小兒先天性心臟病體外膜氧合支持的死亡原因分析

楊麗君，葉莉芬，范 勇，林 茹，何文龍，宗 卿，趙文婷

有一部分先天性心臟病患兒會(huì)發(fā)生藥物難以控制的心肺功能衰竭，需要采用體外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持技術(shù)以維持機(jī)體的血液循環(huán)，使心肺獲得充分的休息，等待心肺功能的恢復(fù)。據(jù)體外生命支持組織（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）2016年統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，累計(jì)因心臟原因使用ECMO治療新生兒6 475例、兒童8 374例，這其中主要是在心臟手術(shù)后實(shí)施的，先天性心臟病ECMO的存活率為54%［1］。2017年對(duì)全國(guó)43家開(kāi)展心臟手術(shù)的醫(yī)院?jiǎn)柧碚{(diào)查顯示：兒童中ECMO最早開(kāi)展時(shí)間都是2004年，截止2017年6月30日共開(kāi)展ECMO例數(shù)為457例，撤機(jī)率 38.4% ～ 79.8%，存活率 26.8% ～ 62.1%［2］。與其它病種相比，先天性心臟病ECMO支持的存活率相對(duì)較低，因此，需分析其死亡原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以期進(jìn)一步提高ECMO治療生存率。

1 資料與方法

1.1臨床資料 回顧性采集2010年1月至2018年12月在本中心先天性心臟病行ECMO支持患兒33例，其中采用靜脈-動(dòng)脈（veno-artery，V-A）ECMO模式支持32例，采用靜脈-靜脈（veno-venous，V-V）ECMO支持1例?；純浩骄挲g9個(gè)月（1 d～13 歲），平均體重 5.8（2.7～35）kg，平均輔助時(shí)間為3.4 d（8 h～12.5 d）。 其中，男 25 例，女 8 例，新生兒占 36.4%（12／33），28 d～1 歲占 54.5%（18／33），年齡＞1歲占 9.1%（3／33）。 ECMO 適應(yīng)證分組情況：心臟手術(shù)脫機(jī)困難24例，心臟術(shù)后心源性休克7例，心臟術(shù)前ECMO輔助2例。其中，行根治手術(shù)28例，姑息手術(shù)3例。見(jiàn)表1。

1.2ECMO指征 ECMO介入標(biāo)準(zhǔn)：①心臟指數(shù)＜2.0 L／（m2·min）＞3 h；②代謝性酸中毒 BE＜-5 mmol／L、乳酸＞3 mmol／L＞3 h；③少尿＜0.5 ml／（kg·h）＞3 h；④新生兒平均動(dòng)脈壓（MAP）＜40 mm Hg，嬰兒MAP＜50 mm Hg，兒童 MAP＜60 mm Hg；⑤心臟術(shù)后脫機(jī)困難（基于手術(shù)畸形矯治確切）。

1.3ECMO建立 采用德國(guó)MAQUET離心泵，根據(jù)患兒體重選擇相應(yīng)ECMO套包（德國(guó)Medos），新生兒采用 Medos 800，5～20 kg的嬰幼兒采用 Medos 2400套包，20 kg以上的兒童采用Medos 7000套包。V-A ECMO患兒采用中央插管，V-V ECMO采用頸部雙腔管。所有患兒插管前靜脈給予肝素1 mg／kg。預(yù)充液包含10 mg肝素，20%的白蛋白10 g，5%碳酸氫鈉10 ml，10%葡萄糖酸鈣10 ml。若體重＜20 kg，預(yù)充紅細(xì)胞1 U。

1.4ECMO運(yùn)行管理 ECMO早期以100～150 ml／（min·kg）的高輔助流量運(yùn)行，以改善組織灌注，償還氧債，糾正內(nèi)環(huán)境。紅細(xì)胞比容維持在0.35以上，靜脈血氧飽和度維持在65%以上。予呼氣末正壓5 cmH2O適當(dāng)減少肺循環(huán)回流到左心的血量，如患兒心臟有效搏出量少，收縮無(wú)力，左心擴(kuò)大，需考慮有左心潴留的情況，需采取經(jīng)左房置管左心減壓術(shù)。第一日液體進(jìn)出量以維持ECMO流量為主，盡量做到液體進(jìn)出平衡，流量穩(wěn)定后每日液體負(fù)平衡10%，嚴(yán)格限制液體總量，必要時(shí)泵注速尿。外科嚴(yán)密止血后，在沒(méi)有明顯出血的情況下，活化凝血時(shí)間（activated clotting time，ACT）＜200 s開(kāi)始使用肝素，維持 ACT 160～180 s，血小板計(jì)數(shù)＞100×109／L，纖維蛋白原＞0.8～1.0 g／L。 如有大量出血的情況，ECMO第一日可以暫時(shí)不用肝素。

1.5ECMO撤離 當(dāng)心功能基本恢復(fù)并有一定的儲(chǔ)備時(shí)，逐漸減低輔助流量，進(jìn)行心功能鍛煉，同時(shí)增加血管活性藥的用量，適當(dāng)延長(zhǎng)ACT時(shí)間，當(dāng)輔助流量減少到全流量的10%～20%（新生兒由于總流量較小，流量減少至20%～40%）時(shí)可以嘗試終止ECMO，觀察約30 min循環(huán)呼吸平穩(wěn)拔除插管。

2 結(jié) 果

33例先天性心臟病ECMO支持的患兒，總體脫機(jī)率為 60.6%（20／33），治愈出院率為 45.5%（15／33），1 年生存率 36.4%（12／33）。 院內(nèi)死亡病例 18例，死亡率為54.5%。

院內(nèi)死亡的18例，死亡原因?yàn)椋盒墓δ懿豢赡?例，多臟器衰竭4例，嚴(yán)重低氧血癥無(wú)法糾正2例，難治性出血1例，止血不嚴(yán)致心包填塞1例，ECMO撤除后突發(fā)大出血1例，突發(fā)心臟驟停1例。自動(dòng)出院2例，原因?yàn)椋阂蚝碥浕磸?fù)呼吸道感染致呼吸機(jī)撤離困難家屬放棄拔除氣管插管自動(dòng)出院1例，嚴(yán)重肝功能衰竭放棄治療自動(dòng)出院1例。

ECMO結(jié)果顯示：①單純左心功能不全的大動(dòng)脈轉(zhuǎn)位（transposition of the great artery，TGA）輔助效果佳（4／5），其中1例撤機(jī)后因肺部感染致呼吸窘迫綜合征死亡；②TGA合并4例伴冠脈畸形、3例伴左室流出道狹窄（包括主動(dòng)脈弓畸形）均死亡；③1例左心發(fā)育不良存活；④術(shù)后心源性休克上機(jī)時(shí)機(jī)較晚2例死亡，余5例均短期存活；⑤術(shù)前嚴(yán)重低氧的復(fù)雜先心急診手術(shù)后轉(zhuǎn)ECMO的3例中死亡1例，而TGA術(shù)前采用ECMO支持的2例均于術(shù)前死亡。⑥ECMO期間因畸形矯治不滿意再次手術(shù)干預(yù)后的2例均撤機(jī)成功，且存活出院。見(jiàn)表1。

3 討 論

3.1TGA術(shù)后患兒的ECMO支持 完全性TGA部分患兒因左心功能障礙或者合并肺動(dòng)脈高壓需要心肺功能支持，對(duì)于這部分患兒，V-A ECMO能提供全心功能和肺功能輔助，幫助患兒渡過(guò)難關(guān)［3-4］。單純左心功能不全的 TGA，大動(dòng)脈調(diào)轉(zhuǎn)術(shù)（artery switch operation，ASO）術(shù)后的可逆性左心低心排血量主要有兩種原因：一是體外循環(huán)手術(shù)心肌缺血再灌注損傷導(dǎo)致的心肌頓抑；二是術(shù)后功能左心室為原來(lái)的解剖右心室，術(shù)前承擔(dān)后負(fù)荷較低的右心室功能，術(shù)后暫時(shí)不能適應(yīng)負(fù)荷體循環(huán)的左心室功能。此類(lèi)TGA患兒往往手術(shù)矯正滿意，冠狀動(dòng)脈供血良好，僅左心功能暫時(shí)不能適應(yīng)體循環(huán)壓力負(fù)荷，盡管暫時(shí)性的心功能?chē)?yán)重不良，經(jīng)ECMO支持后一般能在4～6 d內(nèi)恢復(fù)。

表1 本組患兒診斷、手術(shù)方式及轉(zhuǎn)歸（n＝31）

然而，合并冠脈畸形（包括冠脈壁內(nèi)型、單冠以及兩個(gè)冠脈口接近伴異常走行）的TGA患兒ECMO支持的致病率和死亡率高［5-6］。此類(lèi)TGA的冠狀動(dòng)脈移植難度大，容易梗塞造成遠(yuǎn)端的心肌缺血。此類(lèi)TGA患兒的死亡率大大增高，ECMO的輔助效果也很差，術(shù)后遠(yuǎn)期也可能出現(xiàn)冠脈口狹窄甚至突發(fā)猝死［7］。本組3例左冠壁內(nèi)型病例，2例未能撤離ECMO，1例ECMO撤離25 d后突發(fā)心臟驟停死亡。1例單冠狀動(dòng)脈的病例，因ECMO撤離后心功能不全，延遲關(guān)胸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)致繼發(fā)感染死亡。此類(lèi)病例對(duì)手術(shù)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)是極大的挑戰(zhàn)，把握ECMO指征時(shí)要充分評(píng)估冠狀動(dòng)脈移植手術(shù)是否滿意。

TGA合并左室流出道狹窄（包括主動(dòng)脈弓畸形）是ASO手術(shù)死亡的危險(xiǎn)因素之一［8］。本組1例TGA合并左室流出道的患兒年齡為3周歲，經(jīng)ECMO聯(lián)合左心輔助后有所恢復(fù)，最終死于難以糾正的右心衰。對(duì)于這種大年齡TGA，心肌結(jié)構(gòu)已有重塑的難治性心力衰竭，ECMO和左心輔助可作為術(shù)后短期循環(huán)過(guò)渡，可能最終需要置入人工心臟或心臟移植。2例合并主動(dòng)脈弓畸形的TGA病例，手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、低灌注時(shí)間長(zhǎng)、出血多難控制且合并有肺高壓。盡管輔助早期出血多，循環(huán)維持比較困難，但仍需盡早以大流量輔助以?xún)斶€氧債。此類(lèi)患兒需要ECMO支持輔助時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，為防止延遲關(guān)胸引起繼發(fā)感染，可將插管轉(zhuǎn)移至頸部并關(guān)胸。操作期間需謹(jǐn)防ECMO系統(tǒng)進(jìn)氣，頸內(nèi)靜脈切開(kāi)置管時(shí)必須停ECMO，避免離心泵負(fù)壓吸人大氣，停ECMO期間上調(diào)呼吸機(jī)參數(shù)和血管活性藥物劑量。

3.2左心房發(fā)育不良術(shù)后患兒的個(gè)體化ECMO管理 左心發(fā)育不良是一種少見(jiàn)、復(fù)雜、死亡率極高的先天性心臟畸形，術(shù)后可能需要ECMO進(jìn)行心功能支持［9］。本例左心發(fā)育不良患兒行NorwoodⅠ期＋Sano術(shù)的手術(shù)方式，術(shù)后脫機(jī)困難，行ECMO支持。總結(jié)左心發(fā)育不良患兒的ECMO管理經(jīng)驗(yàn)，其重中之重是制定個(gè)體化的管理方案，微調(diào)體肺循環(huán)的平衡。管理上根據(jù)動(dòng)脈氧飽和度和全身灌注情況來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。動(dòng)脈氧飽和度在75%～85%之間，可以保持一個(gè)良好的體肺循環(huán)血流比。若動(dòng)脈氧飽和度超過(guò)80%～85%，且外周灌注不佳，則應(yīng)降低氧濃度和每分鐘通氣量，以免肺血管過(guò)度擴(kuò)張導(dǎo)致肺血過(guò)多；反之，若動(dòng)脈氧飽和度低于70%～75%，則應(yīng)增加氧濃度和每分鐘通氣量，以增加肺血流，提高氧飽和度。另外，還可以精確應(yīng)用增加或者降低體肺循環(huán)的藥物以達(dá)到體肺循環(huán)的平衡。

3.3嚴(yán)重低氧血癥時(shí)ECMO支持與急診手術(shù)的選擇 本組5例術(shù)前低氧血癥的患兒，3例行急診手術(shù)治療，2例TGA選擇先行ECMO治療，結(jié)果各異。3例急診手術(shù)患兒中，死亡的1例患兒在術(shù)前已經(jīng)嚴(yán)重缺氧超過(guò)24 h，急診手術(shù)后脫機(jī)困難轉(zhuǎn)ECMO治療，支持24 h后乳酸仍＞10 mmol／L，最后多臟器衰竭、顱內(nèi)出血、DIC死亡。余2例存活患兒低氧低血壓時(shí)間分別為6 h和7 h左右，急診術(shù)后仍存在高乳酸血癥，脫機(jī)困難，轉(zhuǎn)ECMO治療后乳酸下降理想。

TGA病理生理特點(diǎn)為體肺兩大循環(huán)需經(jīng)房間隔缺損（atrial septal defect，ASD）、室間隔缺損（ ventricular septal defect，VSD）在心內(nèi)以及經(jīng)動(dòng)脈導(dǎo)管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）在主、肺動(dòng)脈之間進(jìn)行血液混合，以滿足全身氧供的需求。室間隔完整性的TGA，當(dāng)ASD較小或者PDA縮?。P(guān)閉不能進(jìn)行充分的心內(nèi)分流或PDA水平的分流時(shí)容易造成嚴(yán)重低氧血癥，并且病情發(fā)展迅速。本中心1例行V-V ECMO但選擇的雙腔管置管不理想造成再循環(huán)血量多，未能及時(shí)改善氧合。另1例因ASD較小，行V-A ECMO后，大量體循環(huán)血液經(jīng)PDA流入肺循環(huán)系統(tǒng)但無(wú)法在心房水平分流至體循環(huán)，造成嚴(yán)重肺出血。立即結(jié)扎PDA后，雖然止住了肺出血，但是造成了體循環(huán)和肺循環(huán)幾乎沒(méi)有交通，患兒死亡。TGA術(shù)前低氧血癥優(yōu)選V-V ECMO支持，但假如同時(shí)伴有嚴(yán)重心功能不全，需采取V-A ECMO模式支持。國(guó)內(nèi)外均有報(bào)道成功應(yīng)用V-A ECMO成功救治室間隔完整性TGA的經(jīng)驗(yàn)［10-11］。V-A ECMO并不是不可行，前提是需要足夠大的ASD以及PDA來(lái)保障體肺循環(huán)的交通。因此，對(duì)于ASD極小、分流受限的TGA患兒，需先行房間隔擴(kuò)大術(shù)或者急診手術(shù)。

當(dāng)患兒情況危急的時(shí)刻，是否選擇急診手術(shù)，需要進(jìn)一步評(píng)估其缺血缺氧的時(shí)間以及原發(fā)性心臟病的類(lèi)型及解剖特點(diǎn)。必要時(shí)，可先行ECMO治療改善內(nèi)環(huán)境，再行手術(shù)治療，以免二次打擊，造成臟器功能損傷等不可逆的后果。

3.4術(shù)后心源性休克時(shí)機(jī)的把握 由于復(fù)雜先天性心臟病患兒體外循環(huán)時(shí)間及手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，手術(shù)方式復(fù)雜，往往術(shù)后早期在重癥監(jiān)護(hù)室再次出現(xiàn)嚴(yán)重心源性休克，需要ECMO支持。這部分患兒往往病情十分危急，在大劑量活性藥物支持下，仍無(wú)法糾正心源性休克，導(dǎo)致乳酸的堆積。本組病例中術(shù)后心源性休克的患兒總體生存率尚可（71.4%），但有兩例患兒因錯(cuò)過(guò)搶救時(shí)機(jī)最終死亡，有不足之處。第一例患兒腎上腺素 1 μg／（kg·min），去甲腎上腺素0.2 μg／（kg·min）支持下心源性休克、少尿 7 h，乳酸上升到17 mmol／L，ECMO支持后24 h乳酸仍＞10 mmol／L，最終多臟器衰竭（肝衰、腎衰）死亡。第二例患兒因失血性休克出現(xiàn)酸中毒、高鉀血癥、乳酸高達(dá)23 mmol／L，經(jīng)外科止血后，5 h后乳酸逐漸下降至10 mmol／L左右，但仍需去甲腎上腺素、垂體后葉素維持血壓。此后，約6 h的時(shí)間乳酸清除率幾乎為零，在此期間未作出ECMO支持的決策。之后，乳酸再次上升，暗示著休克沒(méi)有糾正，決定予ECMO支持，但由于低灌注時(shí)間太長(zhǎng)，最終腎衰、高鉀血癥、DIC死亡。本中心關(guān)于乳酸與死亡率的研究表明：ECMO支持的30 d死亡率預(yù)測(cè)指標(biāo)中，ECMO前乳酸最高值的最佳界值為14.2 mmol／L；術(shù)前乳酸＞5 mmol／L的最佳界值為3.3 h，且死亡組的乳酸清除率平均值較存活組低［12］。此兩例提示，心臟術(shù)后心源性休克的患兒處于病情危重時(shí)刻，需時(shí)時(shí)評(píng)估，做出判斷。即使在有明確誘因的情況下，雖然誘因去除，但患兒因長(zhǎng)時(shí)間低灌注休克導(dǎo)致乳酸清除率明顯下降的需考慮 ECMO 支持［13］。