小兒心臟手術(shù)后體外膜肺氧合風(fēng)險(xiǎn)因素及預(yù)后分析

章曉華，周成斌，陳 萍，雷迪斯，張 力，林中林，彭勤寶，莊 建

·臨床研究·

小兒心臟手術(shù)后體外膜肺氧合風(fēng)險(xiǎn)因素及預(yù)后分析

章曉華，周成斌，陳 萍，雷迪斯，張 力，林中林，彭勤寶，莊 建

目的 探討小兒心臟手術(shù)后體外膜肺氧合（ECMO）預(yù)后影響因素。方法 回顧2011年1月至2013年5月25例心臟術(shù)后不能脫離體外循環(huán)或術(shù)后在ICU心臟衰竭或低氧血癥的患者使用靜脈－動(dòng)脈ECMO生命支持。比較生存組與死亡組患者的相關(guān)臨床和實(shí)驗(yàn)室檢查資料，并評(píng)估相關(guān)因素對(duì)預(yù)后的影響。結(jié)果 24例患者出現(xiàn)各種并發(fā)癥57例次；脫離EC?MO輔助13例（52%），其中7例（54%）康復(fù)出院；紅細(xì)胞和血漿輸入量、血漿丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、結(jié)合膽紅素及白細(xì)胞計(jì)數(shù)水平與ECMO患者的預(yù)后顯著相關(guān)。結(jié)論 ECMO為心臟手術(shù)后頑固心衰小兒患者生存提供了機(jī)會(huì)；心臟不可逆損傷、殘存心臟病變、大量輸血、肝腎損害及感染是導(dǎo)致小兒心臟手術(shù)后ECMO失敗的主要原因。

體外膜肺氧合；并發(fā)癥；預(yù)后；心臟手術(shù)；小兒

體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygen?ation，ECMO）作為一種可相對(duì)較長時(shí)間進(jìn)行循環(huán)和／或呼吸輔助的方式，近年來為體外循環(huán)（extra?corporeal circulation，ECC）心臟手術(shù)后嚴(yán)重心肺功能衰竭的患者提供了救治機(jī)會(huì)，并越來越廣泛地使用于臨床。但來自體外生命支持組織（extracorporeal life support organization，ELSO）的資料顯示：ECMO用于心臟術(shù)后心臟支持成功率長期以來都明顯偏低［1－2?。本文通過回顧性分析單個(gè)中心小兒心臟術(shù)后ECMO支持的相關(guān)資料，探討對(duì)ECMO預(yù)后的影響因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2010年1月至2013年5月，25例ECC心臟手術(shù)后小兒使用ECMO心肺輔助。其中男性20例，女性5例；年齡2 d～14歲，平均（11.80± 33.05）月；體重2.90～26（6.34±4.62）kg。

術(shù)前診斷包括：大血管轉(zhuǎn)位8例；Tausing－Bing綜合征及室間隔缺損各3例；永存動(dòng)脈干和法洛四聯(lián)征各2例；左心發(fā)育不良、左冠狀動(dòng)脈起源于肺動(dòng)脈、單心室、完全和部分肺靜脈異位引流、三房心、房間隔缺損各1例。所有患者均在ECC下行相應(yīng)心臟畸形矯治術(shù)。ECC時(shí)間34～647（266.36±155.53）min；心臟血流阻斷時(shí)間17～335（121.68±79.88）min。安裝ECMO原因：15例為心臟手術(shù)后不能脫離ECC；其余10例為術(shù)后在ICU安裝ECMO，原因包括心跳聚停、血壓不能維持和低氧血癥，分別各為5例、4例和1例。

1.2 ECMO方法 22例使用Medtronic小兒ECMO套包；3例使用成人ECMO裝置（2例Medtronic、1例Maquet）。均采用靜脈至動(dòng)脈ECMO（VA ECMO）方式。除1例為頸內(nèi)靜脈－頸總動(dòng)脈插管外，其他均經(jīng)胸行右心房－升主動(dòng)脈插管；所有心臟手術(shù)不能脫離ECC的患兒均繼續(xù)使用術(shù)中動(dòng)、靜脈插管。除頸部插管的患兒外，其他24例均經(jīng)左心房置減壓管并連接至ECMO引流管。

ECMO過程中使用肝素進(jìn)行抗凝，全血激活凝血時(shí)間（ACT）目標(biāo)值為140～160 s。對(duì)不能脫離ECC患者，在過渡到ECMO后立即使用全量魚精蛋白進(jìn)行肝素中和；對(duì)在ICU安裝ECMO的患者，插管前按100 U／kg體重靜脈注入肝素。在ACT低于140 s及無明顯出血時(shí)開始啟動(dòng)和維持肝素抗凝，并通過調(diào)整肝素用量（5～30 U／kg）將ACT控制在目標(biāo)范圍。對(duì)有出血傾向患者，ECMO開始后使用氨基己酸100 mg／kg（半小時(shí)內(nèi)靜脈滴入），之后使用50 mg／（kg·h）維持劑量，至胸液量明顯減少后停用。

對(duì)ECMO前存在或懷疑存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺血缺氧性損傷的患兒，開始ECMO后在出血被控制的前提下常規(guī)采用亞低溫療法，使用氧合器血流變溫將患兒直腸溫降低至33～34℃，并維持24～72 h。

連續(xù)監(jiān)測ECMO靜脈回流血氧飽和度（SvO2）和紅細(xì)胞比容（Hct），維持SvO2＞70%和Hct＞0.3。根據(jù)患者血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)和動(dòng)脈血?dú)夥治鼋Y(jié)果，控制ECMO輔助血流量［100～200 ml／（kg·min）］和ECMO供氣狀態(tài)。呼吸機(jī)調(diào)整到低壓、低頻和低氧濃度條件。動(dòng)態(tài)監(jiān)測心肺功能的恢復(fù)情況，包括心臟超聲、心電圖、血壓和脈壓差、中心靜脈壓、正性肌力藥物使用情況、X線胸片、動(dòng)脈血?dú)?。血常?guī)、肝腎功能、凝血指標(biāo)等實(shí)驗(yàn)室檢查數(shù)據(jù)采集時(shí)點(diǎn)T0～T10，依次分別為開始ECMO當(dāng)天至ECMO開始后第10天。記錄每天血制品使用量。在保證患者組織供血和供氧前提下及時(shí)調(diào)低ECMO輔助流量，當(dāng)患者對(duì)輔助流量要求低于心輸血量30%時(shí)，考慮試停ECMO。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)相關(guān)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示；單一因素對(duì)預(yù)后影響采用混合線性模型分析；生存組與死亡組組間計(jì)量資料比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用卡方檢驗(yàn)。P＜0.05視為差異具統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 過程和預(yù)后 ECMO過程中，1例因人為因素導(dǎo)致管道破裂終止輔助，4例氧合器嚴(yán)重血漿滲漏需更換氧合器。成功脫離ECMO 13例（脫機(jī)后生存超過24 h），脫機(jī)率52%，其中康復(fù)出院7例，脫機(jī)后生存率54%，總生存率28%。輔助時(shí)間5～240（84.80±54.73）h。除1例患者未出現(xiàn)并發(fā)癥外，其他24例患者均有并發(fā)癥出現(xiàn)（表1），生存組和死亡組組間比較各并發(fā)癥的發(fā)生率均不具統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異。死亡原因包括：心功能衰竭10例，感染3例，彌漫性血管內(nèi)凝血（DIC）2例，多器官功能衰竭、EC?MO意外及家屬放棄各1例；成功脫離ECMO后死亡的6例患者中，死亡原因分別為心功能不能恢復(fù)3例（其中2例為心內(nèi)畸形矯治不滿意）、感染2例、多器官功能衰竭1例。此外，生存組與死亡組心臟手術(shù)時(shí)ECC和心臟血流阻斷時(shí)間分別為（196.43±103.63）min vs（293.56±166.02）min和（75.71±46.43）min vs（139.56±83.90）min，P值分別為0.165和0.072。生存組與死亡組ECMO時(shí)間分別為16～108（71.57± 34.89）h和5～240（89.94±60.82）h，P＝0.463。

表1 兩組患者并發(fā)癥分布（±s）

表1 兩組患者并發(fā)癥分布（±s）

并發(fā)癥 生存組（例） 死亡組（例）胸腔出血（再次開胸止血） 4 12氣道出血 0 2消化道出血 1 3感染 25心功能衰竭 0 10 DIC 0 3溶血 01腎功能衰竭 2 6肝功能衰竭 1 3嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣返流 1 0管道破裂意外 0 1

2.2 血制品使用 ECMO開始后紅細(xì)胞、新鮮冰凍血漿和血小板使用情況見圖1、圖2和圖3?；旌暇€性模型分析顯示：紅細(xì)胞和血漿使用量顯著影響患者預(yù)后（P值均＜0.001）。

2.3 腎功能變化 血漿肌酐水平見圖4。各觀察時(shí)點(diǎn)生存組和死亡組患者血漿肌酐水平無顯著性差異；混合線性模型分析顯示血漿肌酐水平對(duì)患者預(yù)后并無顯著影響。11例患者使用腹膜透析技術(shù)，其中生存組4例（57.1%），死亡組7例（38.9%），P＝0.409。

圖1 輸紅細(xì)胞量

圖2 輸血漿量

圖3 輸血小板量

圖4 血漿肌酐水平

2.4 肝功能變化 血漿丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、總膽紅素和結(jié)合膽紅素水平見圖5、圖6和圖7?；旌暇€性模型分析顯示：血漿丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶和結(jié)合膽紅素水平顯著影響患者預(yù)后（P值分別為0.001和0.017）；總膽紅素水平對(duì)患者預(yù)后未見顯著性影響（P＝0.654）。

圖5 血漿丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶水平

圖6 血漿總膽紅素水平

圖7 血漿結(jié)合膽紅素水平

2.5 白細(xì)胞計(jì)數(shù) 血常規(guī)白細(xì)胞計(jì)數(shù)水平在死亡組明顯高于生存組（圖8）。混合線性模型分析顯示：白細(xì)胞計(jì)數(shù)水平與患者預(yù)后呈顯著相關(guān)關(guān)系（P＜0.001）。

圖8 白細(xì)胞計(jì)數(shù)

3 討 論

3.1 ECMO與心臟功能 ECMO循環(huán)輔助的目的是幫助心臟功能恢復(fù)或?yàn)樾呐K功能恢復(fù)提供時(shí)間。本組資料顯示，患者死亡的最主要原因（10／18）仍是心臟功能衰竭。在ECMO循環(huán)輔助適應(yīng)證方面，外科手術(shù)對(duì)心臟畸形矯治不全為ECMO難以逾越的障礙。Agarwal等報(bào)道：約四分之一的不能脫離ECMO的小兒先心病術(shù)后患者存在殘存心臟病變，如不能及時(shí)診斷和進(jìn)行處理，患者難以康復(fù)［3］。本組患者中心臟畸形糾正不滿意的4例患者均死亡，雖然其中2例患者可成功脫離輔助。長時(shí)間ECC和心臟血液阻斷也是心臟外科術(shù)后患者ECMO生存率較低的重要原因。死亡組患者ECC及心臟血流阻斷時(shí)間明顯長于生存組，雖組間未產(chǎn)生顯著性差異，主要可能因?yàn)镋CMO過程中影響因素眾多及本組病例數(shù)量有限。因此，ECMO開始前應(yīng)評(píng)價(jià)患者心臟功能是否可恢復(fù)，避免無效輔助。

一般而言，ECMO循環(huán)輔助對(duì)象是心臟功能可能在1周內(nèi)恢復(fù)的患者［1］，延長ECMO輔助時(shí)間理論上可能為心臟功能的恢復(fù)提供更多的幫助，但臨床觀察顯示長時(shí)間輔助使ECMO患者生存率明顯降低［4］。國外早期文獻(xiàn)報(bào)道輔助超過72 h患者生存率將顯著下降［5］；而最新的文獻(xiàn)也認(rèn)為心臟術(shù)后ECMO循環(huán)支持超過12 d患者難以存活［6］。在本組生存患者中，最短ECMO時(shí)間16 h，平均ECMO時(shí)間（71.57±34.89）h，短于死亡組輔助時(shí)間。延長ECMO時(shí)間并未為患者提供更多的生存機(jī)會(huì)，特別是對(duì)長時(shí)間ECC心臟手術(shù)及術(shù)后心臟停跳搶救患者，其全身狀態(tài)在一定程度上降低了對(duì)ECMO的耐受能力。ECMO輔助過程中輔助流量的選擇、充分的左心引流、延遲關(guān)胸、及時(shí)調(diào)整正性肌力藥物用量、內(nèi)環(huán)境的改善、營養(yǎng)支持、感染控制等治療措施均需要積極配合，將ECMO輔助的效益最大化，在促進(jìn)心臟功能恢復(fù)同時(shí)盡可能減少或推遲相關(guān)并發(fā)癥的出現(xiàn)。在患者循環(huán)及生命體征穩(wěn)定后，及時(shí)綜合評(píng)估患者狀態(tài)，盡早撤離輔助。

3.2 出血與抗凝 出血不僅直接影響患者血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，大量異體輸血將對(duì)患者包括循環(huán)、呼吸、血液、免疫等多系統(tǒng)在內(nèi)的生命器官功能產(chǎn)生負(fù)面影響。心臟術(shù)后患者ECMO早期胸腔出血和大量異體輸血是ECMO失敗的重要原因［7］。

對(duì)長時(shí)間ECC手術(shù)患者，即使使用全量魚精蛋白中和肝素、推遲抗凝治療和使用抗纖溶藥物，EC?MO早期胸腔出血的控制仍存在困難。部分復(fù)雜先天性心臟病手術(shù)后需ECMO支持的病因可能正是ECC狀態(tài)下難以控制的出血導(dǎo)致的循環(huán)不能維持，將患者從完全肝素化的ECC狀態(tài)轉(zhuǎn)換為ECMO狀態(tài)并對(duì)肝素進(jìn)行中和，可為止血提供機(jī)會(huì)。

對(duì)術(shù)后胸液多的患者，或出現(xiàn)呼吸道、消化道及顱內(nèi)出血的患者，首先應(yīng)最大限度控制抗凝治療。當(dāng)出血導(dǎo)致生命體征不穩(wěn)定時(shí)，可暫不啟動(dòng)肝素抗凝治療，即使ACT低于140 s。有文獻(xiàn)報(bào)道，活化部分凝血活酶間（APTT）對(duì)ECMO患者抗凝監(jiān)測更具可靠性，并可減少出血并發(fā)癥的發(fā)生率［8］。對(duì)明顯胸腔出血患者，需積極開胸探查，及時(shí)終止外科出血，這不僅是減少出血和輸血，更是減少凝血因子損耗的最有效方法；此外，及時(shí)開胸探查，還可解除心包腔積血或血塊對(duì)心臟的壓塞。處理各種出血并發(fā)癥的重要及安全方法之一是恢復(fù)患者凝血功能，及時(shí)和針對(duì)性補(bǔ)充血小板、纖維蛋白原等缺失的凝血因子?？估w溶藥物的使用并未明顯增加ECMO系統(tǒng)血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。雖有文獻(xiàn)報(bào)道重組因子Ⅶ可能導(dǎo)致ECMO裝置及患者凝血意外，但ECMO狀態(tài)下的血栓形成并不影響患者的預(yù)后［9］。本組2例使用重組因子Ⅶ患者中也未有血栓形成表現(xiàn)。血液回收機(jī)對(duì)減少紅細(xì)胞損失有一定幫助，但大量血液回收導(dǎo)致血漿成份的損失對(duì)凝血功能存在巨大影響，應(yīng)盡可能避免使用或縮短其使用時(shí)間。

3.3 肝腎功能 肝腎等終末器官的保護(hù)直接影響小兒ECMO循環(huán)輔助預(yù)后［5，10］。本組患者包括長時(shí)間手術(shù)不能脫離ECC和術(shù)后心跳驟停及嚴(yán)重低心排或低氧血癥患者，ECMO前均存在不同程度的包括肝腎功能在內(nèi)的全身性循環(huán)障礙和終末器官缺血缺氧性損傷，特別是經(jīng)歷長時(shí)間心肺復(fù)蘇的患者肝腎損害尤為明顯。ECMO狀態(tài)下的非生理性血流、人工循環(huán)非生物表面對(duì)血液系統(tǒng)的激活、血管收縮藥物及存在肝腎功能損害的藥物及ECMO早期的出血對(duì)血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的影響等因素對(duì)肝腎功能可能導(dǎo)致進(jìn)一步的損害。

生存組和死亡組患者血漿肌酐水平無明顯差異，主要獲益于透析療法。生存組接受透析治療的比例高于死亡組，一定程度上提示了透析治療對(duì)改善預(yù)后的積極作用。本組資料提示，ECMO狀態(tài)下患者出現(xiàn)腎損害，即使恢復(fù)也需要較長時(shí)間。臨床積極使用腎臟替代療法，不僅為排除體內(nèi)代謝產(chǎn)物，還可迅速調(diào)節(jié)水、電解質(zhì)和酸堿平衡，良好的內(nèi)環(huán)境有助于心肺功能恢復(fù)，減少并發(fā)癥的發(fā)生。

血漿丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶、結(jié)合膽紅素水平在死亡組顯著高于生存組，提示了肝功能損害與患者預(yù)后的顯著相關(guān)性。ECMO過程中應(yīng)重視護(hù)肝治療和避免使用肝損害藥物。血漿膽紅素水平上升除與肝損害有關(guān)外，與ECMO導(dǎo)致的溶血也有明顯關(guān)系。一旦發(fā)生溶血，應(yīng)及時(shí)更換ECMO裝置。因條件限制，本組患者未能對(duì)ECMO過程中血漿游離血紅蛋白進(jìn)行監(jiān)測，也未能對(duì)疑似溶血患者進(jìn)行裝置更換。結(jié)合膽紅素相對(duì)更明顯的上升在一定程度上提示了ECMO患者膽道可能出現(xiàn)梗阻。鑒于高膽紅素血癥導(dǎo)致的全身性損害可能加劇ECMO患者全身狀況的惡化，血液凈化技術(shù)可能對(duì)ECMO患者有臨床使用價(jià)值。

3.4 防治感染 外科手術(shù)、延遲關(guān)胸、長時(shí)間輔助循環(huán)插管和各種置管、大量異體輸血及ECMO非生物表面對(duì)免疫功能的影響等眾多因素，使感染成為ECMO輔助過程中及脫離ECMO后患者難以回避并對(duì)預(yù)后存在顯著影響的問題。ECMO患者抗感染策略為預(yù)防各種并發(fā)癥的發(fā)生及早期重視抗感染措施［11］。早期使用碳青霉烯類和糖肽類二聯(lián)抗生素，積極進(jìn)行血液、氣道分泌物和體內(nèi)導(dǎo)管細(xì)菌和真菌培養(yǎng)及藥敏實(shí)驗(yàn)，提高輔助率以縮短ECMO輔助時(shí)間，嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作規(guī)范及重視患者營養(yǎng)等綜合措施對(duì)感染的防治和改善患者預(yù)后有積極意義。

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Extracorporeal membrane oxygenation following cardiac surgery in children：a?nalysis of risk factors and prognosis

Zhang Xiao－h(huán)ua，Zhou Cheng－bin，Chen Ping，Lei Di－si，Zhang Li，Lin Zhong－lin，Peng Qin－bao，Zhuang Jian Department of Cardiovascular Surgery，Guangdong Cardiovascular Institute，Guangdong General Hospital，Guandong Academy of Medical Sciences，Guangdong Guangzhou 510080，China

Objective The purpose of this study was to review our experience and the prognostic factors in the application of extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）in pediatric patients after cardiac surgery.Methods Twenty five children received venoarterial ECMO life support postoperative cardiac surgery from Jan.2011 to Mar.2013.The reasons of requiring for ECMO includ?ed：unable to wean off bypass in the operating room and acute severe heart failure or hypoxemia in ICU.Clinical and laboratory exami?nation data were collected and analyzed between the group of survival and the group of death to determine the factors associated with prognosis.Results Fifty seven complications were presented in 24 patients during and after ECMO.Twelve of the 25 patients（52%）were successfully weaned from ECMO，of which 7（54%）were discharged home.Haemorrhagic events assessed by the red blood cell and fresh frozen plasma received，plasma levels of alanine aminotransferase（ALT）and direct bilirubin，and white blood cell counts during and after ECMO were significant factors associated with hospital mortality.Conclusion ECMO plays a valuable role in children having refractory post operative cardiac failure.Potential for recovery，residual cardiac lesions，volume of blood transfusion，Liver and renal damage，and infection contribute to the outcome for children with ECMO support following cardiac surgery.

Extracorporeal membrane oxygenation；Complication；Prognosis；Cardiac surgery；Children

2014?04?30）

2014?05?06）

10.13498／j.cnki.chin.j.ecc.2014.02.02

“十二五”國家科技支撐計(jì)劃（2011BAI11B22）

510080廣州，廣東心血管病研究所，廣東省人民醫(yī)院，廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院心血管外科

章曉華，Email：zhangxiaohua62＠hotmail.com