體外膜肺氧合在新生兒復雜先天性心臟病術(shù)后救治中的效果分析

于新迪，楊寅愉，沈 佳，張明杰，劉玉潔，張 蔚，王 偉，朱德明，徐卓明，張海波

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，在各類危重患者的救治中發(fā)揮了非常重要的作用。隨著難度系數(shù)高、畸形復雜的心臟手術(shù)在新生兒中的開展增加，ECMO輔助高?；純盒呐K術(shù)后的應用也日益增多［1］。但ECMO技術(shù)應用在國內(nèi)新生兒先天性心臟?。╟ongenital heart disease，CHD）術(shù)后心衰的治療仍是很少。新生兒心臟手術(shù)后較易出現(xiàn)低心排出量綜合征（低心排）和心力衰竭，若不能及時救治，將嚴重威脅患兒生命安全。因此，及時有效的ECMO支持對降低死亡率和改善預后非常重要。本研究回顧性分析本中心2016年9月至2017年10月10例CHD心肺轉(zhuǎn)流（cardiopulmonary bypass，CPB）術(shù)后接受ECMO治療新生兒的相關(guān)資料，對其臨床情況進行分析，總結(jié)經(jīng)驗和教訓，為進一步提高ECMO輔助危重新生兒的成功率提供依據(jù)。

1 臨床資料與方法

1.1 一般資料 2016年9月至2017年10月，在上海兒童醫(yī)學中心共有10例新生兒CHD在CPB術(shù)后接受了ECMO治療，占同期新生兒心臟手術(shù)的5.88%。 其中男 8 例，女 2 例；年齡 2～25（13.5±7.45）d；體重 2.60～4.50（3.45±0.59）kg；病種分布為大動脈轉(zhuǎn)位3例，完全型肺靜脈異位連接1例，室間隔缺損合并主動脈弓部畸形（弓縮窄／弓離斷）5例，肺動脈閉鎖1例，均為CPB術(shù)后出現(xiàn)心功能衰竭或心跳驟停而接受ECMO輔助?；純狠o助循環(huán)的基本情況見表1。

1.2 適應證 因社會因素等的影響，本院尚不能嚴格參照體外生命支持組織（Extracorporeal Left Support Organization，ELSO）推薦的標準，以下是對本院10例接受ECMO支持的CHD患兒把握的應用指征：在取得監(jiān)護人知情同意的情況下，除因4例心臟驟停對常規(guī)心肺復蘇（cardiopulmonary resuscitation，CPR）無反應或反應不良實施ECMO的新生兒外，3例是心臟畸形矯正滿意但不能脫離CPB；3例在使用ECMO前的心血管活性肌力藥物評分都超過35分，且不能維持基本的循環(huán)功能。

1.3 設(shè)備耗材 ECMO設(shè)備和耗材采用Rotaflow或Sarns離心泵、中空纖維膜式氧合器（Medos HILITE 800LT嬰兒長效型膜式氧合器）、空氧混合器、變溫水箱、自制管道及動靜脈插管。若患兒在輔助中出現(xiàn)連續(xù)3 h少尿或無尿、肌酐和尿素氮大于2倍正常值以及使用腹膜透析效果不佳的情況，則在ECMO循環(huán)管道中接入連續(xù)腎臟替代治療（continuous renal replacement therapy，CRRT）系統(tǒng)。

1.4 患兒管理

1.4.1 插管及預充 所有患兒采用經(jīng)胸插管、靜脈-動脈模式在手術(shù)室或兒童心臟重癥監(jiān)護室建立循環(huán)支持。動脈灌注管置于升主動脈，靜脈引流管置于右心房，所有患兒都有左心房插管引流以減輕左心的負荷。ECMO預充的基礎(chǔ)液為乳酸林格液，預充排氣后使用濃縮紅細胞150 ml替換預充的基礎(chǔ)液，加入肝素10 mg（12 500 U＝100 mg）、10%葡萄糖酸鈣5 ml和5%碳酸氫鈉15 ml，并根據(jù)血氣結(jié)果使用5%碳酸氫鈉調(diào)節(jié)酸堿度。

1.4.2 循環(huán)管理 ECMO治療目標是采用足夠的流量維持全身循環(huán)，減少心臟負荷，使心臟休息以恢復功能。所以在ECMO初期和維持階段需要逐漸減少強心藥的劑量，維持新生兒患者120～180 ml／（kg·min）左右的高流量狀態(tài)，根據(jù)病情變化、血流動力學監(jiān)測情況、乳酸水平、血氣結(jié)果等適時調(diào)整流量，維持平均動脈血壓（mean arterial pressure，MAP）在40～70 mm Hg之間，同時持續(xù)監(jiān)測MAP、中心靜脈壓、經(jīng)皮血氧飽和度、血氣及尿量等的變化。

表1 新生兒CHD輔助循環(huán)的基本資料

1.4.3 呼吸監(jiān)護 所有患兒的呼吸機采用壓力調(diào)節(jié)容量控制+同步間歇指令通氣（PRVC+SIMV）模式。降低呼吸機參數(shù)，保持低呼吸頻率（f）在10次／min左右，潮氣量在5～8 ml／kg，呼氣末正壓5～14 cmH2O，氧濃度（FiO2）為 30%～40%，吸氣時間 0.6～0.7 s，動脈二氧化碳分壓維持在35～45 mm Hg，防止肺泡塌陷及氣壓傷的發(fā)生。

1.4.4 出凝血管理 對于已經(jīng)脫離CPB的患兒，安裝ECMO前先右房注入肝素1 mg／kg，對于不能脫離CPB的患兒，直接安裝ECMO后根據(jù)活化凝血時間（activated clotting time，ACT）的檢測結(jié)果部分中和肝素。

ECMO 期間使用肝素抗凝［3～30 U／（kg·h）］，定時監(jiān)測出凝血指標，維持ACT在160～180 s，活化部分凝血活酶時間（activated partial thromboplastin time，APTT）在50～70 s之間。根據(jù)出血部位及出血量及時開胸止血或局部壓迫止血。輸注新鮮冰凍血漿、凝血酶原復合物、單采血小板或少漿紅細胞混懸液，維持血小板水平＞80×109／L，紅細胞比容 0.35～0.40，纖維蛋白原＞1.5 g／L。 如出血嚴重，給予重組凝血VII因子。同時定時仔細觀察離心泵及管道內(nèi)有無附壁血栓形成并給予相應處理。

1.4.5 撤機 定期監(jiān)測胸片、超聲心動圖和頭顱B超來評估心肺腦等重要臟器的功能。待心功能有明顯恢復后考慮撤離ECMO，增加強心藥物劑量和恢復呼吸機設(shè)置，在保證患兒循環(huán)和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的前提下逐漸降低流量，當患兒對輔助流量的要求低于0.3 L／min左右時嘗試停機，如血壓下降≥30%，則暫緩撤機，反之則撤離ECMO。

1.5 統(tǒng)計學處理 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料采用均數(shù)±標準差（±s）表示，生存組與死亡組組間計量資料比較采用獨立樣本t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

10例接受輔助支持的CHD病例，除因心臟驟停4例和未成功脫離CPB 3例實施ECMO的患兒外，3例術(shù)后出現(xiàn)持續(xù)性低心排的患兒輔助前的心血管活性肌力藥物評分都已超過35分，且不能維持基本的循環(huán)功能，存在不能糾正的酸中毒等情況。所有患者的乳酸濃度都超過 5 mmol／L，有 7例超過 15 mmol／L。 支持時間是 11～456（116.71±120.27）h，其中成功撤機為6例，總撤機率60%，最終存活出院為4例，總存活率為40%。術(shù)后出現(xiàn)心臟驟停的為4例，撤機3例（75%），存活3例（75%）；術(shù)中無法脫離CPB直接轉(zhuǎn)換為ECMO的為3例，撤機2例（66.67%），存活 1 例（33.33%）；低心排 3 例，2 例患兒分別在輔助了25 h和50 h時家屬放棄繼續(xù)治療，撤機 1例（33.33%），無存活。

本研究中成功脫機后死亡的2例患兒的直接死亡原因均為心泵功能衰竭。在未脫機死亡的4例患兒中，有1例為殘余解剖問題導致心功能無法恢復，3例是家屬主動放棄治療（1例是因為輔助中氣道出血和腎衰，較輔助前相比雖然得到明顯改善但未痊愈；1例是因為無法承擔醫(yī)療費用；1例是因為脫機時發(fā)生意外）。生存組與死亡組在CPB時間、主動脈阻斷時間和ECMO時間未見統(tǒng)計學差異。見表2。

10例患兒在ECMO輔助期間出現(xiàn)了不同類型的并發(fā)癥，主要分為機械和機體并發(fā)癥。機械并發(fā)癥：支持期間出現(xiàn)氧合器氧合不良的為1例（10%）；離心泵前后管道發(fā)現(xiàn)附壁血栓的為1例（10%），給予更換相應管道。機體并發(fā)癥主要有：10例中有7例（70%）新生兒發(fā)生出血事件，均因不同程度的手術(shù)切口滲血導致二次或多次開胸，其中神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥（腦室出血）1例（10%）和氣道出血 1例（10%）；5例（50%）出現(xiàn)少尿甚至無尿、肌酐和尿素氮增高等急性腎功能損傷的癥狀，且因腹膜透析效果不良而使用CRRT，其中2例存活，3例死亡；感染2例（20%），肝功能異常1例（10%）。

3 討 論

ECMO輔助已經(jīng)成為CHD手術(shù)后嚴重心功能衰竭的治療手段之一。目前，隨著小兒心臟手術(shù)水平的不斷提高，先天性心臟畸形的手術(shù)年齡不斷降低，難度不斷增加，雖然畸形糾治滿意，但仍有0.6%～2%的病例術(shù)后出現(xiàn)藥物難以控制的心衰，需要ECLS技術(shù)來維持循環(huán)，從而等待心功能恢復或心臟移植［2］。

表2 兩組患者術(shù)后ECMO時間比較（±s）

表2 兩組患者術(shù)后ECMO時間比較（±s）

項目 CPB時間（min） 升主動脈阻斷時間（min） ECMO時間（h）生存組（n＝6） 133.67±51.19 71.33±6.81 85.75±14.38死亡組（n＝4） 181.50±109.21 90.67±70.06 136.83±165.99 P 值 0.44 0.35 0.12

本組病例中都為復雜CHD，如大動脈轉(zhuǎn)位、肺靜脈異位引流、室間隔缺損合并主動脈弓部發(fā)育畸形和室間隔完整的肺動脈閉鎖等，在術(shù)前均已有不同程度的缺氧和心臟負荷加重，如果得不到及時的手術(shù)治療，新生兒期死亡率非常高。由于新生兒未成熟心肌的順應性差，功能儲備低，而心臟手術(shù)中CPB的使用又加重了心肌損傷，術(shù)后心肌會有一過性水腫，進一步降低心功能，同時又因為新生兒心臟對強心藥物敏感度低等因素，導致新生兒術(shù)后心衰的發(fā)生率較高。這種情況常出現(xiàn)在心臟術(shù)后第一天內(nèi)，若及時給予ECMO支持輔助，可明顯改善患者預后，提高患兒存活率［3］。近年來國外一些心臟中心報道的兒童機械輔助的存活率已達到50%以上［4］，嬰幼兒給予ECMO支持的存活率為45%［5］。本組10例新生兒順利撤機率為60%，存活率達到40%?？梢钥闯?，CHD術(shù)后出現(xiàn)嚴重心衰的新生兒，及時應用ECMO輔助可以有效給予心臟支持，為受損的心功能提供了恢復的機會。

ECMO技術(shù)能為心臟驟停的危重患兒迅速提供有效的循環(huán)支持，保證重要臟器的氧供，所以正確掌握輔助的時機，是成功搶救對常規(guī)CPR技術(shù)反應不佳的心肺驟?；颊叩年P(guān)鍵因素。2017年7月ELSO最新數(shù)據(jù)顯示：新生兒ECMO輔助心肺復蘇（ECMO-cardiopulmonary resuscitation，ECPR）共 1 613 例，撤機 1 089例（67.51%），出院 666例（41.29%）。 也有研究統(tǒng)計兒童ECPR的撤機率在70%～80%，存活率在30%～50%［6］。但截止2017年6月30日，我國國內(nèi)大陸地區(qū)（不包括港澳臺）ECPR的新生兒共23例，撤機10例（43.48%），出院 6 例（26.09%）。 由此可見國內(nèi)兒科的ECPR的開展很少。本組4例患兒的心跳驟停均是在術(shù)后24 h內(nèi)發(fā)生，ECPR的撤機率和存活率為75%（3例）。因此，對出現(xiàn)心臟驟停的患兒進行及時有效的心肺復蘇，快速建立ECMO，能提高此類患兒生存率。

ECMO過程中或撤機后的并發(fā)癥一直是患者死亡的主要原因之一，因此及時恰當?shù)奶幚聿l(fā)癥也是ECMO支持治療成功的關(guān)鍵因素。本組患兒的術(shù)后并發(fā)癥以創(chuàng)面出血（7例）、急性腎損傷（5例）和感染（2例）最為常見。研究表明，心臟術(shù)后ECMO早期胸腔出血和大量異體輸血是ECMO失敗的重要原因［7］。由于新生兒的凝血功能處于不成熟、不完善的階段，出血是機械輔助中最常見的并發(fā)癥，主要為手術(shù)創(chuàng)面、抗凝、凝血因子消耗造成的活動性出血和廣泛滲血，嚴重的患兒需立即開胸止血。減少出血發(fā)生最主要的方法是預防，輔助過程中盡量避免侵入性操作，同時積極監(jiān)測凝血指標并對癥處理。另外，在抗凝過程中較難維持患兒機體內(nèi)部的凝血穩(wěn)態(tài)，且新生兒輔助的絕對流量偏低，所以氧合器內(nèi)容易出現(xiàn)血栓，3／8和1／4管道轉(zhuǎn)換的接頭處會引起血液湍流，是管道內(nèi)栓子形成的主要位置［8］。急性腎損傷是ECMO支持過程中的常見并發(fā)癥。肝腎等終末器官的保護直接影響ECMO輔助的患兒預后［9］。由于CPB術(shù)后患兒的全身炎癥反應、心功能嚴重受損、大劑量正性肌力藥物的使用、ECMO早期的出血對血流動力學穩(wěn)定的影響等多種因素的共同作用導致了急性腎損傷，特別是經(jīng)歷長時間CPR的患兒腎損傷更為明顯。根據(jù)具體情況酌情使用CRRT手段，能夠降低腎臟不可逆性損傷的程度并改善愈后。感染是常見并發(fā)癥之一，手術(shù)操作、延遲關(guān)胸狀態(tài)、異體輸血、各種置管和ECMO非生物材料的影響等因素使得感染的發(fā)生率明顯增加。ECMO患者的抗感染策略主要為聯(lián)合使用抗生素以及在整個過程中注意無菌操作［10］。ECMO期間的各種并發(fā)癥都可能是影響患兒預后的原因，因此，為提高ECMO支持患兒的生存率，在把握應用時機和臨床管理水平的同時必須減少相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率。

本組資料顯示，患者死亡的主要原因之一（3／6例）是心臟功能衰竭。 Agarwal［11］等報道：約四分之一的不能脫離ECMO的小兒CHD術(shù)后存在殘存心臟病變，如不能及時診斷和處理，患者難以康復。所以若外科手術(shù)對心臟畸形矯治不全，ECMO的優(yōu)越性則難以體現(xiàn)。本組患者中心臟畸形糾正不滿意的1例患者雖然輔助時間長達兩周之久，但還是無法成功脫離輔助循環(huán)的支持。因此ECMO開始前應全面評估患者心功能的可恢復性，避免無效輔助的發(fā)生。另外，本組病例脫離ECMO的6例中有2例是在脫機后8～9 h因嚴重低心排而死亡，考慮可能是脫機過早、患兒的心功能尚未得到完全的恢復，說明脫機時機的恰當評估和掌握是ECMO支持治療成功的又一重要條件。但因新生兒的絕對流量低，無法完全嚴格按照成人的標準將流量降到30%再準備撤機，所以至今沒有新生兒撤機的標準操作和參考流程，這是新生兒ECMO支持治療不同于兒童和成人的難點之一。另有1例患兒死于撤離機械輔助時發(fā)生的意外，在監(jiān)護室床邊拔除左房插管時，由于左房荷包線斷裂導致短時間內(nèi)大量出血。所以撤機時刻仍需謹慎，為減少感染和不良事件的發(fā)生率，最好在手術(shù)室內(nèi)進行。同時，經(jīng)濟問題也是阻礙ECMO順利發(fā)展的原因之一。其中1例患兒輔助了25 h后仍然無自主心率，另外1例由于術(shù)前基礎(chǔ)情況較差，雖然輔助過程中心功能逐漸恢復，腎功能和氣道出血得到明顯改善但并未痊愈。此2例未脫機患兒的家屬主要在面對高治療風險的壓力、無法預知的治療效果，最主要是無力承擔相對的高額費用，不得已在ECMO運作一段時間后無奈的選擇放棄治療。目前，我國的醫(yī)保費用還不能完全包括ECMO費用，有些患者甚至處于全自費狀態(tài)，這也是制約國內(nèi)兒科生命支持技術(shù)發(fā)展的主要因素之一。

總之，ECMO是一項重要且有效的生命支持技術(shù)。隨著醫(yī)療科技發(fā)展，對于出現(xiàn)嚴重心功能衰竭的CHD患兒，及時快速的ECMO輔助，可以維持血流動力學穩(wěn)定，保證組織的氧供，提供有效的心肺支持，從而提高新生兒復雜CHD糾治術(shù)后的生存率。應提高新生兒心臟ECMO支持的管理水平，高度重視主要臟器功能的保護，努力降低并發(fā)癥的發(fā)生率，以提高輔助支持的存活率。

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