心血管病患者体外膜肺氧合支持的临床应用

李全正,魏民新,梁德刚,阮昕华,付 强,王赞鑫,贾立群,胡 彬,田轶魁

体外膜肺氧合(extracorporealmembrane oxygen ation,ECMO)是一种体外生命支持手段,专门针对具有可恢复性的心肺功能不全进行心肺功能辅助,或对终末期心肺疾病患者进行器官移植前后的辅助治疗[1-2],经过 ECMO支持,心肺得以休息以至功能恢复,本文通过回顾性分析我院 ECMO的病历资料,初步总结 ECMO的临床经验。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2008年12月至 2009年8月,共行ECMO辅助治疗 6例,患者均为心血管外科手术患者,成年男性。ECMO前均有不同程度的心功能不全,其中 1例急性左心衰,1例不能脱离体外循环(extracorporeal circulation,ECC);ECMO置入前已有主动脉内球囊反搏(IABP)2例、心肺复苏(1 h)1例;6例中 3例为瓣膜置换术。其中 1例为重度二尖瓣狭窄(MS)合并三尖瓣关闭不全(TI)、肺动肺高压(PH)(肺动脉收缩压 117 mmHg)、全心衰、心律失常、持续性房颤、左房血栓,行二尖瓣置换(MVR)和三尖瓣置换(TVR)术,ECC后转为 ECMO;1例为重度主动脉瓣狭窄(AS),急性左心衰,左室射血分数(LVEF)23%,急诊 ECMO置入,建立常规 ECC行主动脉瓣置换(AVR),术后继续 ECMO辅助;1例为重度主动脉瓣关闭不全(AI),Ⅲ度房室传导阻滞,永久起搏器植入术后,高血压,强直性脊柱炎 30余年,冠心病,LVEF 41%,AVR术后转为ECMO。2例冠状动脉旁路移植术(CABG)。其中 1例为急性下壁心梗,LVEF 38%,肺炎,高血压,结肠癌术后 4年,IABP置入后,在 ECMO辅助下行CABG;另 1例为冠心病前降支、回旋支狭窄 100%,右冠 99%,急性和陈旧性前壁心梗,LVEF 30%,左室舒张末径(LVED)61 mm,Ⅱ型糖尿病,陈旧脑梗,心内科急诊 IABP置入术,ECMO辅助下行CABG术,术后继续辅助;1例为马凡氏综合征,升主动脉夹层动脉瘤,ECC下行 Bentall术,关胸时突发室颤,心肺复苏 1 h后二次 ECC下CABG术,术后转为 ECMO。患者其他情况详见表1。

1.2 ECMO设备 驱动泵为 Medtronic Biomedicus离心泵系统,变温水箱为 StockertⅢ型,所用耗材为Medtronic成人型人工辅助泵套件(型号 CB1V97R),供气设备为美国产空氧混合器(Sechrist Air/Oxy Blender,型号 3500CRG)。

表1 6例患者 ECMO情况一览表

1.3 ECMO预充 预充总量约 750ml,其中包括血定安 500ml、其余为勃脉力,并加入肝素钙 2 000 u。

1.4 ECMO插管方法 所有病例均选择 Medtronic肝素涂层的整体股动、静脉插管(型号 CB 96570、CB 96670)。采用股静脉-股动脉(V-A)ECMO。置股静脉插管头端位于右心房中部,股动脉管插入长度不少于 10 cm。股动、静脉插管做缝线荷包固定,之后分别在股动、静脉内朝向远心端方向各插入一根单腔中心静脉导管(美国 ARROW INTERNATIONAL INC.产 ,型号 ES-04301,直径 1.7mm),荷包线固定,并分别与股动、静脉管道侧孔连接。ECMO运行前所有插管和管路确保排净气体。

1.5 ECMO置入时间与地点 均在手术室进行。其中 3例于 CABG术前或 ECC开始前置入,3例ECC后转为 ECMO辅助;1例急性左心衰患者全麻后立即建立 ECMO。

1.6 ECMO管理

1.6.1 一般管理 病情平稳患者每 3 h检测血气、ACT,每天早上查血常规、肝肾功能、照床旁胸片;补充血小板使其在 50×109/L以上;注意双下肢皮温和周径变化,每 4 h测量小腿周长;补充血容量使红细胞比容(Hct)达 0.30以上,ECMO泵前负压-70 mmHg以内;每小时一次冲洗股动、静脉内插入的单腔中心静脉导管;尽量避免鼻腔内吸痰及有创操作;变温水箱保温使鼻咽温保持 36～37℃;观察神志、瞳孔的变化,力月西适度镇静,因疼痛而躁动者加用适量吗啡;严格制动,翻身拍背、皮肤护理时需要 ECMO值班人员在场;注意抗生素应用及营养的补充,禁用脂肪乳剂;ECMO辅助期间血管活性药减量或停用;呼吸机辅助机械通气,选择同步间歇指令(SIMV)模式,呼气末正压(PEEP,5 cmH2O);根据膜肺出口血气及桡动脉血气结果调整呼吸机参数。

1.6.2 ECMO流量、膜肺管理 辅助流量 2.5～4.4 L/min,例 3因严重主动脉瓣狭窄导致急性左心衰患者先紧急置入 ECMO,血液动力学改善后再建立常规 ECC行 AVR术,术中 ECMO辅助与常规 ECC并行,期间两套装置承担的流量此消彼长,共同维持血液动力学稳定,其中 ECMO保持流量在 2.0 L/min以上。辅助期间根据血液动力学指标、桡动脉血气、膜肺出口血气、血乳酸水平等确定流量、通气量及氧浓度。当出现膜肺渗漏或膜肺内血栓导致膜肺气体交换功能下降时,适当调高辅助流量、氧浓度和通气量。当吹入气氧浓度达 90%而膜肺出口血气氧分压仍在 100 mmHg以下时,更换膜肺。

1.6.3 抗凝管理 手术结束后全量中和肝素,ACT达到术前水平,待心包引流和纵膈引流总量小于 100 Ml/h达 4 h以上考虑肝素抗凝,调整肝素用量,维持ACT 140～180 s,遇到引流量突然增加,则肝素减量或暂停。

1.7 ECMO撤离 根据床旁心脏超声结果、血液动力学指标、血气、胸片及各项化验检查综合评判心肺功能恢复情况,认为心肺功能基本恢复时逐渐减低ECMO流量,流量在 2 L/min以上时每次减 300～500m l/min,流量减至 2 L/min以下时每次减 200 Ml/min,并观察半小时以上,同时调整呼吸机参数、适当延长 ACT,必要时加大血管活性药用量,当辅助流量减至 600m l/min时可以终止 ECMO,观察生命体征稳定后,拔除股动、静脉插管,并适当中和肝素。

2 结 果

辅助时间 48.5～92 h。4例成功脱离 ECMO辅助,2例放弃。出院 3例,1例撤除 ECMO后因肾衰、感染、多脏器衰竭死亡。并发症包括出血 4例、DIC 1例、股动脉插管脱位 1例、心包填塞 1例、肉眼血红蛋白尿 2例、膜肺内血栓 5例、泵头内血栓 2例、更换膜肺 2例、膜肺渗漏 2例。

3 讨 论

3.1 ECMO置入时机 ECMO既可以单纯辅助心功能或肺功能,也可以同时辅助心肺功能,通常心血管手术后出现心功能不全时才进行 ECMO辅助[3]。我们认为手术前有针对性、有预见性地选择病例,根据术前心功能及全身情况、手术方式决定哪个患者需要术后 ECMO支持甚至术前即有必要置入 ECMO,可以减少 ECMO病例选择的盲目性及被动性,避免急诊 ECMO置入的紧迫性,同时在心肺功能衰竭之前开始辅助可能比已经出现功能衰竭时再给予辅助更加有利于患者心肺功能的恢复。

3.2 ECMO插管操作 插管同侧肢体缺血、肿胀、坏死是 ECMO辅助的严重并发症之一。本组病例均采用插管同侧(右侧)下肢股动、静脉向足侧方向插入单腔中心静脉导管,分别与股动、静脉主管路连接以促进同侧下肢血液循环,收到良好效果。我们体会股动、静脉插管固定手法至关重要,一定要做荷包固定,杜绝血管外环绕阻断。

3.3 血栓并发症 ECMO辅助期间由于膜肺或管路内局部血流缓慢,容易引起血栓形成,即使应用肝素涂抹的膜肺和管路或加用肝素抗凝也难以避免[4]。虽然肝素涂抹 ECMO系统在一些动物实验中显示了优秀的抗血栓形成效果[5],但是与我们的结果相去甚远。本组所用膜肺与主管路虽然全部为肝素涂抹材料,可是仍有血栓形成,6例中 5例出现膜肺内血栓,2例出现泵头内血栓,1例出现足侧方向插管的远端肢体供血动脉侧路内血栓形成,及时发现并清除。由于此动脉或静脉侧路管道属于非肝素涂抹管道而且内径较细,易于出现血栓,所以,我们采取每小时冲洗一次的方法避免堵塞。离心泵泵头内边缘血栓形成极为少见,而是以泵头轴心处常见,由于边缘部位血流最快,血栓对血液的破坏最大,一旦出现难免发生大量红细胞破坏、高血钾、血尿、血红蛋白尿甚至肾功能衰竭,如果需要继续 ECMO辅助,必须尽快更换泵头或泵头与膜肺一起更换,否则危及生命。

3.4 出血防治与抗凝策略 ECMO辅助中为了防止血栓形成通常需要肝素抗凝,而心血管术后本身已有纵膈、心包和胸腔出血的危险,本组病例虽然均为全量中和肝素,且 ACT接近正常时关胸,ECMO初期仍有 2例出现纵膈、胸腔内广泛渗血,出血原因考虑为贫血、凝血因子不足、血小板破坏等。其中 1例尚未用肝素抗凝,经外周静脉、中心静脉和 ECMO泵前输血、血浆、血小板、冷沉淀、立止血、氨甲环酸等好转后成功撤机;另 1例术后始终未用抗凝,出现纵膈、胸腔、腹腔内大量渗血(二次开胸及开腹探查证实未见明确出血点),继而出现 DIC表现,血液动力学难以维持,放弃治疗。由于肝素抗凝势必增加出血风险,加重已有的出血、渗血,而不用肝素抗凝又会增加膜肺、泵头或 ECMO循环管路内血栓形成的风险,一旦离心泵头内形成血栓也会造成严重后果,本组病例从某种程度上反映了这一特点。为了寻找出血防治与抗凝管理的平衡点,人们进行了很多探索,但关于肝素用量并无统一结论[4,6]。Preston TJ在常规止血方法无效的情况下应用重组的人血活性第七因子止血效果卓越[7],期待更进一步的研究。在大出血与血栓形成两种风险上我们认为前者更严重,因为前者有时不可控,后者可以通过更换 ECMO部件解决。在此我们认为:首先确保关胸时止血彻底[8],然后全量中和肝素,ECMO辅助 4h以上确无活动性出血时再行肝素抗凝,肝素应用中遇到出血增多时需减量或停用[3],无出血时可以放宽 ACT至 200 s以上,对于 ECMO患者出血风险大于血栓形成风险,但是无论出血或血栓形成都有生命危险,应积极防范。

ECMO是一种有效的心肺功能支持手段,根据病情可以在术前、术中置入 ECMO而不必一定等到术后,ECMO管理及外科操作至关重要,并发症较多甚至危及生命,在防治出血与抗凝管理两者间很难把握平衡,出血风险高于血栓形成风险,应先控制出血再考虑抗凝。

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