体外膜肺氧合用于成人心脏外科术后 26 例临床分析

木拉提江·阿木提1，朱铠1，张红强1，李欣1，罗哲2，杨守国1，孙晓宁1，王春生1

1. 复旦大学附属中山医院 心脏外科（上海  200032）

2. 复旦大学附属中山医院 重症医学科（上海  200032）

通信作者：孙晓宁，王春生

关键词：体外膜肺氧合；心脏手术；并发症；低心排血量综合征；预后

引用本文：木拉提江·阿木提, 朱铠, 张红强, 李欣, 罗哲, 杨守国, 孙晓宁, 王春生. 体外膜肺氧合用于成人心脏外科术后 26 例临床分析. 中国胸心血管外科临床杂志, 2019, 26(7): 674-680. doi: 10.7507/1007-4848.201809039

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摘要

目的 总结我院心脏术后患者体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）使用经验，综合分析影响患者预后的危险因素，讨论 ECMO 治疗过程中的并发症及预防管理经验。方法 回顾性分析 2012 年 1 月至 2017 年 9 月在复旦大学附属中山医院接受心脏手术后因心肺功能不全等原因行 ECMO 支持且辅助时间>8 h 的 26 例患者的临床资料，其中男 19 例、女 7 例，年龄 24～80（58.0±13.9）岁。结果 26 例中成功脱机 12 例，6 例存活出院。其中行 VA ECMO（veno-arterial ECMO）总共 24 例，包括心脏移植术后 5 例，心脏瓣膜术后 9 例，成功脱机 3 例。7 例瓣膜术后患者因难治性低心排血量综合征（low cardiac output syndrome，LCOS），术后 48 h 内 ECMO 插管；主动脉手术后 8 例，其中 3 例脱机；冠状动脉旁路移植术及其他心脏术后 4 例。VA ECMO 除 2 例大血管术后患者行股静脉-腋动脉置管外，其余均行经股静脉-股动脉插管。VV ECMO 患者均行股静脉-颈静脉插管。ECMO 支持后出血 10 例，成功脱机 5 例。所有患者在辅助期间均有不同程度的输血治疗，ECMO 支持后出现感染 7 例；所有患者中发生远端肢体严重缺血 4 例。存活与死亡患者中乳酸等在 ECMO 支持前后差异均无统计学意义，但存活病例中血清乳酸的下降速度始终比死亡患者快，术后前 6 h 下降趋势最显著。结论 ECMO 是治疗心脏术后 LCOS 和顽固性低氧血症的重要支持手段之一，患者所接受手术类型、置管时机的选择是 ECMO 成功的关键因素。ECMO 插管方式的不同、ECMO 期间对出血的预防与控制、乳酸等代谢产物水平的监测及管理、抗感染措施的使用都是 ECMO 成功的重要因素。

正文

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）可以部分替代心肺功能，是一种采用体外循环技术的、常用于治疗呼吸功能不全和心功能不全的支持手段[1]。根据支持模式、血液引流及回输的血管类型，可以分为 VV ECMO（veno-venous ECMO）、VA ECMO（veno-arterial ECMO）以及各种杂交模式。VV ECMO 主要用来部分替代肺部功能；VA ECMO 可用于各种原因导致的急性可逆性循环功能衰竭。近年来随着技术的发展和完善，ECMO 日益成为了心脏术后低心排血量综合征（low cardiac output syndrome，LCOS）患者的重要救治措施之一[2-4]。

LCOS 是心脏术后常见的严重并发症之一。文献报道，心脏术后患者发生 LCOS 的可能性为 3%～45%，LCOS 的发生延长了患者的重症监护室（intensive care unit，ICU）滞留时间，影响了患者的生存、并发症的发生及死亡，同时增加了医疗资源的紧张度[5-7]。ECMO 够有效替代部分心肺功能，减少血管活性药物的使用，为患者心肺功能的恢复创造机会[8]。本文对 2012 年 1 月至 2017 年 9 月在我院接受心脏手术后的 ECMO 病例进行分析。

1   资料与方法

1.1   临床资料

回顾性分析 2012 年 1 月至 2017 年 9 月在我院行心脏手术后因心肺功能不全等原因行 ECMO 支持且辅助时间>8 h 26 例患者的临床资料，其中男 19 例、女 7 例，年龄 24～80（58.0±13.9）岁。26 例患者的临床资料见表 1。

26 例患者中除 2 例患者行 VV ECMO 外，其余均为 VA ECMO。患者术前心脏超声提示左心室射血分数 23%～70%（51.1%±16.8%）。这 26 例患者中接受心脏移植 5 例，瓣膜手术 9 例，主动脉手术 8 例，冠状动脉旁路移植术及其他手术 4 例。综合分析影响预后的危险因素，讨论 ECMO 治疗过程中的并发症和预防管理经验。

本中心采用的 ECMO 设备有 Medtronic Bio-Console 560 离心泵、Maquet PLS 膜肺、动脉插管 Edwards 16/18F；静脉插管 Edwards 24F。

1.2   统计学分析

通过 Microsoft Excel 2015 收集并整理数据，使用 SPSS24.0 对 ECMO 支持前、支持后 6 h、24 h、72 h乳酸，血清 pH 等潜在预后因素进行单因素 ANOVA 分析。计量资料以均数±标准差（）表示，计数资料采用例数和百分比表示。P<0.05 为差异有统计学意义。

2   结果

2.1   临床早期结果

住院时间 6～57（20.2±12.3）d，ICU 滞留时间 1～43（13.2±10.5）d，呼吸机辅助时间 1～18（5.1±4.6）d。成功脱机 12 例患者，其中 6 例存活出院。26 例患者中成功脱机 12 例，6 例好转出院。其中行 VA ECMO 24 例，包括心脏移植术后 5 例，由于术后严重的 LCOS 皆行 ECMO 支持，并全部成功脱机，其中存活出院 2 例。瓣膜术后患者 9 例，均行 VA ECMO，成功脱机 3 例，存活出院 1 例。7 例瓣膜术后患者因 LCOS，术后 48 h 内 ECMO 插管。2 例二尖瓣置换术+三尖瓣成形术后与 1 例双瓣置换术后及 1 例二尖瓣置换+三尖瓣置换术后患者 ECMO 插管后 48 h 内因循环不能维持导致死亡。仅 1 例主动脉瓣置换术后（aortic valve replacement，AVR）患者存活出院。大血管术后 8 例，其中 3 例脱机，1 例 Bentall 术后患者与 1 例 Wheat’s 术后患者存活出院。冠状动脉旁路移植术及其他心脏术后患者 4 例。1 例心房颤动射频消融术后患者行 VV ECMO，存活出院。

2.2   ECMO 类型

26 例患者中只有 2 例患者因顽固性低氧血症行 VV ECMO，其余均行 VA ECMO 支持。VV ECMO 患者中 1 例射频消融术后患者好转出院，VA ECMO 患者成功撤机 11 例，存活出院 5 例。

2.3   置管时机、插管方式及输血情况

2.3.1   插管方式、置管时机

VA ECMO 患者除 2 例主动脉手术后行腋动脉-股静脉置管外，其余均行经股静脉-腋动脉插管。VV ECMO 患者均行股静脉-颈静脉插管。所有患者除 1 例主动脉瓣置换及 1 例大血管术后之外其余均监护室插管。这 2 例患者均因撤除体外循环困难而在手术室插管。其中主动脉瓣置换术后患者 ECMO 辅助 24 h 后脱机成功并最终好转出院。除 8 例外，其余均术后早期（前 3 d）置管。此 8 例患者中脱机成功 2 例，但无 1 例好转出院。除了 4 例者之外其余患者 ECMO 置管时长均<10 d，这 4 例患者中 3 例脱机成功，但无好转出院。

2.3.2   输血情况

所有患者在辅助期间均有不同程度的输血治疗，其中 1 例瓣膜术后患者术后仅输注血浆治疗，其余患者均有红细胞悬液及血浆输注。有 8 例患者辅助期间行单采血小板输注治疗，其中 3 例好转出院。好转出院患者与死亡患者之间红细胞悬液及血浆用量差异无统计学意义（表 1）。

2.4   术后并发症

部分常见并发症在接受不同类型的手术方式的患者中的发生情况稍有差异（表 2）。

2.4.1   出血

ECMO 后发生出血患者 10 例，其中消化道出血 3 例，不明部位出血患者 2 例，脑出血合并纵隔内出血 1 例，纵隔内出血 1 例，其他部位出血 3 例。其余患者中成功脱机 5 例，其中好转出院 2 例。

2.4.2   连续性肾脏替代治疗（continuous renal replacement therapy，CRRT）

在 ECMO 支持期间只有 4 例患者未行 CRRT 治疗。这 4 例患者中 2 例好转出院，2 例死亡。所有行 CRRT 支持患者中仅 2 例在 ECMO 支持后再开始 CRRT 治疗，其余患者均先行启动 CRRT 治疗，再进行 ECMO 治疗。

2.4.3   感染

ECMO 支持后出现感染 7 例，其中 2 例真菌感染，2 例因感染难以控制、心功能无法恢复死亡。

2.4.4   其他并发症

ECMO 撤机后出现急性肺动脉栓塞死亡 1 例，发生下肢严重缺血 4 例，其中 1 例好转出院。发生严重肢端缺血的患者中 1 例是股静脉-腋动脉置管方式进行 ECMO 插管。

2.5   乳酸及各项指标

2.5.1   一般化验指标

存活及死亡患者中血红蛋白、直接胆红素、丙氨酸氨基转移酶（ALT）、肌酐在 ECMO 支持前，支持后 24 h、72 h，差异均无统计学意义（表 3）。

2.5.2   乳酸

存活及死亡患者中血清乳酸含量在 ECMO 治疗前，ECMO 治疗后 6 h、24 h、72 h 差异均无统计学意义，但存活病例当中血清乳酸的下降速度始终比死亡患者更快，术后前 6 h 下降趋势最为显著（表 4，图 1）。

3   讨论

3.1   ECMO 适应证

成人循环支持：心脏术后的 LCOS 是心脏术后的主要死因之一，成人 ECMO 循环支持的指征包括在大剂量正性肌力药物［如肾上腺素>2 µg/（kg·min），多巴胺或多巴酚丁胺>20 µg/（kg·min）］治疗后，心功能无法改善，平均动脉压<60 mm Hg，少尿［尿量<0.5 ml（kg·h）］，心脏术后无法脱离体外循环[1]。

所有患者均因术后难治性 LCOS 或在呼吸机支持下持续的严重低氧血症行 ECMO 支持。我院 ECMO 使用后脱机率（46.2%）与国内外报道相仿，30 d 死亡率（76.9%）与国内其他中心相近[9-12]。对于严重的低氧血症及术后难治性的 LCOS 患者，使用 ECMO 已成了国内外大多数心外科的常规选择之一[8, 13-14]。

3.2   手术方式对 ECMO 使用结果的影响

心脏移植术：由上述结果可见心脏移植术后患者 ECMO 支持时间较其他患者明显延长，院内死亡率也较低，这可能是因为移植心脏减负荷一段时间后，本身的储备功能较好，所以心功能有机会得到恢复，脱机，康复出院。文献[15]报道心脏移植后的右心功能衰竭是 ECMO 最好的适应证之一。本组所有心脏移植患者均成功脱机，无 1 例致死性心力衰竭，也符合这一观点。这可能是因为 ECMO 在术后短期内可提供稳定的心脏辅助，有效减轻心脏负荷，避免可能发生的低灌注、心律失常、心脏停搏等。

心脏瓣膜相关手术：瓣膜置换术后的心源性休克时使用 ECMO 可以使术中受到缺血-再灌注损伤的心肌有机会得到修复，使肺动脉高压的患者右心室肌进行肌力训练。但是心脏射血能力几乎丧失的患者在 ECMO 支持后，心腔内血液滞留，导致血栓形成，从而引起严重的并发症，故此类患者不宜使用 ECMO 支持。

心脏瓣膜相关疾病手术后患者 ECMO 置管时间普遍较短，死亡率较高，这可能与这些患者病程较长，心脏无较好的储备功能有关。

3.3   ECMO 管理

3.3.1   插管方式与时机

成人 VA ECMO 有股静动-动静脉插管、主动脉-右心房主动脉插管、腋动脉-股静脉-腋动脉插管等几种方式，其中最常用的是股动脉-股静脉-股动脉插管方式。本组患者中除 2 例患者行腋动脉-股静脉-腋动脉插管之外，其余均为股静脉-股动脉股动脉-股静脉插管方式插管。股动脉插管的方式简便易行，但存在远端肢体容易缺血的缺[16]。对于此种情况，插管时多选择再插入一根远端灌注管。此外，股动静脉插管在自身肺功能障碍时，由于左室射血氧合不够导致上半身低氧血症。而腋动脉插管在改善冠状动脉血流的氧合情况，保证大脑供氧方面有一定优势[17]。

插管时机的选择上，所有存活出院的病例均早期（术后前 3 d）插管。我们认为有 ECMO 指征的患者应早期置管，这样可以尽早减轻心室负荷，有效促进心功能的恢复，对于患者预后起积极作用。

3.3.2   肾功能不全的处理

文献[1, 18-20]报道 ECMO 期间的急性肾损伤发病率高达 70%～85%，肾功能不全是除出血外 ECMO 最常见的并发症。造成 ECMO 置管后肾功能不全可能与肾脏缺血及毒性代谢产物的蓄积和肾毒性药物应用等有关。对于 ECMO 治疗后的肾功能不全，我们通常采用 CRRT 支持。

22 例患者在 ECMO 期间行 CRRT 支持，多数在 ECMO 置管后 48 h 内开始进行。CRRT 支持可以调节体内电解质平衡、排除循环中的炎症因子、减少利尿剂的用量，提供稳定的血流动力学状态，利于患者肾功能、心功能恢复。对于 ECMO 后 CRRT 的使用时机暂无较为统一的认识。

在进行 CRRT 支持患者当中，除 2 例之外其余患者均在 ECMO 支持起始之前已启动 CRRT。4 例未行 CRRT 患者中 2 例好转出院，死亡率较其余患者低，说明心脏术后肾功能衰竭的患者即使使用 ECMO 代替了部分心肺功能，预后可能仍然较差。相反，术后肾功能较好患者，即使出现 LCOS 等心脏相关并发症，通过 ECMO 等辅助循环，改善心功能后，可康复出院。

3.3.3   术后感染、出血的预防

感染是 ECMO 期间的常见并发症。由于长期插管，血液体外转流经过大面积非生物材料，长期机械辅助通气，肠道的屏障功能受损等原因，全身性的和局部感染在 ECMO 患者中很常见。本研究中 7 例患者发生明确感染，其中 2 例因感染无法控制而死亡。为了预防感染，我们进行床旁操作时需要注意无菌原则，同时加强肺部护理，尽早脱离机械通气，早期肠内营养，明确病原，用合理的抗感染方案治疗。在抗生素的选择上，除了药物敏感试验结果的参考外，应注意对药物的肝肾功能毒性进行参考，对于肾功能不全、肝功能不全患者进行合理选择很重要。

出血是 ECMO 最常见的并发症之一，包括插管部位、胃肠道、气管、颅内、外科创面等。造成这种出血的原因包括体外转流导致的凝血因子的消耗，血液肝素化，外科创面存在等多方面因素，其中颅内出血后果最严重。为预防出血，外科手术后必须严密止血，减少不必要的有创操作，补充血小板等以平衡凝血因子，防止收缩压过高。

为了补充由于体外转流及其他原因而损失的凝血因子及红细胞的丢失，本研究中所有患者 ECMO 期间进行输血治疗。输血治疗在改善患者循环，防止出血的同时，可以有效改善患者全身情况，对术后感染的控制及预防亦有积极作用。

3.3.4   远端肢体缺血及代谢相关并发症的管理

由于 ECMO 置管后，ECMO 置管部位的远端肢体必然缺血，远端肢体缺血在早期 ECMO 中并不少见。 26 例患者中 4 例发生较为严重的远端肢体缺血，我们认为这可能与心脏术后 ECMO 转机等各项因素共同作用引起的内环境紊乱、组织灌注不足相关。大多数中心在 ECMO 置管的同时更倾向于插入 1 根远端灌注管，这样可以有效避免远端肢体缺血。

虽然我们通过各种措施尽量避免远端肢体缺血的发生，但是这种情况仍未完全消失。这可能与插管相关的股深、浅动脉解剖变异，动、静脉插管管径的选择是否妥当，插管过程中的血管有无损伤等因素相关。故 ECMO 灌注管的选择及管理、远端肢体的皮温、色泽、氧饱和度、感觉等的监测显得至关重要[17, 21]。

通过对患者乳酸水平及其他指标的连续性监测，虽然包括血清乳酸在内的各项指标均在死亡患者及好转出院患者中的差异无统计学意义，但是我们发现存活病例当中血清乳酸值的含量下降趋势总是比死亡病例快，这也与我们的预期及 Bonizzoli 等[22]和 Park 等[23]的研究结果相符。我们认为，造成存活患者血清乳酸值与死亡患者差异不明显是由于本次研究病例数量较少，病例资料并不完整所致。在后续的研究中，我们会继续完善相关数据得出更为合理严谨的结论。

综上所述，ECMO 是治疗心脏术后 LCOS 和顽固性低氧血症的重要支持方法，是心脏术后脱离危险情况的重要手段，其置管时机的选择，插管方式的不同，插管管道的选择、期间对出血的预防与控制，乳酸等代谢产物水平的监测、控制，抗感染措施的使用都是 ECMO 成功的关键因素。

利益冲突：无