥70岁）、心功能差（LVEF＜40%）、肺动脉高压及糖尿病、高血压等高危因素心脏瓣膜患者，外科手术后容易并发严重的低心排血量综合征［18］。

本研究结果显示，应用ECMO治疗即时或外科术后与外科术前比较，患者的血浆乳酸、BNP、肌酐浓度及肾上腺素、多巴胺药物使用剂量明显降低，而心指数则明显升高，差异有统计学意义（P＜0.05）。患者处于严重低心排血量综合征状态，在大剂量血管活性药物仍无法维持循环稳定，且积极应用主动脉内球囊反搏的基础上治疗效果都不明显，则应用ECMO指征明确。随着循环得到改善，撤机停止时患者的血浆乳酸、BNP、肌酐浓度及血管活性药物用量比ECMO运行24 h时降低，而心指数则显著升高，差异具有统计学意义（P＜0.05）。说明应用ECMO能有效改善患者机体的缺血及缺氧状态，保证机体组织的有效灌注，是提高围术期心脏瓣膜病患者的外科换瓣手术治疗成功率的关键问题。

国内有报道指出，ECMO的动脉-静脉模式血流灌注量可占心排血量的75%［19］。ECMO在重症瓣膜病循环支持中表现的特点［20］：（1）有效地改善患者的低氧血症，排出二氧化碳，避免长时间高氧吸入致氧中毒和机械支持致肺损伤。（2）有效地进行心脏支持，避免大量正性肌力药物的使用和因此所致心律失常的发生；避免心肌细胞的凋亡和让顿抑的心肌得到恢复。（3）降低心脏前后负荷，对心室重构的预防有意义。（4）有效地调控水、电解质代谢和酸碱平衡。（5）股动静脉逆行的动脉-静脉模式ECMO增加心脏后负荷，主动脉球囊内反搏可减轻心脏后负荷，联用可部分抵消ECMO的副作用。本研究中18例应用ECMO患者均采用动脉-静脉模式血流灌注模式，有2例因出现南北综合征［21-22］，意味着身体上部氧合不良，而下部具有良好的氧合作用，发现问题后立即改进静脉插管模式为动脉-静脉-动脉模式，肺部氧合不好问题得以解决。

应用ECMO技术可为心脏重症瓣膜病患者外科手术后出现泵衰竭提供新的方法，但相关并发症导致的病死率仍较高。本研究有6例患者因应用ECMO后出现严重并发症（出血1例、感染2例、下肢缺血1例、脑损伤2例）导致多脏器功能衰竭而最终死亡；ECMO并发症较多，危害较大，应尽量减少和避免出现严重并发症，应对其进行积极干预治疗，进一步提高ECMO的救治水平。重视并及早采取有效干预措施处理ECMO的并发症，有助提高患者生存率。笔者的总结经验如下。

明确ECMO应用指征及优势：患者在进行心脏瓣膜置换术后，因心肌顿抑现象严重或右心室衰竭合并可逆肺高压症状，在大剂量使用正性肌力血管活性药物仍无法维持循环稳定，导致围术期出现严重并发症泵衰竭，需要应用ECMO来进行生命支持循环辅助治疗。

做好ECMO管理：麻醉持续镇静管理由咪达唑仑和舒芬太尼静脉泵入维持，动脉-静脉模式ECMO由股静脉和股动脉建立而成，连接体外循环管路，预充琥珀酰明胶400 mL。适时根据患者心肺功能的改善，及时调整ECMO辅助流量，必要时改变动-静脉插管策略保证心肺功能得到最佳的修复状态，严密根据患者的动脉血气、血小板、出凝血、血浆游离血红蛋白等指标的监测结果，补充凝血因子或者增减肝素抗凝的剂量，仔细观察患者股动-静脉插管肢体的血运情况。18例患者均采取肠内外营养支持、抗生素、液体平衡、血管活性药维持血流动力学稳定等综合性围术期的干预措施。结合血流动力学监测指标及动脉血气结果、床边胸X线片及超声心动图的资料，适时对泵衰竭患者在应用ECMO治疗期间呼吸、循环功能进行综合的判断。严密掌握ECMO操作技术，减少并发症的出现及掌握停机的指征：患者生命体征平稳，泵衰竭得以矫治且辅助流量占机体正常血流量的比例为25%，考虑撤离ECMO的应用。

采取有效的并发症干预及预防措施［23-26］。（1）插管侧肢体缺血的处理：立即通过股动脉插管旁路建立6～8 Fr型号的单腔中心静脉插管，插人插管部位远端完成旁路转流，有利于远端股浅动脉得到灌注，侧支流量一般维持在250 mL/min。保证下肢的供血，可避免出现下肢缺血坏死。（2）脑损伤的干预：患者在建立ECMO前可能因低心排血量已发生脑缺血或心脏血栓脱落，可能存在一定程度的脑损伤，必须做到ECMO运行开始后保证一定的灌注流量，并预防血栓形成，避免加重神经系统并发症的出现。（3）出血问题的处理：控制血压，避免高血压引起的脑出血。两面对待患者凝血功能，针对性的做出分析，对待无特殊情况的患者应及时进行细致的外科探查止血；对待凝血功能紊乱的患者，则给予输注一定数量的抗纤溶药或者新鲜冰冻血浆、冷沉淀、血小板等；对待特殊情况患者，如对于药物和手术干预均不能解决的出血，暂时减少肝素剂量或停止使用。但须保持ECMO血流量＞3.5 L/min，并确定有备用系统可用于紧急更换。（4）感染问题的认识及处理：ECMO支持治疗下的心脏瓣膜置换术后患者多数处于严重应激状态，大量糖皮质激素的短暂应用、红细胞和血浆、血小板等血液制品的输入等，都会导致患者自身免疫功能的进一步损害，增加机体感染机会危及生命。研究结果显示，患者ECMO辅助时间超过7～10 d，发生血行感染的可能性大大增加。所以严格遵守无菌操作管理规定及根据血培养结果对抗感染药物及时调整，有利于降低应用ECMO后的感染。

综上所述，应用ECMO支持治疗人工心脏瓣膜置换术后泵衰竭，可有效辅助治疗循环衰竭，可为心脏瓣膜病患者术后泵衰竭恢复争取时间，进而降低外科换瓣患者手术死亡率，是一种值得临床推广应用的围术期机械辅助治疗泵衰竭的有效手段。