儿童体外膜肺支持下脑死亡判定☆

黄慧敏 王静 李易娟 郭予雄 徐桂兴 唐雯 梁玉坚

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是一种用于难治性心脏和/或呼吸衰竭重症患者高级生命支持的治疗模式，在维持心肺功能稳定的同时，也加大了神经功能评估的难度，特别在疑似脑死亡患者的自主呼吸激发试验（apnea test，AT）判定实施中提出了新的挑战。根据国内外个案报告[1-3]，近期关于脑死亡标准的国际指南，提出相关补充意见[4]，国内专家也相应对ECMO下脑死亡判定方法提出专家修改建议[5]，明确ECMO治疗期间脑死亡判定仍需遵循原有方法的基本原则。但临床顺利实施AT仍存重大挑战，目前国内少见相关案例的实施经验报告。本文回顾性分析两个中心的循环不稳定重症儿童ECMO使用下实施脑死亡判定过程，以期为临床医生更好地实施儿童脑死亡判定提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2016年1月至2021年12月于本院及广东省人民医院接受ECMO支持的重症儿童，共计598例，其中在ECMO治疗期间接受脑死亡判定病例共3例。评估得到患者家属知情同意。本研究符合伦理委员会所制定的伦理学标准。

1.2 研究方法 收集患儿病史及脑死亡判定过程，并对目前国内外文献报道的ECMO下脑死亡评估案例进行整理和分析（表1），总结相关经验。

1.2.1 脑死亡判定方法 第一步，由两位具有资质的临床医生分别进行2次脑死亡判定（两次间隔＞12 h），根据我国儿童脑死亡判定标准[6]（深昏迷、脑干反射消失、无自主呼吸）进行临床初步判定。第二步，进行自主呼吸激发试验，验证自主呼吸消失。第三步，进行脑死亡确认试验，脑电图、经颅多普勒超声（transcranial Doppler, TCD）、短潜伏期体感诱发电位（short-latency somatosensory evoked potential, SLSEP），3项中至少2项符合。上述 3 个步骤均符合脑死亡判定标准时，判定为脑死亡。

1.2.2 ECMO下自主呼吸激发试验方法

1.2.2.1 开始试验条件 ①膀胱温度或肛温≥35℃（中心体温 ＞35℃）。②收缩压达到同年龄正常值。如存在低血压，应予升压药物。③预氧合（提前10 min将呼吸机吸氧浓度调至100%或调高ECMO的氧浓度）使动脉氧分压（PaO2）≥200 mmHg。④动脉二氧化碳分压（PaCO2）35 ～45 mmHg，如低于这一标准，可减少呼吸频率或下调ECMO气流量，慢性二氧化碳潴留者PaCO2可＞45 mmHg。

1.2.2.2 步骤 ①将ECMO氧浓度调至100%； ②撤离呼吸机，气管插管内吸氧； ③每5～10 min查动脉血气，逐渐下调ECMO气流量；④密切观察血氧饱和度，胸、腹部有无呼吸运动；⑤试验结束后恢复原来的ECMO气流量及机械通气

1.2.2.3 结果判定 PaCO2≥60 mmHg且 PaCO2超过原有水平20 mmHg，仍无呼吸运动，即可判定为无自主呼吸。自主呼吸激发试验过程中如出现血氧饱和度下降至85%、血压下降、心率减慢以及心律失常等，即刻终止试验，并宣告本次自主呼吸激发试验失败。

2 结果

2.1 病例1 患儿，男，2岁5个月，因“溺水心肺复苏后1 d余”外院转入。患儿溺水被救上岸后对刺激无反应，无自主呼吸及心跳，即予心肺复苏5 min，送当地医院气管插管、机械通气、持续胸外按压、扩容、血管活性药物等处理，约半小时后患儿恢复心率，血氧饱和度及血压逐渐回升，但仍处于昏迷状态，无自主呼吸，存在心力衰竭，需持续血管活性药物、呼吸机辅助通气，生命体征不稳定，病情危重，由救护车转入中山大学附属第一医院。入院查体：深昏迷，GCS评分3分，双侧瞳孔散大，直径约8 mm，四肢肌张力减弱，肌力0级，深浅反射未引出，脑膜刺激征阴性。脑干反射：双侧瞳孔对光反射、双侧角膜反射消失、头眼反射、前庭眼反射、咳嗽反射消失。较高呼吸机参数（BIPAP模式，PIP 26 cmH2O，RR 28次/min，PEEP 15 cmH2O，FiO296%，Ti 0.7 s）支持下，SPO2维持在90%～95%，多巴胺、多巴酚丁胺、去甲肾上腺素和肾上腺素联合使用下血压波动在89～110 mmHg /52～70 mmHg，心率160～180次/min，心音低钝。心脏彩超示：全心运动普遍减低，左心室射血分数 22%。分别于入院26 h和42.5 h行自主呼吸激发试验示无自主呼吸（表2）。入院第10 h行VA-ECMO治疗，ECMO治疗后10 h、24 h分别行经颅多普勒超声示脑血流信号消失，脑电图示电静息。

2.2 病例2 患儿，女，12岁，因“使用煤气热水器洗澡时昏迷、心肺复苏后2 d余”由外院转入。患儿在洗澡房被发现昏迷，呼吸、心跳停止，予持续心肺复苏并120送当地医院，立即呼吸机辅助通气、反复肾上腺素推注、去甲肾上腺素、多巴胺治疗，心跳未恢复，血乳酸持续＞15 mmol/L，入院20 min后建立ECMO生命支持，循环状态逐渐改善，复苏后并发多器官功能损伤（急性肾损伤3期、弥漫性血管内凝血、急性胰腺炎），予CRRT、输血及血制品等支持治疗，损伤脏器功能逐渐恢复，但仍持续昏迷，为进一步诊治转至中山大学附属第一医院。入院查体：深昏迷，GCS评分3分，双侧瞳孔等大，直径4 mm，全身散在瘀点、瘀斑，四肢肌张力减弱，肌力0级，深浅反射未引出，脑膜刺激征阴性。脑干反射：双侧瞳孔对光反射、双侧角膜反射消失、头眼反射、前庭眼反射、咳嗽反射消失。并分别于入院57 h和78 h行自主呼吸激发试验示无自主呼吸（表2）。分别于入院第3天、第4天行脑电图示电静息（两次间隔＞12 h），SLSEP示刺激正中神经双侧N9存在，N13、P14、N18和 N20消失，均符合脑死亡判定标准[6]。

2.3 病例3 患儿，男，11岁，因“猝倒14 h，心肺复苏成功后13 h”外院转入。患儿活动时突然倒地，呼之不应，15～30 min后送至当地医院，发现无自主呼吸及心跳，抢救1 h后恢复自主心跳及微弱呼吸，呼吸机辅助通气，脉搏118次/min，血压测不出，多巴胺、去甲肾上腺素升压治疗稍好转，遂转至广东省人民医院进一步治疗。入院查体：深昏迷, GCS评分3分，全身可见花斑纹，双侧瞳孔等大，直径1.5 mm，对光反射极迟钝，双侧角膜反射消失，咳嗽反射消失，四肢湿冷，CRT＞3 s，足背动脉搏动微弱。四肢肌张力减弱，肌力0级，深浅反射未引出，脑膜刺激征阴性。入院后大剂量血管活性药下血压不能维持，心脏彩超示：主动脉瓣狭窄（重度），三尖瓣返流（中度），二尖瓣返流（轻度），左室收缩功能减退，EF 30%。入院6 h予ECMO支持治疗，入院11 h脑干反射：双侧瞳孔对光反射、双侧角膜反射消失、头眼反射、前庭眼反射、咳嗽反射消失。分别于入院第94 h和110 h行自主呼吸激发试验示无自主呼吸（详见表2）。分别于入院第3天、第4天行脑电图示电静息，SLSEP示双侧正中神经N9、N13存在，P14、N18、N20消失。TCD示双侧大脑中动脉、基底动脉、脑血流信号消失。

上述3例根据我国儿童脑死亡诊断标准[6]，均符合脑死亡判定标准，均已排除引起可逆性昏迷的因素。回顾国内外文献，目前报告的ECMO下脑死亡判定儿童文献共6篇[2-3,7-10]，来自5个国家，年龄为4个月～17岁，共13个病例，所有案例临床检查存在脑干反射消失，其中11例实施AT判定，4例行脑电图、3例行TCD、1例行SLSEP的确认试验（表1）。通过AT判定脑死亡的患儿中，7例实施了2次AT判定，4例只行1次判定，总AT判定次数为18例次，具体判定方法如表2所示。

表1 文献报告的体外膜肺下儿童脑死亡判定案例

表2 国内外儿童自主呼吸激发试验方法的比较

3 讨论

脑死亡是包括脑干在内的全脑功能不可逆转丧失。自主呼吸激发试验是脑死亡判定的关键环节，但对自身心肺功能差和无连续血流的VAECMO患者是一项重大挑战。ECMO支持下的患者即使在暂停机械通气时也能通过膜氧合器维持血液中良好的二氧化碳分压及PH状态，因此ECMO支持下AT判定在遵循原有AT原则基础上，其操作流程更为特殊和复杂。ECMO患者病情通常更为复杂、危重，对该部分患儿进行AT判定，可能导致低氧血症、低血压，危机患儿生命，因此部分研究认为ECMO患者如不能进行自主呼吸试验，应以辅助检查替代。儿童ECMO下AT判定的相关研究较少，探寻相对安全的AT判定实施方式，可更好的完善对ECMO儿童脑死亡的判定流程。本文通过分享国内两个中心判定经验及结合国外案例报告，为我国儿童ECMO下脑死亡判定的安全实施提供参考。

ECMO下二氧化碳清除与气流量大小密切相关，降低ECMO气流量是实施AT判定最常用的方式。但气流量减少的同时会影响氧合，GIANI等[11]报告8%的ECMO患者在AT实施过程中因伴有严重低氧血症（PaO2＜40 mmHg）而中止试验。因此，把握好AT过程中气流量降低的程度及速度是成功完成AT的关键。国家卫生健康委员会脑损伤质控评价中心在2021年发布了《脑死亡判定标准与操作规范：专家补充意见（2021）》[5]，推荐通过下调气流量至0.5～1 L/min进行ECMO下的AT判定。虽然儿童AT判定标准与成人相似，但儿童并非成人的缩版，不同年龄段的具体操作方法可能存在差异，而目前儿童ECMO下AT判定报道的经验尚少，因此指南暂未出台儿童ECMO气流量下降程度及速度的具体建议[12]。本文总结了国内两个中心判定情况及目前国内外已报告的经验，发现除案例6第一次判定和案例7没有下调气流量外，所有儿童案例的AT均需将ECMO气流量降至≤1 L/min才能完成，其下降程度与AT实施前气流量水平可能有关。若判定前气流量在4.5 L/min以上，则气流量降至1 L/min即可完成AT。但相当多的案例（9/24，37.5%）需将气流量降至＜0.5 L/min才能完成AT。此外，同样是2岁左右的儿童（案例6、7、11和本文病例1），其气流量下降波动在0.1 ～1 L/min，跨度较大，说明气流量下降程度与年龄可能关系不大，但与AT前气流量水平可能有关，此关系有待进一步研究探讨。

设置ECMO气流量下降速度，在不同医院存在差别，有的采用直接下降气流量方法，有的采取逐渐下调气流量方法，孰优孰劣，目前尚不清楚。但鉴于气流量下降的目标值个体差异较大，可能后者更有助于AT的顺利完成。我国最新的脑死亡判定专家补充意见同样主张采用逐渐下调气流量的方法[5]，这可能也与逐渐下调法AT的不良反应发生率较低有关。目前报道的24例次儿童AT试验中，采用逐渐下调气流量方式的AT未出现不良反应，采用直接下调气流量方法的21例次中4例次（4/21，19.0%）发生低血压或低血氧。本文报告的病例2和案例XI也是采用逐渐下调气流量方式完成。建议可采取5～10 min根据血气情况下调1次ECMO气流量，每次下调1～1.5 L/min的方法逐步下调气流量，若AT前气流量在＜1 L/min，可予直接下调。

此外，完成ECMO下AT实施的另一方式是通过呼吸机或ECMO氧合器在循环血液中加入CO2。该方法可以使PaCO2的升高更快，减少AT测试时间，并减轻与低氧血症相关的潜在并发症，因此当案例3 A在以下调气流量方式实施AT过程中出现严重低氧血症时加用循环输注CO2的方式以完成试验。此外案例7也是通过该方式顺利完成AT。由于二氧化碳是一种直接的血管舒张剂，理论上可能会导致低血压发生风险增加，在此过程中可以用回路泵血流的血流动力学支持，以及按需给予血管活性药物维持血压。目前儿童病例报道中没有看到相关不良反应的报告，但由于报告的案例较少，其安全性仍需进一步研究探讨。

儿童ECMO下脑死亡判定是一项重大挑战,目前发表的ECMO下脑死亡评估方法中自主呼吸激发试验是判定的关键，也是实践活动中遇到问题最多的部分。不同国家的具体实施方法存在差异。本文通过报道国内两个中心的判定过程及总结国内外案例报道经验，为我国儿童ECMO下脑死亡判定的安全实施提供更好的参考。