体外循环心肺复苏技术在成人心脏术后心搏骤停抢救中的应用

赵岩岩，邢家林，杜中涛，刘 锋，贾 明，侯晓彤

体外循环心肺复苏技术在成人心脏术后心搏骤停抢救中的应用

赵岩岩，邢家林，杜中涛，刘 锋，贾 明，侯晓彤

目的总结探讨体外循环心肺复苏（ECPR）抢救成年心脏手术后难治性心搏骤停的临床经验。方法回顾分析2004年9月到2013年3月，应用ECPR救治28例成人心脏手术患者，其中男21例，女7例，年龄（59.4±11.5）岁。体外膜肺氧合（ECMO）辅助时间（115.5±68.2）h。冠状动脉粥样硬化性心脏病23例（82.1%），瓣膜病3例（10.7%），先天性心脏病2例（7.1%）。所有患者均为静脉-动脉（V-A）ECMO。结果18例患者成功脱机（64.3%），10例生存出院（35.7%），18例院内死亡。25例患者在ECPR前安置主动脉内球囊反搏（IABP）（89%）。多器官衰竭（MSOF）是主要死亡原因（10例，35.7%）。16例在ECMO期间发生细菌感染（57.1%）。结论ECPR用于抢救心脏术后心搏骤停是安全有效的。选择合适的患者非常重要。心肺复苏（CPR）期间尽早评估并进行ECPR是提高成功率和生存率的关键。改善ECPR患者预后需要多种方法合理运用及多科室相互协作，在心搏骤停发生前后注意器官保护，减少器官损伤。

体外循环；心肺复苏；体外膜肺氧合；心搏骤停；心脏手术

近年来为了改善心搏骤停患者特别是长时间心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation，CPR）的患者的生存率，体外生命支持（extracorporeal life suport，ECLS）越来越多的被选择性的应用于传统CPR失败的患者抢救中。已有一些相关报道指出运用体外循环心肺复苏技术（extracorporeal cardiopulmonaryresuscitation，ECPR）可以改善心搏骤停患者的短期生存率甚至神经系统的预后［1］。本研究旨在回顾性分析安贞医院应用ECPR技术抢救成人心脏术后心搏骤停患者的临床资料，进行经验总结，指导今后救治工作。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾自2004年9月至2013年3月期间在本院进行心脏手术的成人患者，术后发生心搏骤停并进行ECPR救治。数据采集包括临床资料及实验室检查。本研究经医院伦理委员会批准，符合伦理学标准。

依据体外生命支持组织（extracorporeal life support organization，ELSO）的定义［2］，本研究中ECPR患者入选标准为需要胸外按压或开胸进行心脏按摩的心搏骤停的成年心脏术后患者。所有患者均为本次住院行心脏手术，经CPR至少10～15 min没有恢复稳定的自主循环，同时没有合并恶性肿瘤、不可逆转的器官功能障碍或严重的神经系统损伤。没有经历CPR抢救或无法脱离体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）直接转为体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）的心脏手术患者均不在本研究范围之内。通常在进行ECPR之前需签署知情同意书。

1.2 ECPR团队 ECPR小组由心外科医师、专门负责ECMO的体外循环医师、重症监护室（ICU）医师和护士组成，隶属于本院心脏重症监护中心。24 h值班制。CPR由心外科医师、ICU医师和护士进行，前二者共同决策和协助ECMO医师建立ECPR及管理ECMO，建立ECPR通常需要30 min左右。

1.3 ECPR设备和管理 团队配备ECMO专用抢救车，包括ECMO各种型号插管和管道、配套装置、外科缝合用品、敷料包及变温水箱等。使用Maquet公司生产的带有肝素涂层的ECMO管路，包括离心泵和中空纤维膜式氧合器。监测活化凝血时间（ACT）维持在180～220 s，如果有明显的外科出血或引流较多，维持ACT在150～180 s。使用醋酸林格氏液预充管路，通常在ECPR成功后需要输血纠正预充稀释。所有患者的ECPR行静脉-动脉（VA）ECMO模式。经胸插管容易造成伤口及全身感染、伤口严重出血及增加术后护理难度，因此，首选经股动、静脉插管，只有当血管条件不佳时改为经胸插管。插管一般采用改良后的Seldinger法［3］，即切开股血管，经皮穿刺至切开部位置管。穿刺及进入导丝时需要暂停心脏按压。该方法对于股动脉搏动触及不清的患者可准确定位，同时方便置入下肢远端灌注管，改善末梢灌注。如遇到危急情况仍首选直接经皮穿刺置管。

当ECPR开始后，在血管活性药物的共同作用下ECMO流量需达到血压至少在60 mm Hg左右，血酸碱平衡紊乱趋于改善，纠正电解质紊乱，控制血糖在11.1 mmol／L以下。维持混合静脉血氧饱和度不低于65%，红细胞比容达0.30以上，血小板计数不小于5×109／L。给予适当的呼气末正压防止肺泡萎陷。ECPR起始通过变温水箱控制体温在34～35℃。患者恢复自主眼球运动后，给予适当麻醉药物如芬太尼和肌松剂维持镇静状态。当血管活性药物可以逐步减量，复查超声心动图示心肌收缩情况改善，结合胸片提示肺功能有所恢复，休克状态逆转时，开始考虑逐渐停止ECMO运转［4］。

1.4 数据采集 一般数据包括患者年龄、性别、身高、体重、主要诊断和ECMO前合并疾病。临床数据包括：CPR持续时间，ECMO持续时间及ECMO相关并发症。CPR持续时间指：从开始心脏按压或心脏按摩到ECMO开始运转的时间。ECMO持续时间定义为ECMO开始运转到停机的持续时间［5］。实验室检查数据包括：ECPR前最后一次和ECMO运转24 h后动脉血气分析、凝血功能监测和ECMO期间生化检查的最大值包括血尿素氮（BUN）、血肌酐（Cr）、谷丙转氨酶（AlT）、谷草转氨酶（AST）、血乳酸（LAC）及肌酸激酶同工酶（CKMB）水平等。

本研究中，将研究对象分为生存组和死亡组，其中死亡组又分为脱机后死亡组和未脱机组两个亚组，各组间进行比较。

1.5 统计学分析 所有数据采用SPSS 16.0分析，符合正态分布的计量资料用均数±标准差（±s）表示，组间比较采用t检验；非正态分布的计量资料用中位数和四分位数间距，M（Q）描述，组间比较采用秩和检验；计数资料用率（%）描述，组间比较采用Fisher确切概率法，P＜0.05为有统计学意义。

2 结 果

使用ECMO治疗的197例患者中属于心脏术后发生心搏骤停、传统CPR失败后进行了ECPR救治的成年患者28例，包括21例男性（75%），7例女性。冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）23例、主动脉瓣膜置换术3例、室间隔缺损修补合并肺动脉高压2例。28例患者中，18例成功撤离ECMO（脱机率64.3%），10例患者存活出院（生存率35.7%），18例患者死亡（64.3%）。全部心脏手术患者具体病因及实施ECPR地点见表1，生存组与死亡组没有显著差异。

表1 ECPR生存组和死亡组疾病与抢救地点分布比较

CPR持续时间5～180 min，中位数36 min。ECMO持续时间平均为（115.5±68.2）h，住院天数平均为26.4 d。28例患者中26例经股动、静脉插管，2例因双侧股动脉多发斑块，导丝进入困难，改为经胸插管。该2例患者均成功脱机，但最终死于多脏器衰竭（multiple organ failure，MSOF）。表2显示生存组与死亡组ECPR前后情况比较，两组患者年龄、性别、身高及体重等一般情况没有显著差异。CPR持续时间和ECMO持续时间差异没有统计学意义。死亡组患者平均住院天数为（17.6±8.6）d，ICU停留（12.6±7.4）d。生存组患者平均住院（42.4±12.1）d，ICU停留（8.8±4.6）d。

在全部18例死亡患者中，10例死于MSOF，8例死于恶性心律失常导致循环衰竭，1例患者经过两次开胸止血后仍因不可控制的出血死亡。1例患者同时进行了左心转流，但最终脱机失败。10例患者未见意识恢复。本研究中另外将生存组患者10例与脱机后死亡患者8例进行了比较，发现两组血肌酐峰值［（158.91±113.48）μmol／L vs.（309.11±139.27）μmol／L，P＝0.033］，血尿素氮峰值（中位数18.04 vs.29.09，P＝0.046），生存组患者低于脱机后死亡者，差异有统计学意义。死亡组18例又分为脱机后死亡组与未脱机组进行比较，其差异项目详见表3。

表2 存活出院与死亡组研究对象相关资料比较［±s／M（Q）］

表2 存活出院与死亡组研究对象相关资料比较［±s／M（Q）］

指标生存组（n＝10）死亡组（n＝18）P值ECPR前年龄（岁）56.62±10.7064.50（8）0.125性别（男／女）8／213／50.631高脂血症（例）680.679糖尿病（例）241.000高血压（例）280.388陈旧性脑梗塞（例）130.526 EF值（%）51.50±14.8252.00±14.380.937 pH7.35±0.127.35±0.130.909 PCO2（mm Hg）268.05±117.89174.89±113.600.075 PO2（mm Hg）36.03±5.9739.44±11.360.437 HCO-3（mmol／L）20.65±4.1721.69±6.530.686 BE值（mmol／L）-4.75±4.93-4.70（7.78）0.624总胆红素（μmol／L）11.03（4.62）11.16（15.63）0.580直接胆红素（μmol／L）3.55（1.54）3.59（3.29）0.326呼吸机持续时间（h）8.44±6.877.88±5.120.823 ECPR期间CPR持续时间（min）30.00（152.00）43.00（107.00）0.976 IABP（例）7121.000远端灌注（例）5130.362起始流量［ml／（min·kg）］47.20±13.6250.01±11.600.603血乳酸峰值（mmol／L）14.64±3.8217.30（9.80）0.444血肌酐峰值（μmol／L）158.91±113.48246.57±130.540.581血尿素氮峰值（nmol／L）18.04±6.1830.39±25.780.086 ECPR后ECMO持续时间（h）115.50（22.00）109.72±69.620.602心包填塞（例）040.262再次CPR（例）251.000细菌感染（例）790.390肺出血（例）030.526胃肠道出血（例）231.000血尿（例）031.000血肌酐≥3 μmol／L（例）180.178透析（例）160.35肢体远端缺血（例）111.000多器官衰竭（例）0120.001脑死亡（例）020.536呼吸机持续时间（h）165.00（304.00）146.94±91.360.540

表3 脱机后死亡组与未脱机组临床比较［±s／M（Q）］

表3 脱机后死亡组与未脱机组临床比较［±s／M（Q）］

项目脱机后死亡组（n＝8）未脱机组（n＝10）P值年龄（岁）59.75±17.7061.50±4.500.790性别（男／女）4／49／10.077 CPR距离手术时间（h）95.00（248.00）2.50（93.00）0.034 ECPR前总胆红素（μmol／L）15.80（30.30）8.83（4.73）0.011清醒（例）710.010 ECMO持续时间（h）111.38±41.08127.50（128.00）0.012 CKMB峰值（U／L）176.02±95.88282.50（405.00）0.035血乳酸峰值（mmol／L）12.79±6.3520.00（4.60）0.067血肌酐峰值（μmol／L）268.05±117.89174.89±113.600.051 ECPR24 h后血乳酸（mmol／L）4.65±3.906.10（10.10）0.074 ECMO插管处出血（例）040.077

全部28例患者中，有16例（57.1%）发生细菌感染。但组间比较未见统计学差异。心包填塞、脑死亡、肺出血、血尿、难控性出血等并发症以及机械并发症，如离心泵头或管路血栓等，均发生在死亡组。

3 讨 论

本研究主要回顾传统CPR抢救心脏术后心搏骤停失败，施行ECPR抢救的病例。心脏手术中难以脱离CPB而转为ECMO的患者不在本研究之列。ECPR虽然和ECMO在管路、离心泵及膜肺等设备的使用上几乎相同，二者的应用理念是有差别的。ECMO作为一种可供选择的治疗手段，通过支持心肺功能恢复避免机体发生严重缺血再灌注损伤。ECPR则是一种强制性治疗手段，在患者病危时替代心肺功能避免缺血再灌注损伤进一步加重，使危在旦夕的患者不至于即刻死亡［6］。

本研究中患者实施的心脏手术CABG占主要，其中心功能killip分级IV级的患者10例全部分布在死亡组，分别为未脱机7例，脱机后死亡3例。提示冠状动脉粥样硬化性心脏病患者对于缺血再灌注损伤比其他心脏疾病患者可能更为敏感，这类患者在ECPR之后更易发生心肌顿抑［7］。

Lan［8］和他的团队对607例成人ECPR进行回顾总结，生存率在30.1%。根据ELSO的报道，1990年至2012年成人ECPR的生存率平均为37%。本研究的生存率虽低于ESLO，但与之前相关报道中的情况基本相似［9-10］。全部病例均为住院心脏手术患者，而ELSO统计的数据中包括的病种要复杂的多。ECPR的男性患者占75%（21例），这与最近的报道结果类似［7］。同样的，生存率上没有发现性别差异。

CPR持续时间和ECMO持续时间在生存组与死亡组，以及两个亚组之间没有统计学差异，但是最近有报道指出CPR持续时间越短［8］，患者预后越好。根据本研究数据，CPR持续时间越长，死亡率越高，但是尚没有达到统计学意义。ECPR从建立到开始运转所需时间通常为30 min左右，因而，缩短ECPR建立时间尽快改善组织灌注，可能提高生存率。此推论将留待今后的大样本研究中证实。

ECMO相对主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon counterpulsation，IABP）价格昂贵，因此，后者通常是心外科医师的首选辅助抢救措施。但是IABP对于严重心衰、心律失常、小体重或右心功能衰竭的患者增加心输出量的作用有限，相反，这类情况下，ECMO是更合适的选择。必要时同时应用IABP。本研究中，25例患者（89%）ECPR前已经安装了IABP，但由于效果不佳最终仍行ECPR。

全部28例患者为V-A ECMO。股动静脉插管为首选。笔者团队对通用的seldinger法进行了改良，解剖显露股动、静脉，再经皮穿刺至显露部位在导丝引导下置管，置管处缝合荷包收紧。该方法可有效减少插管处出血并便于在股动脉放置远端灌注管。1（1／18）例患者发生下肢缺血。10例患者由于情况危急，直接行经皮穿刺置管，而没能经股动脉放置远端灌注管，其中6例并发下肢缺血。因此，提示通过监测下肢远端血压，在远端供血不足的基础上改善避免下肢缺血，如果远端供血充足则应避免过度医疗。这一问题将在今后进一步深入研究。

超过半数的患者（16／28）细菌培养阳性。已有文献报道合并感染的MSOF预后非常差，感染发生的时机影响死亡率，已证实ECMO之前发生感染是ECMO死亡预警因素之一［7］。虽然本研究中生存组和死亡组的感染情况没有统计学差异，但是控制感染仍旧是现代ICU的重要管理原则。CPR期间大量使用血管活性药物，机体会牺牲其他脏器如肾脏等以保证心肺等主要器官的血流［11］。比较生存组与脱机后死亡组的血尿素氮峰值和血肌酐峰值具有显著统计学差异，生存组仅1例透析，后者半数（3／5）进行透析，提示患者虽然进行了ECMO及透析治疗，仍旧不能获得足够的肾灌注并严重影响预后［6］。表3中对脱机后死亡组与未脱机组比较时发现，CKMB峰值和血乳酸峰值在未脱机组显著高于脱机后死亡组，肌酐峰值正好相反。由此推测，CPR期间机体灌注不足导致的并发症先呈现于心脏和循环，而肾脏缺血损伤紧随其后，这一点与前述提及的机体对重要器官的代偿保护顺序相吻合。

早年间心外科医师通常认为患者CPR失败后只能放弃抢救，因而ECPR没有受到足够重视，2008年之前几乎没有ECPR及成功病例，直到2008年本院正式成立ECMO小组，经过团队建设，逐渐趋于合理选择CPR患者及时进行ECPR抢救。近年来随着成功例数增加，ECPR逐步为外科医师接受并推广应用。

本研究病例样本量尚不足以对资料进行回归分析，没能得出相关文献报道的ECPR死亡相关预警因子［12］。一些指标的对比已显示差异趋势，但是由于样本量偏少没有达到统计学差异。患者的神经系统预后虽然有所记录，但是没有进行如脑CT等实验室验证检查和神经病学评分。以上问题都将在未来的研究中进一步改进。正如Kelly等［13］的报道中所建议，ECPR的成功有效需要个多科室相互协作，尽量减少各个环节的决策延迟。

4 结 论

ECPR可对成人心脏术后顽固性心搏骤停患者成功救治。作为一项有创治疗，选择合适的患者，缩短CPR持续时间和减少ECPR建立时间，在ECMO开始前严格控制感染，多科室互相协作，对提高生存率十分重要。

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Extracorporeal cardiopulmonary resuscitation for adult patients with refractory cardiac arrest after cardiac surgery

Zhao Yan-yan，Xing Jia-lin，Du Zhong-tao，Liu Feng，Jia Ming，Hou Xiao-tong，
Department of Extracorporeal Circulation，Center for cardiac intensive care，Beijing Anzhen Hospital，Capital Medical University，Beijing 100029，China

Hou Xiao-tong，Email：xt.hou＠ccmu.edu.cn

ObjectiveTo summarize the clinical experiences of extracorporeal cardiopulmonary resuscitation（ECPR），which provides temporary cardiopulmonary assist，for adult patients with post-cardiotomy cardiac arrest.MethodsFrom September 2004 to March 2013，28 adult patients（21 males，7 females）undergoing postoperative refractory cardiac arrest required ECPR support.Patients＇mean age was 59.4±11.5 years.The support duration of extracorporeal membrane oxygen（ECMO）was 115.5±68.2 hours.There were 23 patients（82.1%）with coronary heart disease，3 patients（10.7%）with cardiac valve disease，and 2 patients（7.1%）with congenital heart disease.All patients received venous-arterial ECMO.Results18 patients（64.3%）successfully weaned from ECMO，10（35.7%）survived to hospital discharge，and 18 patients（64.3%）died.25 patients（89%）were applied intra-aortic balloon pump（IABP）before ECPR.Multisystem and organ failure（MSOF）was the primary cause of death（10 patients，35.7%）.16 patients（57.1%）developed bacterial infections during ECMO.ConclusionECPR can be used satisfactorily for partial cardiopulmonary support to resuscitate adult patients following refractory cardiac arrest after cardiac surgery.It is important to select suitable patients for ECPR.Considering ECPR for appropriate patients as early as possible during CPR contributes to an increased survival rate.Improvement in outcomes of ECPR patients requires a multidisciplinary approach to protect organ function and limit organ injury before and during cardiac support.

Extracorporeal cardiopulmonary resuscitation；Extracorporeal membrane oxygen；Cardiotomy；Cardiac arrest

R654.1

A

1672-1403（2013）03-0145-05

2013-07-22）

2013-07-23）

100029北京，首都医科大学附属北京安贞医院心脏外科危重症中心，体外循环及机械辅助科

侯晓彤，Email：xt.hou＠ccmu.edu.cn