體外膜肺氧合聯(lián)合主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏腦血流的觀察研究

江春景，賈在申，楊 峰，郝 星，邢智辰，徐 博，楊曉芳，杜中濤，邢家林，侯曉彤

·臨床研究·

體外膜肺氧合聯(lián)合主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏腦血流的觀察研究

江春景，賈在申，楊 峰，郝 星，邢智辰，徐 博，楊曉芳，杜中濤，邢家林，侯曉彤

目的 評(píng)估主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏（IABP）在對(duì)行心臟術(shù)后難治性心源性休克外周體外膜肺氧合（ECMO）循環(huán)輔助患者大腦血流量（CBF）的影響。方法 選取北京安貞醫(yī)院2012年10月至2013年12月間10例冠脈搭橋術(shù)后心源性休克接受靜脈－動(dòng)脈（V－A）ECMO聯(lián)合IABP輔助治療患者，采用經(jīng)顱多普勒超聲（TCD）測(cè)定開(kāi)／關(guān)（暫停15 min）IABP情況下大腦中動(dòng)脈血流流速，評(píng)估CBF變化。根據(jù)脈壓大小將CBF數(shù)據(jù)分為兩組（脈壓＞10 mm Hg為P組和脈壓≤10 mm Hg為N組）。結(jié)果 所有患者成功脫離ECMO輔助，其中6例存活出院（60.0%）。ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)大腦CBF為（240.30±73.03）ml／min，暫停IABP單獨(dú)ECMO輔助時(shí)CBF為（239.75±74.24）ml／min，差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.894）。N組中與單獨(dú)EC?MO輔助大腦血流量（246.56±91.19）ml／min相比較，ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)CBF較低（229.50±90.32）ml／min，差異具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.00）。P組中與單獨(dú)ECMO輔助相比較，ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)CBF較高［（256.23±77.62）ml／min vs（238.91±42.16）ml／min］，差異具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.00）。結(jié)論 ECMO聯(lián)合IABP輔助，心臟功能狀態(tài)決定IABP對(duì)大腦血流量影響。心肌頓抑時(shí)IABP減少CBF，心臟功能有所恢復(fù)情況下，聯(lián)合IABP治療可明顯增加CBF。

主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏；體外膜肺氧合；大腦血流量；經(jīng)顱多普勒超聲

近年來(lái)不斷有關(guān)于體外膜肺氧合（extracorpore?al membrane oxygenation，ECMO）技術(shù)用于心臟術(shù)后難治性心源性休克（postcardiotomy cardiogenic shock，PCS）的循環(huán)輔助治療報(bào)道［1－2］。當(dāng)患者心臟功能極差，使用常規(guī)血管活性藥物和主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏（intra－aortic balloon pump，IABP）仍然難以糾正低心排時(shí)，可考慮行ECMO輔助以挽救患者生命［3］。多數(shù)ECMO治療中心推薦ECMO聯(lián)合IABP輔助治療，理論上IABP可減輕左心室后負(fù)荷、增加冠脈血流量和增加血液搏動(dòng)性灌注成分，有利于衰竭的心臟功能恢復(fù)［3－8］。但ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)，IABP對(duì)ECMO患者大腦血流量（cerebral blood flow，CBF）影響并未見(jiàn)相關(guān)研究報(bào)道。經(jīng)顱多普勒超聲（transcranial Doppler ultrasound，TCD）是一種無(wú)創(chuàng)、可重復(fù)性好的大腦血流監(jiān)測(cè)方法，近年來(lái)廣泛用于多個(gè)醫(yī)學(xué)學(xué)科患者腦血流的監(jiān)測(cè)［9］。本研究選取北京安貞醫(yī)院心臟外科PCS接受ECMO聯(lián)合IABP治療的患者，采用TCD監(jiān)測(cè)大腦血流量變化，評(píng)估IABP對(duì)外周股動(dòng)靜脈插管靜脈－動(dòng)脈（V－A）ECMO輔助患者大腦血流量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般臨床資料 選取2012年10月至2013年12月間首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院成人危重癥中心冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后難治性心源性休克接受ECMO聯(lián)合IABP輔助治療患者10例。其中男性8例，女性2例，42～71（58.24±10.75）歲。難治性心源性休克診斷標(biāo)準(zhǔn)：血容量補(bǔ)充充足后心臟指數(shù)小于2.2 L／（min·m2）、收縮壓＜80 mm Hg、肺毛細(xì)血管楔壓＞18 mm Hg，合并內(nèi)臟器官灌注不足表現(xiàn)［（尿量＜0.5 ml／（kg·h）或四肢冰涼］。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前合并神經(jīng)系統(tǒng)病史或腦血管病變，鎖骨下動(dòng)脈盜血現(xiàn)象或頸動(dòng)脈粥樣硬化患者。

1.2 IABP管理 所有患者均在ECMO輔助之前放置IABP輔助。均采用經(jīng)皮股動(dòng)脈穿刺無(wú)鞘置管方式置入7.5F（40 ml）Percor STAT－DLIABP球囊，并連接IABP機(jī)器（Datascope Corp，F(xiàn)airfield，NJ）。術(shù)后床旁X－線胸片確定IABP球囊位置，以球囊頂端位于左鎖骨下動(dòng)脈開(kāi)口下方2 cm處為宜。ECMO輔助期間IABP采用ECG觸發(fā)模式，反搏比設(shè)定1∶1輔助。

1.3 ECMO管理 IABP輔助并使用大劑量的血管活性藥物仍難以維持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定時(shí)，考慮行ECMO輔助。ECMO環(huán)路由離心泵（Maquet，Jostra，Hirrlingen，德國(guó)）、膜式氧合器（Maquet，Jostra，德國(guó)）、股動(dòng)脈和股靜脈插管（Biomedicu，Medtronic； Minneapolis，MN，美國(guó)）、變溫水箱、空氧混合儀以及氧飽和度監(jiān)測(cè)儀組成。所有患者均采用直視下切開(kāi)股部插管方式建立ECMO輔助，常規(guī)置入股動(dòng)脈遠(yuǎn)端灌注管，預(yù)防下肢缺血并發(fā)癥。

圖1 TCD測(cè)定的ECMO聯(lián)合IABP輔助CBF波形

調(diào)整ECMO輔助流量以維持靜脈氧飽和度（SvO2）≥65%，平均動(dòng)脈壓（MAP）60～90 mm Hg，ECMO膜式氧合器膜后血氧分壓≥300 mm Hg。呼吸機(jī)機(jī)械通氣采用保護(hù)性肺通氣方法，維持動(dòng)脈血液二氧化碳分壓（PaCO2）35～45 mm Hg。ECMO輔助期間持續(xù)泵入肝素，使激活凝血時(shí)間（activated clotting time，ACT）維持在180～220 s。

ECMO停機(jī)指證：使用小劑量正性肌力藥物即可維持血流動(dòng)力穩(wěn)定；床旁超聲心動(dòng)檢查結(jié)果提示心臟運(yùn)動(dòng)較好，左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular e?jection fraction，LVEF）≥40%。撤機(jī)時(shí)在ECMO環(huán)路動(dòng)－靜脈之間連接“橋”，試停觀察30～60min，并評(píng)估患者血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)和全身各器官灌注情況，如病情平穩(wěn)，床旁撤除股動(dòng)靜脈ECMO插管和下肢遠(yuǎn)端灌注管，并修補(bǔ)血管。

1.4 經(jīng)顱多普勒超聲 ECMO輔助期間每12 h進(jìn)行一次TCD測(cè)定，該研究使用VISYS多普勒超聲儀（SONSRA，VISYS，Healthcare公司，美國(guó)）監(jiān)測(cè)CBF變化。采用2.5MHZ的脈沖多普勒探頭，監(jiān)測(cè)雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流。利用帶有特殊彈性的部件將超聲探頭固定在患者額部。在35～52 mm深度范圍內(nèi)調(diào)試超聲波，直到獲取清晰的TCD監(jiān)測(cè)到典型的動(dòng)脈波形頻譜。整個(gè)試驗(yàn)期間，TCD儀器測(cè)定參數(shù)，如探測(cè)深度、增益幅度、取樣容量和超聲束強(qiáng)度等保持不變。TCD測(cè)定的是瞬時(shí)的大腦血流流度（cerebral blood flow velocity，CBFV）單位為cm／s。TCD監(jiān)測(cè)儀連續(xù)記錄CBFV信息，測(cè)定完畢后采用相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件，計(jì)算不規(guī)則圖形的面積，估算CBF，其單位為ml／s。暫停IABP 10 min，并觀察患者血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)平穩(wěn)，測(cè)定單獨(dú)ECMO輔助時(shí)CBF，待患者狀態(tài)穩(wěn)定5 min后開(kāi)始采取數(shù)據(jù)。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 應(yīng)用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，非正態(tài)分布計(jì)量資料數(shù)據(jù)四分位間距（25%～75%）表示。每位患者進(jìn)行自身對(duì)照，評(píng)估IABP開(kāi)／關(guān)時(shí)對(duì)ECMO大腦CBF影響。采用配對(duì)t檢驗(yàn)比較ECMO聯(lián)合IABP輔助與單獨(dú)ECMO輔助時(shí)CBF。P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P＜0.01認(rèn)為差異具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 臨床結(jié)果 10例患者術(shù)前LVEF29.5%～58.8%（42.56±14.24）%，均在ECMO輔助之前就放置IABP，術(shù)后7～23（14.2±3.5）h時(shí)出現(xiàn)PCS，需要行ECMO輔助。ECMO輔助時(shí)間72～205（128.50±41.45）h。所有患者成功脫離ECMO，6例治愈出院，出院存活率為60.0%。4例患者脫離ECMO輔助后分別死于多器官功能衰竭和感染各2例。

2例患者因外科原因出血或心包填塞需要再次開(kāi)胸探查。2例患者出現(xiàn)急性腎衰竭，并接受持續(xù)靜脈－靜脈血液透析治療。IABP輔助時(shí)間為6～14（9.6±3.7）d。監(jiān)護(hù)室停留時(shí)間為7～17（14.0±4.3）d，所有患者均未出現(xiàn)IABP相關(guān)并發(fā)癥。

2.2 大腦血流量 TCD監(jiān)測(cè)ECMO輔助期間開(kāi)／關(guān)IABP時(shí)收集一列患者大腦中動(dòng)脈CBF測(cè)定血流曲線，如圖1所示。測(cè)定CBF時(shí)，單獨(dú)ECMO輔助（暫停IABP 15 min）與ECMO聯(lián)合IABP輔助情況下，患者的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

該研究期間共收集了110對(duì)CBF數(shù)據(jù)，單獨(dú)ECMO輔助時(shí)CBF為（239.75±74.24）ml／min，與ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)［（240.30±73.03）ml／min］相比較，差異并沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.894）。根據(jù)ECMO輔助期間心臟功能狀態(tài)，是否出現(xiàn)嚴(yán)重心肌頓抑（暫停IABP時(shí)觀察動(dòng)脈壓波形，以脈壓＜10 mm Hg），將 CBF測(cè)定數(shù)據(jù)分為兩組（脈壓＞10 mm Hg為P組，n＝75；脈壓≤10 mm Hg為N組，n＝35）。N組中與單獨(dú)ECMO輔助大腦血流量（246.56± 91.19）ml／min相比較，ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)CBF較低［（229.50±90.32）ml／min］，差異具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.00）。P組中與單獨(dú)ECMO輔助相比較，ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)CBF較高［（256.23± 77.62）ml／min vs（238.91±42.16）ml／min］，差異具有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.00）。

3 討 論

外周股動(dòng)靜脈插管ECMO輔助由于其建立便捷，可快速穩(wěn)定血流動(dòng)力學(xué)，為其他器官提供血液供應(yīng)，近年來(lái)廣泛用于心臟術(shù)后PCS的輔助治療［1－8］。但這種外周插管ECMO輔助，ECMO氧合血經(jīng)股動(dòng)脈逆行向上持續(xù)平流灌注，有文獻(xiàn)報(bào)道患者上半身仍然處于相對(duì)缺血、缺氧狀態(tài)，這種血液供應(yīng)方式也可能是ECMO輔助患者神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的重要原因。有研究報(bào)道1 763例成人ECMO循環(huán)輔助患者神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥發(fā)生率為8%，且明顯增加ECMO患者死亡率［10］。IABP是最常用的機(jī)械循環(huán)輔助方式，大多數(shù)ECMO中心積極推薦ECMO輔助期間聯(lián)合IABP輔助，IABP可積極促進(jìn)衰竭的心臟功能恢復(fù)［11－12］。但也有學(xué)者擔(dān)心ECMO輔助期間IABP球囊充氣膨脹所引發(fā)的主動(dòng)脈短暫阻斷可阻礙ECMO向上血流，導(dǎo)致大腦有效血流量減少［13］。本研究結(jié)果表明：IABP對(duì)外周股動(dòng)靜脈插管ECMO輔助患者大腦血流量影響主要取決于心臟功能狀態(tài)。當(dāng)心臟處于頓抑狀態(tài)（暫停IABP輔助，脈壓≤10 mm Hg）時(shí)，ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)CBF低于單獨(dú)ECMO輔助；而當(dāng)心臟功能逐漸恢復(fù)（暫停IABP輔助，脈壓＞10 mm Hg）心臟有一定收縮射血功能時(shí)，ECMO聯(lián)合IABP輔助CBF值明顯高于單獨(dú)ECMO輔助。

表1 兩組患者血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)分析結(jié)果（±s）

表1 兩組患者血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)分析結(jié)果（±s）

項(xiàng)目 開(kāi)IABP關(guān)IABP N組 P組 P值N組 P組 P值心率（次／min） 92.8±9.6 95.0±13.5 0.85 100.0±13.5 97.8±12.3 0.80收縮壓（mm Hg） 90.8±5.2 89.6±4.9 0.93 89.6±5.4 90.1±4.8 0.91舒張壓（mm Hg） 79.1±6.2 77.6±5.3 0.79 72.6±5.7 72.6±6.8 0.85平均動(dòng)脈壓（mm Hg） 82.6±5.4 81.6±4.6 0.90 78.9±5.4 77.8±5.7 0.83氧飽和度（%） 95.0±2.6 94.5±2.4 0.88 94.7±2.4 94.4±2.9 0.94 ECMO輔助流量（L／min） 3.60±0.20 3.40±0.40紅細(xì)胞比容（L／L） 0.29±0.05 0.30±0.04

有研究報(bào)道ECMO循環(huán)輔助時(shí)，CBF有所減少。Rosenberg等利用放射微球顯影方法發(fā)現(xiàn)在新生兒ECMO流量輔助時(shí)大腦血流速度有所降低［14］。另外，在動(dòng)物心臟驟停實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械难芯?，?dāng)采用臨床常用的外周股動(dòng)靜脈ECMO聯(lián)合IABP輔助時(shí)，得出IABP也沒(méi)有明顯改變大腦血流速度［15］。在本研究中ECMO聯(lián)合IABP輔助與單獨(dú)ECMO輔助相比較，大腦平均血流量并沒(méi)有明顯的差異。然而，當(dāng)進(jìn)一步分析不同心臟功能狀態(tài)下所收集的CBF數(shù)據(jù)，并依據(jù)心臟功能狀態(tài)，是否存在心肌頓抑（心臟無(wú)射血功能，脈壓＜10 mm Hg），此時(shí)暫停IABP，表現(xiàn)為持續(xù)平流灌注，如圖1（A）中所示。舒張期IABP球囊充氣擴(kuò)張很可能由于阻礙了ECMO經(jīng)股動(dòng)脈插管向上提供給大腦的非搏動(dòng)血流灌注（如圖1B中所示）從而減少了大腦的血供。當(dāng)心臟功能有所恢復(fù)，具有一定程度的自身射血功能時(shí)（如圖1C中所示），IABP的聯(lián)合應(yīng)用可以明顯增加大腦平均血流量（如圖1D中所示）。另外，有研究者研究表明左心室輔助裝置輔助期間聯(lián)合使用IABP輔助，增加血液的搏動(dòng)性灌注成分，也有利于大腦自身調(diào)節(jié)的恢復(fù)［16］。

本研究也存在以下缺陷：首先，臨床患者需要ECMO輔助通常病情危重，時(shí)間緊迫，所有患者在ECMO輔助前均未進(jìn)行神經(jīng)系統(tǒng)功能狀態(tài)評(píng)估，也沒(méi)有使用TCD測(cè)定CBF。其次，本臨床試驗(yàn)僅觀察雙側(cè)大腦中動(dòng)脈血流灌注情況，并未對(duì)大腦氧代謝狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。最后，并未對(duì)所入選的ECMO聯(lián)合IABP輔助患者神經(jīng)系統(tǒng)功能定量評(píng)估。也沒(méi)有對(duì)出院患者進(jìn)行隨訪，長(zhǎng)期神經(jīng)系統(tǒng)功能也缺乏。EC?MO患者大腦血流量的變化是否與神經(jīng)系統(tǒng)臨床轉(zhuǎn)歸之間存在相關(guān)性尚不清楚，這些問(wèn)題有待于進(jìn)一步臨床研究。

總之，IABP對(duì)外周股動(dòng)靜脈插管ECMO輔助患者大腦血流量與心臟功能狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)心臟功能較差時(shí)，IABP很可能阻擋了ECMO提供給大腦血流供應(yīng)。

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Assessment of cerebral blood flow in intra－aortic balloon pump combined with extracorporeal membrane oxygenation support in adult patients：an observation?al study

Jiang Chun－Jing，Jia Zai－shen，Yang Feng，Hao Xing，Xing Zhi－chen，Xu Bo，Yang Xiao－fang，Du Zhong－tao，Xing Jia－lin，Hou Xiao－tong
Department of Extracorporeal Circulation，Center for Cardiac Intensive Care，Beijing Anzhen Hospital，Capital Medical University，Beijing 100029，China

Hou Xiao－tong，Email：Xt.Hou＠ccmu.cn

Objective To evaluate the impact of additional intra－aortic balloon pump（IABP）support on the cerebral blood flow（CBF）in patients with peripheral venoarterial extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）following cardiac procedures.Methods Ten patients received ECMO combined with IABP support for postcardiotomy cardiogenic shock after coronary artery bypass grafting.The mean CBF in the bilateral middle cerebral arteries was measured with and without IABP counterpulsation by transcranial Doppler every 12 hours.The mean CBF data were divided into two groups（pulsatile pressure greater than 10 mmHg，P group；pulsatile pressure less than 10 mmHg，N group）based on whether the patients experienced cardiac stun.Results Ten patients were successful?ly weaned from V－A ECMO，and six patients survived to discharge.The addition of IABP to ECMO did not change the mean CBF.The mean CBF was higher in V－A ECMO alone than in V－A ECMO combined with IABP support in the N group.The addition of IABP to V－A ECMO support increased the mean CBF values significantly compared with V－A ECMO alone in the P group.ConclusionThese results demonstrate that an IABP significantly changes the CBF during peripheral ECMO，depending on the antegrade blood flow by spontaneous cardiac function.The addition of an IABP to ECMO support decreased the CBF during cardiac stun，and it in?creased CBF without cardiac stun.

Intra－aortic balloon pump；Extracorporeal membrane oxygenation；Cerebral blood flow；Transcranial Doppler ultrasound

2014?04?21）

2014?04?24）

10.13498／j.cnki.chin.j.ecc.2014.02.05

100029北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院心臟外科危重癥中心，體外循環(huán)及機(jī)械循環(huán)輔助科

侯曉彤，Email：xt.hou＠ccmu.cn

［1］ Odonkor PN，Stansbury L，Garcia JP，et al.Perioperative man?