目的：回顾总结体外膜肺氧合支持 (extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)治疗成人患者的临床经验，并初步分析了影响早期死亡的危险因素。

方法：2005年2月至2008年6月，运用ECMO救治45例成人心脏病患者，男性34例，女性11例，平均年龄49±14.1岁，平均体重67±12.8公斤。其中冠心病占46.7%，瓣膜病占17%，心肌病占15.6%。按被救治的患者情况分为：心脏直视手术后辅助组（组1）31例、心脏移植后辅助组（组2）5例和慢性心衰发作急性心功能不全组（组3）9例。14例患者在开始ECMO辅助治疗前经历过人工心肺复苏抢救。主要采用股动、静脉置管法进行辅助。

结果：45例患者辅助时间5-648（126.7±104.3）小时。27例（60%）成功脱离ECMO辅助；5例成功辅助至接受心脏移植。院内死亡率42.2%（19/45）。26例（57.8%）患者存活出院。组1患者的存活率为58.1%；组2存活率80%；组3存活率44.4%。12例患者需要再次开胸止血。3例患者因置管侧下肢末梢缺血，需动脉取栓。11例患者在ECMO辅助同期加用IABP，6例存活。9例患者辅助期间合并肾功能衰竭而同期血液滤过治疗（CRRT），仅2例存活。因多脏器功能衰竭（MOF）导致的死亡占的总死亡数的47.3%（9/19）。

结论：ECMO是救治急重症成人心肺功能衰竭非常有效的手段。在重要脏器出现不可逆的损害之前及时建立ECMO辅助和积极有效的预防并发症的发生，是进一步提高救治成功率的关键。

关键词：心力衰竭，ECMO

Extracorporeal membrane oxygenation for treatment of cardiorespiratory function failure in adult patients

 

Authors: LUO Xin-jin, WANG Wei, SUN Han-song, HU Sheng-shou, LONG Cun, XU Jian-ping, SONG Yun-hu, HEI Fei-long.

Department of Cardiovascular Surgery, Fu Wai Hospital, PUMC & CAMS.

No.167, Beilishi Road, Beijing, 100037.

Objective: This report reviews our experience on venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) in adult patients with cardiac failure, as well as analysis of the risk factors of early mortality.

Methods: From February 2005 to June 2008, 45 patients (male 34, female 11) undergoing cardiogenic shock required temporary ECMO support. Average age was 49 +/- 14.1 years, and average body weight was 67 +/- 12.8 Kg. Coronary heart disease occupied 46.7%, valve disease occupied 17.8% and cardiomyopathy occupied 15.6%. The 45 patients could be divided into 3 groups: post-cardiotomy (group 1, n=31) and post-transplantation (group 2, n=5) heart failure, decompensated of chronic heart failure (group 3, n=9). 14 patients need cardiac resuscitation before ECMO support. ECMO implantation was performed through the femoral vessels or axillary artery or through the right atrium and ascending aorta.

Results: Average support duration of ECMO was 126.7 +/- 104.3 hours. 27 patients could be successfully weaned from support (60%); additionally, 5 were bridged to heart transplantation. The in-hospital mortality was 42.2% (19/45 patients). 26 patients (57.8%) could be successfully discharged. The discharge rate was 58.1% in group 1, was 80% in group 2 and was 44.4% in group 3. 12 patients were re-operated for hemostasia. 3 patients need femoral arterial thrombectomy because of ischemia of lower extremity. Additional intra-aortic balloon pumps were used in 11 patients, with 6 patients successfully discharged. The mortality rate for patients with acute renal failure treated by Continuous Renal Replacement Therapy (CRRT) under ECMO support was obviously high (7/9 patients). The dominant mode of death was multisystem organ failure (9/19).

Conclusion: ECMO offers effective cardiopulmonary support in adults. Early indication, control of complications, and paying attention to the treatment after ECMO support could improve our results with increasing experience.

Key words: heart failure, extracorporeal membrane oxygenation

体外膜肺氧合支持治疗(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)从上世纪90年代开始有较大组的用于救治成人患者急性心衰的报道^[1-2]。他的优点是能在紧急状态下迅速进行心肺功能辅助。但如何有效预测ECMO心脏辅助患者的治疗预后，仍非常困难，诸多因素均可能影响辅助患者的生存率<sup>[3]。本研究回顾总结自2005年2月至2008年6月期间，在成人心脏病患者（年龄≥18岁）中进行ECMO治疗的情况，并初步分析了可能影响早期死亡率的危险因素。

1．资料和方法

45例患者年龄49.0±14.1（18-76）岁，采用V-A ECMO进行心-肺功能辅助。早期使用Medtronic公司生产的肝素涂层体外膜肺氧合套包，近年则多组合使用Jostra公司的膜肺氧合器和Medtronic公司的管道。按接受辅助治疗的患者情况分为三组：心脏直视手术后辅助组（组1）、心脏移植后辅助组（组2）和慢性心衰发作急性心功能不全组（组3）。沿用Norman等<sup>[4]提出的血流动力学评判标准来决定是否开始ECMO辅助治疗。心脏手术患者不能脱离体外循环辅助者，在第一次试停机不成功3小时内考虑转为ECMO辅助。患者临床资料情况见表1。

表1   ECMO辅助患者的临床情况

 

 

ECMO的建立：40例患者均先采用股动、静脉置管，为防止外周动脉插管部位远端肢体缺血，采用16号套管针或双雄动脉延长管向远端肢体建立旁路供血。其中1例因股静脉引流不足后转为右房插管；还有3例患者因为股动脉明显硬化，置管辅助后无法保证足够的灌注流量而加用右腋动脉插管增加上半身供血。

其余5例：4例患者使用右房&ndash;升主动脉置管，辅助过程中不闭合胸骨。另1例采用了右腋动脉-右房置管，以便正常闭合胸骨并减少对患者活动的限制。

ECMO的维护管理及监测：ECMO辅助期间监测膜肺进出口压力、离心泵入口负压。监测激活全血凝固时间（ACT），通过泵入肝素维持ACT在150秒左右；监测血浆游离血红蛋白（FHb）和全血胶体渗透压。根据患者情况来调节辅助流量，循环稳定后一般维持流量在40 ml·kg^-1·min^-1左右，维持混合静脉血氧饱和度在70%左右。待患者血流动力学指标稳定，血气指标良好，则考虑逐步降低辅助流量。当辅助流量能减少到全流量的10%-20%时，即可考虑停机，撤除ECMO。辅助过程中常规行超声心动监测，评估心脏功能并及时发现心包填塞等并发症。

数据收集及统计分析：所有患者资料录入ECMO注册资料库，按存活和死亡情况分组，对18个可能的危险因素进行对比研究。所有数据用均值&plusmn;标准差表示，采用SPSS11.5软件包进行统计分析。连续性变量使用<em>t检验，而非连续性变量使用Chi 或Fisher检验，以<em>p<0.05作为有显著性差异。

2．结果

45例患者ECMO辅助5-648（126.7 ± 104.3）小时。15例（33.3%）因在术中无法脱离体外循环辅助而在手术室内开始ECMO，其余30例在ICU开始ECMO治疗。14例患者ECMO辅助治疗开始前经历过人工心肺复苏抢救。11例患者在ECMO辅助同时接受IABP治疗，6例存活（p=0.803）。三组患者的治疗结果见表1。

辅助治疗期间并发症情况见表2。12例患者因出血或心包填塞而需再次开胸，其中半数以上开胸超过1次，最多者先后5次。感染（痰或血培养阳性）亦为常见并发症。9例患者在ECMO辅助期间合并肾功能衰竭而需要血液滤过治疗，2例患者存活（p=0.024）。

表2.   ECMO辅助治疗的并发症

 

 

19例患者院内死亡，其中6例成功撤除ECMO辅助但未能存活出院，主要死因为多脏器功能衰竭（5/6）。13例在辅助期间死亡，其中4例是并发严重多脏器功能衰竭；4例无法维持有效循环，酸中毒持续存在；2例肺栓塞术后辅助患者死于无法减低的肺高压。存活组与死亡组的对比研究（表3）显示：年龄、性别、体重、辅助开始前血压及辅助时间在两组间无显著差异。死亡组在合并使用CRRT（<em>p=0.024）和ECMO开始前经历过心脏停跳（p=0.011）方面明显高于存活组。而存活组在ECMO平均辅助流量、辅助期间血肌酐水平及ECMO开始3小时后的血管活性药用量平分（IS，inotropic score）方面明显低于死亡组。

表 3.   ECMO辅助生存组与死亡组比较

 

 

注：IS (ug/kg/min) =多巴胺+多巴酚丁胺+15×米力农+100×肾上腺素+100×去甲肾上腺素

3．讨论：

据文献报道ECMO在成人心脏辅助治疗方面的效果不如在小儿或婴幼儿<sup>[5-7]。ECLS组织公布的资料显示，ECMO在心脏辅助治疗方面的存活率，新生儿为57%，儿童为58%，成人患者仅为46%。德国Bakhtiary F等<sup>[8]报道了2003至2006年一组45例成人ECMO心脏辅助的结果：平均辅助6.4 ± 4.5天，ECMO成功撤机率为55.6%，出院存活率仅为29%。本组41例患者，平均辅助5.1 ± 3.7天，脱机率为65.9%，存活出院率53.7%，相比较而言，救治效果较为满意。

如何在众多的临床数据中，发现出能真实反映脏器损害程度的指标，以提供有效的判断ECMO辅助治疗预后的依据，仍是一大难题。挪威奥斯陆的Wagner等<sup>[9]研究了他们治疗的80例V-A ECMO心脏辅助的病例，分析包括年龄、性别、致心衰原因、开始ECMO辅助前的治疗（机械通气、NO、IABP）等多个因素。得出的结论是：ECMO能有效的救治患者，但根据目前的临床参数却很难在开始辅助治疗前判断预后。他们只发现患者在开始辅助治疗前较高的SvO₂与辅助存活率增高有一定相关性。

在Wagner的报道中，有12例患者经历过心跳停止但在ECMO开始前已成功复苏，因此统计分析未显示ECMO前的心跳停止经历会对生存产生影响。但在本组研究中，有31.1% (14/45)的患者ECMO前经历过心跳停止，只有4例存活，统计分析显示这一因素在存活与死亡组间有明显差异（p=0.011）。与Wagner不同的是，这14例中，有6例患者一直心肺复苏抢救至ECMO建立后才恢复自主心跳，可归入ECPR（extracorporeal cardiopulmonary resuscitation）范畴<sup>[10]。这可能是导致结论不同的重要原因。

Bavaria等指出ECMO辅助可能加重左心室后负荷。因此有许多研究者推测在ECMO辅助同期加用IABP辅助可以减少这一负作用，提高救治成功率<sup>[11]。有数个研究也指出合并使用IABP是提高生存率的一个有利因素<sup>[6.11]。但我们未能在本研究中证实这一推测。

在ECMO辅助治疗过程中出现一定程度的肾脏功能损害是很常见的，本研究中的存活组患者在辅助期间血肌酐亦升至164.5±77.3 mg/dl。但本研究同时也显示ECMO辅助期间，持续存在肾功能衰竭而需要CRRT治疗是提示预后不良的一个危险因素。这一结果与台湾长庚医院的研究结果相似^[12]，在他们进行ECMO治疗的10例患者中，5例同期因急性肾衰而需要进行持续肾脏替代治疗（CRRT）的患者最终全部死亡，而另5例不需要CRRT治疗的患者，4例存活出院。这时候的肾功能不全往往是全身多脏器功能损害的一个表现。

减少ECMO辅助的并发症也是提高救治成功率的一个重要因素。本组中有患者死于ECMO辅助中肢端缺血坏死导致的中毒性休克。在开展ECMO治疗的早期，亦有患者死于因抗凝过度而导致的难以控制的出血、渗血。直至现在，严重的出血、渗血仍是ECMO辅助中最常见的并发症，在开胸术后的患者中更是可以由此引起心包填塞，处理不及时可能导致严重后果。并且在ECMO辅助期间，这一并发症的风险始终存在。本组患者中，有2例患者因此而5次开胸止血。近一年来，我们采取对心脏术后辅助的患者早期不抗凝，至次日胸液明显减少时再开始使用肝素维持ACT在150秒的新策略。使出血并发症有明显减少。另外，严密检测辅助期间患者血浆游离血红蛋白浓度，防止因血液严重破坏导致的肾小管损害，也值得关注。

总之，ECMO是救治急重症成人心肺功能衰竭非常有效的手段，并能取得良好的治疗效果。力争在重要脏器出现不可逆损害前及时开始ECMO辅助，积极有效的预防ECMO辅助并发症的发生，是提高救治成功率的关键。

4．参考文献

1. Magovern Jr GJ, Mogovern JA, Benckart DH, et al. Extracorporeal membrane oxygenation: preliminary results in patients with postcardiotomy cardiac shock. Ann Thorac Surg 1994; 57: 1462-71.

2. Muehrcke DD, MacCarthy PM, Stewart RW, et al. Extracorporeal membrane oxygenation for postcardiotomy cardiac shock. Ann Thorac Surg 1996; 61: 684-91.

3.龙村，胡盛寿，刘晋萍等&nbsp;体外膜肺氧合支持治疗39例心肺功能衰竭患者的临床经验    中国循环杂志     2007，22(5)：373-6

4. Norman JC, Cooley DA, Igo SR, et al. Prognosis indices for survival during post-cardiotomy intra-aortic balloon pumping. J Thorac Cardiovasc Surg 1977; 74: 709-720.

5. Dalton HJ, Rycus PT, Conrad SA. Update on extracorporeal life support 2004. Semin Perinatol  2005; 29(1): 24-33.

6. Doll N, Kiaii B, Borger M, et al. Five-year results of 219 consecutive patients treated with extracorporeal membrane oxygenation for refractory postoperative cardiogenic shock. Ann Thorac Surg   2004; 77: 151-7.

7. Bartlett RH. Extracorporeal life support: history and new directions. ASAIO J 2005; 51: 487-9.

8. Bakhtiary F, Keller H, Dogan S, et al. Venoarterial extracorporeal membrane oxygenation for treatment of cardiogenic shock: clinical experiences in 45 adult patients. J Thorac Cardiovasc Surg.  2008; 135: 382-8.

9. Wagner K, Risnes I, Abdelnoor M, et al. Is it possible to predict outcome in cardiac ECMO? Analysis of preoperative risk factors. Perfusion. 2007; 22: 225-9.

10. Grist G. Extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) or extracorporeal cardiopulmonary resuscitation (ECPR): a critical life or death choice. Progress in Pediatric Cardiology 2008; 24: 113-6.

11. Smedira NG, Moazami N, Golding CM, et al. Clinical experience with 202 adults receiving extracorporeal membrane oxygenation for cardiac failure: survive at five years. J Thorac Cardiovasc Surg.  2001; 122: 92-102.

12. Yap HJ, Chen YC, Fang JT et al. Combination of continuous renal replacement therapies (CRRT) and extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) for advanced cardiac patients. Renal Failure 2003; 25(2): 183-93.