體外膜肺氧合在兒童先天性心臟病術(shù)后心功能衰竭救治中的應(yīng)用

劉穎悅，洪小楊，周更須，王 輝，王 剛，張曉娟，高海濤，封志純

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體外膜肺氧合在兒童先天性心臟病術(shù)后心功能衰竭救治中的應(yīng)用

劉穎悅，洪小楊，周更須，王 輝，王 剛，張曉娟，高海濤，封志純

［摘要］：目的 探討體外膜肺氧合(ECMO)技術(shù)在先天性心臟病術(shù)后出現(xiàn)心功能衰竭患兒救治中臨床應(yīng)用。方法 回顧性總結(jié)2012年6月至2015年9月間,在本院行先心病手術(shù)并接受ECMO輔助患兒臨床資料。結(jié)果 共20例先天性心臟病患兒術(shù)后因心功能衰竭接受ECMO支持,年齡2 d～1歲；體重3～10 kg；共有14例撤離ECMO(撤機(jī)率70%),存活出院9例(存活率45%),死亡11例,其中6例為心功能無法恢復(fù)撤機(jī)失敗,5例撤機(jī)后死于并發(fā)癥。心功能無法恢復(fù)及ECMO支持過程中的并發(fā)癥是導(dǎo)致此類患兒死亡的主要原因。結(jié)論 對于出現(xiàn)嚴(yán)重心功能衰竭的先天性心臟病術(shù)后患兒,及時快速進(jìn)行ECMO支持,提高管理水平減少并發(fā)癥,能夠提高此類患兒存活率。

［關(guān)鍵詞］：先天性心臟??；體外膜肺氧合；小兒；心功能衰竭

Application of extracorporeal membrane oxygenation in heart failure after pediatriccardiac surgery

Liu Ying-yue,Hong Xiao-yang,Zhou Geng-xu,Wang Hui,Wang Gang,Zhang Xiao-juan,Gao Hai-tao,Feng Zhi-chun
Affiliated BaYi Children＇s Hospital,General Military Hospital of Beijing PLA,Beijing 100700,China
Corresponding author:Feng Zhi-chun,E-mail:zhjfengzc@ 126.com

［Abstract］：Objective To summarisethe clinical experience withextracorporeal membrane oxygenation in treatment of heart failure after pediatriccardiac surgery.Methods Clinical data of 20 pediatric patients who received ECMO support after cardiac surgery in our centerfrom June 2012 to September 2015 were retrospectively analyzed.Results A total of 20 postoperative children with heart failure received ECMO support aged from 2 days to 1 years old with weight between 3 to 10 kg.There were14(70%)patients who successfully weaned from ECMO and 9(45%) cases survived to discharge.Elevenpatients died.Among them,six cases died of unsuccessful weaning from ECMO and five died of complications.Inability to wean from ECMO support and the complications in the process of treatment had an increased risk of death.Conclusion ECMO couldn provide effective support for congenital heart disease children with cardiac failure after surgery.

［Key words］： Congenital heart disease；Extracorporeal membrane oxygenation；Children；Cardiac failure

體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)技術(shù)是體外生命支持的重要組成部分,是在體外循環(huán)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的技術(shù)。由泵提供動力,通過體外血液氣體交換,為各種原因?qū)е碌男姆喂δ芩ソ咧匕Y患者,暫時性進(jìn)行心肺支持,為疾病的恢復(fù)爭取時間窗口。隨著高難度、復(fù)雜的心臟手術(shù)在新生兒及嬰幼兒中開展的逐漸增加,ECMO輔助作為一種持續(xù)體外生命支持療法在高?；純盒呐K術(shù)后的應(yīng)用也日益增多[1]。19世紀(jì)70年代,ECMO技術(shù)最早用于急性呼吸窘迫綜合征。Baffes等人將ECMO應(yīng)用于先天性心臟病支持,雖然使用時間短,卻為心肺復(fù)蘇和心臟圍手術(shù)期應(yīng)用開了先河[2]。本研究就是通過回顧性總結(jié)本單位20例先天性心臟病術(shù)后出現(xiàn)不同程度的心功能衰竭患兒資料,對其應(yīng)用ECMO支持的臨床情況進(jìn)行分析。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料 本院在2012年6月至2015年9月之間,共20例先天性心臟病患兒術(shù)后接受ECMO支持,男17例,女3例；年齡2 d～1歲；體重3～10 kg；其中大動脈轉(zhuǎn)位5例,完全型肺靜脈異位引流5 例,室間隔缺損合并主動脈弓部畸形(弓縮窄/弓離斷)4例,室間隔缺損2例,肺動脈閉鎖2例,共同動脈干1例,左房憩室1例,均為體外循環(huán)術(shù)后出現(xiàn)心功能衰竭或心跳驟停接受ECMO輔助。

1.2 適應(yīng)證 目前ECMO在心臟支持方面沒有明確的統(tǒng)一的指證,主要有三種情況,包括先天性心臟病術(shù)后無法脫離體外循環(huán)；明確的低心排出量綜合征不能維持正常心排量；心跳驟停經(jīng)心肺復(fù)蘇(cardiopulmonary resuscitation,CPR)無效。以下是本單位把握的應(yīng)用指證:①心臟畸形矯正滿意但不能脫離體外循環(huán)(嘗試3次)；②心排指數(shù)＜2 L/(m2·min)；③應(yīng)用大劑量正性肌力藥物難以維持循環(huán)穩(wěn)定(正性肌力藥物評分＞20)；④血乳酸水平進(jìn)行性升高,混合靜脈血氧飽和度(SvO2)＜30%；⑤心跳驟停并對常規(guī)CPR無反應(yīng)或反應(yīng)不良；⑥監(jiān)護(hù)人知情并同意。

1.3 禁忌證[3]①胎齡＜34周,體質(zhì)量＜2 kg的新生兒；②不可逆心肺功能損傷；③不可逆神經(jīng)損傷；④多臟器功能衰竭；⑤壞死性小腸結(jié)腸炎；⑥致命性染色體畸形；⑦家屬拒絕接受ECMO治療。

1.4 設(shè)備及耗材 ECMO設(shè)備采用Medtronic公司離心泵、中空纖維膜式氧合器、空氧混合器、變溫水箱,Terumo CDI 101血氧飽和度監(jiān)測儀,均使用Medtronic公司兒童套包及動靜脈插管,建立地點在手術(shù)室或兒童外科重癥監(jiān)護(hù)室。根據(jù)患兒病情分別經(jīng)右側(cè)頸部血管及經(jīng)胸插管建立ECMO；均采用靜脈-動脈(veno-arterial,V-A)模式。

1.5 ECMO管理 ECMO治療目標(biāo)是在設(shè)定足夠的流量下,給組織器官提供呼吸和心臟支持,使心臟處于恢復(fù)的環(huán)境中,增加心肌灌注,減少心肌耗氧。在最初的24 h,流量一般維持較高,在100～150 ml/(kg·min)左右,可根據(jù)病情變化適時調(diào)整,使靜脈端混合靜脈血氧飽和度(SvO2)＞60%,并持續(xù)監(jiān)測動脈血壓、中心靜脈壓、經(jīng)皮血氧飽和度(SpO2)、及血氣、尿量等變化,平均動脈壓應(yīng)保持在＞40 mm Hg(新生兒),50～90 mm Hg(嬰幼兒或兒童),ECMO開始使用后往往減少強(qiáng)心藥物劑量,降低呼吸機(jī)參數(shù),保持潮氣量5～10 ml/kg,PEEP在5 cmH2O左右,呼吸頻率在20～25次/min,吸入氧濃度在30% ～40%,保持動脈二氧化碳分壓維持35～40 mm Hg左右,這樣可以防止肺泡塌陷及發(fā)生氣壓傷。轉(zhuǎn)流過程中,將全血活化凝固時間( activated clotting time,ACT)保持在180～200 s,肝素維持劑量是10～ 30 U/(kg·h),監(jiān)測血常規(guī)及凝血功能,維持血小板水平＞75×109/L,紅細(xì)胞比容0.35～0.40,人纖維蛋白原＞1.5 g/L。每日監(jiān)測胸片、超聲心動圖監(jiān)測心肺功能,如心肺功能逐漸恢復(fù),逐漸降低ECMO的流量。當(dāng)ECMO流量降到10～30 ml/(kg·min),患兒生命體征平穩(wěn)時,可以考慮撤離ECMO。

2 結(jié) 果

20例接受ECMO支持的先天性心臟病患兒(表1),均出現(xiàn)不同程度的心功能衰竭,共有14例成功撤離ECMO,總撤機(jī)率70%,存活出院9例,總存活率45%。20例中術(shù)后出現(xiàn)心跳驟停的8例,撤機(jī)4 例(50%),存活1例(12.5%)；術(shù)中無法脫離體外循環(huán)機(jī)直接轉(zhuǎn)換為ECMO的3例,撤機(jī)1例(33.3%),存活1例(33.3%)；低心排出量綜合征9例,全部成功撤機(jī)(100%),存活7例(77.8%)。

本研究中死亡的11例患兒中,有6例為心功能無法恢復(fù),撤離ECMO后死亡,5例撤機(jī)后死于并發(fā)癥。1例為撤離后手術(shù)切口感染愈合不良死亡,1例為撤離后因顱內(nèi)出血,家屬放棄治療死亡,1例為撤離后因主動脈瓣返流死亡,1例為撤離后腦損傷嚴(yán)重,家屬放棄治療死亡,1例為撤離后右下肢缺血壞死死亡。

10例患兒在ECMO輔助期間出現(xiàn)其它并發(fā)癥,僅存活1例。其中神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥2例,肢體缺血壞死5例,急性腎損傷2例,凝血功能障礙引起的出血1例。

3 討 論

從體外生命支持組織(extracorporeal life organization,ELSO)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,ECMO在心臟支持方面的應(yīng)用呈現(xiàn)逐年增多的趨勢,其中大部分應(yīng)用在復(fù)雜先天性心臟病術(shù)后低心排出量綜合征的心臟支持。另外,ECMO也用于急性暴發(fā)性心肌炎的心臟支持,穩(wěn)定血流動力學(xué),為有效內(nèi)科治療和患者恢復(fù)爭取時間；也為終末期心肌病患者在得到供體行心臟移植前進(jìn)行心臟支持。有報道顯示成人和嬰幼兒ECMO心臟支持的生存率分別為32%和45%[4-5]。目前,隨著小兒心臟手術(shù)水平的不斷提高,先天性心臟畸形手術(shù)年齡不斷降低,手術(shù)難度也不斷上升,部分病例雖然畸形糾治滿意,但是術(shù)后仍會出現(xiàn)藥物難以控制的心功能不全,這部分患兒術(shù)后可能需要ECMO進(jìn)行心臟支持。根據(jù)國外大宗病例統(tǒng)計資料顯示,這些病例占全部手術(shù)數(shù)量的0.6%～2%左右[6],可以看出,ECMO輔助已經(jīng)成為了在先天性心臟病手術(shù)后嚴(yán)重心功能衰竭重要的治療手段之一,通過短期的心臟支持,為受損的心功能提供了恢復(fù)的機(jī)會,較單純藥物治療更有效,同時也避免了在心功能衰竭、嚴(yán)重低心排出量綜合征的救治中,應(yīng)用大劑量血管活性藥物導(dǎo)致的各臟器缺血。

本組病例中新生兒比例較高。新生兒比例占到60%,均為新生兒期各種常見的復(fù)雜先天性心臟病,包括大動脈轉(zhuǎn)位、肺靜脈異位引流、室間隔缺損合并主動脈弓部發(fā)育畸形,這幾種類型大多在新生兒期發(fā)病,術(shù)前均有不同程度的缺氧、心衰,如果得不到及時手術(shù)治療,死亡率非常高,因新生兒心肌柔嫩,尚屬未成熟心肌,收縮組織少,順應(yīng)性差,經(jīng)過體外循環(huán)轉(zhuǎn)流的打擊,心肌損傷會加重,且對強(qiáng)心藥物敏感度低。所以,術(shù)后心功能衰竭發(fā)生率較高。這種情況常常出現(xiàn)在心臟手術(shù)后的第一個24 h之內(nèi),經(jīng)過一段時間的心臟輔助或者卸負(fù)荷,有可能獲得恢復(fù)的機(jī)會[7]。近年來國外一些心臟中心報道的病例存活率已經(jīng)達(dá)到50%以上[8-9]。本組12例新生兒中順利撤機(jī)率83.3%,存活率達(dá)到50%?？梢钥闯?先天性心臟病術(shù)后出現(xiàn)嚴(yán)重心功能衰竭新生兒,應(yīng)用ECMO輔助可以有效給予心臟支持,提高存活率。

表1　先天性心臟病兒童ECMO輔助病例資料

需要ECMO心臟支持的重癥患兒,是否能正確把握開始ECMO的時機(jī),是能否成功救治此類重癥患兒的關(guān)鍵。本組病例中心跳驟停均為術(shù)后24 h內(nèi)出現(xiàn),經(jīng)過常規(guī)CPR無效或反應(yīng)不良,緊急安裝ECMO輔助CPR(ECMO-CPR,ECPR),比例較高,共有8例,占到總例數(shù)40%,撤機(jī)后存活率12.5%,出現(xiàn)并發(fā)癥6例(75%)。經(jīng)過ECPR的患兒并發(fā)癥發(fā)生率明顯增高,僅有1例存活,存活率較低?？紤]與患兒在心跳驟停之前經(jīng)歷較長低心排出量綜合征階段,組織低灌注時間長,大劑量應(yīng)用血管收縮藥物以保證心臟供血,導(dǎo)致其它各臟器缺血；心跳驟停,加重各個重要臟器缺氧缺血,心臟按壓加重的機(jī)械損傷加重心肌細(xì)胞水腫有關(guān)。ECPR病例比例較高,可見ECMO在本單位先心術(shù)后嚴(yán)重低心排出量綜合征患兒的應(yīng)用中指證把握較晚?？赡茉蛉缦?首先ECMO是一項創(chuàng)傷較大體外生命支持技術(shù),尤其在心臟手術(shù)后患兒,出血并發(fā)癥發(fā)病率更高,即使面對嚴(yán)重低心排出量綜合征患兒,主觀上醫(yī)務(wù)人員選擇ECMO的意愿不高；其次ELSO兒童心臟支持的指南中僅建議“需要較大劑量升壓藥,持續(xù)代謝性酸中毒和尿量減少達(dá)6 h需要ECMO支持”,并不具備有臨床可操作性。根據(jù)本單位的臨床經(jīng)驗,目前主要把握六項應(yīng)用指證(見1.2適應(yīng)證),因為新生兒和嬰幼兒建立復(fù)雜血流動力學(xué)監(jiān)測困難,第2項“心排指數(shù)”的監(jiān)測臨床上并不容易達(dá)到,其它幾項都很容易把握。對于術(shù)后嚴(yán)重低心排出量綜合征患兒,如何更好把握ECMO支持時機(jī),減少全身低灌注時間及并發(fā)癥的發(fā)生,避免出現(xiàn)心跳驟停事件出現(xiàn),可能需要更多的兒科ECMO中心的合作,進(jìn)行多中心研究,這也是下一步努力的方向。

本組病例中有10例出現(xiàn)并發(fā)癥,存活1例,其中神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥2例,1例為顱內(nèi)出血,另一例為腦損傷；肢體缺血壞死5例,急性腎損傷2例,凝血功能障礙引起的出血1例,所以并發(fā)癥仍是影響患兒預(yù)后的重要因素。本組患兒肢體缺血壞死的發(fā)生率最高50%,3例為術(shù)后心跳驟停的,1例為術(shù)中無法脫離體外循環(huán)的,1例為術(shù)后低心排的,也是唯一的1例出現(xiàn)并發(fā)癥后存活下來的。對于先心術(shù)后嚴(yán)重心功能衰竭接受ECMO支持患兒,提高生存率必須要減少相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)病率,就需要更好把握ECMO的應(yīng)用時機(jī)和臨床管理水平。

國外ECMO技術(shù)是由兒科領(lǐng)域開始,逐漸發(fā)展至成人領(lǐng)域,由呼吸支持逐漸應(yīng)用到心臟支持,國內(nèi)ECMO技術(shù)起步較晚,而且是由成人領(lǐng)域開始發(fā)展,2002年中山市人民醫(yī)院在臨床上完成國內(nèi)第一例ECMO,此期間ECMO主要用于成人患者心臟支持,直到2008年才見兒科領(lǐng)域的報道[10-12]。由于ECMO多用于急救治療,所以ECMO的快速建立非常重要,需要多個學(xué)科共同協(xié)作,決定ECMO成功的因素與患兒的年齡、體重、畸形的種類和選擇輔助的方式,以及各心臟中心的基礎(chǔ)條件包括外科、體外循環(huán)技術(shù)、監(jiān)護(hù)水平有關(guān),因此,考慮到同時并存的高治療風(fēng)險及治療費(fèi)用,如何更好地把握ECMO在小兒心臟外科的臨床應(yīng)用及撤離指證,最大限度地發(fā)揮救治作用,是治療過程中必須要考慮的問題。

總之,隨著醫(yī)療科技發(fā)展,ECMO技術(shù)會不斷改進(jìn),對于出現(xiàn)嚴(yán)重心功能衰竭的先天性心臟病患兒,及時快速進(jìn)行ECMO輔助,將會是一種非常有效的支持手段,但首先是迫切需要一個臨床上具有可操作性的先天性心臟病術(shù)后心功能衰竭ECMO應(yīng)用指南；其次是ECMO設(shè)備小型化,更適合嬰幼兒甚至新生兒使用；最后就是進(jìn)一步提高新生兒及嬰幼兒心臟ECMO支持的管理水平,減少并發(fā)癥。這需要國內(nèi)各兒童ECMO中心共同研究,進(jìn)一步推動ECMO技術(shù)在兒科重癥領(lǐng)域的應(yīng)用。

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·基礎(chǔ)研究·

(修訂日期:2016-01-16)

(收稿日期:2016-01-05)

通訊作者：封志純,E-mail:zhjfengzc@ 126.com

基金項目：首都衛(wèi)生發(fā)展科研專項基金(2014-4-5091)

DOI:10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2016.01.11

作者單位：100700北京,北京軍區(qū)總醫(yī)院附屬八一兒童醫(yī)院