ECMO在危重癥心臟疾病中的應(yīng)用研究

余湘寧 趙獻(xiàn)明

摘 要：ECMO具有強(qiáng)大的心肺替代功能，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，近年來(lái)被逐漸廣泛應(yīng)用在臨床治療中，ECMO的出現(xiàn)使很多臨床危重癥的搶救成功率顯著提高，如難治性心源性休克、血流動(dòng)力學(xué)障礙、急性呼吸窘迫綜合征、心跳呼吸驟停等。本文著重對(duì)ECMO在危重癥心臟疾病的臨床應(yīng)用作一綜述。

關(guān)鍵詞：ECMO;心功能衰竭;急危重癥;急性心肌梗死

中圖分類號(hào)：R459.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.04.013

文章編號(hào)：1006-1959（2018）04-0038-04

Abstract：ECMO has a strong heart and lung function，the operation is relatively simple，in recent years has been widely used in clinical treatment，the appearance of ECMO makes the rescue many clinical critical disease success rate increased significantly，such as refractory cardiogenic shock，hemodynamic disorder，acute respiratory distress syndrome，respiratory and cardiac arrest.This article is a review of the clinical application of ECMO in critical heart disease.

Key words：ECMO;Cardiac failure;Acute and critical;Acute Myocardial Infarction

體外膜式氧合技術(shù)（extracorporeal membrane oxy-genation，ECMO）是一種短期呼吸替代兼有循環(huán)輔助功能的裝置，也是代表一個(gè)醫(yī)院，乃至一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家的危重癥急救水平的一門技術(shù)。ECMO的組成包括：血管內(nèi)插管、人工心臟（動(dòng)力泵）、人工肺（氧合器）、以及連接管、供氧管、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，臨床上為提高應(yīng)急搶救能力，將可拋棄部分組成套包裝置，將不可拋棄部分綁定存放并設(shè)計(jì)為可移動(dòng)裝置。ECMO的原理是將靜脈血引出體外，經(jīng)過(guò)特殊材質(zhì)人工心肺旁路排除CO2并氧合后，通過(guò)驅(qū)動(dòng)泵輸回體內(nèi)的動(dòng)、靜脈系統(tǒng)，發(fā)揮替代部分心肺功能的作用，從而有效維持人體臟器氧合血供。在臨床診療中，當(dāng)患者心肺功能嚴(yán)重?fù)p害甚至衰竭時(shí)，應(yīng)用ECMO可替代肺臟的氣體交換氧合功能和心臟泵血功能，提供強(qiáng)大的呼吸、循環(huán)支持，V-A ECMO至少可以提供機(jī)體50%以上的心排血量[1-2]。1953年Gibbon在心臟手術(shù)實(shí)施的體外模式氧合技術(shù)具有劃時(shí)代的意義，這不但使心臟外科迅猛發(fā)展，同時(shí)在急救技術(shù)方面得到明顯提高。

1 ECMO適應(yīng)癥及并發(fā)癥

ECMO的適應(yīng)證主要包括可逆的心肺功能衰竭或等待移植的心肺功能過(guò)渡支持，具體為：①各種心臟手術(shù)后無(wú)法脫離體外循環(huán);②心臟移植術(shù)后、大量使用后正性肌力藥物仍未能糾正的低心排量;③心肺復(fù)蘇術(shù)后未能恢復(fù)自主呼吸和有效循環(huán);④肺氧合功能障礙;⑤人工通氣3 h仍不能保證機(jī)體氧合;⑥急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征（ALI/ARDS）經(jīng)常規(guī)治療無(wú)效等。

對(duì)于不可逆的心功能衰竭患者，如缺血性心肌病、擴(kuò)張型心肌病晚期等，通常只能實(shí)施心臟移植術(shù)來(lái)提高生存率，但患者如果在等待心臟供體期間出現(xiàn)心功能急劇惡化，就會(huì)喪失最后治療機(jī)會(huì);對(duì)于可逆的心功能衰竭患者，比如爆發(fā)性心肌炎，能改善其預(yù)后的關(guān)鍵在于有效幫助患者渡過(guò)嚴(yán)重的心源性休克期。所以，對(duì)于需要行心臟移植術(shù)的心功能衰竭患者，在等待心臟供體期間盡量延長(zhǎng)生命，或者幫助可逆的心功能衰竭患者順利渡過(guò)心源性休克期，讓心功能有效恢復(fù)成為重度心功能衰竭治療的關(guān)鍵。

ECMO的并發(fā)癥可分為機(jī)械性并發(fā)癥和與病人相關(guān)的機(jī)體性并發(fā)癥兩大類：機(jī)械性并發(fā)癥主要包括氧合器功能障礙、管道崩裂、聚功能障礙及插管問(wèn)題等;機(jī)體性并發(fā)癥較多，與不同個(gè)體有關(guān)，主要包括出血、感染、急性腎損傷、溶血、多器官功能不全（multiple organdys function syndrome，MODS）、機(jī)體缺血等。

2 ECMO發(fā)展歷程

ECMO最早在20世紀(jì)60年代末提出，是將體外心肺支持技術(shù)用于呼吸功能衰竭的治療，直到1972年ECMO支持治療成功救治了第1例急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）患者，2005年應(yīng)用ECMO成功救治了非特異性間質(zhì)性肺病兒童患者，ECMO 在救治危重呼吸衰竭循環(huán)患者的應(yīng)用與日俱增[3]。此后，ECMO迅速發(fā)展，1980年建立第一個(gè)ECMO治療中心，至2008年世界各地已有170 多個(gè)ECMO治療中心[2]。

研究表明，ECMO對(duì)于改善危重癥患者預(yù)后具有重要意義[4]。ECMO在治療嚴(yán)重的心肺功能障礙患者上發(fā)揮重要的支持作用并在我國(guó)逐步推廣[5]。阜外心血管病醫(yī)院開展ECMO治療8年共治療193例患者（主要為循環(huán)支持），平均存活率為60%，在2008年36例通過(guò)ECMO治療的患者有75%患者治療有效出院[1];20世紀(jì)末，由廣東中山市人民醫(yī)院在臨床上成功地開展ECMO，搶救很多瀕臨死亡的極重癥急性呼吸衰竭和心力衰竭患者;在ECMO救治重度心肺功能衰竭方面取得了良好的臨床效果。

3 ECMO在心功能衰竭方面的應(yīng)用

心臟急、危重癥患者常常會(huì)并發(fā)難治性心源性休克或嚴(yán)重的血流動(dòng)力學(xué)障礙，單純依賴藥物治療效果非常有限，即使使用主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏（intra-aortic balloon pump counterpulsati-on，IABP）輔助循環(huán)治療后，病死率仍然高達(dá)50%～70%[6-7]。ECMO可以對(duì)此類心肺功能衰竭的危重患者進(jìn)行有效的呼吸、循環(huán)支持，為心臟泵功能的恢復(fù)及其原發(fā)病的治療贏得時(shí)機(jī)，與傳統(tǒng)心肺復(fù)蘇（CCPR）相比，體外持續(xù)心肺復(fù)蘇（ECPR）可有效的提高IH-CA患者的生存率[8]，是目前救治難治性心源性休克，呼吸、循環(huán)衰竭的有效支持手段。

ECMO通過(guò)動(dòng)力泵有效地替代患者自體心泵，維持循環(huán)功能，代償缺血后的心臟，從而提高冠狀動(dòng)脈的灌注壓，改善心肌血液供應(yīng)，有效的減輕心肌損傷，減輕心臟負(fù)擔(dān)，促進(jìn)心臟泵功能的恢復(fù);通過(guò)維持穩(wěn)定的循環(huán)，使得擴(kuò)血管藥更安全有效，通過(guò)調(diào)節(jié)靜脈血的回流以減輕心臟前負(fù)荷;此外，更為重要的是ECMO能改善急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）重癥患者的血流動(dòng)力學(xué)，為急診開展血運(yùn)重建介入治療創(chuàng)造條件，降低危重AMI患者的病死率。在一項(xiàng)單中心回顧性研究中[9]，219例合并心源性休克的患者中有115例患者接受了PCI聯(lián)合ECMO治療，而104例患者僅接受了PCI治療，ECMO組30 d的病死率接近60%，而非ECMO組病死率為35%（P=0.003）。對(duì)于并發(fā)癥方面，2013年在20個(gè)研究機(jī)構(gòu)的1866例患者的Meta分析[10]中，17項(xiàng)研究報(bào)告出院生存率534例，累積生存率1529例，范圍在20.8%～65.4% ，對(duì)192～1452例患者的并發(fā)癥進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，95%并發(fā)癥的發(fā)生率如下：下肢缺血為16.9%（12.5%～22.6%）;筋膜室綜合征或進(jìn)行筋膜切開術(shù)占10.3%（7.3%～14.5%）;下肢截肢占4.7%（2.3%～9.3%）;腦血管意外占5.9%（4.2%～8.3%）;神經(jīng)相關(guān)并發(fā)癥13.3%（9.9%～17.7%）;急性腎損傷占55.6%（35.5%～74.0%）;腎衰竭進(jìn)行腎替代治療占46.0%（36.7%～55.5%）;出血40.8%（26.8%～56.6%）;心臟術(shù)后需緊急開胸手術(shù)41.9%（24.3%～61.8%）;感染30.4%（19.5%～44.0%）。因此，盡管ECMO在危重癥心臟病患者救治中取得較好的效果，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)明顯的并發(fā)癥，考慮到使用過(guò)程中仍存在較多的并發(fā)癥和較高的病死率，應(yīng)慎重決定該裝置的使用[11，12]。使用ECMO治療過(guò)程中，不僅要注意原發(fā)病的治療，還要注意控制ECMO相關(guān)的急性腎損傷，缺血、出血，感染等并發(fā)癥[13]。應(yīng)該在心源性休克患者中進(jìn)行ECMO治療前對(duì)患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)-效益的充分綜合評(píng)估。

3.1急性心肌梗死 ?ECM0在AMI危重癥患者的應(yīng)用主要是以下幾個(gè)方面[14]： ①過(guò)渡到下一步治療（ bridge-to-decision）：ECMO為患者提供了有效的循環(huán)支持，使患者有時(shí)間和機(jī)會(huì)得到進(jìn)一步的救治，例如進(jìn)行 PCI 或 CABG等治療。②過(guò)渡到康復(fù)（bridge-to-recovery）：進(jìn)行PCI 或 CABG等治療，冠狀動(dòng)脈再通后，但病人仍出現(xiàn)嚴(yán)重心律失常，通過(guò)開展ECMO技術(shù)使得心臟得到休息和心功能好轉(zhuǎn)、恢復(fù)。③過(guò)渡到長(zhǎng)時(shí)間輔助裝置（bridge-to-bridge）：通過(guò)ECMO治療但心功能仍不恢復(fù)，預(yù)計(jì)進(jìn)行心臟移植但尚不能獲得合適供體的患者，通過(guò) ECMO治療可過(guò)渡到長(zhǎng)時(shí)間的高級(jí)輔助循環(huán)裝置治療。④過(guò)渡到心臟移植（bridge-to-transplantation）：心臟移植前必要的維持治療。⑤體外持續(xù)心肺復(fù)蘇（ECPR）：惡性、致死性心律失常，如心室顫動(dòng)，是 AMI患者早期出現(xiàn)死亡最常見的原因，如發(fā)生難治性或不可逆的心跳驟?；蛐枰呐K移植術(shù)，盡快進(jìn)行ECMO治療是ECPR重要的適應(yīng)證。

急性心肌梗死（AMI）是一種嚴(yán)重威脅人類健康的疾病，及時(shí)準(zhǔn)確做出診斷并給予積極的救治是降低急性心肌梗死患者的死亡率、改善未來(lái)長(zhǎng)期預(yù)后的關(guān)鍵。心源性休克（cardio-genic shock，CS）是急性心肌梗死患者常見的嚴(yán)重并發(fā)癥，大約5%～10%的急性心?；颊呖赡馨l(fā)生嚴(yán)重心源性休克;進(jìn)行介入治療和藥物治療是其重要的組成部分，盡早通過(guò)介入治療可以使患者的死亡率下降25%以上。可是，大部分正性肌力藥物和血管活性藥物可產(chǎn)生嚴(yán)重的不良反應(yīng)，而且已經(jīng)出現(xiàn)心源性休克的患者，內(nèi)環(huán)境極不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)酸堿失衡、電解質(zhì)紊亂，緊急開展介入治療的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)極大增加。對(duì)于心源休克患者，先開展ECMO輔助有效循環(huán)，再進(jìn)行相關(guān)介入檢查和治療，如經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈成形術(shù)（PTCA），冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（CABG）等，ECMO可極大避免低心排量引起的各類并發(fā)癥，同時(shí)對(duì)于進(jìn)行冠脈介入治療也比較安全[15]。對(duì)于急性心肌梗死合并心源性休克的患者，ECMO輔助機(jī)體的循環(huán)呼吸功能，維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境和血流動(dòng)力學(xué)的相對(duì)穩(wěn)定，保證全身氧供，為心肺功能恢復(fù)贏得寶貴的時(shí)間[16]。劉迎午等[17]在一組研究分析中急性心肌梗死患者在 V-A ECMO輔助下行緊急介入治療，19例患者存活8例（42.1%），死亡11例（57.9%），死因?yàn)槎嗯K器功能衰竭，其中腦出血1例，外傷性腦出血1例，下肢缺血1例，結(jié)論是急性心肌梗死合并心源性休克或心源性猝死時(shí)，在ECMO輔助下進(jìn)行介入治療是可行的，死亡患者均因?yàn)槌霈F(xiàn)多臟器功能衰竭，如果能把握開展ECMO治療時(shí)機(jī)，可能會(huì)進(jìn)一步改善患者預(yù)后。

3.2心臟術(shù)后循環(huán)衰竭 ?ECMO已廣泛應(yīng)用國(guó)內(nèi)外心臟手術(shù)、心臟移植的患者，給心功能衰竭患者在下一步治療、手術(shù)和恢復(fù)中贏得寶貴時(shí)間。對(duì)于循環(huán)衰竭患者的支持治療，采用V-A ECMO 的方式。有研究顯示，在心功能衰竭患者中，ECMO輔助支持治療可以提供大約30%以上的心排血量，從而增加患者的血液循環(huán)[18]。國(guó)內(nèi)阜外醫(yī)院等多家醫(yī)院報(bào)道很多關(guān)于ECMO在心臟外科的取得成功的病例[19]，但是，應(yīng)用ECMO出現(xiàn)的并發(fā)癥仍能使患者發(fā)生死亡或遺留嚴(yán)重后遺癥[20]。所以選擇開展ECMO治療的時(shí)機(jī)和積極處理循環(huán)衰竭導(dǎo)致的并發(fā)癥，對(duì)于挽救患者生命至關(guān)重要。在心臟手術(shù)后ECMO應(yīng)用的適應(yīng)證：①大劑量的正性肌力藥物或血管活性藥物治療，心功能未見改善;②出現(xiàn)循環(huán)衰竭，嚴(yán)重低血壓，平均動(dòng)脈壓<60 mmHg（ 新生兒<40 mmHg;嬰幼兒<50 mmHg）;尿量<0.5 ml/（kg·h）;③急性嚴(yán)重心功能衰竭，心臟移植前過(guò)渡治療，人工心臟等;④心臟手術(shù)仍不能脫離體外循環(huán)。ECMO的相對(duì)禁忌證：①先天性心臟缺陷;②惡性腫瘤;③中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變;④尚未明確的診斷;⑤肺臟、腎臟、肝臟等出現(xiàn)不可逆的終末期器官衰竭;⑥心臟手術(shù)術(shù)后難以控制的出血等[18]。

心臟移植在我國(guó)很多醫(yī)院心臟外科開展，但圍手術(shù)期的心功能衰竭，尤其是右心功能衰竭是術(shù)后早期死亡的關(guān)鍵因素[21]。心臟移植術(shù)后出現(xiàn)的嚴(yán)重肺動(dòng)脈高壓及再灌注損傷大約需要120 h左右逆轉(zhuǎn)，移植早期心肌頓抑以及血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷會(huì)加重心功能衰竭，通過(guò)有效的心肺支持治療，移植心臟的功能可以得到恢復(fù)。在心臟移植術(shù)后應(yīng)用ECMO治療，可通過(guò)減輕心臟的前負(fù)荷和減少三尖瓣反流來(lái)糾正右心功能衰竭[22]。在進(jìn)行心臟移植胡患者如果手術(shù)前有以下情況，在術(shù)中、術(shù)后可能要應(yīng)用ECMO支持治療：①存在肺動(dòng)脈高壓，長(zhǎng)期應(yīng)用強(qiáng)心、利尿等治療;②邊緣供體心臟的應(yīng)用，如供體質(zhì)量較輕，供體心臟心肌保護(hù)欠理想等;③曾進(jìn)行其他心臟手術(shù)的患者[23]。

3.3暴發(fā)性心肌炎或產(chǎn)后心肌病 ?現(xiàn)在，通過(guò)開展ECMO輔助技術(shù)在急性暴發(fā)性心肌炎或產(chǎn)后心肌病所導(dǎo)致的循環(huán)衰竭的有關(guān)研究和報(bào)道并不多。急性暴發(fā)性心肌炎或產(chǎn)后心肌病常常臨床表現(xiàn)為無(wú)任何原因的非缺血性心肌病，所以，目前認(rèn)為是相關(guān)疾病激活免疫系統(tǒng)或引起炎性反應(yīng)，通常會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重心功能衰竭，通過(guò)主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏等治療未能取得療效，如果出現(xiàn)暴發(fā)性心肌炎或產(chǎn)后心肌病常常要借助機(jī)械心臟輔助支持治療效果明顯，存活率達(dá)73.3%[24]，優(yōu)先選擇是ECMO或VAD。而且對(duì)于急性暴發(fā)性心肌炎或產(chǎn)后心肌病的患者，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間的ECMO輔助治療，通過(guò)提供有效的心肺功能代替支持治療，大多數(shù)患者能夠得到恢復(fù)或脫離器械的輔助[25]。

4 結(jié)論

ECMO技術(shù)是一種重要的高級(jí)生命支持形式，對(duì)急性心肺功能衰竭的患者具有較好的效果，它能反映一個(gè)國(guó)家和醫(yī)院在危重癥疾病方面的整體臨床救治水平，ECMO的開展和應(yīng)用能改善醫(yī)院的整體救治水平，尤其是在心臟外科、心血管內(nèi)科和重癥監(jiān)護(hù)室，甚至對(duì)整個(gè)地區(qū)危重癥疾病搶救成功率具有重要影響。ECMO主要在國(guó)內(nèi)大醫(yī)院開展，如阜外醫(yī)院、安貞醫(yī)院等，目前，ECMO的應(yīng)用呈現(xiàn)了快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，在我國(guó)多個(gè)不同層次的醫(yī)院到廣泛開展，但和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，總體成功率相對(duì)較低，臨床例數(shù)差距仍然較大，主要原因是病人經(jīng)濟(jì)條件有限和相關(guān)政策落后，導(dǎo)致ECMO普及開展救治工作受到很大限制。ECMO成功率較低與選擇ECMO的應(yīng)用時(shí)機(jī)、經(jīng)驗(yàn)積累不足、嚴(yán)重并發(fā)癥的預(yù)防和處理不當(dāng)關(guān)系很大，但隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和ECMO臨床經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，ECMO支持治療將會(huì)越來(lái)越多的應(yīng)用于急危重癥醫(yī)學(xué)，同時(shí)成功率會(huì)越來(lái)越高。

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收稿日期：2017-8-31;修回日期：2017-9-21

編輯/成森