体外膜氧合在经导管主动脉瓣植入术中的研究进展

罗 渊，周 敏，杨德淑

主动脉瓣狭窄（aorticstenosis， AS）是最常见的瓣膜性心脏病，主要影响老年患者。 在75 岁以上的患者中，其患病率估计为4.6%，当症状加重时预后极差，生存率显著下降，未经治疗2 年内死亡率为50%［1-2］。 在手术风险过高，以药物治疗为主的患者中，经导管主动脉瓣植入（transcatheter aortic valve implantation， TAVI）手术展现出了较强的优越性，其作为老年高手术风险AS 患者的合适替代治疗方式，引起了临床医生越来越多的关注。 最新的2021年欧洲心脏病学会和欧洲心胸外科协会指南提出，对于高龄（≥75 岁）和高风险患者推荐使用TAVI治疗（推荐等级：Ⅰ，证据等级：A 级）［3］，同时，最近发表的一项荟萃分析发现，对于重度AS 患者，于手术换瓣相比，TAVI 的出血、急性肾衰、房颤的风险明显降低［4］。 并且，近年来TAVI 的手术适应证逐渐扩展，包括严重左心室功能不全和生物瓣膜衰败需要“瓣中瓣”的患者［5-6］。 尽管TAVI 可作为体弱高危和失代偿患者的无创性替代治疗，拓展了在严重AS 患者中的应用范围，但其手术操作复杂，可能会增加严重并发症的发生风险［7］。

近年来，机械循环支持（mechanical circulatory support， MCS）设备，如体外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation， ECMO）、主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump， IABP）、TandemHeart 设备和Provela 系统，已在心源性休克和高危经皮冠状动脉介入治疗患者中得到不同程度的应用［8］。 随着TAVI 技术的不断发展，MCS 也被提倡作为预防或应急策略应用于这些高风险患者中［9］。 静脉-动脉（venous-arterial，V-A）ECMO 特别适用于危及生命的TAVI 相关的急诊病例，如心脏压塞、严重瓣膜反流、心源性休克、主动脉瓣环破裂、室性心律失常、冠状动脉阻塞、瓣膜假体移位及持续性心肌收缩力受损等［10］。 预防性使用V-A ECMO 也被用于高危TAVI 病例中，能够保证血流动力学稳定或卸载心脏负荷［11］。 本文对TAVI 期间V-A ECMO 的应用进展做出以下综述。

1 TAVI 术中应用V-A ECMO 的临床现状

TAVI 已成为具有严重症状的主动脉瓣狭窄的高风险患者广泛接受的替代方案，并且TAVI 已经从高危、虚弱和无法手术的患者扩展到中、低风险人群［12］。 Alkhalil 等人对美国60 985 例TAVI 患者进行了分析，发现1 695 例（2.8%）患者使用了MCS 装置，其中使用ECMO 的患者有576 例（34%）。 女性、急性心肌梗死、合并经皮介入、室颤停搏、经心尖入路和心源性休克是TAVI 期间MCS 使用的最重要预测因素［13］。 另一项研究报道了577 例TAVI，其中54 例患者需要MCS，但是这些患者的出血和／或血管并发症发生率增加到30%，住院死亡率和1 年死亡率分别达到24%和35%［14］。

近10.6%接受TAVI 的患者使用了MCS 设备，其中1.2% ～6.6%的TAVI 患者使用了心肺转流（cardiopulmonary bypass， CPB）［15］。 有研究报道，紧急接受MCS 的患者的1 年死亡率为52.8%［16］。并非所有的TAVI 患者都需要CPB 支持，当患者出现严重心源性休克、左心室功能差或右心室扩大并伴有严重肺动脉高压的情况时，则应特别考虑选择性CPB，它能够在快速起搏阶段维持患者的血流动力学稳定，代替传统的心肺复苏，提高患者的生存率。 此外，CPB 也被用于拯救发生严重并发症的TAVI 患者，为进一步的诊断提供时间支持，促进患者并发症的恢复［17］。 需要CPB 术中紧急辅助的并发症包括左心室功能低下、严重舒张功能障碍或二尖瓣显著反流患者合并严重瓣周漏［18］。 这些患者代偿急性严重的主动脉瓣功能不全的能力可能会受到损害。 使用CPB 可以争取时间对瓣周漏进行全面评估，或者重新放置假体，或者准备第二个瓣膜进行“瓣中瓣”补救。 CPB 也可以用于冠状动脉灌注不良或左心室心尖严重出血的情况，通过心室减压，保证患者安全。

小型化ECMO 系统在心导管室进行心肺复苏时，可以在紧急情况下非常有效和安全地启动。 特别是对于需要心脏手术的患者，通过使用小型化的ECMO 系统，可以更容易地处理并转换到CPB。 此外，ECMO 可以长时间的为患者提供完全的心肺支持，直到患者从并发症中康复或做出明确的手术计划，并且还可以在患者长时间血流动力学完全衰竭的情况下联合轻度低温保护大脑［19］。

2 TAVI 术中应用V-A ECMO 的临床适应证

自2010 年以来，V-A ECMO 的使用已成为TAVI 术中一种预防和紧急治疗方式。 V-A ECMO 的建立时机可分为两种：预防性循环支持与紧急性循环支持。 临床研究证明，血流动力学不稳定或心脏功能差的患者，在TAVI 过程中应用ECMO 进行预防性循环支持，在AS 解除后，可以迅速改善全身血流动力学，提高患者远期存活率［20］。 当TAVI 术中发生严重并发症时应用V-A ECMO 进行紧急性循环支持，其远期存活率明显降低。 对于应用V-A ECMO 进行紧急性循环支持的患者来说，往往由于患者已经遭受了结构性损伤（如，冠状动脉闭塞、动脉破裂、主动脉夹层、瓣膜错位和／或经心尖入路后左心室破裂），死亡率的增加可能与这些并发症的发生有关［21］。

在TAVI 中应用V-A ECMO 进行预防性循环支持有以下几种情况［22］：①TAVI 前已合并心力衰竭，进一步评估为中度或重度左心室和／或右心室衰竭；②在主动脉瓣球囊成形术期间，出现血流动力学不稳定；③应用正性肌力药与血管活性药后症状改善不明显，中心静脉压／肺毛细血管楔压＞20 mmHg，平均肺动脉压＞40 mmHg 和心脏指数＜2.0；④在起搏器测试期间快速左心室起搏恢复缓慢；⑤全麻期间需要高剂量正性肌力药与血管活性药维持血流动力学；⑤伴随的高风险经皮冠状动脉介入治疗。 此外，TAVI 术中预防性ECMO 循环支持还可能包括一些结构性并发症的特征，如，低冠状动脉开口、小的钙化主动脉瓣环和扩张的主动脉等［23］。 因此，在TAVI 术中应用V-A ECMO 需要明确其适应证，早期预防相关并发症的发生发展。

3 TAVI 术中应用V-A ECMO 的团队人员组成

ECMO 小组应由参与治疗和护理的各个专业人员组成：介入心脏病专家、心脏外科医师、心脏麻醉医师、灌注师以及手术室和导管室护士［22，24-25］。 对于没有心脏手术和ECMO 等条件的单位来说，在决策期间进行远程咨询及紧急运输和手术的中心辐射网络可能是保证患者安全的重要途径。 一旦患者接受了V-A ECMO，临床预后结果很可能取决于最初的适应证。 预防性ECMO 循环支持在瓣膜植入和主动脉狭窄缓解后可逐渐脱离支持，紧急性ECMO循环支持可直接转移到手术室进行结构损伤修复［23］。 在高危TAVI 中，全身麻醉可能是首选策略，可以确保ECMO 提供更有效的心肺支持［26］。 因此，在TAVI 过程中，应安排预防性的V-A ECMO 支持。早期TAVI 以高龄、不能手术和严重合并症患者为特征，由于这些患者的预后不良，V-A ECMO 的应用受到限制。 随着MCS 对心脏循环支持方面经验的增加和技术的改进，80 岁以上患者短期MCS 的利用率从6.2%增加到11.9%［27］。 此外，随着低风险和年轻患者TAVI 适应证的扩大，术者在手术时需要具备V-A ECMO 的应用能力。

4 TAVI 术中V-A ECMO 建立的技术特点

在TAVI 过程中建立V-A ECMO 主要分为两种情况：①预防性辅助支持；②紧急情况下抢救。 有研究发现在高风险的患者中预防性使用ECMO 辅助可以提高TAVI 手术的成功率，出院时的存活率达到了100%［28-29］。 在TAVI 中紧急建立V-A ECMO主要是在术中出现心室穿孔，血流动力学不稳定，难治性心源性休克等严重并发症的情况下，而这种情况下一般预后不佳，手术成功率在44%～66%，出院存活率在44%～75%［28-30］。 因此，预防性使用V-A ECMO 或许可以降低高风险患者的手术风险，然而在TAVI 术中具体的V-A ECMO 建立和管理的细节鲜有报道，一般来说，V-A ECMO 的建立都需要抗凝，抗凝策略的选择，主要是根据激活全血凝固时间确定的，不同中心之间也有所不同。 在TAVI 过程中，选择股动脉和股静脉插管是V-A ECMO 最常见的入路途径，大部分患者采用经皮插管［22］。 也有研究报道，经心尖入路行TAVI，V-A ECMO 动脉插管位于主动脉根部［31-32］，动脉插管的大小规格在15 ～19 Fr，静脉插管的大小规格在19 ～24 Fr［22-33］。 流量的调节一般是从启动开始后逐渐增加，根据患者的动脉氧分压所决定，维持在150 mmHg 左右。 对于预防性使用V- A ECMO 的患者，一般在手术结束后立即脱机，然而在紧急情况下使用的维持时间主要是根据患者的具体情况，当血流动力学达到稳定后即可脱机，有研究报道是在术后1～6 天［28］。

5 TAVI 术中紧急使用V-A ECMO 的相关并发症

在TAVI 术中紧急应用V-A ECMO 的并发症多见于大出血和血管通路［25，34］。 心室游离壁破裂是紧急V-A ECMO 建立的最常见原因，其发生可能与复杂的经心尖手术、主动脉环破裂或再次手术伴心脏损伤有关［34-36］；因瓣膜假体栓塞到左心室或迁移到左心室流出道，需要紧急V-A ECMO 支持的患者可以迅速转换为外科主动脉瓣置换手术［37-38］。 在紧急情况发生时，紧急V-A ECMO 的建立常容易导致V-A ECMO 相关血管通路并发症和出血的发生［39］。

6 总 结

综上所述，在MCS 系统中，V-A ECMO 正在成为TAVI 术中的临时循环支持方式，在紧急情况下其建立相对容易、转运简单、成本较低。 在心脏团队评估期间，ECMO 的使用可以作为高危TAVI 手术患者的预防措施，用于血流动力学不稳定（有或无缺血改变）患者。 当考虑预防性使用V-A ECMO时，应预防相关并发症的发生。 与预防性使用ECMO 的患者相比，需要紧急V-A ECMO 支持的患者TAVI 手术成功率和生存率显著降低。