体外膜肺技术在9 例危重症患儿中的应用

程 晔 贾 兵 刘江滨 陆国平 蔡小狄 贺 骏 钟 慧 胡 静 张玉侠 孙 波 陆铸今

心肺功能衰竭是儿童重症监护病房(PICU)和心脏监护病房(CCU)中的主要致死原因。体外膜肺(ECMO)是一种有创的心肺支持技术，最初由Hill 于1972 年发明并用于治疗呼吸衰竭患者，1976 年Bartllet 等［1］开始应用于婴幼儿。之后欧美国家广泛应用于新生儿胎粪吸入性肺炎、先天性膈疝、儿童ARDS 和暴发性心肌炎等可逆性严重心肺功能不全，能有效地对危重症患儿心肺功能进行支持，提高生存率［2］。体外生命支持组织(ELSO)2005 年统计报告［3］显示，国外儿童ECMO 治疗以新生儿及心脏病患儿围手术期心功能支持为主，每年约开展800 例新生儿及200 例儿童的ECMO 治疗，新生儿呼吸衰竭的生存率可达77%，心脏疾病的生存率也达到了38%。中国开展ECMO 治疗较晚，自2004 年起首先应用于成人，儿童应用更是处于起步阶段，近几年仅有为数不多的几家儿童专科医院开展ECMO 治疗。复旦大学附属儿科医院(我院)自2008 年起应用ECMO 技术救治危重症患儿，2011 年12 月起在PICU实现了非开胸置管进行ECMO 治疗的病例。现总结如下。

1 病例资料

1.1 一般资料 2008 年12 月至2012 年5 月我院PICU 及CCU 收治的9 例危重症患儿接受ECMO 治疗，其中男性6例，女性3 例，年龄2 ～52(15.8 ±54.4)个月。5 例来自CCU，均为先天性心脏病术后;4 例来自PICU，均因一般机械通气不能维持或心功能衰竭对常规药物治疗无反应。

1.2.1 心脏衰竭ECMO 入选指征［4］心脏指数＜2 L·m－2·min－1;心脏畸形矫正满意但不能脱离体外循环，或应用大剂量正性肌力药物(多巴胺＞15 μg·kg－1·min－1、肾上腺素＞0.1 μg·kg－1·min－1或去甲肾上腺素＞0.1 μg·kg－1·min－1)，平均动脉压＜60 mmHg(1 mmHg =0.133 kPa)或血压不能维持;血乳酸水平进行性升高，尿量＜0.5 mL·kg－1·h－1。

1.2.2 呼吸衰竭ECMO 入选指征［5］氧合指数(OI)≥40，持续4 h;或肺泡-动脉氧分压差P(A-a)O2＞600，持续12 h;或PaO2＜40 mmHg，持续2 h。

1.2.3 排除标准［6］体重＜2 kg;机械通气时间10 ～14 d或以上;不能控制的出血或凝血功能障碍;2 级或以上颅内出血。

1.3 仪器、设备和置管

1.3.1 仪器、设备 采用Medtronic 体外膜肺机;离心泵主机:Bio-Console 560;MINIMAX PLUS 中空纤维氧合器;连续静脉氧饱和度监测;Medtronic 儿童体外循环套包及8F、10F、12F、14F 儿童整体动/静脉插管。

1.3.2 置管 4 例为非开胸置管，其中3 例在手术室，1 例床旁行右侧颈内动、静脉切开置管术;另5 例为心脏病术后患儿，其中4 例为术中直接开胸置管，1 例为术后经原手术切口进胸置管。导管型号:V-14F，A-10 ～12F。

1.4 管理

变电站改造期间，临时供电模式的建设需要根据具体的工程进行，因此，临时模式具有多变形和灵活性，施工单位可以根据每次临时供电模式建设的效果积累经验，在不同的工程中，不断探索、不断改进，弥补不足，发掘更好的临时供电模式系统[4，5]。

1.4.1 ECMO 管理团队 包括1 名临床总负责人，胸外科医师，麻醉科医师，ECMO 专科医师及专科护士，体外循环师。

1.4.2 ECMO 参数 9 例患儿均采用V-A 模式，ECMO 流量为50 ～100 mL·kg－1·min－1，离心泵转速1 800 ～2 300 r·min－1，空氧混合器的氧浓度100%，气流速度1 ～2 L·min－1。

1.4.3 抗凝 肝素首剂50 ～100 U·kg－1，后5 ～10 U·kg－1·h－1维持，每小时检测活化凝血时间(ACT)，并根据结果调整肝素用量，使ACT 保持在180 ～220 s。

1.4.4 ECMO 治疗期间呼吸机参数 常频通气，SIMV 模式，呼气末正压(PEEP)3 cmH2O，呼吸频率(RR)＜20·min－1，FiO2＜0.50，潮气量(VT)3 mL·kg－1。

1.4.5 监测与检查 ECMO 治疗期间调节FiO2、ECMO 流量等，使混合静脉氧饱和度(SVO2)保持在0.65 ～0.75，Hb ＞110 g·L－1，Hct ＞0.30，水温维持在38 ～38.5℃，并记录尿量、平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)、PaO2、经皮氧饱和度(SpO2)等指标。同时复查血气分析(包括膜前、膜后及患儿端)、血常规、血生化、床旁胸部X 线片和床旁超声心动图等。拔管后监测24 h，行胸部X 线片、超声心动图和头颅CT 等检查。

1.4.6 ECMO 撤离 撤机指征:(1)肺恢复(患儿停止氧合6 h 以上):①呼吸机FiO2≤0.60;②PEEP 5 cmH2O;③动脉血氧饱和度(SaO2)＞0.90，PaCO2＜50 mmHg;④静态肺顺应性≥0. 5 mL·cm－1·kg－1。(2)心脏恢复，即流量＜输出量的10%(V-A ECMO)，多巴胺及多巴酚丁胺用量＜10 μg·kg－1·h－1，SVO2＞0. 70，射血分数(EF)＞0.40，CVP≤12 mmHg。撤离方式:逐渐减低辅助血流量，同时逐渐上调呼吸机参数。每1 ～2 h 减1 次流量并观察，每次减少辅助流量的10% ～20%，，当辅助流量＜20 mL·kg－1或＜0.2 L·min－1时，终止ECMO 运行。观察生命体征稳定后停机及拔出置管，并给予适量鱼精蛋白中和肝素。

1.5 呼吸衰竭患儿

1.5.1 原发病情况 呼吸衰竭患儿3 例，其中例1 麻疹后肺炎伴严重呼吸衰竭，OI 39.3;例2 塑型支气管炎伴严重呼吸衰竭，PaO2＜40 mm Hg 持续2 h，OI 35.4，且不能耐受常规纤维支气管镜灌洗，SpO2不能维持，导致频繁心率下降;例3 为严重EV71 感染，OI 35. 4，EF 42%，BP 75/35 mmHg，持续低氧血症，心脏骤停2 次，常规血管活性药物治疗无效(表1)。

1.5. 2 ECMO 治疗及转归 3 例患儿经ECMO 治疗后SpO2、PaO2和PaO2/FiO2(P/F)值均有升高，OI 值明显下降;PEEP、气道峰压(PIP)及FiO2明显降低;胸部X 线片示渗出吸收。3 例患儿均好转出院(表1)。

表1 接受ECMO 治疗的3 例呼吸衰竭患儿的临床资料Tab 1 Data of 3 patients suffered from pulmonary failure who received ECMO treatment

1.6 心功能衰竭患儿

1.6.1 原发病情况 心功能衰竭患儿6 例，5 例来自CCU，均为先天性心脏病术后，其中4 例(例4 ～7)因存在术后严重心功能衰竭，使用多种血管活性药物无法脱离体外循环，术前平均EF 值为0.403 ±0.215;1 例(例8)因术后继发严重脓毒症、脓毒症休克，心肺功能衰竭;1 例(例9)来自PICU，非心外科手术患儿，急性心力衰竭(后疑诊扩张性心肌病)，治疗前EF 为0.29，左心室缩短分数(FS)为0.13(表2)。

1.6.2 ECMO 治疗及转归 4 例患儿(例4 ～7)经ECMO治疗后MAP 和EF 值均有显著升高，血乳酸水平明显降低，胸部X 线片示肺部渗出吸收，肺充血、淤血有改善;3 例(例4、6、7)心功能恢复，5 ～14 h 撤机;4 例患儿均好转出院。1例(例8)死亡患儿为室间隔缺损修补术后，合并严重脓毒症、脓毒症休克，心肺功能不能维持，于术后1 周从原手术切口进胸置管，行ECMO 支持约1 周;监测各项生命体征平稳，血流动力学稳定，撤离ECMO，但1 h 后患儿出现血氧及血压不能维持，抢救无效死亡。1 例(例9)在成功撤离ECMO，呼吸机参数下调过程中自动出院(表2)。

表2 接受ECMO 治疗的6 例心功能衰竭患儿的临床资料Tab 2 Data of 6 patients suffered from cardiac failure who received ECMO treatment

1.7 并发症 发生各类并发症共14 例次，其中机械系统并发症6 例次，包括氧合器漏液3 例次，分别发生在ECMO治疗第3、5 天，更换氧合器后治疗未受影响;管路血栓2 例次，均出现在膜前管路三通接口处，专人定时观察并记录血栓大小及位置，未见血栓进入ECMO 管道，未影响治疗;水箱加温器故障1 例次，患儿出现低体温及血氧饱和度和心率下降，排除故障数分钟后，患儿上述指标即恢复。机体并发症7 例次，其中6 例次发生贫血;1 例次右上肢功能障碍，经过康复训练后有好转。意外事件1 例次，患儿在ECMO 运行过程中因右腋下动脉置管意外滑脱形成血肿，经局部压迫、应用止血剂和输注血制品等处理后缓解。未发生颅内并发症、出血和感染。

2 讨论

ECMO 通过氧合器和动力泵改善血液氧合，氧合器能将非氧合血氧合成氧合血，清除血中CO2;通过动力泵使得血流在管道内向一个方向流动，起到心脏的泵血功能，能同时对循环及呼吸两方面起到支持作用。

国外报道婴幼儿先天性心脏病术后使用ECMO 支持，生存率达50%左右［7］。中国翁囯星等［8］报道ECMO 在复杂先天性心脏病新生儿和婴儿术后应用，取得了60%的早期生存率及49% 的远期生存率。我院自2008 年开展ECMO 治疗以来最初5 例(例4 ～8)均为先天性心脏病术后心功能支持，其中4 例(例4 ～7)为心脏畸形矫正满意但不能脱离体外循环，故手术后再利用同一套装置转为ECMO 治疗，使患儿从术中至术后都得到连续无间断的心脏支持，有利于提高患儿的生存率和手术安全性。该4 例均成功撤除ECMO 及机械通气，痊愈出院。值得借鉴的是，术前对手术患儿应进行正确评价，预计术后心功能难以维持，需要ECMO 过度者，应及早准备，以免术后患儿出现低心排，甚至需心肺复苏时，仓促行ECMO 支持，导致时机延误。李岩等［9］研究认为术前左心室明显扩大或发育不良的心脏病患者，EF ＜0.35，心功能Ⅲ、Ⅳ级可能是术后需ECMO 过渡的因素。本文1 例(例8)因先天性心脏病术后1 周并发严重脓毒症、脓毒症休克，故再次开胸行ECMO 支持，虽ECMO 运行期间患儿生命体征维持稳定，心功能指标亦达到撤离标准，但在撤离ECMO 1 h 后患儿即出现心功能难以维持，抢救无效而死亡。分析原因可能与ECMO使用时机的把握有关。该患儿术后存在严重脓毒症，在使用多种血管活性药物无效、低氧情况下1 周后才行ECMO支持，可能已出现不可逆性心功能衰竭及ECMO 依赖。提示心脏病术后出现严重脓毒症、循环障碍和心肺复苏是死亡的高危因素，需尽早行ECMO 支持［10］。目前对于非心脏术后需行心功能支持，ECMO 使用指征方面尚缺乏较为量化和细化的指标，多依赖临床经验，可能会造成对病情判断的误差及治疗的延误。在肺功能支持方面，ECMO 指征相对明确，故本文3 例患儿均及早行ECMO 支持，取得了良好的效果，避免了长时间机械通气和高氧浓度可能导致的慢性肺损伤。

ECMO 主要分为两种方式:静脉-静脉(V-V)转流与静脉-动脉(V-A)转流。V-V 转流是经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除CO2后泵入另一静脉。通常选择股静脉引出，颈内静脉泵入，也可根据患儿情况选择双侧股静脉。原理是将静脉血在流经肺之前行部分气体交换，弥补肺功能的不足。V-V 转流适合单纯肺功能受损，无心脏停跳危险的病例。V-A 转流是经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除CO2后泵入动脉。成人患者通常选择股动静脉;新生儿及幼儿由于股动静脉偏细而选择颈内动静脉;也可开胸手术行动静脉置管。V-A 转流为可同时支持心肺功能的连接方式，适合心功能衰竭、肺功能严重衰竭，并有心脏停跳可能的病例。本文报道的9 例患儿均属危重症，同时存在心、肺功能不全或衰竭，考虑患儿安全起见及保证疗效，故均采用V-A 模式，并取得较好的效果。

并发症是ECMO 治疗中难以回避的问题，本文报道的并发症以ECMO 系统的机械并发症多见，共14 例次，其中氧合器漏液3 例次，分别发生在ECMO 治疗第3、5 天，予更换氧合器后，治疗未受影响。目前Medtronic 公司生产的微孔中空纤维膜式氧合器，优点是膜的气体交换面积小，预冲量小，跨膜压小，缺点是由于有微孔，渗漏发生的可能性较大，有一定的使用寿命，一般为5 ～7 d，故在使用该产品时建议5 ～7 d 时更换氧合器，以保证氧合能力。本文报道管路血栓2/14 例次(14. 3%)，与文献报道的14% 较一致［11］。随着ECMO 治疗时间的延长，血液中血细胞的破坏在所难免，以及由于抗凝不充分，管路连接问题等，均可造成系统血栓形成，但可以改进管路连接，尽量避免在连接处使用Y 型接头，直接由三通管接肝素帽连接管路，减少血液湍流而形成血栓。本文9 例患儿均采用颈内动静脉置管，有研究显示颈内动脉结扎后可能对脑供血有一定影响。但右侧颈内动脉结扎后可形成侧支循环，右脑血供主要由Willis 动脉血管环代偿，可减轻甚至避免脑并发症的发生，Dawis 对ECMO 长期随访中发现，10% ～35%经ECMO 治疗的婴儿学龄前期表现出一定的智力和功能障碍。本文8例患儿在ECMO 治疗后随访头颅CT，除脑沟回偏深外，未见明显异常，智力等随访尚未进行。6/9 例(42.9%)发生贫血，考虑为多次行血液检查，长时间ECMO 运转和损耗所致。其他报道较多的机体并发症包括出血、肾功能不全和感染等［5］，本文病例均未出现，可能与病例数较少有关。在ECMO 治疗期间，避免进行有创操作(如胸穿、腹穿);慎重置管及拔管，包括血管置管、引流管置管等;ECMO 治疗期间PLT 维持在＞50 ×109·L－1，可能对减少本文报道中类似的意外出血事件的发生有一定作用。

随着多脏器功能支持成为国内各大PICU 发展的重点，迫切需要配置像ECMO 这样能对心、肺功能起到有效支持的技术。而建立一支专业的技术队伍来开展ECMO，做到专人管理、专人运作和专人培训尤为重要，具体制度如下［12］:①进行专业培训:做到定期培训，包括每2 周进行1次对设备、置管、管道连接、预冲，以及对于突发、应急事件及时反应的培训;每月进行1 次理论培训和不定期学术交流。②准入制:各岗位人员需获得专门的证书，如目前我院体外循环师有专门的资格认证，并逐步实行准入制。③工作制度:包括团队各岗位专科人员和临床总负责人的oncall 制度。④系统会诊:24 h 院内外会诊及急会诊制度。

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