靜脈-動脈體外膜氧合中左心室減壓方式的研究進展

張朋賓，翟科蓉，高秉仁，李勇男

體外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持是一種體外生命支持技術(shù)，其越來越多地應用于各種危重患者救治［1］。根據(jù)國際體外生命支持組織（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，截止至2019年7月，全球共有將近12萬名患者應用ECMO［2］。近年來，我國ECMO例數(shù)呈現(xiàn)逐年上升趨勢，2018年全國開展ECMO約為2 655例［3］。

靜脈-動脈（veno-arterial，V-A）ECMO可以同時提供循環(huán)和呼吸支持，為心源性休克或心臟驟?；颊邉?chuàng)造等待心肌恢復的時間、提供過渡至長期機械循環(huán)支持或心臟移植的條件［4］。雖然，V-A ECMO引流靜脈血減低右心室前負荷，但逆向血流灌注會導致左心室后負荷增加，對于存在嚴重左心功能障礙的患者而言，此時左心室可能不能將足夠的血液泵出，左心室舒張末期壓力升高，會導致心內(nèi)膜下缺血等不良結(jié)局［5-6］。左心室壓力負荷過高會導致左心室擴張，進而導致左心房壓力升高和急性肺組織水腫，左心室壓力負荷過高會增加室壁壓力和心肌耗氧量，影響心室功能的恢復。當左心室收縮功能明顯受損并且左心后負荷處于極度增高狀態(tài)時，在V-A ECMO處于高流量狀態(tài)下，即使在收縮期，主動脈瓣仍無法開放，這會導致左心室血液瘀滯與血栓形成（圖1）［7-8］。由于在V-A ECMO輔助期間，左心室后負荷增加會限制心功能的恢復，對患者遠期預后產(chǎn)生不良影響［9］。值得注意的是，盡管V-A ECMO增加了心臟后負荷，但是相關(guān)的副作用并不總是存在；或者存在輕微的副作用，但患者的血流動力學及心臟結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)異常。因此，V-A ECMO期間應用左心室減壓技術(shù)，可以減少或者避免左心室后負荷增加帶來的相關(guān)并發(fā)癥［8］。目前，臨床上應用的左心室減壓技術(shù)包括：通過經(jīng)胸與經(jīng)皮途徑置入左心減壓管，或聯(lián)合應用其他輔助裝置進行左心室減壓。但是，左心室減壓技術(shù)大部分具有侵入性，各種左心室減壓方式的安全性和有效性仍存在爭議，本文將對現(xiàn)有臨床的左心室減壓技術(shù)作一綜述。

圖1不同V-A ECMO流量與左心室壓力容積環(huán)

1 經(jīng)胸途徑左心室減壓術(shù)

對于心臟手術(shù)后需應用V-A ECMO的患者來說，可以在術(shù)中或結(jié)束時立即置入左心室減壓導管［8］。通過右上肺靜脈置入左心室減壓管道時，應用Y型管道連接至ECMO的靜脈通路，這種方式可置入較大直徑的左心室減壓管，充分保證減壓流量與效果［10］。Weymann等報道通過右上肺靜脈對VA ECMO的成人患者進行左心室減壓，并且經(jīng)胸超聲可以指導左心室減壓管道的放置并評估左心室的擴張程度［10］。Sandrio 等通過此方法對8名ECMO患兒進行左心室減壓，未觀察到心室內(nèi)血栓與血栓栓塞性卒中等并發(fā)癥，證明其在小兒ECMO時的安全性與有效性［11］。除上述入路外，還可通過左心耳、肺動脈、心尖放置左心室減壓管。特別是，由于患兒肺靜脈相對狹小，左心室減壓管可能會損傷患兒肺靜脈，因此，在V-A ECMO輔助期間，經(jīng)肺動脈途徑可能是患兒左心室減壓的有效方法。Kimura等曾報道經(jīng)肺動脈行左心室減壓技術(shù)，臨床效果滿意［12］。 Tepper 等曾報道經(jīng)左心室心尖與左心房減壓，肺動脈舒張壓明顯減低，肺水腫得到改善［13］。

除傳統(tǒng)手術(shù)方式外，微創(chuàng)手術(shù)可經(jīng)胸部劍突下與前外側(cè)入路行左心減壓，其中經(jīng)前外側(cè)入路最常見。Keenan等在超聲引導下經(jīng)右側(cè)小切口行左心室減壓，患者血流動力學明顯改善并成功脫機［14］。Centofanti等經(jīng)左前外側(cè)入路經(jīng)心尖置入左心室減壓管道行左心室減壓，患者心臟排出量明顯改善［15］。Guirgis等報道經(jīng)劍突下入路，暴露心尖后置入16～20 Fr 管道行左心室減壓［9］。此外，Eudailey等曾報道經(jīng)橫膈行左心室減壓術(shù)［16］。

2 經(jīng)皮途徑左心室減壓術(shù)

除經(jīng)胸途徑外，在主動脈、房間隔及肺動脈內(nèi)經(jīng)皮放置減壓管道，可減少傳統(tǒng)外科手術(shù)左心室減壓方式對患者的侵害性。通過股動脈或其他入路經(jīng)主動脈將左心室減壓導管送入左心室，具有快速完成左心室減壓的優(yōu)勢［17］。Hong 等報道經(jīng)股動脈入路置入5 Fr 豬尾導管，術(shù)后患者左心室射血分數(shù)與左心室舒張末期容積均存在明顯改善［18］。Chocron 等報道經(jīng)右側(cè)鎖骨下動脈入路行經(jīng)皮主動脈左心室導管減壓術(shù)［19］。當V-A ECMO患者存在心房水平的左向右分流（如房間隔缺損或卵圓孔未閉）時，其可以有效地避免左心室壓力過高［8］。因此，經(jīng)皮進行房間隔造孔，可以進行間接性左心室減壓，可通過球囊、刀片、Brockenbrough針等方式完成房間隔造口。對于患兒（如卵圓孔未閉）而言，球囊房間隔造口是一種相對適宜且可實現(xiàn)充分左心室減壓的手術(shù)方式，可在超聲引導下完成［17］。Seib等報道V-A ECMO成人患者，采用球囊房間隔造口術(shù)，術(shù)后左心室壓力和肺充血程度明顯下降［5］。但是，需要注意的是房間隔造口術(shù)是一種有創(chuàng)操作，可能出現(xiàn)心包積液、心臟填塞及室性心律失常等并發(fā)癥，并且其屬于間接的左心室減壓，無法預防左心室血液瘀滯與血栓形成。雖然，有研究報道大部分醫(yī)源性房間隔缺損有自發(fā)閉合的趨勢，但是很多患者仍需要手術(shù)修復［20］。Bernhardt 等報道在X線透視或者超聲引導下，經(jīng)股靜脈將減壓導管穿房間隔送入左心房進行左心室減壓［21］。Na 等曾報道運用Brockenbrough針行房間隔造口術(shù)后，通過股靜脈穿房間隔缺口于左心房內(nèi)置入具有多個側(cè)孔的單靜脈套管，可實現(xiàn)雙心房減壓［22］。此外，Haynes等報道借助心房支架進行減壓，其可以確定心房水平分流量的大小并可以保持穩(wěn)定的分流量，但支架錯位等并發(fā)癥限制其運用［8，17］。經(jīng)肺動脈間接左心室減壓技術(shù)的機理為減少流入左心室的血流量，研究報道可以采用經(jīng)右頸內(nèi)靜脈和股靜脈入路將減壓管道置入至肺動脈對患者進行左心室減壓［23-24］。

3 主動脈內(nèi)球囊反搏（intra-aortic balloon pump，IABP）

理論上，IABP 可以增加主動脈舒張壓和冠狀動脈的血流量并可以降低左心室后負荷［5，8］。Sauren等進行動物實驗發(fā)現(xiàn)，IABP 可減低V-A ECMO期間左心室后負荷并可增加冠狀動脈血流量［8］。V-A ECMO聯(lián)合IABP 應用在臨床實踐中被廣泛使用，部分ECMO中心對于V-A ECMO的患者已經(jīng)常規(guī)聯(lián)用IABP 輔助支持。Santise等研究發(fā)現(xiàn)V-A ECMO聯(lián)合IABP 明顯提高撤機率和患者生存率［25］。阜外醫(yī)院研究結(jié)果表明，ECMO聯(lián)合IABP 可提高心臟術(shù)后心源性休克患者的生存率［26］。Brechot等證明IABP 可減輕心源性休克患者應用V-A ECMO期間出現(xiàn)的肺水腫［27］。但有研究發(fā)現(xiàn)，與單獨使用ECMO相比，ECMO聯(lián)合IABP 臨床效果無明顯獲益［28-30］。2018年，筆者團隊納入29個臨床研究進行Meta 分析，發(fā)現(xiàn)與單用V-A ECMO相比，V-A ECMO聯(lián)合IABP 可明顯降低住院死亡率，在體外心肺復蘇（extracorporeal cardiopulmonary resuscitation，ECPR）、心臟術(shù)后心源性休克及缺血性心臟病亞組分析中也得到了相似的結(jié)果，并且在神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥、胃腸和肢體并發(fā)癥方面未發(fā)現(xiàn)明顯差異［31］。

4 Impella

Impella 是一種微小軸流血泵裝置，該裝置橫跨主動脈瓣，一部分位于左心室，一部分位于主動脈中，其通過主動從左心室泵出血液達到左心室減壓的效果，可以減少心室前負荷，不增加后負荷［5，32］。在X線透視或超聲引導下，Impella 可在經(jīng)皮條件下通過股動脈或腋動脈、主動脈及主動脈瓣途徑完成放置。Impella 泵入主動脈的血流可帶動主動脈根部的血液流動，防止主動脈根部血流瘀滯與血栓形成，避免冠狀動脈血栓栓塞等血管并發(fā)癥［5］。Pappalardo 等發(fā)現(xiàn)Impella 聯(lián)合V-A ECMO與單用V-A ECMO相比，住院患者死亡率明顯降低（47%vs.80%，P＜0.001），兩組出血事件發(fā)生率未見明顯差異［33］。Fiedler 等同樣證實V-A ECMO聯(lián)合Impella與單用V-A ECMO相比可改善患者左心室功能和提高患者生存期［34］。但是，值得注意的是，Impella左心室減壓效果明顯，但會增加溶血風險，是臨床醫(yī)生需要警惕的問題［35］。

表1左心室減壓技術(shù)總結(jié)

5 TandemHeart

TandemHeart 通過引流出左心房血液，減少流入左心室血流量，發(fā)揮間接的左心室減壓功能［36］。該裝置流入管道可通過上腔靜脈或下腔靜脈經(jīng)右心房，穿過房間隔放置左心房中，進而引流左心房中的血液，流出通道則將血液經(jīng)股動脈泵入主動脈中［8，36］。Li等報道V-A ECMO聯(lián)合TandemHeart 可以提高患者血流動力學的穩(wěn)定性并扭轉(zhuǎn)患者循環(huán)衰竭狀態(tài)［37］。 TandemHeart 有效性得到證明，但在置入TandemHeart 左心房引流管過程中，會存在穿透主動脈根部、冠狀動脈竇、右心房后游離壁等風險，值得臨床醫(yī)生警惕［37］。

6 展望

V-A ECMO應用期間因左心室后負荷的增加，會導致的心臟功能恢復延遲及其他并發(fā)癥，其是臨床關(guān)注的不良影響之一。一項Meta 分析證實，在V-A ECMO應用期間，左心室減壓術(shù)可明顯降低患者死亡率，并不會增加患者發(fā)生出血、多器官功能障礙、卒中或短暫性腦缺血發(fā)作及肢體缺血性損傷等并發(fā)癥的風險［38］。本文就臨床現(xiàn)有開展的左心室減壓技術(shù)進行總結(jié)（表1），一方面未來研究仍需要驗證不同左心室減壓技術(shù)帶來的并發(fā)癥與臨床獲益，另一方面，針對不同原因引發(fā)的難治性心源性休克，在應用V-A ECMO期間選用何種左心室減壓技術(shù)才能實現(xiàn)最有效與安全的左心室減壓，仍需要進行進一步研究。