100例体外膜肺氧合支持治疗回顾分析
作者：袁媛 高国栋等来源：中国医学科学院阜外心血管病医院
点击:1023次时间:2009-04-21 11:17:25
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回顾性分析总结阜外心血管病医院100例心肺功能衰竭患者应用体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持治疗的临床经验。方法2004年12月至2008年9月，对本院100例 终末期心脏病和心脏术后需心肺支持的患者行ECMO支持治疗， ECMO系统的氧合器及离心泵内膜均采用全肝素涂抹技术，婴幼儿采用右心房--升主动脉插管，成人应用右心房--股动脉插管或股--动静脉插管，辅助期间流量范围在40～220 ml·kg-1·min-1。
袁媛 高国栋 龙村 黑飞龙李景文 于坤 刘晋萍 冯正义 赵举 胡盛寿 许建屏 常谦
刘迎龙 王旭 刘平
[摘要] 目的回顾性分析总结阜外心血管病医院100例心肺功能衰竭患者应用体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持治疗的临床经验。<strong>方法2004年12月至2008年9月，对本院100例 终末期心脏病和心脏术后需心肺支持的患者行ECMO支持治疗， ECMO系统的氧合器及离心泵内膜均采用全肝素涂抹技术，婴幼儿采用右心房--升主动脉插管，成人应用右心房--股动脉插管或股--动静脉插管，辅助期间流量范围在40～220 ml·kg-1·min-1。<strong>结果100例患者，男67例，女33例；年龄出生5天～76岁，平均（28.43±26.25）岁；体重3.8～100 kg ，平均（42.28±29.86）kg。90例（90.0%）心脏术后安装ECMO；10（10.0%）例内科心肺复苏后安装ECMO（终末期心肌病7例， 冠心病3例）。辅助时间为12～504h，平均（119.45±80.20）h。61例（61.0%，61/100）顺利撤离ECMO装置，ECMO平均时间（108.02±59.25）h,其中康复出院55例（90.2%，55/61）；6例患者撤机后院内死亡。39例患不能脱机或放弃治疗，ECMO平均时间（136.21±101.67）小时。总出院率55.0%。出血和渗血、肾功能衰竭、感染、血栓形成等是ECMO重要并发症。ECMO前MAP、动脉乳酸水平及肾衰等并发症影响预后。<strong>结论ECMO支持是一种有效的循环呼吸衰竭辅助支持治疗方法，尽早对心肺衰竭患者使用ECMO支持治疗，避免重要脏器不可逆损伤，对提高治疗效果有积极的帮助。
[关键词] 体外膜肺氧合; 心肺复苏; 心脏外科
Retrospective Analysis of 100 Patients Managed by Extracorporeal Membrane Oxygenation in Beijing Fuwai Hospital
YUAN Yuan, GAO Guo-dong, LONG Cun*, HEI Fei-long, LI Jing-wen, YU Kun, LIU Jin-ping, FENG Zheng-yi, ZHAO Ju, HU Sheng-shou, XU Jian-ping, CHANG Qian, LIU Ying-long, WANG Xu, LIU Ping
*CAMS ﹠ PUMC ，Department of Extra-Corporeal Circulation，Department of Cardiac Surgery, Fuwai Hospital, Beijing 100037, China
Corresponding author: LONG Cun, Email:bj7aect@yahoo.com.cn
[Abstract] Objective To describe our experience with extracorporeal membrane oxygenation ( ECMO ) for cardiorespiratory support of 100 patients in Beijing Fuwai Hospital. Methods Retrospective analysis of the medical files of 100 patients submitted to the implant of extracorporeal membrane oxygenation system for cardiorespiratory assistance of acute and refractory cardiogenic shock from Dec. 2004 to Sep. 2008 in Beijing Fuwai Hospital. The inter-surface of the ECMO equipment system was completely coated by heparin-coating technique. All patients were applied veno-artery ECMO and activated clotting time (ACT) was maintained between 120-180 sec and heparin usage dose was 5-20U·kg-1·h-1. Mean blood flow was 40-220ml·kg-1·min-1 during ECMO assistant period. Results 100 patients ( age range 5days～76 years, median age 28.43±26.25 years; weight range 3.8～100kg, median weight 42.28±29.86kg）were applied with extracorporeal membrane oxygenation. The shortest ECMO time was 12 hrs and the longest was 504 hrs with mean time was 119.45±80.20 hrs. 61 patients (61.0%) weaned off successfully from ECMO. 55 of them (90.2%) were discharged and 6 died of post-operative complications. 39 patients could not weaned off from ECMO. Total survival discharge rate was 55.0%. Conclusions ECMO is an effective mechanical assistant therapy method for cardiac and pulmonary failure after cardiac surgery. Earlier usage of ECMO for heart lung failure patient and avoiding the main organs from un-recovery trauma are still the key point of success of ECMO.
[Key words] Extracorporeal membrane oxygenation; Cardiopulmonary resuscitation；Cardiac surgery
体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation, ECMO）作为一种有效的心肺支持手段，可使患者心肺得到充分休息，功能恢复或为器官移植赢得时间。目前已成为心脏外科中重要的的治疗手段。但在高危患者中应用ECMO辅助支持并发症及死亡率仍然很高<sup>[1，2]。阜外心血管病医院自2004年12月至2008年9月对100例心肺功能衰竭患者行ECMO支持治疗，取得了较为理想的效果。现将我院应用ECMO支持治疗的情况回顾分析如下。
资料与方法
一、一般资料
患者情况：2004年12月至2008年9月共100例患者在我院行ECMO支持治疗，儿童及婴幼儿45例，成人55例。其中男67例，女33例；年龄出生5天～76岁，平均（28.43±26.25）岁；体重3.8～100 kg ，平均（42.28±29.86）kg。90例（90.0%）心脏术后安装ECMO治疗；10（10.0%）例内科病例，为心肺复苏后安装ECMO辅助支持。
应用指征：体外循环(cardiopulmonary bypass, CPB)后不能停机直接转入ECMO辅助支持；难以纠正的低心排（心指数小于2.0L·min·m2-1）；严重的低氧血症（Pao2/Fio2小于60％）；心跳骤停等。
二、ECMO系统
ECMO设备：均使用离心泵血液驱动，膜式氧合器血液氧合，在连接系统中串联氧饱和度及血球压积探头和静脉负压监测接头，如图1。
插管部位：所有患者均采用静脉到动脉的ECMO辅助方式。婴幼儿采用经原手术切口右心房--升主动脉插管，成人1例应用右心房--股动脉插管，其余均采用股静-动脉插管。
三、ECMO管理：
①患者管理：ECMO建立时患者麻醉镇静，运转开始后酌情降低麻醉深度。其中9人ECMO期间未行气管插管，处于清醒状态支持治疗期间维持体温在36℃~37℃。②抗凝：按激活全血凝固时间（activated clotting time, ACT）检测结果决定肝素用量，使ACT维持于120~180s。③血管活性药物：本组患者心血管活性药物在ECMO支持期间逐渐减少甚至停止使用。停ECMO后根据血流动力学情况适当应用血管活性药物。④流量管理：流量根据患者监测指标来调整，辅助期间流量范围在40～220 ml·kg-1·min-1，使静脉血氧饱和度维持在70﹪以上，吹入膜肺的空气氧气混合气氧浓度维持在40%~70%，使膜肺出口的动脉血氧分压在150 mmHg左右，动脉氧饱和度不低于95%。⑤ 呼吸参数： ECMO支持治疗期间9例患者未行气管插管，自主呼吸,采用同步间歇指令通气模式, FiO20.3~0.6，呼吸频率10~30次·min，潮气量8~10ml·kg-1，PEEP 4~6cmH2O，气道峰压小于25 cmH2O。⑥ 循环呼吸功能的评价：超声心动图结合患者血流动力学指标及胸片、血气结果综合评判ECMO期间的循环、呼吸功能。⑦ ECMO撤离：在保证心脏及肺脏功能基本恢复并有一定的储备的情况下，逐渐减低辅助流量，同时增加血管活性药物的用量。每次减少辅助流量的15%～20%，适当延长ACT时间，当辅助流量占全流量的10%～20%时可以终止ECMO。具体情况随病情不同而异。
四、统计学处理：采用SPSS11.0统计软件，所有数据用平均值±标准差表示，计数资料采用x2检验或Fisher确切检验法，计量资料采用t检验，两总体方差不等时采用秩和检验，P<0.05为差异具有统计学意义。
结 果
一、ECMO原因
66例（66.0%）系心脏术后低心排需要循环支持，其中10例为术后心肺复苏（CPR）后安装ECMO（10.0％）；呼吸衰竭9例（9.0％），低心排合并呼吸衰竭15例，（15.0％）；7例（7.0%）终末期心肌病患者心肺复苏后安装ECMO，3例(3.0%)冠心病患者心肺复苏后安装ECMO治疗。
按ECMO安装原因划分，各组例数及生存、死亡例数见图2。各组之间比较无统计学意义。
二、ECMO结果：100例接受ECMO支持治疗的患者，辅助时间为12～504h，平均（119.45±80.20）h。61例（61.0%，61/100）顺利撤离ECMO装置，ECMO平均时间108.02±59.25h,其中康复出院55例（90.2%，55/61）；6例患者撤机后院内死亡。39例患者因多种原因不能脱机或放弃治疗，ECMO平均时间136.21±101.67小时。总出院率为55.0%。
按年龄：婴儿（≤1岁）、幼儿（1～5岁）、儿童（5～14岁）、青壮年（14～60岁）、老年(﹥60岁)分为不同年龄组，各年龄组病例数及生存死亡例数见图3。各组之间比较无统计学意义。
按体重分为不同体重组(<10kg、10～30kg、﹥30kg)，各体重组病例数及生存死亡例数见图4。各组之间比较无统计学意义。
影响ECMO支持治疗结果的几个因素比较见表1。
三、ECMO并发症：主要有出血和渗血（24例；24.0﹪）；肾功能衰竭（11例；11.0﹪）；感染（12例；12.0﹪）；血栓形成（11例；11.0﹪）；神经系统并发症（6例；6.0﹪）；肝、肾功能衰竭（5例；5.0﹪）；肢体缺血坏死（6例；6.0﹪）；溶血（5例；5.0﹪）；消化道出血（2例；2.0﹪）； DIC(1例；1.0﹪)；；血小板减少（1例；1.0﹪）氧合器置换（16例；16.0﹪）。并发症对ECMO结果的影响见表2。
讨 论
体外膜肺氧合（ECMO）作为一种对心肺功能衰竭有效的支持治疗手段，越来越得到心脏外科的重视，据报道，大约3％～8％的心脏手术术后患者需辅助支持治疗[3、4，5]，心脏术后难以纠正的术后低心排、低氧血症、心律失常、心跳骤停、不能脱机等情况下，ECMO支持治疗显得尤为重要。ECMO还可为心功能不全患者行心脏移植前提供有效的循环支持 [6]。此外，还可帮助严重心肌炎患者恢复正常的心功能提供必要支持<sup> [7]。
本组100例病例，90例（90.0%）心脏术后安装ECMO治疗（低心排65例，心肺复苏后10例；呼吸衰竭9例；低心排合并呼吸衰竭15例）；10（10.0%）例非手术病人心肺复苏后安装ECMO辅助支持（终末期心肌病7例， 冠心病3例）。主要原因是本院为心脏专科医院，病员来源主要为心脏病人。
本组病例中，婴幼儿采用经原手术切口右心房--升主动脉插管，成人均采用股静-动脉插管，1例因引流不畅改用应用右心房--股动脉插管。我们的经验是，对于婴幼儿尽量应用房插管和升主动脉插管，因婴幼儿多为心脏术后ECMO，不必重新开胸，而这种插管方式可满足足够的灌注流量。对于儿童和成人，尽量采用股动静脉插管，如果血液引流不畅，静脉引流管负压较高，如为心脏术后病人，可改用心房插管引流，保证充分的引流。对于股动脉插管，插管部位远端肢体缺血是常见的并发症，为了避免发生，我们采用16号套管针或更粗的侧路供血；但在本组病例中，仍有6例（6.0﹪）出现肢体远端缺血坏死，提示在有肢体远端血供的情况下，仍应密切观察肢体远端供血情况，防止缺血并发症的发生。
在ECMO支持治疗期间，绝大多数患者处于麻醉、镇静状态。本组9例患者未行气管插管， ECMO期间呈清醒状态，取得了满意效果。我们认为，在条件允许情况下可采用清醒状态下的ECMO，从而减轻气管插管、麻醉等的不利影响。
在影响ECMO预后的因素中，ECMO前平均动脉压与动脉乳酸水平与预后明显相关。出院组ECMO前平均动脉压（60.5±23.85mmHg）明显高于死亡组(41.7±31.34mmHg)；死亡组患者ECMO前动脉血乳酸浓度为9.47±2.35mmol/L，明显高于出院组（6.87±2.11mmol/L），该结果与Charles等报道的结果相仿[8]，提示死亡组ECMO前多有严重低血压，组织器官缺血缺氧严重，导致乳酸生成增多，脏器功能损害严重，从而影响预后。因此，及时应用ECMO辅助支持，改善组织器官缺血缺氧状态，显得尤为重要。死亡组ECMO辅助平均时间137.28±10.58h，高于出院组（108.68±58.98h），但统计学无显著性差异。而Shah报道84例小儿心脏术后ECMO经验中统计发现ECMO时间存活组较短（P=0.003），并指出ECMO超过144h（6天）的患儿存活率仅为5%[9]，由于病例较少，有待进一步研究、总结。
出血是ECMO最常见的并发症，ELSO报告ECMO出血的发生率为29﹪<sup>[10]。本组100例病例中，有22例发生出血和渗血，发生率为22.0﹪，但存活组与死亡组比较无统计学意义。出血的主要原因是肝素抗凝，长时间心肺转流等导致凝血功能紊乱，处理好出血是ECMO成功的最基本条件。术后早期胸腔引流液较多，应及时补充新鲜全血和血小板及凝血因子。我们发现，应用肝素涂抹管道和应用小剂量肝素，使ACT维持在120～160S，可有效地减少出血，同时未发现严重血栓形成。但为了防止抗凝不足引起血栓，应定期监测跨膜压差。本组病人中，1例出现左房血栓，分析原因可能为体外引流量较大，导致左房内血流较少，速度减慢所致。
此外，肾衰、感染、血栓形成、神经系统并发症、肝肾功能衰竭、肢体缺血坏死、溶血、消化道出血等也是ECMO中常见的并发症。在这些并发症中，肾衰患者死亡率明显升高，这与Aparna等研究结果相同<sup>[11]，但他们发现多器官功能衰竭组患者死亡率也明显增高，具有统计学意义。而在本组病例中未有统计学意义，考虑可能与本组患者器官功能衰竭病例较少有关。因此，在ECMO支持治疗过程中应高度重视重要器官的保护，降低死亡率。
在器械并发症中，氧合器血浆渗漏、氧合能力下降最为常见，ECLO报道其发生率在7.1%～16.7%不等[10]。本组16例氧合器渗漏需要更换氧合器（16.0%），血浆渗漏的发生与氧合器类型、跨膜压差、辅助流量、血液破坏程度等因素有关[12～14]。血液破坏产生的游离血红蛋白及其代谢产物对氧合器也有潜在威胁<sup>[15]。目前文献报道新型硅树脂膜式氧合器可以连续使用34天而无血浆渗漏发生<sup>[16、17]。
本组100例患者中61例脱机，55例生存， 45例死亡，脱机率为61.0％，生存率为55.0％，与ELSO公布的结果相比较，成功率偏高[10]，这主要得益于相关技术的发展、临床经验的积累以及ECMO团队的密切配合。
45例死亡患者中6例为脱机后死亡，39例未脱机。死亡的原因为手术畸形矫正不满意、术后严重并发症，包括肾衰、多脏器功能衰竭等。以上并发症中，肢体缺血坏死与ECMO插管有较为明确的关系，其余并发症由多种原因引起，尚待进一步明确。
ECMO期间及术后并发症直接威胁患者的生命，如何进一步提高ECMO辅助效果，减少和避免并发症，需要ECMO工作者更加深入研究，同时提高对严重并发症的治疗效果也是提高ECMO临床效果的有力保障。
ECMO支持疗法在循环呼吸衰竭的治疗中是一种有效的辅助治疗方法，尽早对心肺衰竭患者使用ECMO支持治疗，避免重要脏器不可逆损伤，对提高治疗效果有积极的帮助。
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1图1 ECMO 系统连接及预充示意图
2 图2 ECMO原因分布图
3图3 不同年龄ECMO分布图
4图4 不同体重ECMO分布图
5 表1 影响ECMO结果的因素（x±s）
|
因素
|
出院（55例）
|
死亡（45例<strong>）
|
P值
|
|
年龄（岁）
|
30.49±25.90
|
26.29±26.86
|
0.436
|
|
体重（Kg）
|
44.34±26.51
|
40．26±34.02
|
0.481
|
|
ECMO时间（hrs）
|
108.68±58.98
|
137.28±10.58
|
0.229
|
|
CPB时间（min）
|
155.36±61.77
|
170.12±40.34
|
0.328
|
|
ECMO前MAP（mmHg）
|
60.5±23.85
|
41.7±31.34
|
0.038
|
|
ECMO前动脉PH值
|
7.36±0.04
|
7.35±0.04
|
0.611
|
|
ECMO前动脉乳酸
(mmol·L-1)
|
6.87±2.11
|
9.47±2.35
|
0.013
|
|
男性
|
38/66
|
29/66
|
0.164
|
|
女性
|
17/33
|
16/33
|
0.806
|
|
心肺复苏
|
10/54
|
11/45
|
0.315
|
|
术前应用
|
6/54
|
4/45
|
0.976
|
|
术后应用
|
49/54
|
45/45
|
0.390
|
MAP:平均动脉压
6 表2 并发症对ECMO影响结果
|
并发症
|
出院
|
死亡
|
P值
|
|
肾衰
|
2/55
|
9/45
|
0.025
|
|
感染
|
5/55
|
7/45
|
0.371
|
|
出血
|
15/55
|
9/45
|
0.481
|
|
血栓
|
6/55
|
5/45
|
1.000
|
|
神经系统并发症
|
2/55
|
4/45
|
0.513
|
|
肢体坏死
|
1/55
|
5/45
|
0.134
|
|
溶血
|
4/55
|
1/45
|
0.476
|
|
肝肾衰竭
|
2/55
|
4/45
|
0.513
|
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