体外膜肺氧合技术在高危经皮冠状动脉介入治疗患者中的应用现状与前景

马 翔， 王宝珠， 马依彤

(新疆医科大学第一附属医院心脏中心, 新疆维吾尔自治区心血管病研究重点实验室, 乌鲁木齐 830054)

对于高危复杂(左主干和多支病变)的冠心病患者，选择冠脉搭桥或介入支架手术尚无定论。根据SYNTAX 评分的高低指导血运重建方式是目前较为有效的解决方案。然而，大量研究均提示经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention，PCI)和冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting, CABG)在治疗多支血管病变和左主干病变的远期安全性上“工力悉敌”[1-4]。由于涉及到患者个体变量及弥散性疾病，有可能改变最终的治疗决策，故具有高危复杂特点，有待完全性血运重建，但不适宜外科治疗的冠心病患者 (complete revascularization for high risk indicated patients, CHIP)，有极大可能会选择手术过程相对较容易的PCI[3]，且“经皮机械循环支持设备使用临床专家共识声明”指出[5]：对于多支、左主干尤其是不能进行手术或射血分数严重降低与心脏充盈压升高的患者，在PCI过程中应考虑植入经皮机械循环辅助设备(mechanical circulatory support，MCS)。而体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)技术，越来越多地应用于CHIP中，本文拟对体外膜肺氧合技术在高危经皮冠状动脉介入治疗患者中的应用做一总结。

1 CHIP的识别

CHIP的介入治疗一直为临床医师所关注，较为理想的CHIP定义应包括以下4个方面[6]：(1)患者自身特点；(2)病变的特点；(3)患者临床表现的特点；(4)是否合并弥散性疾病。这部分患者通常指具有临床高危特点(休克、心肌梗死、心肺复苏术后、顽固性不稳定性心绞痛、老年、左心室射血分数低下、肾功能衰竭、全身多脏器衰竭等)和冠状动脉病变结构复杂(唯一供血血管狭窄、慢性完全闭塞、左主干病变、分叉、钙化、扭曲、静脉桥血管病变、及介入过程中易出现夹层或急性闭塞的病变和血栓性病变)的特点，其介入治疗的围术期死亡及其他严重并发症发生率显著增高。另外，一些患者发生过致命性心律失常，如室速、室颤、III度房室传导阻滞患者，也隶属于CHIP[7]。

2 体外膜肺氧合系统技术在高危PCI中的应用

2.1 体外膜肺氧合系统原理及特点ECMO其原理是将体内的静脉血引出体外，经过特殊材质人工心肺旁路氧合后注入患者动脉或静脉系统，起到部分心肺替代作用，维持人体脏器组织氧合血供。最新的ECMO是一种短期呼吸替代兼有循环辅助功能的装置，可使患者得到完全的心脏支持长达几日至数周，是目前危重症和急救领域用于心肺功能衰竭，且传统治疗无效时的一种心肺辅助手段，其以不依赖心脏功能和节律，即使在心脏停跳时也能提供完全循环支持为最大特点。

2.2 ECMO在高危PCI中的适应证、禁忌证及可能并发症对于任何需要暂时性心肺支持的高危PCI患者，均是ECMO可能的使用对象，尤其是在应用药物或IABP无效且血流动力学不稳定的PCI患者。ECMO禁忌证包括[8]：(1)不能全身抗凝及存在无法控制的出血；(2)存在中、重度慢性肺部疾病；(3)恶性肿瘤存活周期短的患者；(4)多器官功能衰竭的患者；(5)中枢神经系统损伤的患者。在掌握ECMO在高危PCI中的适应证及禁忌证之外，临床工作者应高度重视其可能出现的并发症，包括但不局限于：下肢缺血、筋膜切开术或筋膜室综合征、下肢截肢、中风、神经并发症、急性肾损伤、肾替代治疗、出血、心脏术后由于出血或心包压塞性紧急开胸手术、感染。

2.3 ECMO在高危PCI中的模式选择ECMO的工作模式主要分为两种方式[9]：V-V转流与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二氧化碳后泵入另一静脉，通常选择股静脉引出，颈内静脉泵入，也可根据患者情况选择双侧股静脉，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转流经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。成人通常选择股动静脉，V-A转流适合心功能衰竭、高危PCI患者、肺功能严重衰竭并有心脏停跳可能的病例。ECMO方式的选择是要参照病因、病情，灵活选择。总体来说V-V转流方法为肺替代的方式，V-A转流方法为心肺联合替代的方式。

2.4 ECMO在高危PCI中的参数设定总体来说，CHIP与其他适用ECMO的危重症患者相比较而言，全身机能包括肺脏功能，肾脏功能相对较好，在高危PCI患者中，ECMO设定参数一般按常规设置[10]，即：在管道预充及插管完毕后(肝素每千克体质量100 U)，检查核对管道，打开静脉管道钳，启动ECMO 泵，旋转流量开关，Medtronic泵调至转数在1 500 转/min 以上，Jostra泵调至转数在2 500转/min以上(泵的流量应保持在60～120 mL·kg-1·min-1)，打开动脉管道钳，ECMO运转,观察血流方向和流量读数，打开气体流量仪，观察动静脉血颜色及动静脉氧饱和度读数，观察静脉引流情况，注意患者血流动力学变化。一般来说[11]，流量在VA-ECMO 辅助过程中初始流量一般较高，达到全流量成人 2.2～2.6 L·m-2· min-1,目的是尽快偿还氧债，改善微循环，增加组织器官的供氧，使心肺得到休息，表现为脉搏和静脉氧饱和度升高，末梢循环改善；气体参数设定方面，当ECMO开始运转后先将膜肺氧浓度调至70%～80%，气流量与血流量比为0.5～0.8∶1，必要时使用纯氧和高气流量，观察ECMO 动静脉氧饱和度，动脉氧饱和度应达到98%以上，静脉氧饱和度65%以上，如果静脉氧饱和度较低，要考虑辅助流量是否充分，体温是否过高，下半身高氧等因素，增加流量，适当降温，调高氧浓度。

2.5 ECMO在高危PCI术中指标监测

2.5.1 氧合的监测 ECMO开始时应严密监测氧合器的氧合性能。先启动驱动泵，后开通气体，而停机时则步骤相反，应先关闭气、后停机，始终保持转流过程中膜肺的血相压力大于气相压力。要严密观察混合静脉血氧饱和度(SvO2)和动、静脉管道内血液的颜色，判断氧合器的工作情况，膜肺的氧浓度可通过血气检查结果调整，一般维持氧分压在130～180 mmHg，若低于此标准，通过适当提高ECMO氧浓度即可解决[12]。

2.5.2 流量的监测 ECMO开始阶段，在允许的情况下尽可能维持高流量辅助，使机体尽快改善缺氧状况。此后根据心率、血压、中心静脉压等调整到适当的流量，并根据血气结果调整酸碱电解质平衡。VA模式ECMO 流量可达心排血量的80%以上[13]。若流量降低，通过查看静脉段插管深度及调节离心泵转速即可解决。

2.5.3 血流动力学监测 ECMO初期血压可偏低，血液稀释、平流灌注、炎症介质释放等均可导致血压低。ECMO 中平均动脉压不宜太高，维持在50～60 mmHg即可。若低于此标准，可适当使用正性肌力药物和血管活性药物，若维持在此阶段，则不应过快地减低正性肌力药物和血管活性药物的用量，在血流动力学参数趋于正常后，方可逐步减低药物用量。静脉管路的负压监测反映引流是否通畅，要注意及时监测。

2.5.4 温度监测 ECMO辅助期间温度过高，机体氧耗增加，不利于内环境紊乱的纠正；温度太低，又容易发生凝血机制和血流动力学的紊乱，应根据患者具体病情维持合适的温度，一般保持体温在35～37℃即可。ECMO支持早期温度可稍低，以利于偿还氧债，缩短纠正内环境紊乱的时间。为防止ECMO 期间体温下降，可备用变温毯，也可利用膜式氧合器中的血液变温装置保持体温。

2.5.5 血气及电解质监测 维持酸碱平衡的正常，保持水、电解质的平衡，维持内环境的稳定是ECMO 管理的关键工作。维持正常的酸碱平衡和血气有利于保持机体内环境的相对稳定，提供良好的组织氧供。ECMO 期间要注意监测水、电解质，尽量保持其在正常范围。

2.5.6 凝血监测 ECMO期间抗凝不足，ECMO系统有血栓形成的风险；而抗凝过度又常引起致命的出血并发症，因此维持机体合适的抗凝状态尤为重要。ECMO期间需全身肝素化，ECMO过程中一般维持激活全血凝固时间(Activated Clotting Time of whole blood，ACT)在180～220 s，但ACT仪的稳定性和患者对抗凝的个体差异常使不同患者ACT 安全范围变化较大，需定时监测ACT。目前，国际公认ACT 在180～220 s是一个合理的标准。如抗凝不足时，肝素追加量应视ACT监测结果而定。ECMO期间血小板消耗较为严重，辅助时间过长时，注意补充新鲜血浆、凝血因子及血小板，血小板应维持在>5×109/L，纤维蛋白原水平应维持在100 mg/dL以上。

2.6 ECMO在高危PCI术后撤机时机及标准在ECMO辅助下，冠脉血管开通后，患者有以下表现[14]：(1)心电图无明显动态演变；(2)动脉和混合静脉氧饱和度恢复正常；(3)血流动力学参数恢复正常；(4)气道峰压下降，肺顺应性改善；(5)血气和水电解质正常；(6)机械通气达到吸入氧浓度(FiO2)<50%,最大吸气峰压(PIP)<30 cmH2O, 呼吸末正压通气(PEEP)<8 cmH2O;(7)循环流量降至患者正常血流量的10%～25%，仍能维持血流动力学稳定或正常代谢时，考虑试行停止ECMO。

3 ECMO辅助高危PCI并发症预防及处理

3.1 出血与栓塞抗凝过度与强度不足易引起出血及血栓。多见于插管位置、手术切口及消化道、颅内等重要部位。减少出血的关键是维持合适的抗凝强度[15]，一般在插管之前就进行全身抗凝，采用50～100 U/kg普通肝素，并根据临床实际进行调整。当患者存在出血风险或者已经有临床出血症状时，最好维持较低范围的ACT。反之，当管路中出现血凝块或者有血栓形成时，保持较高ACT更为合适。当输注普通肝素速率为20～50 U·kg-1·h-1时，ACT维持在180～220 s，该抗凝强度为最佳。

3.2 感染PCI患者发生感染几率较其他ECMO患者低，但仍不能忽视，发生感染的原因可能与深部动静脉置管、手术创伤、机械辅助治疗时间长、管理操作不到位等因素有关[16]。最常见的感染部位是呼吸道及肺部，其次是泌尿道和血流感染。

3.3 肾脏损伤ECMO治疗期间，肾脏是常见的受累器官。急性肾损伤可能是继发多器官功能衰竭的表现，因介入手术特殊性，大剂量造影剂极有可能加重患者肾脏损伤可能，一旦发生肾损伤，应早期应用肾脏透析及连续性肾脏替代治疗。

3.4 神经系统并发症神经系统并发症主要受年龄、插管、血管活性药物的使用、凝血功能障碍等因素影响，抗凝药物使用不当导致的出血事件和血栓形成、脑血管自我调节功能紊乱(高血压和低血压事件)、缺血缺氧继发性脑损伤均是引起VA-ECMO发生神经系统并发症的原因[17]。适当提高患者的血压，增加脑部灌注，减少缺血缺氧、连续性地监测血糖均可有效减少神经系统并发症的发生。

4 展望

如何使CHIP从PCI治疗中最大获益？PCI围手术期如何处理？是否有必要对患者进行辅助支持以及PCI术中决策及处理策略等问题备受关注，因此无论是ECMO呼吸辅助还是循环辅助，ECMO的适应证都应考虑以下问题：(1)是否应该使用ECMO辅助？(2)什么时候使用ECMO？这些问题目前均没有公认的金标准，虽然有一些通行的常规，但仍需要临床医师根据实际情况和经验来具体判断。

综上所述， ECMO辅助下的PCI过程可以明确降低心脏负荷，增加心肌氧供，稳定血液动力学，维持组织及器官的灌注，使心脏尽可能得到充分休息，赢得治疗时间和机会。