主动脉内球囊反搏联合体外膜肺氧合治疗心脏手术后难治性心源性休克疗效观察

陈会娟，孟树萍，胡延磊，王书鹏，刘 超，丁付燕，刘富荣，程兆云

(阜外华中心血管病医院/河南省人民医院心脏中心，河南 郑州 450003)

心源性休克是心脏外科手术后常见的严重并发症，发生率为2%～6%[1-2]。合理的血管活性药物或主动脉内球囊反搏(intra-aortic balloon pump，IABP)支持治疗可改善大多数心源性休克患者血流动力学状况，但仍有0.5%～1.5%的患者不能维持稳定的循环灌注而成为难治性心源性休克(refractory cardiogenic shock，RCS)[3]；如果RCS得不到有效的治疗，将导致重要脏器的低灌注进而发展为多器官功能障碍综合征，严重影响着患者的生命健康。体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)作为一种有效的心肺辅助装置，当患者心肺功能严重受损时，可替代肺脏进行气体交换以及心脏泵血功能，至少可提供50%以上的心输出量[4]；但是ECMO提供的血流是平流灌注，可增加左心室的后负荷，降低冠状动脉血流量[5]。IABP可提高10%～20%的心输出量，降低左心室后负荷，提高冠状动脉灌注，提供搏动性血流[6-7]。ECMO和IABP有不同的作用机制，二者联合辅助治疗能否优势互补，进一步改善RCS患者的临床效果目前尚不清楚；而且ECMO联合IABP增加了治疗有创性，目前对于联合使用IABP和ECMO治疗RCS能否改善患者的生存率及远期预后还存在争议。基于此，本研究观察IABP联合ECMO治疗心脏手术后并发RCS的疗效和安全性，旨在优化心脏术后并发RCS的治疗策略，以提高危重患者的存活率、改善危重患者的愈后。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2016年1月至2020年1月于阜外华中心血管病医院/河南省人民医院行心脏外科手术且术后并发RCS患者为研究对象。病例纳入标准：(1)心脏外科手术后因心功能差体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)停机困难、围手术期心脏骤停复苏困难或围手术期循环状态持续恶化及难治性室性心动过速，经超声心动图及综合评估排除需要外科纠正的心脏问题。(2)符合心脏术后RCS诊断标准[8]，主要有发生RCS明确的病因，动脉收缩压低于<80 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)和 (或) 平均动脉压<60 mm Hg，脉压差<20 mm Hg至少持续>30 min；心脏指数<2.0 L·m-2·min-1，肺动脉楔压(pulmonary capillary wedge pressure，PCWP)>20 mm Hg，X 线胸片显示肺淤血改变；灌注不足表现：神志改变，尿量<0.5 L·kg-1·h-1，四肢花斑、末梢冰凉；无氧代谢状态或代谢性酸中毒，动脉血pH<7.3，血乳酸>5.0 mmol·L-1。(3)经合理的液体复苏，大剂量血管活性药物或IABP治疗无效。(4)患者同意并签署知情同意书。排除标准：(1)非心脏外科手术后应用 ECMO 者(如暴发性心肌炎、呼吸衰竭、呼吸窘迫综合征或心脏介入治疗意外抢救性应用ECMO等)；(2)心脏手术后非心脏原因(如严重低氧血症)应用ECMO者。共纳入36例患者，根据治疗方法将患者分为对照组(n=14)和观察组(n=22)。对照组:男13例，女1例；年龄38～67(52.85±10.47)岁，体质量指数17.2～28.5(23.24±4.09)kg·m-2；术前左心室射血分数 (left ventricular ejection fraction,LVEF)31%～59%[(50.85±9.33)%]，左心室舒张末期内径(left ventricular end diastolic diameter，LVED)41～69(54.07±8.40) mm，血红蛋白89～142(112.52±23.64)g·L-1，序贯器官衰竭估计评分(sequential organ failure assessment,SOFA) 7～16(13.91±2.67)分；辅助治疗前血乳酸值6.7～22.6(15.12±6.81)mmol·L-1，总胆红素31.3～190.4(74.28±60.26)μmol·L-1，丙氨酸转氨酶445～1 978(675.11±1 087.28)U·L-1，血肌酐54～443(198.10±120.21)μmol·L-1；有心肌梗死史7例 (50.0%)，高血压3例(21.42%)，糖尿病1例(7.14%)；手术方式：心脏瓣膜置换+冠状动脉搭桥术4例，联合心脏瓣膜置换术4例，成人先天性心脏病+瓣膜置换术2例，Bentall术1例，主动脉瓣置换术1例，主动脉夹层手术1例，左心室流出道疏通术+主动脉瓣膜置换术1例；应用ECMO原因：停CPB困难6例(42.85%)，心肺复苏后2例(14.29%)，严重低心排4例(28.57%)。观察组：男20例，女2例；年龄38～71(53.81±12.46)岁，体质量指数18.7～29.3(24.15±4.34)kg·m-2，术前LVEF 27%～58%[(46.81±12.36)%]，LVED 43～71(59.18±9.31) mm，血红蛋白82～144(110.13±23.96)g·L-1，SOFA 评分7～19(14.22±3.38)分；辅助治疗前血乳酸值5.4～25.7(17.34±7.42)mmol·L-1，总胆红素29.3～99.9(68.10±55.22)μmol·L-1，丙氨酸转氨酶221～1 994(706.62±991.68)U·L-1，血肌酐39～396(213.23±104.51)μmol·L-1；有心肌梗死史14 例(63.63%)，高血压5例(22.73%)，糖尿病3例(13.63%)；手术方式：冠状动脉搭桥术8例(其中7例应用ECMO的原因为围手术期心脏骤停复苏困难)，心脏瓣膜置换+冠状动脉搭桥术7例，联合心脏瓣膜置换术2例，急性心肌梗死行冠状动脉搭桥术+室间隔穿孔修补术2例，心脏移植1例，主动脉瓣置换术1例，主动脉夹层手术1例；应用ECMO原因：停CPB困难11例(50.00%)，心肺复苏后9例(40.91%)，严重低心排2例(9.09%)。2组患者性别、年龄、体质量指数、既往史、术前SOFA评分、心功能状态、辅助治疗前检验指标及应用ECMO原因构成比比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究获医院医学伦理委员会审核批准。

1.2 治疗方法

1.2.1 对照组对照组患者给予ECMO：采用美国 Medtronic 公司的肝素涂层ECMO系统，患者在直视下插管或超声引导下穿刺股动脉、股静脉插管方式建立ECMO通路，股动脉、股静脉分别选择不同侧下肢，股动脉侧常规置入一根股动脉远端灌注管,预防下肢缺血。(1)ECMO管理:早期设置较高的泵血流量，注意保证血容量充足，以迅速恢复最佳的组织血流灌注；血流动力学改善后，逐渐减少血管活性药物的用量；循环状态稳定后，缓慢降低泵流量，必要时可应用小剂量的血管活性药物，以维持平均动脉压(mean atrial pressure，MAP) 在60～80 mm Hg，中心静脉血氧饱和度(systemic central venous oxygen saturation,SvO2)维持在65%～75%。(2)抗凝管理:常规应用普通肝素钠抗凝，如果伴有血小板明显减少的患者，应用阿加曲班抗凝，持续静脉微量泵泵入，每2 h检测一次全血活化凝血时间(activated clotting time，ACT)，术后早期引流量多时维持在140～160 s；出血风险低后维持在180～200 s；减泵血流量时适当上调ACT目标值。(3) 镇静镇痛:术后早期循环不稳定时，充分镇静镇痛，减少躁动，随着循环状态稳定，逐渐减少镇静，维持镇静评分(Ramsay 评分)3～4分。

1.2.2 观察组观察组患者给予IABP联合ECMO治疗。联合IABP的股动脉插管与ECMO的股静脉插管位于同一侧下肢；IABP 应用美国 Maquet主动脉内球囊反搏泵(IABP机器)和导管，采用超声引导下经皮股动脉穿刺置管。置管后应用床边胸部X 线片或术中经食管超声确认并调整IABP球囊的位置，IABP 开始辅助频率为l：l。 治疗期间ECMO管理、抗凝管理及镇静镇痛治疗同对照组，辅助治疗期间严密观察双下肢的插管部位及末梢循环情况，特别注意观察下肢皮温及足背动脉搏动，必要时彩声超声监测下肢血流情况，预防深静脉血栓形成及下肢动脉缺血发生。

1.3 ECMO停机指征监测患者心功能基本恢复，胸部X线片明显改善，逐渐降低ECMO泵血流量，评估呼吸和循环等临床指标；当患者生命体征平稳，使用小剂量血管活性药物即可维持循环稳定，床旁超声心动图评估心脏功能逐步恢复，LVEF ≥40%，先逐渐减少 ECMO 流量至1 L·min-1左右，血流动力学平稳，由外科医生撤除ECMO股动静脉插管，如有IABP，先保留IABP。IABP应根据临床症状及超声心动图评估患者心功能恢复，循环状态稳定，先逐渐减少辅助频率至1：3，循环呼吸稳定后及时撤除。

1.4 观察指标(1)血流动力学指标：分别于治疗4 h(T1)、治疗24 h(T2)及撤出ECMO前(T3)，经持续有创血压监测检测患者动脉收缩压、动脉舒张压，经中心静脉置管检测中心静脉压(central venous pressure，CVP)，彩色超声检测LVEF，动脉血气分析检测患者血乳酸值，应用Olympus AU 2700自动生物化学分析仪采用亚胺水解酶法检测血肌酐值；(2)血管活性药物评分(vasoactive-inotropic score,VIS)[7]：分别于T1、T2和T3时评估患者VIS值，VIS =多巴胺(μg·kg-1·min-1)×1+多巴酚丁胺(μg·kg-1·min-1)×1+米力农(μg·kg-1·min-1)×10+肾上腺素(μg·kg-1·min-1)×100 +去甲肾上腺素(μg·kg-1·min-1)×100+血管加压素(U·kg-1·min-1)×10 000，评分越高代表血管活性药物应用量越大；(3)ECMO辅助时间：记录ECMO辅助时间(从应用ECMO到顺利撤除ECMO时间)；(4)临床治疗效果：记录2组患者心功能未恢复例数、顺利撤机率、重症监护室(intensive care unit，ICU)住院时间、存活出院率；(5)并发症：观察ECMO辅助期间的并发症，包括肾功能不全需要连续性床旁血液滤过治疗(continuous renal replacement therapy，CRRT)、出血、感染、脑卒中、下肢缺血等相关并发症，并计算并发症发生率(并发症发生率=并发症发生病例数/总病例数×100%)；(6)随访情况：出院随访6个月，检测存活患者心功能。

2 结果

2.1 2组患者ECMO辅助期间血流动力学参数比较结果见表1。2组患者T2、T3时动脉收缩压、动脉舒张压及LVEF显著高于T1时，CVP显著低于T1时，差异有统计学意义(P<0.05)；2组患者T3时动脉收缩压、动脉舒张压及LVEF显著高于T2时，CVP显著低于T2时，差异有统计学意义(P<0.05)。T1时，观察组与对照组患者动脉收缩压、动脉舒张压、CVP及LVEF比较差异无统计学意义(P>0.05)。T2时，观察组患者动脉收缩压显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；观察组与对照组患者动脉舒张压、CVP及LVEF比较差异无统计学意义(P>0.05)。T3时，观察组患者动脉收缩压、动脉舒张压及LVEF均显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；观察组与对照组患者CVP比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 2组患者ECMO辅助治疗期间血流动力学参数比较Tab.1 Comparison of hemodynamic parameters of patients between the two groups during ECMO assistance

2.2 2组患者ECMO辅助期间VIS值及血乳酸、肌酐水平比较结果见表2。2组患者T2、T3时VIS值及血乳酸水平显著低于T1时，血肌酐水平显著高于T1时，差异有统计学意义(P<0.05)；2组患者T3时VIS值及血乳酸水平显著低于T2时，血肌酐水平显著高于T2时，差异有统计学意义(P<0.05)。T1时，观察组与对照组患者VIS值及血乳酸、肌酐水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。T2时，观察组患者VIS值及血乳酸水平显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；观察组与对照组患者血肌酐水平比较差异无统计学意义(P>0.05)；T3时，观察组患者VIS值及血乳酸水平显著低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；观察组与对照组患者血肌酐水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表2 2组患者ECMO辅助治疗期间VIS值及血乳酸、肌酐水平比较Tab.2 Comparison of VIS value and blood lactic acid,creatinine levels of patients between the two groups during ECMO assistance

2.3 2组患者治疗效果比较结果见表3。观察组与对照组患者ECMO辅助时间比较差异无统计学意义(P>0.05)；观察组患者心功能未恢复患者占比显著低于对照组，ICU住院时间显著长于对照组，顺利撤机率及存活出院率显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。

表3 2组患者治疗效果比较Tab.3 Comparison of therapeutic effects of patients between the two groups

2.4 2组患者ECMO辅助期间并发症比较ECMO辅助期间，对照组6例因肾功能不全需行CRRT，2例手术创面出血，1例感染，并发症发生率为64.29%(9/14)；观察组9例因肾功能不全需行CRRT，2例手术创面出血，1例消化道出血，2例感染，1例脑卒中，2例下肢缺血，并发症发生率为77.27%(17/22)。观察组与对照组患者ECMO辅助期间并发症发生率比较差异无统计学意义(χ2=1.382，P>0.05)。

2.5 随访出院随访6个月后，对照组1例存活者心功能美国纽约心脏病学会(New York heart associa-tion，NYHA) Ⅱ级。观察组患者7例存活，心功能NYHA Ⅱ～Ⅲ级；2例死亡患者，1例因术后行华法林抗凝治疗死于大面积脑出血，1例死于心脏骤停。

3 讨论

心源性休克是心脏术后患者早期死亡的主要原

因之一，ECMO 作为一种有效心肺辅助措施，越来越得到重视和认可，目前已经成为抢救有心脏术后心源性休克患者的重要治疗措施。2018年国际体外生命支持组织全球注册数据的统计显示，成人心力衰竭患者应用ECMO治疗住院生存率为42.7%[10]；赵举等[9]研究报道，ECMO循环支持248例患者的脱机率和生存率分别为64%、26%，心脏术后患者在ECMO辅助后血流动力学均能很快稳定，氧合效果满意，血乳酸水平下降，但是存活出院率很低。本研究结果显示，对照组患者T2、T3时动脉收缩压、动脉舒张压及LVEF显著高于T1时，CVP显著低于T1时；对照组患者T3时动脉收缩压、动脉舒张压及LVEF显著高于T2时，CVP显著低于T2时。对照组患者T2、T3时VIS值及血乳酸水平显著低于T1时，血肌酐水平显著高于T1时；2组患者T3时VIS值及血乳酸显著低于T2时，血肌酐显著高于T2时。以上结果说明，ECMO辅助治疗可提升患者的动脉收缩压、动脉舒张压及LVEF，降低CVP、VIS及血乳酸水平；证实，ECMO辅助治疗可改善心脏术后并发RCS患者血流动力学指标，提高全身组织灌注，减少血管活性药用量。

有研究报道，接受ECMO的RCS患者的院内病死率仍高达66.0%[8]，因此，如何用好ECMO对于降低心脏术后的病死率非常重要。IABP可提高心输出量，降低左心室后负荷，提高冠状动脉灌注，提供搏动性血流[6-7]。因此，推测ECMO联合IABP可提高心脏术后并发RCS患者的临床治疗效果。江春景等[11]研究报道，冠状动脉旁路移植术后心源性休克患者应用ECMO联合IABP辅助治疗，顺利撤机率为77.6%，存活出院率高达48.3%；ASO等[12]研究发现，ECMO联合IABP 辅助治疗组较单用ECMO治疗相比，患者的28 d病死率和院内病死率显著降低。本研究结果显示，观察组患者治疗24 h后动脉收缩压显著高于对照组，VIS值及血乳酸水平低于对照组；撤出ECMO前，观察组患者动脉收缩压、动脉舒张压及LVEF均显著高于对照组，VIS值及血乳酸显著低于对照组；观察组患者心功能未恢复患者占比显著低于对照组，顺利撤机率及存活出院率显著高于对照组；这一结果证实，IABP联合ECMO治疗心脏术后并发RCS，可以优势互补，促进心脏功能恢复，显著改善循环状态，可用最小剂量的血管活性药物改善微循环灌注，从而显著提高患者顺利撤机率及出院存活率。但是IABP联合ECMO治疗增加了有创操作，从而相应地增加了患者急性肾功能不全、出血、血栓栓塞、感染、溶血、肢体缺血坏死、神经功能障碍等严重并发症，影响疗效和预后[13-17]。刘晓静等[18]研究发现，ECMO联合IABP治疗难治性休克并发症发生率高于单用ECMO组。本研究结果显示，观察组患者ICU住院时间显著长于对照组；对照组6例因肾功能不全需行CRRT，2例手术创面出血，1例感染，并发症发生率为64.29%(9/14)；观察组9例因肾功能不全需行CRRT，2例手术创面出血和1例消化道出血，2例感染，1例脑卒中，2例下肢缺血，并发症发生率为77.27%(17/22)；2组患者并发症发生率比较差异无统计学意义。因此，对于心脏术后并发RCS患者，应把握好ECMO治疗上机时机，在患者多脏器功能衰竭前上机，术中精细把控每个环节的操作，以预防继发损害，降低并发症发生率，改善患者预后。另外，本研究结果显示，随访6个月后，对照组1例存活者心功能NYHA Ⅱ级。观察组7例存活者，心功能NYHA Ⅱ～Ⅲ级；2例死亡，其中1例因术后华法林抗凝治疗死于大面积脑出血，1例死于心脏骤停。因此，对于ECMO 救治成功的患者，出院后的随访至关重要，心脏瓣膜手术患者需华法林抗凝，应定期监测国际标准化比率，减少出血风险；心功能差的患者应注意电解质平衡，预防心律失常发生。

综上所述，IABP联合ECMO 可显著改善心脏术后并发RCS患者心功能状态，维持血流动力学稳定，提高全身组织灌注，减少血管活性药用量，提高患者顺利撤机率及出院存活率；准确把握使用ECMO时机、加强临床监护及降低并发症是治疗的关键。但本研究样本量有限，观察的终点为出院后随访6个月，因此需要大样、长期的随访观察研究，以进一步了解IABP联合ECMO对心脏术后并发RCS患者的治疗效果。