心臟術后體外膜肺氧合支持臨床應用探討

盧安東，郭 劍，苗莉霞，閔 凱，李子林，董書強，董逸飛

·臨床經(jīng)驗·

心臟術后體外膜肺氧合支持臨床應用探討

盧安東，郭 劍，苗莉霞，閔 凱，李子林，董書強，董逸飛

目的 總結體外膜肺氧合(ECMO)在心臟術后重癥患者的臨床應用經(jīng)驗，評價其療效。方法 2014年3月至2016年5月，回顧性分析因心臟術后心肺功能性衰竭行ECMO輔助時間>8 h以上者6例患者的臨床資料。結果 6例患者中5例表現(xiàn)為低心排血量綜合征，1例表現(xiàn)為嚴重低氧血癥，藥物及常規(guī)治療效果不佳。均行ECMO輔助支持治療(V-A模式)，平均年齡(51.8±10.4)歲，ECMO平均支持時間(109.8±27.1)h，3例成功脫離ECMO(50%)，1例存活出院(16.7%)。并發(fā)癥：4例合并腎功能不全并行連續(xù)腎臟替代療法(CRRT)治療，2例插管部位出血，2例胸腔內(nèi)出血，1例ECMO后感染。結論 ECMO是治療心臟術后可逆性心肺衰竭的重要支持手段，ECMO時機的把握、保護性肺通氣的應用、有效控制和預防出血是ECMO救治成功的關鍵因素。

體外膜肺氧合；心臟術后；低心排血量綜合征；連續(xù)腎替代療法

低心排血量綜合征(low cardiac output syndrom，LCOS)是心臟術后較為嚴重的并發(fā)癥，大劑量血管活性藥物的使用往往無法逆轉，且長期使用無益于心、腎等臟器保護，最終因泵衰竭灌注不足導致臟器功能衰竭而死亡[1-2]。體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)技術可以有效的保證心、肺、腦等重要臟器的血供和氧供，可全部或部分替代心肺功能，有效減少血管活性藥物的使用，避免其副作用，為患者的心肺恢復創(chuàng)造良好的條件[3-4]。據(jù)體外生命支持組織(Extracorporeal Life Support Organization，ELSO)統(tǒng)計，2015年，共有將近2 200例心臟或呼吸衰竭危重病患者應用ECMO得到救治，ECMO是心臟術后可逆性心肺衰竭的一種有效機械循環(huán)支持方式[5]。

本中心自2014年3月至2016年5月經(jīng)ECMO支持治療8例心臟術后重癥患者，排除2例ECMO運行時間小于8 h，回顧性分析6例ECMO支持患者的臨床資料，評價早期臨床結果，分析影響預后的危險因素，為提高ECMO支持療法的成功率提供經(jīng)驗。

1 資料與方法

1.1 病例資料 選取2014年3月至2016年5月，因心臟術后心肺功能性衰竭行ECMO支持且ECMO輔助時間>8 h的6例患者的臨床資料，其中男性3例，女性3例；年齡37～62(51.8±10.4)歲，體質(zhì)量52～75(59.8±9.2)kg。除病例5在手術室CPR后建立ECMO外，余均在ICU建立ECMO，6例患者具體臨床情況見表1。

1.2 ECMO應用指征 ①外科手術矯治徹底，無明顯活動性出血。②難治性低心排血量綜合征(low cardiac output syndrome，LCOS)：血容量補足后，在大劑量血管活性藥物多巴胺>10 μg/(kg·min)，腎上腺素>0.5 μg/(kg·min)或/和主動脈內(nèi)球囊反搏(intra-aortic balloon pump，IABP)的支持下，心臟指數(shù)小于2.2 L/(min·m2)、收縮壓<80 mm Hg；中心靜脈壓>12 mm Hg且進行性增高；合并內(nèi)臟器官灌注不足表現(xiàn)：尿量<0.5 ml/(h·kg)或四肢冰涼；頑固性代謝性酸中毒(pH<7.3，血清乳酸濃度>5.0 mmol/L)。③無法脫離體外循環(huán)。④心臟術后嚴重低氧血癥(氧和指數(shù)<100 mm Hg，PEEP>10 cmH2O)。

1.3 ECMO設備與建立 由離心泵(Maquet，Jostra，德國)、膜式氧合器及肝素化管道(Medos，Lt7000，德國)、股動靜脈插管(Medtronic，Bio-Medicus，美國)、空氧混合器、變溫水箱、氧飽和度監(jiān)測儀(Medtronic)以及ACT儀(Medtronic)組成。所有患者均采用直視下切開股動脈(15～19 Fr插管，Medtronic，Bio-Medicus)、股靜脈(19～23 Fr插管)方式建立ECMO(VA模式)，轉流途徑為股靜脈-離心泵-人工膜肺-股動脈。為避免同側下肢缺血壞死，在同側股動脈遠端置入一根灌注管(8 Fr，Medtronic，Bio-Medicus)接ECMO動脈分支提供遠端肢體血供。

1.4 ECMO管理[6]

1.4.1 流量管理 開始轉流時以高流量灌注，泵血流量為理想心輸出量的80%，維持平均動脈壓50～60 mm Hg，穩(wěn)定生命體征，減輕心臟負荷，償還氧債，糾正內(nèi)環(huán)境紊亂。維持SvO2≥65%。在保證生命體征平穩(wěn)的前提下，盡快將血管活性藥物調(diào)至小劑量(多巴胺3～5 μg/(kg·min)、腎上腺素<0.1 μg/(kg·min)。ECMO輔助中期(3～7 d)根據(jù)心肺恢復情況及血流動力學情況，可逐漸下調(diào)泵血流量至理想心輸出量的50%左右。后期(結束前1～2 d)，逐漸減少流量至患者理想心輸出量的20%～30%左右，如果效果不佳，可適當增加血管活性藥物和正性肌力藥物。如仍不能改善，恢復至原有流量。

1.4.2 呼吸機設置 采取保護性肺通氣策略，潮氣量4～6 ml/kg，呼吸頻率6～8次/min，PEEP 8～10 cmH2O，氧濃度35%～40%。

1.4.3 抗凝管理 6例患者均為心臟術后當日患者，24 h內(nèi)無需給予普通肝素抗凝，24 h后根據(jù)全血活化凝血時間(activated coagulation time，ACT)和活化部分凝血活酶時間(activated partial thromboplastin time，APTT)結果使用肝素，并維持目標值ACT 150～180 s，APTT 50～80 s。全程監(jiān)測ACT和APTT(1次/4 h)，早期可適當放低目標值(ACT 140～170 s，APTT 50～60 s左右)，后期逐漸調(diào)高(ACT 180～200 s，APTT 70～80 s)。嚴密監(jiān)測全身有無出血點及出血傾向(重點是胸腔引流及插管部位)，若有明顯活動性出血，調(diào)低目標值，必要時床旁開胸或切口探查止血。血小板低于50×109時根據(jù)情況輸注血小板。

表1 患者的一般臨床資料

注：MS：二尖瓣狹窄；TI：三尖瓣關閉不全；MI：二尖瓣關閉不全；AS：主動脈瓣狹窄伴；AI：主動脈瓣關閉不全；SBE：感染性心內(nèi)膜炎。

1.4.4 監(jiān)測與評估 除常規(guī)生命體征監(jiān)測外，早期每4 h 1次血氣，根據(jù)血氣結果調(diào)整空氧混合器通氣量及氧濃度，積極糾正內(nèi)環(huán)境紊亂，并監(jiān)測血乳酸指標，根據(jù)乳酸趨勢判斷預后(乳酸24 h內(nèi)持續(xù)>10 mmol/L，且無下降趨勢，則提示預后不佳)。每日復查血常規(guī)、生化及心肌酶譜、腦鈉肽(Brain Natriuretic Peptide，BNP)；每日復查床旁胸片，了解雙肺滲出及胸腔情況；每日行床旁心臟及胸腔彩超，評價容量負荷，心臟結構、射血分數(shù)(EF)的變化，評價其心臟恢復可能性，指導撤機。

1.4.5 連續(xù)腎替代治療(continuous renal replacement therapy，CRRT)時機[7]根據(jù)尿量及肌酐上升水平積極應用CRRT(尿量<0.5 ml/(kg·h)，持續(xù)3 h，Cr持續(xù)增高>200 μmol/L)，CRRT(Fresenius Medical Care multiFiltrate)采用前后置換模式(Continuous veno-venous hemofiltration，CVVH)，置換液量2～4 L/h，血流量3～4 ml/(kg·min)，超濾速度根據(jù)患者液體出入量每1～3 h調(diào)整1次。CRRT管路與ECMO并聯(lián)，動脈端靠近離心泵(泵后膜肺前接口)，靜脈端靠近氧合器(膜肺后接口)。

1.4.6 營養(yǎng)支持 待患者生命體征平穩(wěn)后(1～2 d)，盡早給予胃腸內(nèi)營養(yǎng)，維持胃腸道正常功能，預防菌群失調(diào)。靜脈營養(yǎng)避免使用脂肪乳劑，以免影響膜肺效果。

1.4.7 鎮(zhèn)靜 ECMO運轉期間給予充分鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛，避免使用異丙酚，減少患者應激及心臟額外做功。每日晨間停鎮(zhèn)靜藥物給予喚醒，以判斷患者意識和適當鍛煉患者呼吸功能。

1.4.8 嚴密監(jiān)測膜肺工作情況 若發(fā)生血漿滲漏或明顯血栓影響膜肺氧合效果等并發(fā)癥應及時更換膜肺。

1.5 ECMO撤離 如流量降至患者理想心輸出量的20%，使用小劑量正性肌力藥物即可維持血流動力學穩(wěn)定，氧合滿意，心臟超聲提示心臟運動較好，左室EF≥40%，即可考慮停機。床旁撤除股動靜脈及下肢遠端插管并修補血管，結束ECMO輔助。

2 結 果

2.1 臨床資料與ECMO輔助情況 6例ECMO輔助患者中3例成功脫離ECMO(脫機率50%)，其中1例存活出院(生存率16.7%)，2例成功撤除ECMO后因非心源性并發(fā)癥死亡(感染1例，呼吸道并發(fā)癥1例)。3例因無法撤除ECMO而死亡(心臟無法恢復2例，術后腦功能障礙1例)。ECMO輔助時間82～139(109.8±27.1)h。4例因急性腎功能衰竭行CRRT治療，1例轉血液透析，3例未恢復。1例聯(lián)合應用IABP治療。全組機械通氣時間86～206(138.5±55.6)h，其輔助期間詳細情況見表2。

表2 ECMO輔助期間參數(shù)(n=6)

注：RBC：紅細胞；Plt：血小板；FFP：新鮮冰凍血漿。

2.2 并發(fā)癥 6例患者均無氧合器故障及血漿滲漏，無下肢缺血壞死，無明顯上半身缺血綜合征；2例因胸腔出血床旁緊急開胸止血(其中1例發(fā)生心包填塞)，2例插管部位出血給予床旁探查止血，均未對患者轉歸造成嚴重影響；4例合并急性腎功能衰竭并積極應用CRRT；4例高膽紅素血癥，其中2例行血漿置換治療后膽紅素明顯下降。

3 討 論

3.1 ECMO輔助 低心排血量綜合征是心臟術后患者早期死亡的主要原因之一。雖然大部分LCOS患者通過藥物及IABP等治療手段均能恢復，但部分LCOS患者需要ECMO支持，為心肺功能恢復爭取時間和可能性[3,8]。對于心臟術后發(fā)生難治性LCOS而評估手術矯正滿意且心功能有恢復可能的患者，應用靜脈-動脈(V-A)模式ECMO進行輔助循環(huán)已是國內(nèi)大部分心外科的常用手段之一[9]。ECMO亦可作為其他可逆性心肺衰竭，包括急性心梗、心跳驟停、急性呼衰和膿毒癥的重要支持治療手段[10]。本組患者均為心臟術后患者，5例為LCOS，1例為術后嚴重低氧血癥致循環(huán)不穩(wěn)定，6例均采用V-A模式，以達到循環(huán)呼吸聯(lián)合支持目的。本組患者在ECMO輔助后血流動力學均能很快穩(wěn)定，血管活性藥物在12 h內(nèi)均能降至較低水平，氧合效果滿意，血乳酸水平下降，全身組織灌注得到改善。

3.2 呼吸機支持 心臟術后ECMO患者的呼吸機支持時間較長，呼吸機相關性肺不張、肺炎的發(fā)生率增大，從而增加患者ICU時間，影響預后；長期呼吸機支持(>7 d)亦會導致肺組織纖維化，從而導致肺不可逆性改變；心臟術后患者循環(huán)不穩(wěn)定，全身機體情況偏差，若采用清醒ECMO(拔除氣管插管)，氧饑癥會導致患者做功增加，不利于心臟恢復；因此，保護性肺通氣在ECMO的應用中尤為重要[11]。筆者采用小潮氣量(4 ml/kg)、低頻率(6～8次/min)、低氧濃度(30%～40%)和高PEEP(8～10 cmH2O)的呼吸機支持手段：小潮氣量避免氣道壓力過高引起的肺損傷；低頻率和高PEEP來維持肺泡的正常功能，避免塌陷；低氧濃度避免高氧損害。全組6例患者未發(fā)生呼吸道并發(fā)癥，術后胸片未見肺部滲出增多、肺不張等不良情況產(chǎn)生。其中因低氧血癥呼吸衰竭患者，其呼吸道功能在ECMO第五日已基本恢復，于第六日順利脫離ECMO，于術后第八日順利拔除氣管插管，24 h后復查血氣指標良好。

3.3 ECMO失敗原因 分析本組患者ECMO脫機率50%，與國內(nèi)外報道相符，但生存率16.7%低于國內(nèi)其他中心報道[9,11-12]。分析原因有以下幾點：

3.3.1 時機 保證全身臟器氧合，減少臟器缺血缺氧時間在ECMO實施中是極其重要的一點。心臟手術患者術前其他臟器功能往往正常，術后因LCOS，心臟泵衰竭，灌注不足而導致的腎、腦、消化等臟器功能衰竭。大劑量的血管活性藥物犧牲了很多臟器的供血來保證心腦供血，長時間使用將會對很多臟器產(chǎn)生不可逆的影響[12]。血乳酸指標是反應組織灌注的重要指標，乳酸>10 mmol/L或乳酸持續(xù)增高往往提示預后不佳[13-14]。本組6例患者ECMO輔助前血乳酸(16.6±2.2)mmol/L，大于同行報道的9～12 mmol/L，提示本組的病例時機偏晚，灌注不足已對臟器功能產(chǎn)生了不可逆影響，以致于ECMO脫機率雖接近國內(nèi)外水平，但生存率遠低于同類數(shù)據(jù)。ECMO時機的把握是致勝的關鍵，若術后無法脫離體外循環(huán)，在評估可逆性和確認手術矯治可靠的前提下，應即刻給予ECMO輔助；若心臟術后患者發(fā)生LCOS，血管活性藥物呈進行性增加趨勢，便應盡快建立ECMO，不要等到血管活性藥物劑量已大的驚人，血壓仍維持不住，甚至發(fā)生心跳驟停的情況在才考慮建立ECMO。ECMO輔助越早，越利于此類患者的恢復。適當放寬ECMO適應證，積極應用ECMO輔助是搶救心臟術后LCOS患者成功的關鍵。

3.3.2 出血與滲血 體外循環(huán)術后凝血功能受到一定影響，而ECMO本身需要抗凝，又對血小板的損害較大，故患者ECMO期間出血風險較大。6例患者中2例胸腔出血(其中1例發(fā)生心包填塞)，2例插管部位出血。雖在第一時間內(nèi)出血得到了控制，但由此導致的血液制品使用量增加，大量輸血引起的危害卻無法避免。血栓彈力圖可以準確的評估患者凝血功能情況，便于根據(jù)需要補充必要凝血因子。ECMO中因使用肝素，血栓彈力圖應使用肝素酶杯檢測，從而更加客觀的反應機體凝血情況。有效改善凝血功能和預防出血是減少ECMO并發(fā)癥的重要環(huán)節(jié)之一[15]。

3.3.3 急性腎功能損傷與衰竭 由于ECMO支持前心肺功能的衰竭、大劑量血管活性藥物的應用、ECMO支持后缺血再灌注損傷和全身炎癥反應，心臟術后ECMO輔助患者急性腎損傷(acute kidney injury，AKI)的發(fā)生率高達81%，合并AKI患者的生存率也大大降低[16]。CRRT仍是治療此類患者的主要方法[17]。本組6例患者中4例聯(lián)合應用CRRT，筆者認為，較早的CRRT干預便于容量管理，減低腎臟后負荷、糾正內(nèi)環(huán)境紊亂以加快腎功能恢復；亦有證據(jù)顯示ECMO中早期的容量負平衡可以提高患者生存率[18]。LCOS患者往往伴有強烈的全身炎癥反應綜合征，再加上血液與ECMO環(huán)路的大量接觸亦會產(chǎn)生大量炎性因子。CRRT可濾出部分炎性因子，從而改善患者預后[19]。

3.3.4 感染的預防與治療 心臟術后ECMO患者長期臥床，全身管路眾多，感染的預防尤為重要。首先，ECMO患者應進入獨立層流病房，注意無菌操作，ECMO期間盡量避免有創(chuàng)操作；再者，心臟術后大多為預防性使用抗生素，本身并不伴有感染?？股氐募墑e因根據(jù)病情需要選用適宜抗生素，而不是級別越高越好。本組1例ECMO后感染患者，就是因為早期使用的抗生素級別過高，而導致感染真正出現(xiàn)后抗生素用藥困難，無法控制耐藥性細菌。最后，注意胃腸道的保護和腸內(nèi)營養(yǎng)的早期應用。長期氣管插管患者無法進食會導致腸道菌群失調(diào)易位甚至偽膜性腸炎。ECMO期間在循環(huán)穩(wěn)定后早期給予適量腸內(nèi)營養(yǎng)，在一定程度上保護了胃腸道功能，避免腸道菌群失調(diào)的發(fā)生。另外，腸內(nèi)營養(yǎng)可為機體提供代謝所需要的必要營養(yǎng)物質(zhì)，有助于機體的恢復。

總之，ECMO可以使得心臟術后重癥患者獲益，是提高心臟術后心肺衰竭生存率的一種有效支持手段。盡早評估，把握時機是ECMO成功的關鍵。ECMO精細管理，有效避免各類并發(fā)癥發(fā)生是ECMO成功的重要因素。

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Clinical application of extracorporeal membrane oxygenation support for critically ill patients after heart surgery

Lu An-dong, Guo Jian, Miao Li-xia, Ming Kai, Li Zi-lin, Dong Shu-qiang, Dong Yi-fei

DepartmentofCardiovascularSurgery,GeneralHospitalofLanzhouMilitaryRegion,Lanzhou730050,China

DongShu-qiang,Email:dongli6983@qq.com

Objective To summarize and evaluate the clinical effect of extracorporeal membrane oxygenation support for critically ill patients after heart surgery. Methods 8 patients with cardiopulmonary functional failure after heart surgery

ECMO support from March 2014 to May 2016 ,and 6 patients (support time>8 hours)were retrospectively analyzed. Results Low cardiac output syndrome occurred in 5 patients, and acute respiratory failure happened in 1 patient, who failed to respond to routine medical therapy. All patients received V-A ECMO. The mean age was (51.8±10.4)years.The aver age support time was(109.8±27.1) hours. Three (50%) patients successfully weaned from ECMO and 1 (16,7%) was discharged from hospital. Complications:renal failure with continuous renal replacement therapy was seen in 4 cases,4 cases had hemorrhage(2 cases of catheter hemorrhage and 2 cases of hemothorax) and 1 case of infection after ECMO. Conclusion ECMO is an life supporting approach for patients with reversible cardiopulmonary failure after heart surgery. The keys to optimal results include earlier use of ECMO, the application of lung protective ventilation strategy,prevention and control of bleeding.

Extracorporeal membrane oxygenation；Post-heart surgery； Low cardiac output syndrom；Continuous renal replacement therapy

10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.02.09

730050 蘭州，蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院心血管外科

董書強，E-mail：dongli6983@qq.com

2016-07-21)

2016-10-24)