儿童先天性心脏病术后心肺复苏对体外膜氧合预后的影响

姜 磊，王 伟，杨寅愉，郭 铮，沈 佳，于新迪，黄坚鹄，张 蔚

有报道称，先天性心脏病（congenital heart disease，CHD）术后心脏骤停的发生率在1.5%～6%之间［1］。即使在最好的心脏中心，通过传统的心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation，CPR）方法，存活率也只在10%～20%左右。1992年，del Nido等人报告［2］体外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）技术可用于心脏骤停，并对常规CPR术无效的心脏骤停患者提供即时的心肺支持，称为体外心肺复苏（ECMO CPR，ECPR）。近年来，该项技术在国外急救领域日益广泛开展，据报道其抢救成功率在33%～51%，较传统CPR有明显提高［3－4］。而CHD术后的患儿通常会先在ICU进行心功能恢复治疗，直到血液动力学稳定。尽管手术技术、重症监护技术与监测设备都取得了日新月异的发展，但术后仍有一部分患儿需要机械辅助循环，如ECMO技术的支持，且其中有相当数量的患儿可能在ICU期间出现心脏骤停而使用ECMO技术。但该技术和普通ECMO技术的预后及相关差别尚不清楚。本研究回顾性分析了上海儿童医学中心2017年1月至2019年12月期间58例患儿在CHD纠治术后脱离心肺转流（cardiopulmonary bypass，CPB）后接受ECMO治疗的相关资料，探讨CPR后启动ECMO对治疗及预后的影响。

1 资料与方法

1.1 临床资料及分组收集18岁以下CHD术后脱离CPB后安装ECMO的病例资料，58名患儿纳入本研究，男性患儿37例（63.79%），女性患儿21例（36.21%），年龄为90（21，456）d，体重为5.25（3.68，9.22）kg。根据ECMO启动的时机，将CPR后紧急安装ECMO，为ECPR组；根据临床表现择时机安装ECMO，为NCPR组。ECPR组26例（44.83%）患儿，其中体重＜5 kg的15例（57.69%），5 kg≤体重≤20 kg的9例（34.62%），体重＞20 kg的2例（7.69%）；NCPR组32例（55.17%）患儿，其中体重＜5 kg的13例（40.63%），5 kg≤体重≤20 kg的16例（50.00%），体重＞20 kg的3例（9.30%）。两组患儿病种分布大致相同，并无统计学差异。见表1。

表1 ECPR组与NCPR组患儿的基本资料及ECMO期间相关情况

1.2 ECMO的建立与管理

1.2.1 设备耗材 ECMO设备采用Maquet或Sorin离心泵和变温水箱、耗材为国产动静脉插管、中空纤维膜式氧合器（体重＜5 kg：Medos HILITE 800LT婴儿长效型膜式氧合器；5 kg≤体重≤20 kg：Medos HILITE 2400LT儿童长效型膜式氧合器；体重＞20 kg：Maquet ECMO套包）、自制管道（无涂层，体重＜10 kg：动静脉端均为内径1/4英寸管道；10 kg≤体重≤20：动脉端为内径1/4英寸管道，静脉端为内径3/8英寸管道）。采用空氧混合器调节气体流量和氧气浓度。

1.2.2 插管与预充 所有患儿均采用经胸正中插管，在手术室或心脏ICU建立静脉－动脉（venousarterial，V－A）ECMO循环支持。置管前须先右房注入肝素1 mg/kg（12 500 U＝100 mg），动脉灌注管置于升主动脉，静脉引流管置于右心房，两组患儿均经肺静脉或左心耳安置左心减压管引流以减轻左心负荷，从而缓解肺水肿和恢复左心功能。NCPR组患儿一般在所有插管安置后启动ECMO，而ECPR组患儿一般先安置主动脉与右心房插管，启动ECMO转流后再放置左心减压管，以减少插管时间对患儿的影响。最后通过“Y”型接头连接左右心房插管并连接至ECMO静脉回流管。ECMO预充的基础液为勃脉力－A电解质液，预充排气后使用浓缩红细胞1～2 U替换预充的基础液，加入肝素10 mg、10%葡萄糖酸钙5 ml和5%碳酸氢钠20 ml，并根据血气结果使用5%碳酸氢钠调节酸碱度。

1.2.3 循环管理 ECMO建立后，初始泵流量一般为100 ml/（kg·min）左右，新生儿流量为150 ml/（kg·min）左右，确保足够的流量维持全身循环，减少心脏负荷，使心脏休息以恢复功能。根据病情变化、血流动力学监测情况、乳酸水平、血气结果等适时调整流量，维持平均动脉血压（mean arterial pressure，MAP）在40～70 mmHg之间，待循环稳定，内环境改善，正性肌力药剂量可逐步减少并停用，必要时使用硝普钠等来降低心脏后负荷。同时持续监测MAP、中心静脉压、血氧饱和度、血气及尿量等的变化。

1.2.4 呼吸管理 调整机械通气，采用压力调节容量控制＋同步间歇指令通气模式，防止肺泡塌陷及气压伤的发生。降低呼吸机参数，保持低呼吸频率（F）为8～12次/min，吸入氧浓度（FiO2）为30%～40%，呼气末正压5～14 cmH2O，吸气峰压＜20 cmH2O，吸气时间0.6～0.7 s，动脉二氧化碳分压维持在35～45 mmHg。同时调整ECMO系统中的空氧混合器，给予氧合器适当的氧气流量和浓度，使患儿动脉血气维持在所需水平。

1.2.5 出凝血管理 抗凝方法为泵持续输注肝素，配置方法为每50 ml生理盐水注入6 250 U肝素。在ECMO建立初期，当活化凝血时间（activated clotting time，ACT）小于300 s时，以肝素［3～5 U/（kg·h）］开始启用。定时监测患儿出凝血情况，维持ACT 180～200 s、活化部分凝血活酶时间（activatedpartial thromboplastin time，APTT）50～70 s、红细胞压积0.30～0.40、血小板计数＞80×109/L、纤维蛋白原＞1.5 g/L，必要时可输注红细胞悬液或血小板。若存在持续性严重纵膈出血则行血栓弹力图检查，如为外科性出血，需立即根据出血部位及出血量及时开胸止血或局部压迫止血，如其他原因，可根据病情使用其他血液制品，如新鲜冰冻血浆、冷沉淀、纤维蛋白原或抗纤溶药物，如氨甲环酸。如渗血严重，给予注射用重组人凝血因子Ⅶa。同时定时仔细观察离心泵及管道内有无附壁血栓形成并给予相应处理。

1.2.6 肾脏管理 在ECMO循环期间，当尿量降至小于2～3 ml/（kg·h）时，给予利尿剂促进利尿。若患儿在辅助中出现连续3 h少尿或无尿、肌酐和尿素氮大于2倍正常值以及使用腹膜透析效果不佳的情况，则在ECMO循环管道中接入连续肾脏替代治疗（continuous renal replacement therapy，CRRT）系统。

1.2.7 其他管理 对于ECMO期间延迟关胸的患儿给予广谱预防性抗菌药物治疗，并根据需要调整剂量。ECMO建立后24～48 h开始补充营养，优先使用肠内途径，若吸收不良则行肠外营养。每日监测胸片、超声心动图和头颅B超来评估心肺脑等重要脏器的功能。经胸超声心动图可评价心脏充盈程度、心室收缩/舒张状态、射血分数、残余病变等情况，必要时亦可进行CT及心导管检查。

1.2.8 ECMO撤离 撤机时机取决于患儿的临床情况、血流动力学稳定性以及是否存在任何可纠正的残余解剖。一旦确定撤离，在提高正性肌力药物剂量和呼吸机设置的同时逐渐降低流量。当患儿对辅助流量的要求低于0.3 L/min或低于20～30 ml/（kg·min）时，可尝试停机。如果血压下降大于30%，则暂缓撤机，反之则撤离ECMO。

1.3 资料收集患儿术前一般情况；CPB时间及主动脉阻断时间、ECMO安装前乳酸值、ECMO辅助时间、ICU停留时间、总住院时间、ECMO脱机率、院内存活率以及ECMO相关并发症等。

1.4 统计方法数据采用SPSS 26.0进行统计分析，描述性分析符合正态分布的数据采用均数±标准差（±s）表示，偏态分布的数据采用中位数四分位数间距［Q（Q1，Q3）］表示，分类数据采用例数百分比［n（%）］表示。组间比较连续型数据采用独立样本t检验或秩和检验。使用Fisher＇s精确检验或卡方检验用于分类变量，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

两组患儿在手术年龄、体重、CPB时间、主动脉阻断时间等无显著差异。安装ECMO前的乳酸值NCPR组患儿明显低于ECPR组（P＝0.001）。在ECMO期间的辅助时间、机械通气时间、ICU住院时间及总住院时间均无显著差异。见表1。

比较ECPR组与NCPR组患儿并发症的发生情况，在感染、手术部位出血或创面渗血、血栓形成、脑出血、及是否存在残余解剖问题等方面均无显著差异，但在肾衰（P＝0.030）的发生情况以及消化道出血的发生率（P＝0.039）ECPR组明显高于NCPR组，具有显著差异。见表2。

表2 两组在患儿ECMO期间并发症情况［n（%）］

在本研究的所有ECMO患儿中，成功撤离ECMO为40例（68.97%），出院为31例（53.45%）。在ECPR组的26例（44.83%）患儿中，成功撤离ECMO的患儿有14例（53.85%），出院10例（38.46%）；NCPR组的患儿共有32例（55.17%），撤离ECMO的患儿为26例（81.25%），出院患儿21例（65.63%），两者间的脱机率（P＝0.025）与存活率（P＝0.039）具有显著差异。

3 讨 论

近年来，有报道称儿童院内心脏骤停发生率为1%～3%，而对于心脏术后的患儿在ICU内发生心脏骤停则高达6%［5］。心脏术后患儿的心功能迅速降低并毫无预警，可能与自身容量突然改变、电解质失衡、氧合能力及通气情况突然改变有关，这些情况导致的心脏骤停，往往无法通过常规复苏措施逆转，需通过ECPR，即CPR后立刻实施ECMO来进行复苏［6］。ECMO技术能为心脏骤停的危重患儿迅速提供有效的循环支持，保证重要脏器的氧供，可成功抢救对常规CPR技术反应不佳的心脏骤停患者。但是，毫无预警的ECPR和普通择时安装的ECMO病例相比还是存在管理策略上的差异，两者预后也大不相同。本研究发现，同为安装ECMO，ECPR组的脱机率与出院率明显低于NCPR组，这可能与其行CPR后产生的相关并发症有关；ECPR组在ECMO安装之前的乳酸值明显高于NCPR组，这可能是因为CPR前及CPR过程中全身氧供不充分，使患者在开始ECMO支持前发生明显的代谢性酸中毒和血清乳酸升高。有研究指出，乳酸峰值是导致ECMO预后较差的独立危险因素，较高的乳酸水平与ECMO脱机失败和死亡率有关［7］。因此，应实时关注患儿在ICU内的临床情况，在患儿病情发生恶化之前及早发现，及早干预。若需要安装ECMO，应尽早决定，应尽量避免ECPR的发生，以提高心脏术后ECMO成功率。

ECMO辅助过程中及撤机后的并发症一直是患儿死亡的主要原因之一，及时恰当的处理并发症也是ECMO支持治疗成功的关键因素。有研究表明，ECMO期间出血是最常见的并发症之一，对死亡率有显著影响，而早期胸腔出血和大量异体输血是ECMO失败的重要原因［8］。虽然ECMO期间两组患儿在手术部位出血或创面渗血方面并无差异，但总发生率较高，为31例（53.45%）。这可能是因为体内血小板和凝血因子经过CPB的消耗后不能维持正常凝血，而更易导致出血。ECMO预充对血液成分的影响较大，尤其是凝血因子、血小板和纤维蛋白原的稀释，ECMO持续时间过长和凝血机制不成熟对血液成分的损害也会导致ECMO中出血［7］。对于手术创面大、抗凝及凝血因子消耗造成的活动性出血和广泛渗血，还应积极监测凝血指标并对症处理，严重的患儿需立即开胸止血。

本研究还发现ECPR的患儿，肾功能衰竭和消化道出血的发生率明显高于NCPR的患儿。有研究报道，肾功能衰竭是ECMO辅助治疗过程中死亡的重要危险因素［9］。由于CPB术后患儿的全身炎症反应、心功能严重受损、大剂量正性肌力药物的使用、ECMO早期的出血对血流动力学稳定的影响等多种因素的共同作用导致了急性肾损伤，特别是经历长时间CPR的患儿肾损伤更为明显［10］。本研究中，ECPR组肾衰发生率高可能同CPR病例经历了较长的低灌注时间，以及CPR中使用大剂量正性肌力药物收缩肾脏血管有关，因此导致了肾功能衰竭的发生率较高。ECMO过程中胃肠道出血也是严重并发症之一，有研究结果提示，ECPR患儿中胃肠道出血的发生率较高，存活率仅为25%，且预后与ECPR的时间息息相关，时间越长，胃肠道出血的几率越大，预后越差［11］。本次研究58例患儿中胃肠道出血为11例（18.97%），ECPR组胃肠道出血发生8例（30.77%），远远大于NCPR组的3例（9.38%）。这可能是CPR过程中，机体处于缺血缺氧的应激状态，使血液重新分布，胃肠道血供相对不足更易发生应激性溃疡和坏死性小肠结肠炎（necrotizing enterocolitis，NEC）。另有研究称，患儿喂养和感染是NEC的主要原因之一［12］，而90%～95%的NEC为新生儿与早产儿［13］。本研究中虽未统计患儿在ECMO后的开奶喂养时间，但发现在ECPR组8例胃肠道出血患儿中，有6例（75%）为新生儿，并有5例（62.5%）合并感染。新生儿消化系统发育不成熟，易受缺血损伤，而感染会引发肠道菌群紊乱，致病菌增殖，从而诱发肠壁炎症反应。此外，心脏骤停亦可导致肠道致病菌大量繁殖，产生内毒素并释放炎性介质，引起肠黏膜缺血和再灌注损伤，这些都是可能导致消化道出血的原因。因此，在ECMO过程中应高度重视这些因素，早期干预，对于降低患儿的死亡率和改善预后有一定帮助。

本研究也存在一些局限性。本研究是单中心回顾性研究，样本量较小，研究对象单一，仅为心脏手术后的患儿；本研究没有收集患儿远期预后的随访资料，无法说明ECPR对长期预后是否有其它影响。

4 结 论

CHD术后行ECPR的患儿与择时使用ECMO患儿相比，脱机率与存活率均较低，肾功能衰竭及胃肠道出血等并发症发生率高。对于心脏手术后危重患儿，应当注意观察病情变化，应选择适当的时机及时快速地建立ECMO以保护主要脏器功能，尽量避免ECPR，降低并发症发生率，提高ECMO支持的存活率。