靜脈-動(dòng)脈體外膜肺氧合左心室減壓方式在減少并發(fā)癥中的研究進(jìn)展

摘要綜述靜脈-動(dòng)脈體外膜肺氧合（VA-ECMO）左心室減壓方式在減少并發(fā)癥中的研究進(jìn)展，旨在盡早對于VA-ECMO治療中左心室負(fù)荷加重、心室擴(kuò)張的發(fā)生進(jìn)行預(yù)防。VA-ECMO作為體外膜肺氧合（ECMO）技術(shù)中的一種，能同時(shí)提供心臟泵血功能與肺臟的通氣功能，應(yīng)用于心搏驟停、嚴(yán)重心力衰竭伴心源性休克等疾病的治療，為心肺復(fù)蘇提供過渡性循環(huán)支持，但在其應(yīng)用期間會(huì)造成左心室負(fù)荷的增加，可能造成心臟功能恢復(fù)的延遲及多種器官功能障礙。

關(guān)鍵詞體外膜肺氧合；靜脈-動(dòng)脈體外膜肺氧合；左心室減壓；左心室負(fù)荷；心室擴(kuò)張

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2023.23.017

體外膜肺氧合（ECMO）是用于可逆性心肺衰竭病人生命支持的有效機(jī)械循環(huán)輔助方法，也可應(yīng)用在器官衰竭等待移植病人（或器官捐獻(xiàn)者）的體外循環(huán)支持中。在常規(guī)生命支持無效的情況下，ECMO提供了體外人工膜肺，暫時(shí)性地替代人體心肺功能，為重大器官的治療與重啟贏取時(shí)間［1-2］。近年來，隨著我國心血管疾病發(fā)生率的增加，心外科手術(shù)的數(shù)量增多，而ECMO的應(yīng)用也隨之增多，《2021年中國心外科手術(shù)和體外循環(huán)數(shù)據(jù)白皮書》［3］顯示，ECMO在心外科所有心血管手術(shù)中的應(yīng)用率已經(jīng)達(dá)到1.84%。靜脈-動(dòng)脈體外膜肺氧合（VA-ECMO）是ECMO技術(shù)中的一種，其能同時(shí)提供心臟泵血功能與肺臟的通氣功能，特別適合于嚴(yán)重心臟衰竭病人或（和）肺臟功能衰竭病人，應(yīng)用于心搏驟停、嚴(yán)重心力衰竭伴心源性休克等疾病的治療，為心肺復(fù)蘇提供過渡性循環(huán)支持［4-5］。然而，研究顯示，由于VA-ECMO需要將靜脈血從右心室泵出，經(jīng)氧合后從左心室泵入，這一過程有可能造成右心室負(fù)荷減低、左心室負(fù)荷增大，有心臟功能障礙的病人無法及時(shí)平衡這種負(fù)荷的改變而造成心室擴(kuò)張、心內(nèi)膜下缺血、淤血阻滯，甚至形成血栓，給心功能不佳的病人帶來惡性遠(yuǎn)期影響［6］。因此，臨床中出現(xiàn)了應(yīng)用于VA-ECMO期間的左心室減壓技術(shù)，如經(jīng)胸置入左心減壓管、經(jīng)皮途徑置入左心減壓管、機(jī)械輔助裝置減壓等以期減少或避免VA-ECMO帶來的左心室負(fù)荷增大的相關(guān)并發(fā)癥［7］。Choudhury等［8］多中心回顧性研究多變量分析結(jié)果顯示，應(yīng)用左心減壓技術(shù)與兒童ECMO受者較高的生存率相關(guān)（OR＝1.42）。然而，由于左心室減壓技術(shù)屬于有創(chuàng)手術(shù)，在實(shí)施的過程中仍然會(huì)因其侵入性而帶來安全性問題。本研究對常見的VA-ECMO左心室減壓技術(shù)進(jìn)行綜述，以更全面地了解其有效性及安全性。

1左心室減壓技術(shù)在VA-ECMO應(yīng)用期間的必要性

不管以何種方式插管，外周VA-ECMO都可能引起病人血流動(dòng)力學(xué)的變化，從而對心臟功能造成影響。在所有VA-ECMO的置管方式中，經(jīng)外周股動(dòng)脈及靜脈插管是最常見的插管方式，該方式以其簡便的操作、較小的出血風(fēng)險(xiǎn)而應(yīng)用最多，此時(shí)靜脈血自股靜脈引出至體外的氧合器中，經(jīng)氧合后重回股動(dòng)脈，并通過動(dòng)脈進(jìn)入人體循環(huán)，這種逆向血流灌注將會(huì)使得心室負(fù)荷從右心室往左心室轉(zhuǎn)移，造成左心室舒張末期壓力（LVEDP）升高，而引起左室擴(kuò)張、心肌缺血、心律失常、肺水腫等嚴(yán)重并發(fā)癥［9］。Burkhoff等［10］研究顯示，ECMO采取不同的流量通過不同的技術(shù)泵入血液時(shí)，將會(huì)造成不同的血流動(dòng)力學(xué)效應(yīng)改變，病人的LVEDP在流量分別為1.5、3.0、4.0 L/min時(shí)表現(xiàn)不同，隨著流量的增大而增高。持續(xù)性的左房壓力過高將會(huì)引起級聯(lián)式多器官功能障礙，包括不可逆性肺水腫、急性呼吸窘迫癥，形成ECMO期間的嚴(yán)重并發(fā)癥［11］。因此，在使用VA-ECMO時(shí)，需要解決如何在充分維護(hù)器官血流灌注的同時(shí)降低左室后負(fù)荷，確保心肌得到充分的休息和恢復(fù)，避免嚴(yán)重的心臟功能障礙的發(fā)生及心外重要器官受到損傷［12］。研究顯示，調(diào)整ECMO流量、增加強(qiáng)心藥劑量等方法可以降低左室后負(fù)荷，但這些治療手段的效果有限，并可能以犧牲ECMO效能為代價(jià)，使組織灌注不足、氧供減少、心肌氧耗增加，對于嚴(yán)重心力衰竭病人來說，這些治療手段可能是不利的［13］。因此，近年來，機(jī)械性左心減壓手段得到了廣泛應(yīng)用，包括左心輔助裝置如主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏（IABP）、經(jīng)胸左心房及左心室插管直接減壓、經(jīng)皮跨主動(dòng)脈瓣左室減壓、房間隔造口支架等，這些方法在不同程度上改善了病人的預(yù)后。

2左心室減壓技術(shù)在VA-ECMO應(yīng)用期間的時(shí)機(jī)

值得注意的是，盡管VA-ECMO對于左心室造成了額外的負(fù)荷，但其副作用的程度卻因病人而異。對于某些病人而言，盡管血流動(dòng)力學(xué)發(fā)生改變，但其心臟結(jié)構(gòu)未受到影響，副作用也很輕微，因此，減壓的時(shí)機(jī)與指征也呈現(xiàn)很大差異。一般而言，成人相比兒童對于LVEDP的耐受性更好，輕度的升高是可以接受的，也能通過一些血管活性藥物（擴(kuò)血管藥物或正肌類藥物），或在一定程度上降低ECMO流量，以應(yīng)對輕度升高的LVEDP?？紤]到左心室減壓技術(shù)屬于有創(chuàng)手術(shù)，臨床上對于成年人的減壓較為保守，只有當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重LVEDP時(shí)，才考慮行左心減壓術(shù)［14］。Truby等［15］研究顯示，將臨床左心室擴(kuò)張（LVD）劃分為3個(gè)等級：不存在LVD（LVD－），不需要進(jìn)行左心減壓；亞臨床（LVD＋，胸片上有肺水腫的證據(jù)，在重癥監(jiān)護(hù)室入院的前2 h內(nèi)肺動(dòng)脈舒張壓＞25 mmHg）；臨床（LVD＋＋，血液淤滯左室，心律不齊，出現(xiàn)明顯肺水腫），研究認(rèn)為，對于LVD＋的病人可以考慮行減壓術(shù)，而對于LVD＋＋的病人，需要在VA-ECMO啟動(dòng)后立即對左心室進(jìn)行減壓。由于兒童對于LVEDP耐受性不及成年人，更易出現(xiàn)肺水腫及心臟結(jié)構(gòu)受損，因此，其左心室減壓應(yīng)該更為積極，在ECMO上機(jī)后12 h內(nèi)應(yīng)聯(lián)用減壓術(shù)治療。Zampi等［16］在其回顧性分析中納入137例中位年齡為4.7歲的兒童，其左心房減壓時(shí)間為6.2（3.8，17.2）h，根據(jù)受試者工作特征曲線（ROC）確定的早期減壓的最佳分界點(diǎn)為上機(jī)后18 h，在單變量分析中，延遲減壓與更長的ECMO持續(xù)時(shí)間相關(guān)，在考慮臨床混雜因素和中心效應(yīng)的多變量分析中，延遲減壓與ECMO持續(xù)時(shí)間延長顯著相關(guān)，延遲減壓還與延長機(jī)械通氣持續(xù)時(shí)間相關(guān)，但減壓時(shí)機(jī)與住院生存期或總生存期（隨訪中位時(shí)間3.2年）無關(guān)，該研究表明，早期的左心減壓技術(shù)更能讓ECMO兒童受益。

3左心室減壓技術(shù)在ECMO應(yīng)用期間的實(shí)現(xiàn)方法

目前，外科手術(shù)常見的左心室減壓技術(shù)包括以IABP為代表的左心室減負(fù)機(jī)械輔助裝置，以TandemHeart和Impella為代表的左心室減容機(jī)械輔助裝置，經(jīng)皮導(dǎo)管微創(chuàng)減壓、經(jīng)胸開放式減壓及房間隔造口術(shù)。

3.1IABP

近10年來，IABP一直應(yīng)用在ECMO的左心室減負(fù)中，可良好的保持VA-ECMO病人生命支持期間的左室負(fù)荷平衡、心肌氧供及主動(dòng)脈瓣的持續(xù)性開放，對于改善VA-ECMO的遠(yuǎn)期預(yù)后有較大益處。解衍博等［17］的一項(xiàng)研究回顧了2004—2019年心臟外科手術(shù)中使用ECMO的病人307例，發(fā)現(xiàn)使用IABP的病人相較未使用者ECMO輔助時(shí)間未見縮短，但呼吸機(jī)通氣時(shí)間明顯縮短（P＝0.013），重癥監(jiān)護(hù)室入住時(shí)間也明顯縮短（P＝0.002），并發(fā)癥發(fā)生率（急性腎衰竭與胃腸道并發(fā)癥）明顯降低，說明IABP的聯(lián)合使用有效地改善了病人預(yù)后。Aso等［18］的研究以28 d死亡率和住院死亡率為主要結(jié)局，納入了符合條件的病人1 650例，分為IABP聯(lián)合VA-ECMO組（604例）和ECMO單獨(dú)組（1 064組），對比分析兩組病人28 d死亡率（48.4%與58.2%，P＝0.001）與住院死亡率（55.9%與64.5%，P＝0.004），在Cox回歸中，兩組的死亡率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（OR＝0.74；P＜0.001），即聯(lián)合IABP是病人ECMO期間死亡率的保護(hù)因素之一。IABP的應(yīng)用機(jī)制是以球囊做到與心臟同步的舒張與收縮（舒張期球囊充盈、收縮期球囊減縮），從而充分灌注主動(dòng)脈根部，達(dá)到保持主動(dòng)脈的開放、防止左心室擴(kuò)張的目的。Bréchot等［19］研究對于IABP應(yīng)用期間的心臟參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)病人的平均系統(tǒng)阻抗、收縮壓、心室負(fù)荷峰值降低10%～15%，并且可觀察到病人應(yīng)用該種減壓方式后，肺水腫明顯減輕，左心室擴(kuò)張緩解，心臟生理形態(tài)恢復(fù)。以上證據(jù)均支持IABP在VA-ECMO期間對于近遠(yuǎn)期預(yù)后的改善。

3.2Impella或TandemHeart泵裝置

Impella是一種基于導(dǎo)管設(shè)計(jì)的經(jīng)皮裝置，可以在超聲和放射引導(dǎo)下，經(jīng)外周動(dòng)脈放置，其使用軸流泵將血液從左心室抽吸到主動(dòng)脈瓣根部以形成持續(xù)的血流，從而降低左心室后負(fù)荷，減少左心室舒張末期容積和肺靜脈壓［20］。Impella可以提供2.5～5.0 L/min的前向射血支持，其負(fù)壓狀態(tài)減輕了左心室做功，提升冠狀動(dòng)脈灌注量，改善心肌耗氧狀態(tài)，從而降低肺動(dòng)脈壓力，改善肺水腫，促進(jìn)心肌功能恢復(fù)［21］。Vallabhajosyula等［22］研究對比了心源性休克病人在VA-ECMO期間使用Impella與不使用Impella的預(yù)后指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)前者30 d內(nèi)死亡率明顯低于后者，說明Impella能明顯改善病人預(yù)后。TandemHeart泵是另外一種減壓裝置，通常情況下該裝置通過經(jīng)過股靜脈，順著房間隔將引流管前端放置于左心房中，再通過動(dòng)力泵轉(zhuǎn)移血液至股動(dòng)脈，盡管該裝置可以通過減少左心室前負(fù)荷來起到一定作用，但同時(shí)也會(huì)增加心臟后負(fù)荷、肢體缺血以及抗凝需求增加等不良效應(yīng)［23］。Divita等［24］在其個(gè)例報(bào)告中描述了這種裝置與ECMO的配合，可以扭轉(zhuǎn)病人循環(huán)衰竭狀態(tài)，并且可提高血流動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定度，能夠提供更好的心肌保護(hù)。但類似的文獻(xiàn)仍然較少，后續(xù)還需要更多的研究予以支持。

3.3經(jīng)皮或經(jīng)胸左心室減壓

經(jīng)皮途徑的左心室減壓術(shù)是通過股動(dòng)脈（或其他路徑）將減壓導(dǎo)管遞送至病人左心室，從而提升左心室射血分?jǐn)?shù)，改善其舒張末期容積，達(dá)到減壓的目的，相比傳統(tǒng)外科手術(shù)，減少了侵入性，屬于微創(chuàng)入路手術(shù)［25］。Hong等［26］研究報(bào)道了該種方法的減壓術(shù)，在2013—2014年接受ECMO的7例心源性休克病人治療期間，使用主動(dòng)脈導(dǎo)管通氣（TACV）在超聲心動(dòng)圖引導(dǎo)下經(jīng)股動(dòng)脈入路置入豬尾導(dǎo)管，結(jié)果顯示，術(shù)后病人LVEDP降低了10%～23%。經(jīng)胸左心室減壓屬于開放式手術(shù)，需要從胸骨正中切開，或?qū)嵤┬乩虚_術(shù)，在左心室（或心房）防止引流管尖端，并用Y形連接器接入VA-ECMO靜脈通路；在心臟大手術(shù)中，特別適合于在結(jié)束的同時(shí)置入減壓導(dǎo)管［27］。王煒等［28］研究報(bào)道了1例在心臟手術(shù)后接受ECMO期間發(fā)生心肌頓抑的病人，在經(jīng)右側(cè)胸骨旁小切口置入減壓管道，評估其左心室擴(kuò)張程度減輕。全雪麗等［29］研究報(bào)道了4例采取左側(cè)胸骨小切口置入減壓管道的ECMO兒童病人，未觀測到心室內(nèi)血栓等嚴(yán)重并發(fā)癥，證明小兒對于該種手術(shù)也具有一定的耐受性。

3.4房間隔造口術(shù)

當(dāng)ECMO輔助出現(xiàn)左心擴(kuò)張時(shí)，在超聲心動(dòng)圖上可以觀察到房間隔向左膨出，左心室充盈壓力高于右心室，因此，建立房間隔缺損來減輕左心室負(fù)荷是一種可行的方案。劉燕等［30］研究報(bào)道了1例經(jīng)皮球囊房間隔造口以進(jìn)行左心減壓的病人，發(fā)現(xiàn)該種方法對于左心功能異常、肺水腫及心內(nèi)血栓形成有良好的改善效果。然而，制造一個(gè)適當(dāng)大小的缺損具有一定的技術(shù)難度，可能會(huì)嚴(yán)重影響左心室減負(fù)，甚至導(dǎo)致左心室不射血、左心室腔和主動(dòng)脈根部血栓形成；另一種方法是使用專用經(jīng)皮設(shè)備來制造大小合適的房間隔缺口，這不僅可以通過導(dǎo)管更換設(shè)備，而且在不需要缺口時(shí)可以使用閉鎖裝置將其復(fù)位［31］。

4左心室減壓技術(shù)在ECMO應(yīng)用期間的效果及安全性

盡管在大多數(shù)的研究中，VA-ECMO應(yīng)用期間行左心減壓對于縮短ECMO時(shí)間及機(jī)械通氣時(shí)間、降低病人短期死亡率有益，但對于器官功能的改善與長期死亡率等終點(diǎn)指標(biāo)的改善并不明顯。Russo等［32］研究結(jié)果表明，聯(lián)合使用VA-ECMO和左心減壓治療的病人全因死亡率比僅使用VA-ECMO的病人更低，但兩者的對比差異不明顯（54%與65%），盡管減壓組和非減壓組在出血、肢體缺血、腎臟替代治療、多器官衰竭以及腦卒中或短暫性腦缺血發(fā)作的發(fā)生率相似，但減壓組的溶血發(fā)生率更高；此外，額外的減壓操作（尤其是外科手術(shù)）不僅會(huì)增加危重病人的出血和感染風(fēng)險(xiǎn)，而且還會(huì)增加ECMO管路的復(fù)雜性和治療成本。機(jī)械裝置的聯(lián)合使用也會(huì)促進(jìn)凝血機(jī)制的改變而增加出血、血栓及溶血的風(fēng)險(xiǎn)，造成腎損傷等臟器功能損傷，升高了死亡風(fēng)險(xiǎn)。Bochaton等［33］研究顯示，對所有初始應(yīng)用IABP、后輔以Impella支持的心源性休克ECMO病人進(jìn)行了觀察，Impella的增加并未改善心功能，甚至增加了不良結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在考慮是否進(jìn)行左心減壓時(shí)應(yīng)對病人進(jìn)行篩選，以減少并發(fā)癥的發(fā)生；同時(shí)，在應(yīng)用機(jī)械裝置時(shí)，應(yīng)密切注意可能出現(xiàn)的并發(fā)癥，并提前進(jìn)行預(yù)防。

5小結(jié)與展望

VA-ECMO為提供心肺功能衰竭病人提供全面循環(huán)支持的同時(shí)，也可能帶來更多的左心室負(fù)荷，由此產(chǎn)生更多的并發(fā)癥，阻礙心功能恢復(fù)，不利于病人預(yù)后。因此，應(yīng)重視ECMO應(yīng)用過程中對左心室的減壓，以藥物干預(yù)、調(diào)節(jié)ECMO流量等方式緩解左心室舒張末期壓力增高。對于具有明顯損傷傾向的左心室負(fù)荷增加，應(yīng)積極采取減壓措施，經(jīng)皮微創(chuàng)、置入機(jī)械輔助裝置、房間隔造口術(shù)等方法均可以實(shí)現(xiàn)左心減負(fù)，預(yù)防左心室的擴(kuò)張，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)脈瓣的持續(xù)開放及心內(nèi)血液的正常流動(dòng)。未來微創(chuàng)機(jī)械輔助裝置的使用仍會(huì)成為討論的主流，但應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮凝血機(jī)制的改變，及時(shí)預(yù)防出血、血栓及溶血等并發(fā)癥。

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（收稿日期：2023-04-07）

（本文編輯鄒麗）