杜中濤,楊 峰,江春景,邢家林,繆 娜,劉 鋒,楊曉芳,江 瑜,李 蛟,侯曉彤
·臨床研究·
體外膜肺氧合在成人心外科術(shù)后心源性休克應(yīng)用早期死亡率及臨床結(jié)果危險(xiǎn)因素分析
杜中濤,楊 峰,江春景,邢家林,繆 娜,劉 鋒,楊曉芳,江 瑜,李 蛟,侯曉彤
目的 探討體外膜肺氧合(ECMO)對心臟手術(shù)后難治性心源性休克提供臨時(shí)機(jī)械循環(huán)支持的應(yīng)用效果及早期死亡率危險(xiǎn)因素分析。方法 回顧分析本院2012年1月至2012年12月期間,6 986名成人心臟術(shù)后患者中有54例(0.77%)患者因?yàn)樾g(shù)后心源性休克而應(yīng)用靜脈動(dòng)脈(VA)ECMO支持。使用指證包括:心臟術(shù)后難以脫離體外循環(huán),容量合適的情況下大劑量的血管活性藥物應(yīng)用和/或者應(yīng)用主動(dòng)脈內(nèi)氣囊反搏(IABP)仍難以維持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。其中有11例(20%)患者因?yàn)楦鞣N原因支持時(shí)間少于24 h未納入統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果 43例患者平均年齡為59.0歲,男性30例,女性13例。ECMO平均支持時(shí)間是5.1 d。31例(72.1%)患者成功脫離ECMO輔助。30 d及1年死亡率分別為60.5%(27/43)和69.8%(30/43)。ECMO患者院內(nèi)死亡率為65.1%(28/43)。對出院患者進(jìn)行門診隨訪,ECMO患者1年生存率為30.2%(13/43)。Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)患者應(yīng)用ECMO后72 h左室射血分?jǐn)?shù)(LVEF)≤30%和ECMO應(yīng)用3 d內(nèi)懸浮紅細(xì)胞輸入量是院內(nèi)死亡率的重要預(yù)測因子(OR=14.76,95%CI=2.34-93.25,P=0.004;OR=0.60,95%CI=0.38-0.94,P=0.03)。結(jié)論 ECMO為心臟術(shù)后嚴(yán)重心源性休克患者提供了一個(gè)有效的臨時(shí)心肺支持。輔助期間較低的LVEF和較多的懸浮紅細(xì)胞輸入量是影響死亡率的危險(xiǎn)因素。在ECMO輔助支持期間,應(yīng)該每日監(jiān)測LVEF變化及懸浮紅細(xì)胞的輸入量。
機(jī)械循環(huán)輔助;體外生命支持;心臟外科;心源性休克;危險(xiǎn)因素
心外科術(shù)后約有3%~5%的患者發(fā)生心功能不全[1],其中大部分患者在正性肌力藥物以及主動(dòng)脈內(nèi)氣囊反搏(intra-aortic balloon pump,IABP)的幫助下可以成功脫離體外循環(huán)(extracorporeal circula?tion,ECC)。但仍有約1%的患者因?yàn)樾呐K或肺臟的問題進(jìn)展為難治性心源性休克需要機(jī)械循環(huán)的支持[2-3]。體外膜肺氧合(extracorporeal membrane ox?ygenation,ECMO)作為一種短期的體外生命支持輔助裝置于1972年在一例創(chuàng)傷患者中得到成功應(yīng)用以來,有越來越多的研究報(bào)道ECMO在復(fù)雜心力衰竭中能提供有效的循環(huán)支持[4-7],本研究就本中心心臟術(shù)后應(yīng)用ECMO的患者進(jìn)行總結(jié)分析,評估早期以及中期的臨床結(jié)果,預(yù)測影響死亡率的危險(xiǎn)因素,為提高ECMO患者救治成功率提供經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
1.1 患者入選及排除標(biāo)準(zhǔn) 2012年1月至2012年12月份,本院成人心外科一共進(jìn)行了6 986例手術(shù),其中有54例(0.77%)因?yàn)樾呐K術(shù)后低心排綜合征應(yīng)用ECMO進(jìn)行循環(huán)支持輔助。54例中有11例因各種原因輔助時(shí)間<24 h未納入統(tǒng)計(jì)。余43例患者的心臟手術(shù)為:冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(coronary artery bypass graft,CABG)11例,非體外循環(huán)下冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(off-pump CABG,OPCABG)14例,瓣膜手術(shù)9例,瓣膜手術(shù)+CABG 7例,肺動(dòng)脈栓塞取栓術(shù)2例。ECMO應(yīng)用指證有:心臟手術(shù)期間體外循環(huán)后并行階段大劑量正性肌力藥物以及IABP應(yīng)用仍難以脫離ECC、在監(jiān)護(hù)室或者病房發(fā)生難以復(fù)律的惡性心律失常、心臟驟停、藥物及IABP難以維持有效循環(huán)(平均動(dòng)脈壓<60 mm Hg)、乳酸持續(xù)的升高。
1.2 ECMO環(huán)路組建 ECMO環(huán)路由離心泵、膜肺、肝素化涂層管路及動(dòng)靜脈插管組成,套包有美敦力(CB1Q91R,Medtronic,US)及邁科維(PLS2050,MAQUET,Germany)兩種規(guī)格,插管采用美敦力Car?meda涂層插管。43例患者中有42例采用周圍血管置管,1例采用正中切口右房升主動(dòng)脈置管。股動(dòng)靜脈采用切開直視下的Open-Seldinger方法置入動(dòng)靜脈插管[8]。
1.3 ECMO患者管理 初始的ECMO流量以維持患者平均動(dòng)脈壓在60~70 mm Hg以上為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置,但一般不超過4~4.5L/min以降低對紅細(xì)胞的破壞。氣流量及氧濃度設(shè)置一般使膜肺后氧分壓達(dá)到300 mm Hg左右,二氧化碳分壓維持在正常范圍(35~45 mm Hg)。如果發(fā)生膜肺血漿滲漏或者明顯血栓形成時(shí),及時(shí)更換膜肺。
沒有明顯外科出血時(shí),靜脈持續(xù)泵入肝素以維持全血激活凝固時(shí)間(ACT)在180~220 s之間。手術(shù)當(dāng)天(外科手術(shù)期間安裝的ECMO,ECC結(jié)束時(shí)可以全量魚精蛋白應(yīng)用)及術(shù)后第一天一般不應(yīng)用肝素以避免難以控制的外科出血發(fā)生,當(dāng)血小板低于50×109時(shí),根據(jù)情況輸注血小板。
當(dāng)周圍循環(huán)穩(wěn)定時(shí),可以逐漸降低正性肌力藥物的應(yīng)用至基礎(chǔ)需要量以降低心臟后負(fù)荷,同時(shí)使心肌得到一定的休息。當(dāng)左心功能很差(脈壓差很低)時(shí),可以據(jù)情況使用IABP降低左室后負(fù)荷同時(shí)改善冠脈供血,如果存在嚴(yán)重的左心衰竭時(shí),為保證左心能有效減負(fù)荷可以增加左心引流(一般采用左室心尖置管或者左房、肺靜脈置管)連接入ECMO靜脈端使左心得到休息。
日常監(jiān)測超聲評估心功能變化及患者血?dú)馇闆r調(diào)整ECMO流量,當(dāng)ECMO流量調(diào)到1.5 L/min時(shí)如果在患者循環(huán)穩(wěn)定、血管活性藥物藥量不大的情況下,在ECMO動(dòng)靜脈環(huán)路間接入一“橋”連接管用以試停ECMO后的裝置系統(tǒng)自循環(huán),全身應(yīng)用肝素(100 U/kg)后試停ECMO治療。試停成功后拔除動(dòng)靜脈插管結(jié)束ECMO治療。
1.4 數(shù)據(jù)收集 回顧性分析ECMO患者資料,包括患者基本信息,心功能狀態(tài),化驗(yàn)檢查,血制品應(yīng)用,輔助期間并發(fā)癥,輔助時(shí)間,住院期間生存狀態(tài),一年生存率等臨床數(shù)據(jù)?;颊呋拘畔⒓靶g(shù)前狀態(tài)見表1,根據(jù)患者心臟手術(shù)種類的不同將患者分為5個(gè)亞組。
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 采用SPPSS 19.0對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)采用百分率表示,使用卡方檢驗(yàn),計(jì)量數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。對影響院內(nèi)死亡率的危險(xiǎn)因素分析采用逐步logistic回歸分析,使用Kaplan-Meier生存曲線對一年生存率進(jìn)行生存分析,P<0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
43例患者ECMO輔助結(jié)果見表2,ECMO平均支持時(shí)間(5.1±4.1)d,31例(72.1%)患者成功脫離ECMO輔助支持,15例(34.9%)患者成功出院,其中13例(30.2%)患者在一年隨訪時(shí)健康存活。在不同手術(shù)中,瓣膜疾病及肺栓塞患者年齡(平均年齡46歲、47.5歲)較冠脈疾病患者年輕(平均年齡63歲),CABG同時(shí)進(jìn)行瓣膜手術(shù)ECC及主動(dòng)脈阻斷時(shí)間偏長,瓣膜疾病相對于冠脈患者ECMO輔助后死亡率較高(66.7%vs 45.5%),同時(shí)ECMO輔助時(shí)間也延長(9.0 d vs 3.5 d)。ECMO輔助期間肺部感染8例(18.6%)、神經(jīng)系統(tǒng)損傷4例(9.3%)、插管側(cè)下肢缺血3例(7.0%)、消化道出血和血尿各1例(2.3%)。
表1 患者一般資料(±s)
表1 患者一般資料(±s)
注:BMI:體重指數(shù);LVEF:左室射血分?jǐn)?shù);NYHA:紐約心臟協(xié)會(huì)。瓣膜手術(shù)包括:二尖瓣置換2例,二尖瓣修復(fù)1例,二尖瓣+主動(dòng)脈瓣置換3例,二尖瓣置換+三尖瓣修復(fù)2例,二尖瓣+主動(dòng)脈瓣置換+三尖瓣修復(fù)1例。其他:肺動(dòng)脈栓塞取栓術(shù)2例。
項(xiàng)目 合計(jì) OPCABG CABG 瓣膜手術(shù) CABG+瓣膜 其他例數(shù) 43 14 11 9 7 2男性(%) 30(69.8) 8(57.1) 11(100) 4(44.4) 5(71.4) 2(100)年齡(歲) 59±12.2 64±8.9 63±11 46±10.6 61±14.4 47.5±14.8 BMI(kg/m2) 23.9±3.7 24.0±3.6 25.6±3.8 20.7±3.1 24.7±2.8 24.5±0.7 LVEF(%) 58.0±12.0 53.5±11.1 58.5±14.6 63.6±8.0 56.1±13.1 67.5±2.1心功能NYHA 2.9±0.7 2.6±0.6 2.9±0.7 3.1±0.78 3.3±0.76 3±1.4
表2 ECMO不同組別之間臨床結(jié)果(±s)
表2 ECMO不同組別之間臨床結(jié)果(±s)
項(xiàng)目 合計(jì) OPCABG CABG 瓣膜手術(shù) CABG+瓣膜 其他例數(shù) 43 14 11 9 7 2 ECC時(shí)間(min) 135.2±121.7 0 190.8±100.8 174.2±102.1 261.7±58.7 157.0±7.1阻斷時(shí)間(min) 47.3±54.4 0 35.7±56.5 82.2±43.1 107.0±34.5 75.5±2.1 ECMO時(shí)間(d) 5.1±4.1 4.3±1.8 3.5±1.1 9.0±7.1 4.2±2.9 4.9±1.5 ICU時(shí)間(d) 9.2±6.3 7.4±3.7 8.1±4.4 15.4±9.5 7±4.3 8.5±5.0住院時(shí)間(d) 28.4±14.6 23.4±11.7 32.6±17.7 34.3±16.6 23.1±10.2 31.5±9.2 ECMO脫機(jī)率(%) 31(72.1) 9(64.3) 10(90.9) 5(55.6) 5(71.4) 2(100)30天死亡率(%) 27(60.5) 11(78.6) 5(45.5) 6(66.7) 4(57.1) 1(50)住院死亡率(%) 28(65.1) 11(78.6) 5(45.5) 7(77.8) 4(57.1) 1(50)1年死亡率(%) 30(69.8) 11(78.6) 6(54.5) 8(98.9) 4(57.1) 1(50)
對于可能影響患者生存率的相關(guān)因素(包括術(shù)前及ECMO期間的生化、心功能、是否應(yīng)用IABP等指標(biāo))進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),ECMO第三天患者的LVEF及ECMO應(yīng)用三天內(nèi)的懸浮紅細(xì)胞輸入量在院內(nèi)存活組與死亡組之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。筆者將這兩個(gè)因素與院內(nèi)死亡率進(jìn)行Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)ECMO第三天的LVEF<30%及紅細(xì)胞輸入量是院內(nèi)死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,見表4。根據(jù)ECMO應(yīng)用第三天的LVEF結(jié)果將患者又分為LVEF≤25%、26%~29%、≥30%三組,利用Kaplan-Meier生存曲線繪制生存曲線。LVEF≥30%組一年生存率為50%,LVEF 26%~29%組0%,LVEF≤25組10%(P=0.001)見圖1。所有患者的30 d生存率和一年生存率分別為39.5%、30.2%,見圖2。43例患者中30例患者聯(lián)合應(yīng)用了IABP,存活出院的患者中10例(66.7%)聯(lián)合應(yīng)用了IABP,院內(nèi)死亡的患者中有20例(71.4%)應(yīng)用了IABP,通過卡方檢驗(yàn)P=0.75,見表3。
圖1 應(yīng)用ECMO后第3天時(shí)不同LVEF患者一年生存率對比
圖2 Kaplan-Meier生存曲線
表3 ECMO患者院內(nèi)生存與死亡相關(guān)因素分析(±s)
表3 ECMO患者院內(nèi)生存與死亡相關(guān)因素分析(±s)
因素 生存組(n=15) 死亡組(n=28) P值術(shù)前 白蛋白(G/L) 40.7±5.9 40.3±5.2 0.83總膽紅素(umol/L) 14.0±6.1 18.2±11.2 0.18 LVEF(%) 58.4±12.3 57.7±12.1 0.86 ECMO前 pH 7.4±0.1 7.3±0.1 0.29乳酸(mmol/l) 11.8±5.4 13.9±4.7 0.20 ECMO后24 h pH 7.5±0.1 7.5±0.1 0.96乳酸(mmol/l) 4.8±3.8 6.8±5.3 0.19 ECMO后3 d 白蛋白(G/L) 36.3±5.6 34.3±4.6 0.23總膽色素(umol/L) 33.5±28.6 40.1±35.4 0.55 LVEF(%) 43.8±11.3 34.35±13.6 0.03細(xì)胞3 d內(nèi)輸入量(U) 8.1±7.3 14.4±9.8 0.03應(yīng)用IABP(%) 10(66.7) 20(71.4) 0.75
表4 院內(nèi)ECMO患者死亡率危險(xiǎn)因素分析
心源性休克是心臟外科術(shù)后主要并發(fā)癥之一,尤其多在術(shù)前心功能不良或存在心源性休克的患者中發(fā)生[4-7]。在本中心,心外科手術(shù)后發(fā)生嚴(yán)重的低心排血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定而患者心功能有可能恢復(fù)時(shí),VA-ECMO是比較常用的治療手段。ECMO能提供短期的循環(huán)輔助,部分患者經(jīng)過ECMO的輔助能過渡到自身恢復(fù)或心室輔助裝置狀態(tài),為下一步治療提供時(shí)間[9]。由于目前國內(nèi)沒有注冊的心室輔助裝置及心臟移植供體的短缺,在過渡到心臟移植及心室輔助裝置等方面應(yīng)用較少。
心臟外科手術(shù)后,部分患者因?yàn)樵傺芑募」K酪约靶募☆D抑等原因表現(xiàn)為低心排綜合征,ECMO能為這部分患者提供短時(shí)有效的循環(huán)支持以滿足患者的全身器官灌注。臨床上,目前沒有明確的教科書定義ECMO的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),除非有明確應(yīng)用禁忌(比如難以控制的外科大出血),一般建議早期應(yīng)用ECMO以保證重要臟器在低心排期間能得到及時(shí)有效的灌注。在本組輔助的患者中,CABG患者的生存率明顯高于瓣膜手術(shù)患者,冠脈疾病患者的ECMO平均支持時(shí)間也較瓣膜疾病患者明顯縮短,這可能是因?yàn)镃ABG患者術(shù)后出現(xiàn)的低心排,一般是由于圍手術(shù)期心梗或者缺血再灌注損傷導(dǎo)致,而瓣膜疾病患者多因本身心肌功能存在一定問題引起。這部分瓣膜病患者出現(xiàn)的低心排在短期內(nèi)(5~7 d)難以恢復(fù),及早過渡到心室輔助裝置可能是比較好的選擇[7]。
ECMO輔助期間肺部感染、神經(jīng)系統(tǒng)損傷及插管側(cè)下肢缺血是比較嚴(yán)重的并發(fā)癥。針對這種情況,團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)了ECMO輔助期間患者護(hù)理的無菌操作及抗生素的嚴(yán)格應(yīng)用,制定了每日早交班期間患者喚醒制度,以便及早評估患者精神狀態(tài)。對于周圍血管插管建立的ECMO常規(guī)置入遠(yuǎn)端灌注插管改善下肢供血[8]。
在這些患者中,大部分在ECMO應(yīng)用之前都已安裝了IABP輔助治療以降低心室后負(fù)荷增加冠脈供血,但是近來有臨床報(bào)道IABP并沒有提高ECMO患者的生存率[10],其產(chǎn)生的搏動(dòng)灌注也沒有明顯改善患者的微循環(huán)[11]。本研究中院內(nèi)生存組與死亡組中的IABP比例分別為66.7%和71.4%,通過檢驗(yàn)兩組不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,與之前的報(bào)道結(jié)果相同。而且在低心排下,IABP能夠阻擋一部分股動(dòng)脈來的ECMO血流[12],因此,在后續(xù)的臨床實(shí)踐中IABP與ECMO聯(lián)合應(yīng)用的價(jià)值及時(shí)機(jī)尚需進(jìn)一步研究。
筆者統(tǒng)計(jì)分析了白蛋白、膽色素、乳酸、pH值、LVEF動(dòng)態(tài)變化、紅細(xì)胞輸入量等指標(biāo)與院內(nèi)死亡率之間的關(guān)系,如表4所示。研究發(fā)現(xiàn)白蛋白、膽色
素、乳酸、pH值在生存組與死亡組之間沒有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,而之前的許多研究證實(shí)ECMO前的pH值及乳酸水平等與死亡率具有明顯的相關(guān)性[13-14]。這可能是因?yàn)楸窘M患者中有很大一部分是在心臟外科手術(shù)中因?yàn)椴荒苊撾xECC而安裝的ECMO,在ECMO之前患者一直處在ECC下,機(jī)體的灌注能得到一定保證且酸堿平衡紊亂不會(huì)太嚴(yán)重。在本研究中,ECMO后3 d的LVEF值及3 d內(nèi)的紅細(xì)胞輸入量這兩個(gè)指標(biāo)在存活組與死亡組之間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。本研究根據(jù)LVEF的差異繪制生存曲線發(fā)現(xiàn)LVEF≥30%組一年生存率能達(dá)到50%,利用LVEF≥30%及紅細(xì)胞輸入量分級作為統(tǒng)計(jì)指標(biāo)與院內(nèi)生存率進(jìn)入logistic回歸分析,發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)指標(biāo)可以作為患者院內(nèi)生存率的預(yù)測因素。ECMO后3 d的LVEF值≥30%,其院內(nèi)存活率是未達(dá)到者的17.4倍。ECMO后3 d內(nèi)輸血總量每增加一個(gè)等級(多輸4 U)的院內(nèi)存活的比數(shù)比例是60%。ECMO患者3 d后心功能如果能恢復(fù),能夠順利脫離ECMO并出院的機(jī)會(huì)明顯增高,這也正是ECMO作為一種短期心肺支持設(shè)備所發(fā)揮的作用,如果這部分患者經(jīng)過ECMO的輔助3 d后仍然不能恢復(fù)的話,心室輔助裝置可能是一種比較好的應(yīng)用選擇。
本研究僅回顧分析了一年間的臨床數(shù)據(jù),具有一定的局限性。在目前狀態(tài)下,ECMO對于心外科術(shù)后心源性休克是一種比較好的支持治療手段,雖然具有較高的死亡率,但是仍挽救了部分患者(一年生存率30.2%)。隨著國內(nèi)ECMO團(tuán)隊(duì)的逐漸成熟,對于ECMO的認(rèn)識不斷強(qiáng)化,術(shù)后合理的患者管理監(jiān)測,并發(fā)癥預(yù)防措施的完善及設(shè)備的更加優(yōu)化,ECMO在重癥患者的治療中一定能取得比較滿意的結(jié)果。
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Extracorporeal membrane oxygenation for refractory cardiogenic shock after cardiac surgery:risk factors of early mortality and outcome
Du Zhong-tao,Yang Feng,Jiang Chun-jing,Xing Jia-lin,Miao Na,Liu Feng,Yang Xiao-fang,Jiang Yu,Li Jiao,Hou Xiao-tong
Department of Extracorporeal Circulation,Center for Cardiac Intensive Care,Beijing Anzhen Hospital,
Capital Medical University,Beijing,China
Objective Analysis of risk factors of early mortality and outcome during extracorporeal membrane oxygenation(ECMO)support for those with refractory cardiogenic shock after cardiac surgery.Methods Between January 2012 and December 2012,6986 patients underwent cardiac surgery in our adult cardiac critical care unit.Among those,54 patients(0.77%)were suppor?ted with veno-arterial ECMO for cardiac support because of refractory postcardiotomy cardiogenic shock.Indications for ECMO support included:failure to wean from cardiopulmonary bypass,or refractory cardiogenic shock development despite adequate filling volumes,large-dose inotropes and/or intra-aortic balloon pump support.11 patients(20%)were excluded because the support time was less than 24 hours.The short-term and medium-term results of these patients were analyzed,and in addition,the prognostic factors of sur?vival were predicted.Results Patients'average age was 59.0±12.2 years.There were 30 male and 13 female patients.Overall mean support time was 5.1±4.1 days.Thirty-one(72.1%)patients could be successfully weaned from ECMO.The 30-day and 1-year mor?talities were 60.5%(27/43)and 69.8%(30/43),respectively.The in-h(huán)ospital mortality was 65.1%(28/43).Thirteen(30.2%)patients were still alive at 1-year out-patient follow up.Stepwise logistic regression identified left-ventricular ejection fraction(LVEF)≤30%at 72 h after ECMO initiation and number of packed red blood cells(PRBCs)transfused during ECMO as significant predictors of mortality[odds ratio(OR)=14.76;95%confidence interval(CI)=2.34-93.25;P=0.004 and OR=0.60;95%CI=0.38-0.94,P=0.03,respectively].Conclusion ECMO provides a good temporary cardiopulmonary support in patients with postcardiotomy
Mechanical circulatory assistance;Extracorporeal membrane oxygenation;Cardiacsurgery;Cardiogenic shock;Risk factors
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
通訊作者:侯曉彤,Email:xt.hou@ccmu.cn
2014?09?18)
2014?09?23)
10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2014.04.05
cardiogenic shock.The risk factor of mortality is poor LVEF after ECMO support,so the LVEF should be strictly monitored everyday during ECMO support.