ECMO在危重症心脏疾病中的应用研究

余湘宁 赵献明

摘 要：ECMO具有强大的心肺替代功能，操作相对简单，近年来被逐渐广泛应用在临床治疗中，ECMO的出现使很多临床危重症的抢救成功率显著提高，如难治性心源性休克、血流动力学障碍、急性呼吸窘迫综合征、心跳呼吸骤停等。本文着重对ECMO在危重症心脏疾病的临床应用作一综述。

关键词：ECMO;心功能衰竭;急危重症;急性心肌梗死

中图分类号：R459.7 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.04.013

文章编号：1006-1959（2018）04-0038-04

Abstract：ECMO has a strong heart and lung function，the operation is relatively simple，in recent years has been widely used in clinical treatment，the appearance of ECMO makes the rescue many clinical critical disease success rate increased significantly，such as refractory cardiogenic shock，hemodynamic disorder，acute respiratory distress syndrome，respiratory and cardiac arrest.This article is a review of the clinical application of ECMO in critical heart disease.

Key words：ECMO;Cardiac failure;Acute and critical;Acute Myocardial Infarction

体外膜式氧合技术（extracorporeal membrane oxy-genation，ECMO）是一种短期呼吸替代兼有循环辅助功能的装置，也是代表一个医院，乃至一个地区、一个国家的危重症急救水平的一门技术。ECMO的组成包括：血管内插管、人工心脏（动力泵）、人工肺（氧合器）、以及连接管、供氧管、监测系统，临床上为提高应急抢救能力，将可抛弃部分组成套包装置，将不可抛弃部分绑定存放并设计为可移动装置。ECMO的原理是将静脉血引出体外，经过特殊材质人工心肺旁路排除CO2并氧合后，通过驱动泵输回体内的动、静脉系统，发挥替代部分心肺功能的作用，从而有效维持人体脏器氧合血供。在临床诊疗中，当患者心肺功能严重损害甚至衰竭时，应用ECMO可替代肺脏的气体交换氧合功能和心脏泵血功能，提供强大的呼吸、循环支持，V-A ECMO至少可以提供机体50%以上的心排血量[1-2]。1953年Gibbon在心脏手术实施的体外模式氧合技术具有划时代的意义，这不但使心脏外科迅猛发展，同时在急救技术方面得到明显提高。

1 ECMO适应症及并发症

ECMO的适应证主要包括可逆的心肺功能衰竭或等待移植的心肺功能过渡支持，具体为：①各种心脏手术后无法脱离体外循环;②心脏移植术后、大量使用后正性肌力药物仍未能纠正的低心排量;③心肺复苏术后未能恢复自主呼吸和有效循环;④肺氧合功能障碍;⑤人工通气3 h仍不能保证机体氧合;⑥急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（ALI/ARDS）经常规治疗无效等。

对于不可逆的心功能衰竭患者，如缺血性心肌病、扩张型心肌病晚期等，通常只能实施心脏移植术来提高生存率，但患者如果在等待心脏供体期间出现心功能急剧恶化，就会丧失最后治疗机会;对于可逆的心功能衰竭患者，比如爆发性心肌炎，能改善其预后的关键在于有效帮助患者渡过严重的心源性休克期。所以，对于需要行心脏移植术的心功能衰竭患者，在等待心脏供体期间尽量延长生命，或者帮助可逆的心功能衰竭患者顺利渡过心源性休克期，让心功能有效恢复成为重度心功能衰竭治疗的关键。

ECMO的并发症可分为机械性并发症和与病人相关的机体性并发症两大类：机械性并发症主要包括氧合器功能障碍、管道崩裂、聚功能障碍及插管问题等;机体性并发症较多，与不同个体有关，主要包括出血、感染、急性肾损伤、溶血、多器官功能不全（multiple organdys function syndrome，MODS）、机体缺血等。

2 ECMO发展历程

ECMO最早在20世纪60年代末提出，是将体外心肺支持技术用于呼吸功能衰竭的治疗，直到1972年ECMO支持治疗成功救治了第1例急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者，2005年应用ECMO成功救治了非特异性间质性肺病儿童患者，ECMO 在救治危重呼吸衰竭循环患者的应用与日俱增[3]。此后，ECMO迅速發展，1980年建立第一个ECMO治疗中心，至2008年世界各地已有170 多个ECMO治疗中心[2]。

研究表明，ECMO对于改善危重症患者预后具有重要意义[4]。ECMO在治疗严重的心肺功能障碍患者上发挥重要的支持作用并在我国逐步推广[5]。阜外心血管病医院开展ECMO治疗8年共治疗193例患者（主要为循环支持），平均存活率为60%，在2008年36例通过ECMO治疗的患者有75%患者治疗有效出院[1];20世纪末，由广东中山市人民医院在临床上成功地开展ECMO，抢救很多濒临死亡的极重症急性呼吸衰竭和心力衰竭患者;在ECMO救治重度心肺功能衰竭方面取得了良好的临床效果。

3 ECMO在心功能衰竭方面的应用

心脏急、危重症患者常常会并发难治性心源性休克或严重的血流动力学障碍，单纯依赖药物治疗效果非常有限，即使使用主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump counterpulsati-on，IABP）辅助循环治疗后，病死率仍然高达50%～70%[6-7]。ECMO可以对此类心肺功能衰竭的危重患者进行有效的呼吸、循环支持，为心脏泵功能的恢复及其原发病的治疗赢得时机，与传统心肺复苏（CCPR）相比，体外持续心肺复苏（ECPR）可有效的提高IH-CA患者的生存率[8]，是目前救治难治性心源性休克，呼吸、循环衰竭的有效支持手段。

ECMO通过动力泵有效地替代患者自体心泵，维持循环功能，代偿缺血后的心脏，从而提高冠状动脉的灌注压，改善心肌血液供应，有效的减轻心肌损伤，减轻心脏负担，促进心脏泵功能的恢复;通过维持稳定的循环，使得扩血管药更安全有效，通过调节静脉血的回流以减轻心脏前负荷;此外，更为重要的是ECMO能改善急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）重症患者的血流动力学，为急诊开展血运重建介入治疗创造条件，降低危重AMI患者的病死率。在一项单中心回顾性研究中[9]，219例合并心源性休克的患者中有115例患者接受了PCI联合ECMO治疗，而104例患者仅接受了PCI治疗，ECMO组30 d的病死率接近60%，而非ECMO组病死率为35%（P=0.003）。对于并发症方面，2013年在20个研究机构的1866例患者的Meta分析[10]中，17项研究报告出院生存率534例，累积生存率1529例，范围在20.8%～65.4% ，对192～1452例患者的并发症进行统计分析，95%并发症的发生率如下：下肢缺血为16.9%（12.5%～22.6%）;筋膜室综合征或进行筋膜切开术占10.3%（7.3%～14.5%）;下肢截肢占4.7%（2.3%～9.3%）;脑血管意外占5.9%（4.2%～8.3%）;神经相关并发症13.3%（9.9%～17.7%）;急性肾损伤占55.6%（35.5%～74.0%）;肾衰竭进行肾替代治疗占46.0%（36.7%～55.5%）;出血40.8%（26.8%～56.6%）;心脏术后需紧急开胸手术41.9%（24.3%～61.8%）;感染30.4%（19.5%～44.0%）。因此，尽管ECMO在危重症心脏病患者救治中取得较好的效果，同时也会出现明显的并发症，考虑到使用过程中仍存在较多的并发症和较高的病死率，应慎重决定该装置的使用[11，12]。使用ECMO治疗过程中，不仅要注意原发病的治疗，还要注意控制ECMO相关的急性肾损伤，缺血、出血，感染等并发症[13]。应该在心源性休克患者中进行ECMO治疗前对患者进行风险-效益的充分综合评估。

3.1急性心肌梗死  ECM0在AMI危重症患者的应用主要是以下几个方面[14]： ①过渡到下一步治疗（ bridge-to-decision）：ECMO为患者提供了有效的循环支持，使患者有时间和机会得到进一步的救治，例如进行 PCI 或 CABG等治疗。②过渡到康复（bridge-to-recovery）：进行PCI 或 CABG等治疗，冠状动脉再通后，但病人仍出现严重心律失常，通过开展ECMO技术使得心脏得到休息和心功能好转、恢复。③过渡到长时间辅助装置（bridge-to-bridge）：通过ECMO治疗但心功能仍不恢复，预计进行心脏移植但尚不能获得合适供体的患者，通过 ECMO治疗可过渡到长时间的高级辅助循环装置治疗。④过渡到心脏移植（bridge-to-transplantation）：心脏移植前必要的维持治疗。⑤体外持续心肺复苏（ECPR）：恶性、致死性心律失常，如心室颤动，是 AMI患者早期出现死亡最常见的原因，如发生难治性或不可逆的心跳骤停或需要心脏移植术，尽快进行ECMO治疗是ECPR重要的适应证。

急性心肌梗死（AMI）是一种严重威胁人类健康的疾病，及时准确做出诊断并给予积极的救治是降低急性心肌梗死患者的死亡率、改善未来长期预后的关键。心源性休克（cardio-genic shock，CS）是急性心肌梗死患者常见的严重并发症，大约5%～10%的急性心梗患者可能发生严重心源性休克;进行介入治疗和药物治疗是其重要的组成部分，尽早通过介入治疗可以使患者的死亡率下降25%以上。可是，大部分正性肌力药物和血管活性药物可产生严重的不良反应，而且已经出现心源性休克的患者，内环境极不稳定，容易出现酸碱失衡、电解质紊乱，紧急开展介入治疗的风险就会极大增加。对于心源休克患者，先开展ECMO辅助有效循环，再进行相关介入检查和治疗，如经皮冠状动脉成形术（PTCA），冠状动脉旁路移植术（CABG）等，ECMO可极大避免低心排量引起的各类并发症，同时对于进行冠脉介入治疗也比较安全[15]。对于急性心肌梗死合并心源性休克的患者，ECMO辅助机体的循环呼吸功能，维持机体内环境和血流动力学的相对稳定，保证全身氧供，为心肺功能恢复赢得宝贵的时间[16]。刘迎午等[17]在一组研究分析中急性心肌梗死患者在 V-A ECMO辅助下行紧急介入治疗，19例患者存活8例（42.1%），死亡11例（57.9%），死因为多脏器功能衰竭，其中脑出血1例，外伤性脑出血1例，下肢缺血1例，结论是急性心肌梗死合并心源性休克或心源性猝死时，在ECMO輔助下进行介入治疗是可行的，死亡患者均因为出现多脏器功能衰竭，如果能把握开展ECMO治疗时机，可能会进一步改善患者预后。

3.2心脏术后循环衰竭  ECMO已广泛应用国内外心脏手术、心脏移植的患者，给心功能衰竭患者在下一步治疗、手术和恢复中赢得宝贵时间。对于循环衰竭患者的支持治疗，采用V-A ECMO 的方式。有研究显示，在心功能衰竭患者中，ECMO辅助支持治疗可以提供大约30%以上的心排血量，从而增加患者的血液循环[18]。国内阜外医院等多家医院报道很多关于ECMO在心脏外科的取得成功的病例[19]，但是，应用ECMO出现的并发症仍能使患者发生死亡或遗留严重后遗症[20]。所以选择开展ECMO治疗的时机和积极处理循环衰竭导致的并发症，对于挽救患者生命至关重要。在心脏手术后ECMO应用的适应证：①大剂量的正性肌力药物或血管活性药物治疗，心功能未见改善;②出现循环衰竭，严重低血压，平均动脉压<60 mmHg（ 新生儿<40 mmHg;婴幼儿<50 mmHg）;尿量<0.5 ml/（kg·h）;③急性严重心功能衰竭，心脏移植前过渡治疗，人工心脏等;④心脏手术仍不能脱离体外循环。ECMO的相对禁忌证：①先天性心脏缺陷;②恶性肿瘤;③中枢神经系统病变;④尚未明确的诊断;⑤肺脏、肾脏、肝脏等出现不可逆的终末期器官衰竭;⑥心脏手术术后难以控制的出血等[18]。

心脏移植在我国很多医院心脏外科开展，但围手术期的心功能衰竭，尤其是右心功能衰竭是术后早期死亡的关键因素[21]。心脏移植术后出现的严重肺动脉高压及再灌注损伤大约需要120 h左右逆转，移植早期心肌顿抑以及血管内皮细胞的损伤会加重心功能衰竭，通过有效的心肺支持治疗，移植心脏的功能可以得到恢复。在心脏移植术后应用ECMO治疗，可通过减轻心脏的前负荷和减少三尖瓣反流来纠正右心功能衰竭[22]。在进行心脏移植胡患者如果手术前有以下情况，在术中、术后可能要应用ECMO支持治疗：①存在肺动脉高压，长期应用强心、利尿等治疗;②边缘供体心脏的应用，如供体质量较轻，供体心脏心肌保护欠理想等;③曾进行其他心脏手术的患者[23]。

3.3暴发性心肌炎或产后心肌病  现在，通过开展ECMO辅助技术在急性暴发性心肌炎或产后心肌病所导致的循环衰竭的有关研究和报道并不多。急性暴发性心肌炎或产后心肌病常常临床表现为无任何原因的非缺血性心肌病，所以，目前认为是相关疾病激活免疫系统或引起炎性反应，通常会出现严重心功能衰竭，通过主动脉内球囊反搏等治疗未能取得疗效，如果出现暴发性心肌炎或产后心肌病常常要借助机械心脏辅助支持治疗效果明显，存活率达73.3%[24]，优先选择是ECMO或VAD。而且对于急性暴发性心肌炎或产后心肌病的患者，往往需要很长时间的ECMO辅助治疗，通过提供有效的心肺功能代替支持治疗，大多数患者能够得到恢复或脱离器械的辅助[25]。

4 结论

ECMO技术是一种重要的高级生命支持形式，对急性心肺功能衰竭的患者具有较好的效果，它能反映一个国家和医院在危重症疾病方面的整体临床救治水平，ECMO的开展和应用能改善医院的整体救治水平，尤其是在心脏外科、心血管内科和重症监护室，甚至对整个地区危重症疾病抢救成功率具有重要影响。ECMO主要在国内大医院开展，如阜外医院、安贞医院等，目前，ECMO的应用呈现了快速增长趋势，在我国多个不同层次的医院到广泛开展，但和发达国家相比，总体成功率相对较低，临床例数差距仍然较大，主要原因是病人经济条件有限和相关政策落后，导致ECMO普及开展救治工作受到很大限制。ECMO成功率较低与选择ECMO的应用时机、经验积累不足、严重并发症的预防和处理不当关系很大，但随科学技术的进步和ECMO临床经验的不断积累，ECMO支持治疗将会越来越多的应用于急危重症医学，同时成功率会越来越高。

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收稿日期：2017-8-31;修回日期：2017-9-21

编辑/成森