体外膜肺氧合在冠状动脉旁路移植术后难治性心源性休克的应用研究

江春景，杨 峰，郝 星，邢智辰，徐 博，江 瑜，杨晓芳，杜中涛，邢家林，侯晓彤

·临床研究·

体外膜肺氧合在冠状动脉旁路移植术后难治性心源性休克的应用研究

江春景，杨 峰，郝 星，邢智辰，徐 博，江 瑜，杨晓芳，杜中涛，邢家林，侯晓彤

目的 报道体外膜肺氧合（ECMO）对冠状动脉旁路移植术后心源性休克患者的辅助情况，并分析影响辅助结果的相关危险因素。方法 系统性回顾本中心2004年6月至2013年12月，58例冠状动脉旁路移植术后出现难治性心源性低心排或术中难以脱离体外循环行ECMO辅助的患者，分析哪些相关危险因素影响ECMO辅助结果。结果 所有ECMO患者中43例男性（76%），15例女性（24%），平均年龄（60．0±9．5）岁，平均辅助时间（105．9±53．2）h。45例成功脱离ECMO（77．6%），其中28例存活出院（48．3%）。Logistic回归分析发现ECMO前心肺复苏（CPR）是影响ECMO辅助结果的独立危险因素（OR：0．21，95%CI：0．05～0．87，P＜0．05）。结论 ECMO前CPR是影响辅助结果的独立危险因素。对于冠状动脉旁路移植术后难治性心源性休克的冠心病患者，ECMO是一种有效的辅助治疗措施，在该群ECMO辅助患者中，男性、年龄较小和体表面积较大的患者生存机率可能更高。

体外膜肺氧合；冠状动脉旁路移植术；难治性心源性休克

在成人心脏手术中，难治性术后心源性休克（postoperative cardiogenic shock，PCS）的发生率为0．5%～1．5%［1］。虽然，近些年心脏内外科、药物以及主动脉内气囊反搏（intra－aortic balloon pump，IABP）等治疗水平不断提高，但其总死亡率仍较高［2］。

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）作为暂时代替心肺工作的机械辅助装置，为等待心肺功能恢复提供生命支持，可明显提高难治性心源性休克或心脏骤停患者的生存率［3－4］。据体

外生命支持组织（extracorporeal life support organization，ELSO）统计：截至2013年，全球已有超过200多个ECMO中心，共抢救了40 000例难治性心源性休克或呼吸衰竭危重症患者［5］。

冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）作为冠心病（coronary artery disease，CAD）患者血管再通的一种有效的外科治疗方法，在临床得到广泛的应用。随着药物、支架治疗技术日益提高，使得症状较轻的CAD患者更多地选择内科治疗，病情较重或内科治疗失败的患者才接受CABG治疗，CABG术后发生心源性休克或无法脱离体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）的风险提高。

目前，国内外关于ECMO在CABG术后发生难治性PCS患者中的应用报道不多。因此，本文将系统性回顾首都医科大学附属北京安贞医院成人危重症中心近些年该群ECMO辅助患者的应用情况。

1 资料与方法

1．1 一般临床资料 选取2004年6月至2013年12月间70例ECMO辅助的CAD患者，筛除12例CABG术前发生急性心肌梗死（acute myocardial in⁃farction，AMI）、支架术或病例缺失患者，剩余58例CABG后发生PCS或难以脱离CPB的患者纳入研究对象。将58例患者按辅助结果分为出院存活组和住院死亡组，比较两组基本资料以及ECMO前和辅助期间情况，并分析影响ECMO辅助转归的相关危险因素。

1．2 难治性心源性休克诊断标准 血容量补充充足后心脏指数小于2．2 L／（min·m2）、收缩压＜80 mm Hg、肺毛细血管楔压＞18 mm Hg，合并内脏器官灌注不足表现（尿量＜0．5 ml／（h·kg）或四肢冰凉）。

1．3 ECMO建立 环路由离心泵（Maquet，Jostra，Hirrlingen，德国）、膜式氧合器（Maquet，Jostra，德国）、股动脉和股静脉插管（Biomedicu，Medtronic；Minneapolis，MN，美国）、变温水箱、空氧混合仪以及氧饱和度监测仪组成。所有患者均采用直视下切开股部插管方式建立ECMO辅助，常规置入股动脉远端灌注管，预防下肢缺血并发症。

1．4 ECMO管理 调整流量以维持SvO2≥65%，平均压60～90 mm Hg，ECMO膜式氧合器膜后血氧分压≥300 mm Hg。呼吸机机械通气采用保护性肺通气方法，维持静脉血液二氧化碳分压（PVCO2）35～45 mm Hg。ECMO辅助期间持续泵入肝素，使全血激活凝固时间（activated clotting time，ACT）维持在180～220 s。

1．5 ECMO停机指证 使用小剂量正性肌力药物即可维持血流动力稳定；床旁超声心动检查结果提示心脏运动较好，左心室射血分数（left ventricular e⁃jection fraction，LVEF）≥40%。撤机时在ECMO环路动－静脉之间连接“桥”，试停观察30～60 min，并评估患者血流动力学指标和全身各器官灌注情况，如病情平稳，床旁撤除股动静脉ECMO插管和下肢远端灌注管，并修补血管。

1．6 统计学处理 采用SPSS 13．0统计软件，所有数据均用平均值±标准差（±s）表示。计数资料采用X2检验，计量资料采用t检验，两总体方差不齐时采用秩和检验，采用Logistic回归分析危险因素。P＜0．05为差异具有统计学意义，P＜0．01认为统计学具有显著性差异。

2 结 果

2．1 基本资料 45例患者成功脱离ECMO，脱机率为77．5%，其中28例出院，出院存活率为48．3%。与住院死亡组相比，出院存活组中患者的男性占比较高、平均年龄较小、体表面积较大（P值均＜0．05）。两组基础合并疾病如糖尿病、高血压等无明显差异。ECMO辅助时间、ICU时间、呼吸机使用时间以及住院期间总输血量均无明显的差异。详见表1。

2．2 ECMO辅助前、辅助期间情况 ECMO辅助前，住院死亡组心肺复苏（CPR）患者的比例和乳酸水平均明显高于出院存活组（P＜0．01和P＜0．05）。ECMO辅助期间，两组均有50%的患者需要二次开胸探查，90%的患者联合IABP辅助治疗。住院死亡组透析治疗的比例明显高于出院存活组（P＜0．05）。两组在辅助期间总输血量无明显差异。详见表2。

2．3 ECMO并发症 在ECMO并发症中，感染发生率最高（27例，46．6%），其他依次为出血（16例，27．6%）、膜肺并发症（14例，24．1%）、肾功能衰竭（13例，22．4%）、中枢神经系统损伤（9例，15．5%），下肢缺血（3例，5．2%）和消化道出血（1例，3．3%）。其中，住院死亡组神经系统（P＜0．01）和肾功能衰竭（P＜0．01）并发症的发生率均明显高于出院存活组。详见表2。

2．4 危险因素分析 Logistic回归分析上述危险因素如年龄、体表面积、ECMO前CPR和乳酸值、透析治疗、肾功能衰竭以及神经系统并发症，发现辅助前CPR是影响ECMO辅助结果的独立危险因素（P＜0．05）。详见表3。

表1 ECMO患者一般临床资料（±s）

表1 ECMO患者一般临床资料（±s）

项目 出院存活组（n＝28） 住院死亡组（n＝30） P值男／女（%） 25／3（89．3%） 18／12（60%） 0．01年龄（岁） 57．0±9．8（41～76） 62．9±8．3（35～74） 0．016体重（kg） 74．5±10．5（55～94） 68．6±12．4（48～95） 0．058体重指数（kg／m2） 25．7±3．3（19～33） 24．8～3．6（17～33） 0．305体表面积（m2） 1．76±0．29（1．28～2．35） 1．60±0．35（0．98～2．4） 0．047糖尿病是／否（例） 8／20 10／20 0．914是／否高血压（例） 14／14 16／14 1是／否CPR（例） 8／20 19／11 0．008辅助前乳酸（mmol／l） 11．8±5．2（1．2～20） 14．6±4．5（6．3～20） 0．036辅助时间（h） 97．5±38．2（25～184） 113．8±63．8（26～280） 0．241 ICU时间（d） 8．3±2．9（3～14） 9．4±7．1（2～36） 0．448呼吸机使用时间（h） 161．4±104．4（21～506） 194．2±142．56（40～574） 0．324总输血量悬红（U） 21．8±16．4（0～74） 30．0±21．7（4～106） 0．11血浆（ml） 2 364．0±1 633．0（800～7 800） 2 793．0±1 942．0（800～7 800） 0．368血小板（U） 3．3±2．1（0～11） 6．2±8．7（0～11） 0．085术前心脏超声LVEF（%） 51．5±14．0（28～74） 57．45±10．6（32～76） 0．073左室舒末内经（mm） 55．0±9．4（41～73） 51．0±8．3（38～77） 0．09

表2 ECMO辅助期间相关资料（±s）

表2 ECMO辅助期间相关资料（±s）

项目 出院存活组（n＝28） 住院死亡组（n＝30） P值透析治疗（例） 2（7．1%） 9（30%） 0．026二次开胸（例） 14（50%） 15（50%） 1 IABP（例） 25（89．3%） 28（93．3% 0．66辅助期间输血量悬红（U） 13．93±11．96（0～44） 20．30±16．11（2～74） 0．095血浆（ml） 1 575±1 406（200～6 200） 1 913±1 589（0～6 200） 0．396血小板（U） 1．93±1．44（0～5） 2．17±3．28（0～26） 0．081并发症（例）感染 14 13 0．61肾功能不全 3 10 0．039出血 8 8 0．874神经系统并发症 0 9 0．002下肢缺血 3 0 0．26膜肺并发症 9 5 0．285消化道出血 0 1 1

表3 ECMO患者相关危险因素分析（±s）

表3 ECMO患者相关危险因素分析（±s）

项目 OR 95%CI P值年龄 0．945 （0．872，1．023） 0．163体表面积 1．753 （0．144，21．366） 0．660 CPR 0．213 （0．051，0．893） 0．034辅助前乳酸值 0．999 （0．836，1．193） 0．989透析治疗 0．311 （0．023，4．415） 0．377肾功能不全 0．292 （0．049，1．738） 0．176神经系统并发症 0．000 （0．00，0．00） 0．999

3 讨 论

综上所述，本研究ECMO患者脱机率为77．6%，存活率高达48．3%，说明ECMO对于CABG术后出现PCS的CAD患者是一种有效的治疗措施，而且，男性、年龄小和体表面积较大的患者生存机率可能更高；另外，ECMO前是否CPR是影响辅助结果的独立危险因素。

Rastan［6］等指出在以往 20年内，因心脏手术PCS应用 ECMO辅助的患者总脱机率为31%～

60%，出院存活率为16%～41%。本研究中患者脱机率为77．3%，出院存活率为48．3%，均明显优于全部心脏疾病ECMO辅助治疗水平，这可能与CAD患者冠状动脉重建后，由于缺血－再灌注损伤、炎症反应或冠脉痉挛等因素导致PCS，通过ECMO辅助一段时间后，其心脏功能可恢复性较大有关。

老年患者各器官功能均有所减退，机体对外科、ECMO等创伤的耐受能力下降，尤其是危重症患者，男性、体表面积较大的患者相比女性、体表面积较小的患者可能具有更强的抗打击能力和耐受性，这些原因可能与男性、年龄小和体表面积较大ECMO患者的生存机率更高有关。

ECMO前乳酸水平反应患者辅助前全身顽固性缺氧以及组织严重酸中毒情况，是影响ECMO患者临床转归的预警指标［7］。本研究结果提示应在患者乳酸急剧增高之前行ECMO辅助，可能会提高PCS患者的生存率。另外，ECMO前住院死亡组CPR患者的比例明显高于出院存活组，也预示着对于心脏术后PCS患者在传统治疗失败的情况下，应该积极考虑行ECMO辅助。进一步分析，笔者发现CPR是影响该群ECMO患者临床转归的独立危险因素，则再一次强调ECMO抢救时机的重要性。

通常ECMO患者病情重，自身免疫抵抗力弱，有各种动静脉插管、气管插管以及导尿管等留置管道，这些因素均增加了患者感染的几率［8］。研究报道ECMO患者感染发生率大概在7．5%～46%［9］。本研究中感染是该群ECMO患者中最主要的并发症，发生率为46．6%，但是，两组感染发生率并没有明显差异。

肾功能衰竭是ECMO主要并发症之一。ECMO辅助期间，肾血流量不足或超载、内毒素以及炎症反应等因素均可能造成肾功能损伤［10－11］。本研究中，13例ECMO患者并发肾功能衰竭，发生率为22．4%；其中11例患者接受了透析治疗，而且，住院死亡组肾功能衰竭和透析治疗患者的比例明显高于出院存活组，这些结果与之前学者报道肾功能衰竭可导致ECMO患者不良结果的观点相符［12］。

出血也是ECMO常见的并发症［4］。然而，两组在住院期间和ECMO辅助期间各成分血液制品输入量并无明显差异。本研究58例患者中，有16例发生出血，发生率为27．6%，出血主要是在外科手术、ECMO插管等部位。因出现心率加快、血压下降、ECMO引流减少等心包填塞症状而行二次开胸的发生率高达50%。ECMO患者容易出血主要与外科创伤、全身炎症反应、肝素抗凝以及长时间体外循环等因素有关［13］。所以，充分止血是ECMO成功的基础条件。

虽然本中心常规切开建立ECMO插管并放置远端灌注管，但仍有3例因下肢缺血而主动放弃治疗。有些学者为避免下肢缺血而采用中心插管［14］，这种插管方式虽然改善了下肢血供，但同时也增加了出血和感染的几率［15］。在有些患者下肢出现发花时，笔者也尝试更换更大管径的远端灌注管，且下肢血供有所改善。但是，本中心对所有成人ECMO患者统计发现下肢缺血的发生与是否放入远端灌注管并没有明显的相关性［16］。所以，如何改善ECMO动脉插管侧下肢血供，特别是预防合并外周血管粥样硬化患者下肢缺血的发生还有待于进一步研究。

神经系统并发症、膜肺渗漏以及消化道出血等也是ECMO较常见的并发症。由于ECMO是一种有创操作而且其辅助的对象均是危重患者，一些比较常见且具有潜在致命性的并发症难以避免，因此，在ECMO治疗过程中应高度重视各重要器官的保护，积极预防和治疗相关并发症，以提高患者的生存率。

本研究也存在一些不足：本研究观察的终点仅为是否存活出院，而没有对出院存活的患者作长期的随访（如30天的存活率）以了解该群ECMO患者的长期生存情况；大多数观察指标仅停留在某个时间点对ECMO患者临床转归的影响，并未分析这些观察指标在辅助期间的动态变化对预后所产生的作用；另外，本研究未收集和分析辅助期间与心功能相关的实验室或临床指标是否影响该群ECMO患者的辅助结果。这些内容将是笔者今后进一步研究的工作。

总之，对于CABG出现PCS患者而言，ECMO是一种有效的辅助治疗措施，而且，在该群ECMO辅助患者中，男性、年龄小且体表面积较大患者可能更容易存活。另外，ECMO前是否CPR是影响辅助结果的独立危险因素，所以，准确抓住ECMO辅助的时机是成功的关键因素。

［1］ Smedira NG，Moazami N，Golding CM，et al．Clinical experi⁃ence with 202 adults receiving extracorporeal membrane oxygena⁃tion for cardiac failure：survival at five years［J］．J Thorac Cardio⁃vasc Surg，2001，122（1）：92－102．

［2］ Doll N，Kiaii B，Borger M，et al．Five－year results of 219consecutive patients treated with extracorporeal membrane oxy⁃genation for refractiory postoperative cardiogenic shock［J］．Ann Thorac Surg，2004，77（1）：151－157．

［3］ Kim H，Lim SH，Hong J，Hong YS，et al．Efficacy of veno－arte⁃rial extracorporeal membrane oxygenation in acute myocardial in⁃farction with cardiogenic shock［J］．Resuscitation，2012，83（8）：971－975．［4］ Lafc G，Budak AB，Yener Au，et al．Use of extracorporeal mem⁃brane oxygenation in adults［J］．Heart Lung Circ，2014，23（1）：10－23．

［5］ Extracorporeal Life Support Organization．ELSO Registry．Availa⁃ble at：http／／www．elso．med．umich．edu／／registry．htm．Accessed September 15，2013．

［6］ Rastan AJ，Dege A，Mohr M，et al．Early and late outcomes of 517 consecutive adult patients treated with extracorporeal mem⁃brane oxygenation for refractory postcardiotomy cardiogenic shock［J］．J Thorac Cardiovasc Surg，2010，139（2）：302－311．

［7］ Wang JG，Han J，Jia YX，et al．Outcome of veno－arterial extra⁃corporeal membrane oxygenation for patients undergoing valvular surgery［J］．PLoS ONE，2013，8（5）：e63924．

［8］ Vogel AM，Lew DF，Kao LS，et al．Defining risk for infectious complications on extracorporeal life support［J］．J Pediatr Surg，2011，46（12）：2260－2264．

［9］ Coffin SE，Bell LM，Manning M，et al．Nosocomial infections in neonates receiving extracorporeal membrane oxygenation［J］．In⁃fect Control Hosp Epidemiol，1997，18（2）：93－96．

［10］ Loforte A，Marinelli G，Musumeci F，et al．Extracorporeal mem⁃brane oxygenation support in refractory cardiogenic shock：Treat⁃ment strategies and analysis of risk factors［J］．Artif Organs，2014，38（7）：E129－141．

［11］ Askenazi DJ，Ambalavanan N，Hamilton K，et al．Acute kidney injury and renal replacement therapy independently predict mor⁃tality in neonatal and pediatric noncardiac patients on extracorpo⁃real membrane oxygenation［J］．Pediatr Criti Care Med，2011，12（1）：e1－6．

［12］ Fleming GM，Askenazi DJ，Bridges BC，et al．A Multicenter In⁃ternational Survey of Renal Supportive Therapy During ECMO：The Kidney Intervention During Extracorporeal Membrane Oxy⁃genation（KIDMO）Group［J］．ASAIO J，2012，58（4）：407－414．

［13］ Zangrillo A，Landoni G，Biondi－Zoccai G，et al．A meta－analy⁃sis of complications and mortality of extracorporeal membrane oxy⁃genation［J］．Crit Care Resusc，2013，15（3）：172－178．

［14］ Deschka H，Machner M，EL Dsoki S，et al．Central closed chest implantation of extracorporeal membrane oxygenation to prevent limb ischemia［J］．Int J Artif Organs，2013，36（10）：687－692．

［15］ Saeed D，Stosik H，Islamovic M，et al．Femoro－femoral versus atrio－aorticextracorporeal membrane oxygenation：selecting the i⁃deal cannulation technique［J］．Artif Organs，2014，38（7）：549－555．

［16］ 杜中涛，邢家林，刘锋，等．经股动脉插管建立体外膜肺氧合严重下肢缺血危险因素分析［J］．中国体外循环杂志，2013，11（3）：150－153．

Extracorporeal membrane oxygenation treatment for patients with refractory postoperative cardiogenic shock after coronary artery bypass grafting

Jiang Chun－jing，Yang Feng，Hao Xing，Xing Zhi－chen，Xu Bo，Jiang Yu，Yang Xiao－fang，Du Zhong－tao，Xing Jia－lin，Hou Xiao－tong
Department of Extracorporeal Circulation，Center for Cardiac Intensive Care，Beijing Anzhen Hospital，Capital Medical University，Beijing 100029，China

Objective To report the outcome of patients with refractory postoperative cardiogenic shock（PCS）after coronary artery bypass grafting（CABG）treated with extracorporeal membrane oxygenation（ECMO）in our center，and to analyze the risk fac⁃tors of clinical outcomes．Methods From 2004 June to 2013 December，the condition of 58 patients treated with ECMO because of PCS after CABG or unsuccessfully weaning from cardiopulmonary bypass（CPB）during surgery were systematicly reviewed，and the risk factors possibly associated with these patients＇outcome were analyzed．Results In all these ECMO assisting patients，there were 43 males（76%）and 15 females（24%），with the mean age of 60±9．5 years and the mean ECMO support duration of 105．9±53．2 h．Among them，45 cases successfully weaned from ECMO（77．6%）and 28 cases discharged from hospital．Logistic analysis revealed that cardiopulmonary resuscitation（CPR）before ECMO was an independent risk factor affected clinical outcomes of these patients（OR：0．21，95%CI：0．05～0．87，P＜0．05）．Conclusion ECMO is an effective measure for patients occurred PCS after CABG．Male，youn⁃ger and patients with larger body surface area may be more likely to survive in these ECMO patients．In addition，CPR before ECMO is an independent risk factor affecting ECMO support outcomes．

Extracorporeal membrane oxygenation；Coronary artery bypass grafting；Refractory postoperative cardiogenic shock

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，体外循环及机械循环辅助科

侯晓彤，Email：xt．hou＠ccmu．cn

2014⁃09⁃09）

2014⁃09⁃16）

10．13498／j．cnki．chin．j．ecc．2014．04．06