體外膜肺氧合在麻醉重癥監(jiān)護(hù)病房的應(yīng)用進(jìn)展

徐桂萍, 石文劍, 馬琳, 張宇軒

新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院麻醉科、新疆麻醉管理臨床醫(yī)學(xué)研究中心(新疆烏魯木齊 830001)

隨著復(fù)雜疑難大手術(shù)和急危重癥患者救治能力的提升，患者圍手術(shù)期安全受到巨大的挑戰(zhàn)。《國家衛(wèi)生健康委員會(huì)辦公廳關(guān)于印發(fā)麻醉科醫(yī)療服務(wù)能力建設(shè)指南(試行)的通知》提出建設(shè)麻醉重癥監(jiān)護(hù)病房(AICU)從而保障外科手術(shù)患者的圍手術(shù)期安全，為危重癥患者提供術(shù)后復(fù)蘇、監(jiān)護(hù)及救治等服務(wù)[1]。在新型冠狀病毒肺炎重癥患者救治過程中體外膜肺氧合(ECMO)走入了人們的視線。ECMO是手術(shù)室外的體外循環(huán)(CPB)技術(shù)，最初由麻醉科的體外循環(huán)師實(shí)施，它能減輕患者的心肺負(fù)擔(dān)，為患者爭取更多的救治時(shí)間，是目前治療嚴(yán)重心力衰竭和呼吸衰竭的關(guān)鍵技術(shù)[2]。我國于20世紀(jì)末成功開展ECMO，隨著臨床需求的發(fā)展和演變，現(xiàn)今ECMO已在心臟外科手術(shù)、介入手術(shù)、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、困難氣道及心肺器官移植等麻醉重癥中開展，并取得了一定的效果[2]。而AICU的成立可為此類需要ECMO輔助治療的麻醉重癥患者提供更快捷、更有效地救治服務(wù)。AICU作為麻醉重癥的基石，為麻醉醫(yī)生管理危重癥患者奠定了基礎(chǔ)；而ECMO則是麻醉重癥的利器，為麻醉醫(yī)生救治危重患者提供了高端的技術(shù)平臺(tái)?？尚蠩CMO治療的AICU有助于保障危重疑難病例及常規(guī)治療手段無法維持呼吸循環(huán)患者的安全，提高危重癥患者的救治成功率。現(xiàn)將ECMO在麻醉重癥中的應(yīng)用進(jìn)展結(jié)合我科ECMO在AICU開展過程中的問題進(jìn)行分析。

1 ECMO在心臟手術(shù)中的應(yīng)用

ECMO主要應(yīng)用于無法脫離CPB的心臟手術(shù)，術(shù)后使用大劑量正性肌力藥物或主動(dòng)脈球囊反搏(IABP)治療仍無法維持循環(huán)的情況[2]。有Meta分析表明，使用ECOM輔助治療后，心臟術(shù)后心源性休克(PCCS)的患者約1/3可以存活至出院，院內(nèi)生存率有所提高。但同時(shí)ECMO并發(fā)癥發(fā)生率也很高，包括下肢缺血、腎功能衰竭、神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥及感染等[3-4]。因此，如何在提高PCCS患者生存率的同時(shí)減少并發(fā)癥的發(fā)生，改善患者預(yù)后，仍需要我們不斷的思考與實(shí)踐。

另外，ECMO患者為了防止回路凝血，常常需要抗凝，而抗凝又存在出血風(fēng)險(xiǎn)。因此抗凝管理十分重要。活化凝血時(shí)間(ACT)被廣泛使用，但是其并不完全體現(xiàn)肝素的水平，且受多種因素的影響[5]。因此，目前臨床常常使用能夠?yàn)槲覀兲峁┠獑?dòng)、凝血塊強(qiáng)度和溶解有關(guān)信息的血栓彈力圖(TEG)，結(jié)合部分凝血活酶時(shí)間(PTT)比率，指導(dǎo)臨床肝素使用。然而對(duì)于不同輔助模式的最佳抗凝方案仍無明確答案。

2 ECMO在介入手術(shù)中的應(yīng)用

2.1 經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療 急性心肌梗死(AMI)是導(dǎo)致心源性休克(CS)最常見原因，占CS病因的80%左右[6]。5%～10%的AMI患者可能發(fā)展為CS，病死率達(dá)70%～80%[7]。對(duì)于計(jì)劃性冠脈介入(PCI)或搭橋手術(shù)的AMI伴發(fā)CS患者，使用IABP不能降低病死率[6]。而大量研究顯示，AMI伴發(fā)CS患者，應(yīng)用ECMO治療后，出院存活率為30%～79.2%[7]。目前我科體外生命支持團(tuán)隊(duì)(ECLS)與心臟內(nèi)外科合作，將ECMO與PCI結(jié)合治療AMI伴發(fā)CS患者，較以往單純的IABP輔助的PCI有更高的存活率[8]。通過數(shù)據(jù)分析，提示ECMO介入的時(shí)機(jī)非常重要。國外研究也提示頑固性CS患者建立ECMO越早越好[9]。同時(shí)，由于ECMO輔助下PCI患者本身的病情所致，術(shù)后常常需要繼續(xù)進(jìn)行12～24 h的短期ECMO輔助治療，但心臟內(nèi)科醫(yī)生對(duì)體外生命支持技術(shù)、重癥患者鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜、機(jī)械通氣等一系列治療措施的綜合運(yùn)用有所欠缺，這使得AICU成為這類患者術(shù)后理想的收治場所，無論在體外生命支持、鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜、機(jī)械通氣亦或是器官功能維護(hù)方面，麻醉醫(yī)生均可充分發(fā)揮其專業(yè)優(yōu)勢，保障患者安全，提高患者救治成功率。

2.2 急性肺動(dòng)脈栓塞取栓術(shù) 大面積肺栓塞是威脅生命的急性事件，盡管采取了最先進(jìn)的治療措施，但大面積肺栓塞的病死率仍在30%左右，10%的大面積肺栓塞患者死于發(fā)病后1 h以內(nèi)[10]。大面積肺栓塞患者發(fā)生休克或心臟驟停后，常規(guī)心肺復(fù)蘇(CCPR)效果不佳，因肺動(dòng)脈梗阻不能消除，右心室衰竭，左心前負(fù)荷降低，進(jìn)而心輸出量降低，終末器官灌注不足，神經(jīng)功能損傷，多臟器功能衰竭。CCPR時(shí)間越長，患者神經(jīng)功能損傷越嚴(yán)重。因此，需要在CCPR基礎(chǔ)上有所突破，提高患者生存率。20世紀(jì)70年代“體外膜肺氧合輔助心肺復(fù)蘇(ECPR)”開始應(yīng)用于急救復(fù)蘇。近年來應(yīng)用ECPR的患者逐年增多，且多項(xiàng)研究表明，成人ECPR總存活率達(dá)29%，且CCPR 9～21 min后行ECPR的患者具有良好的神經(jīng)預(yù)后[11-12]。因此，國內(nèi)專家共識(shí)推薦經(jīng)過20 min高質(zhì)量心肺復(fù)蘇仍不能恢復(fù)自主循環(huán)的患者應(yīng)立即行ECPR。近期我科ECLS與血管外科合作，將ECMO用于大面積肺栓塞患者搶救中，給更多常規(guī)治療手段無法維持呼吸循環(huán)的患者贏得了進(jìn)一步診治的機(jī)會(huì)。同樣證實(shí)，早期ECMO介入非常重要，一旦患者已經(jīng)出現(xiàn)不可逆的臟器功能損害，再行ECMO治療效果可能不理想[11，13]。

2.3 經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)(TAVR) TAVR已成為高手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的老年重度主動(dòng)脈瓣狹窄患者的標(biāo)準(zhǔn)治療方法。然而，圍手術(shù)期仍會(huì)出現(xiàn)危及生命的并發(fā)癥，如嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣反流、急性冠狀動(dòng)脈閉塞、環(huán)形或心室穿孔或主動(dòng)脈夾層，并可能導(dǎo)致需要緊急血流動(dòng)力學(xué)支持的急性循環(huán)衰竭。近年來有研究表明術(shù)前預(yù)防性應(yīng)用ECMO維持手術(shù)過程中的血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，較術(shù)中緊急ECMO輔助治療的患者手術(shù)成功率高且術(shù)后神經(jīng)功能缺損的發(fā)生率低[14-15]。然而，由于ECMO相關(guān)并發(fā)癥及費(fèi)用情況，術(shù)前預(yù)防性應(yīng)用ECMO輔助手術(shù)受到一定的限制。并且重度主動(dòng)脈瓣狹窄患者臨床表現(xiàn)到何種程度需要術(shù)前預(yù)防性應(yīng)用ECMO輔助手術(shù)尚無定論。

3 ECMO在ARDS中的應(yīng)用

目前ARDS的治療依舊是一個(gè)充滿未知及挑戰(zhàn)的世界性難題。雖然ECMO已逐步成為治療ARDS的主要手段之一，但人們對(duì)ECMO的認(rèn)識(shí)依舊不足，即使是醫(yī)療專業(yè)人員對(duì)ECMO的了解也并不深刻[16]。自新型冠狀病毒肺炎疫情爆發(fā)以來，人們才開始意識(shí)到ECMO在重癥ARDS患者中應(yīng)用的重要性及不可或缺性。ECMO利用人工膜肺和離心泵，在患者自身心肺功能不能充分發(fā)揮作用時(shí)，將患者的血液引出體外并進(jìn)行氧合后回輸給患者，以便為患者提供充足的氣體交換和全身灌注。ECMO可以使肺部得到充分的休息并得以從原發(fā)疾病中恢復(fù)，同時(shí)由于ECMO的使用，還可最大限度地減少醫(yī)源性的呼吸機(jī)引起的肺部損傷。在重癥監(jiān)護(hù)環(huán)境中，ECMO被證明可以提高ARDS患者的生存率和預(yù)后。我科ECLS成功地將ECMO用于胸外科肺葉切除術(shù)后發(fā)生嚴(yán)重ARDS的患者，為圍術(shù)期ARDS患者的救治積累了一些經(jīng)驗(yàn)。但是在ECMO應(yīng)用實(shí)踐過程中我們還是有許多的問題亟待解決。

3.1 出血 一項(xiàng)Meta分析研究[17]表明，雖然接受ECMO輔助的ARDS患者通常都會(huì)存在出血的問題，但是除腦出血外，一般該類問題對(duì)患者病死率的影響較小。須注意的是，將ECMO用于外科手術(shù)后的患者，尤其是肺葉切除術(shù)的患者，手術(shù)部位的出血可能是致命的。因此，在啟動(dòng)ECMO輔助之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)這類患者凝血系統(tǒng)的功能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，當(dāng)患者有較高出血傾向時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮在ECMO輔助期間使用無肝素技術(shù)，以減少肝素用量，也可考慮給予一定量的魚精蛋白來拮抗肝素的抗凝血作用，以便維持患者正常的凝血功能。

3.2 氧合能力下降 ECMO的氧合器氧合能力下降的最主要原因是由于流經(jīng)氧合器中的血液出現(xiàn)血漿外滲，從而導(dǎo)致血漿滲漏堵塞氧合器的中空管道所致，同時(shí)也可能是由于ECMO運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長、流量過大超過氧合器氧合能力所致[18]。

3.3 急性腎功能衰竭 一項(xiàng)調(diào)查研究顯示，在使用ECMO輔助的外科手術(shù)患者中，約有超過一半以上的患者會(huì)發(fā)生急性腎功能不全，雖然其腎功能不全的嚴(yán)重程度不盡相同，因此，對(duì)于使用ECMO輔助治療的ARDS患者來說，還是應(yīng)當(dāng)嚴(yán)密監(jiān)測其腎功能變化，最大程度地防止腎功能不全的發(fā)生[19]。雖然ECMO為治療ARDS帶來了希望，但是由于ARDS的病因復(fù)雜、個(gè)體差異大等原因，使用ECMO的過程中還是會(huì)出現(xiàn)各種各樣棘手的問題，因此，這就提示我們需要在以后臨床應(yīng)用與實(shí)踐ECMO的過程中不斷的探索并尋找出解決這些棘手問題的方法。

4 ECMO在困難氣道中的應(yīng)用

對(duì)于麻醉醫(yī)生來說，ECMO是處理困難氣道的終極手段。與常規(guī)方法相比，ECMO具有更好的氧合功能，不干擾手術(shù)野，可以維持患者血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。而對(duì)于全麻期間嚴(yán)重困難氣道患者無法進(jìn)行有效的氣道管理時(shí)，ECMO可能是唯一能維持氧合功能的一種安全有效的方法[20]。目前ECMO用于圍手術(shù)期困難氣道時(shí)多為以下幾種情況。

4.1 氣道梗阻 對(duì)于嚴(yán)重的氣道梗阻患者來說，特別是本身就存在氣管解剖結(jié)構(gòu)異常的患者，ECMO可能是唯一有效的能夠改善患者氧合狀態(tài)的一種治療方式[21]。Gourdin等[22]報(bào)道了1例在VV-ECMO輔助下維持氧合功能的患者，通過支氣管鏡進(jìn)行手術(shù)操作，成功取出2個(gè)阻塞性氣管支架。國外有學(xué)者[23-24]研究報(bào)道了多例因雙側(cè)主支氣管口堵塞而導(dǎo)致無法進(jìn)行正常通氣的氣管腫瘤患者，在使用VV-ECMO后患者的氧合狀態(tài)逐漸得到改善，并在VV-ECMO輔助期間進(jìn)行了支氣管鏡下腫瘤切除的手術(shù)。

4.2 氣管畸形 嚴(yán)重的氣道畸形會(huì)逐漸進(jìn)展為心肺功能的異常，因此ECMO在延緩病情進(jìn)展以及輔助治療等方面具有一定的作用[25]。多篇文獻(xiàn)研究報(bào)道[26-27]，對(duì)于氣管畸形的患者來說，在VV-ECMO輔助下不僅可以有效地維持患者的氧合狀態(tài)，解決患者通氣困難的問題，還可以降低該類患者氣道受損的風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 插管、氣切后引起的氣道狹窄 長時(shí)間的氣管插管或氣管切開后會(huì)因氣管黏膜充血水腫而繼發(fā)氣管狹窄。ECMO可以維持這類氣道狹窄患者的氧合功能，但ECMO在此類患者中只能起到生命支持的作用，對(duì)原發(fā)疾病可能無任何幫助，并且現(xiàn)階段也沒有足夠的證據(jù)表明使用ECMO能夠逆轉(zhuǎn)這類患者的氣道狹窄，更不能有效地降低這類患者氣管狹窄的發(fā)生率[28]。

將ECMO應(yīng)用于困難氣道患者的優(yōu)勢在于，即使在無法建立人工氣道的情況下，仍然能夠有效地維持和替代患者肺的氧合功能，以降低患者因嚴(yán)重困難氣道而隨時(shí)可能出現(xiàn)的窒息風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)ECMO還可為該類患者之后的人工氣道建立爭取寶貴的時(shí)間并提供生命安全保障[29-30]。因此，除了常規(guī)的人工氣道建立及通氣方法外，ECMO的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)被視為圍手術(shù)期氣道管理的一種基本的通氣方法[31]。

對(duì)于困難氣道患者，早期的多學(xué)科評(píng)估以及建立綜合性多學(xué)科氣道管理計(jì)劃會(huì)直接影響治療結(jié)果。但ECMO也存在價(jià)格昂貴難以普遍應(yīng)用以及安全性和并發(fā)癥尚未明確等不足。因此，對(duì)需要ECMO支持的患者需要進(jìn)行進(jìn)一步的安全性研究，以確保患者的安全。

5 ECMO在心肺移植中的應(yīng)用

ECMO在移植前的橋接、移植術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥的治療中，均發(fā)揮了巨大的作用。ECMO可以保障供體器官的質(zhì)量，同時(shí)為受體爭取等待的時(shí)間[1]。臨床上可以根據(jù)患者的心肺情況，選擇不同類型的ECMO。

肺移植患者術(shù)前橋接治療常常選擇可以避免鎮(zhèn)靜、氣管插管和機(jī)械通氣相關(guān)并發(fā)癥的清醒ECMO[32]。對(duì)于術(shù)前已使用ECMO橋接治療的移植患者，或者預(yù)計(jì)術(shù)中可能出現(xiàn)突發(fā)頑固性低氧血癥、高碳酸血癥和循環(huán)不穩(wěn)定的肺移植患者，均應(yīng)考慮使用ECMO，并且不影響患者術(shù)后的生存率[33]。對(duì)于術(shù)中無法脫離CPB，以及術(shù)后出現(xiàn)難以糾正的呼吸循環(huán)衰竭、移植物無功能等并發(fā)癥的心臟移植患者，ECMO則為其有效的過渡治療手段。

綜上所述，AICU的成立為麻醉科ECLS管理麻醉重癥患者提供了條件和平臺(tái)，無需像以往一樣需要通過重癥醫(yī)學(xué)科跨學(xué)科管理ECMO患者。同時(shí)，無論是ECMO管道的建立、最佳上機(jī)時(shí)間的要求以及ECMO患者手術(shù)間的轉(zhuǎn)運(yùn)，AICU均有其他ECLS無法替代的優(yōu)勢。且AICU周轉(zhuǎn)較快，更適合短期ECMO輔助治療的患者。通過AICU有效的治療，在保障患者安全的基礎(chǔ)上加快周轉(zhuǎn)，節(jié)約醫(yī)療資源。盡管ECMO技術(shù)已相對(duì)成熟，作為圍術(shù)期許多危重癥患者有效的替代治療手段，逐漸應(yīng)用于AICU患者的管理中。但現(xiàn)有的ECMO相關(guān)研究主要以回顧性隊(duì)列研究和病例報(bào)道為主，缺少隨機(jī)對(duì)照研究作為指導(dǎo)。對(duì)于ECMO輔助時(shí)機(jī)選擇、適應(yīng)證、輔助期間患者的管理及并發(fā)癥發(fā)生率等相關(guān)問題，不同的ECMO中心存在一定差異。我們?nèi)孕枰粩嗟目偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)、把握上機(jī)適應(yīng)證、選擇最佳上機(jī)時(shí)機(jī)、積極預(yù)防相關(guān)并發(fā)癥，并爭取更多的隨機(jī)對(duì)照研究為臨床提供指導(dǎo)意見，最大程度地提高危重癥患者的生存率。

利益相關(guān)聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻(xiàn)說明：徐桂萍負(fù)責(zé)組織起草文章框架，提出綜述思路，并對(duì)論文內(nèi)容做最終的審閱；石文劍負(fù)責(zé)執(zhí)筆撰寫論文；馬琳、張宇軒負(fù)責(zé)協(xié)助石文劍進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)搜集、整理及格式修改。