体外膜肺氧合在无明显休克高危经皮冠状动脉介入治疗中的应用进展

邹 乐, 陈旭锋

(1. 南京医科大学第一临床医学院, 江苏 南京, 210000;2. 南京医科大学第一附属医院 急诊医学科, 江苏 南京, 210000)

对于需要重建血管的稳定型复杂冠状动脉疾病患者，如左主干疾病、三支血管疾病或多次慢性全闭塞，治疗方法可选择经皮冠状动脉介入治疗(PCI)或冠状动脉旁路移植术(CABG)。目前，对于复杂的多支血管病变患者，尤其是糖尿病患者，临床仍然建议选用冠状动脉旁路移植术而不是PCI[1]。一项为期10年的扩展随访[2]也显示了外科手术重建心肌血运在三支病变患者中的生存益处。但随着社会人口老龄化和各种合并症的增加，越来越多的重病患者无法承受手术和麻醉，且考虑到患者偏好、用于旁路移植的远端动脉的质量等原因，患者本人及外科医生都会拒绝外科手术治疗，使得高危PCI(HR-PCI)成为这一人群唯一的血管重建策略[3-4]。在球囊扩张或复杂操作过程中，尤其是当冠状动脉夹层伴血管闭合或无复流等情况发生时，血流动力学衰竭的风险很高。此时，选择性部署机械循环装置作为预防性循环支持措施可避免在HR-PCI期间发生难治性心脏骤停或休克[5]。体外膜肺氧合(ECMO)是近年来快速发展的一项技术，在ECMO支持下对急性心肌梗死伴心源性休克的不稳定患者进行PCI治疗已被证明相对安全，且效果良好[6-8]。然而，目前关于在ECMO支持下对血流动力学相对稳定的冠状动脉疾病患者进行HR-PCI的文献较少。本文综述ECMO预防性用于技术复杂的无明显心源性休克的HR-PCI的研究进展如下。

1 HR-PCI

PCI过程中通常需要多次高压球囊充气，还需运用到血管内成像、斑块修饰如冠状动脉粥样硬化切除术等技术。这些技术通常可导致全身灌注不足。中危、低危患者在快速完成PCI后，情况可改善，但对于高危患者而言，即使是短暂的血流阻断或短暂无复流，也会引发心肌缺血，最终导致心肌钝抑和循环衰竭[5]。2015年临床专家共识声明[9]定义了导致PCI期间高风险的变量，这些变量可以分为3大类: ① 患者共病，包括高龄(>75岁)、糖尿病、外周血管疾病、合并脑、肺、肾等严重疾病、严重主动脉狭窄、严重二尖瓣反流、急性冠脉综合征; ② 解剖学特征，包括最后一支开放血管，无保护的左主干病变，三支血管病变, SYNTAX评分>33分, 目标血管向某一区域提供侧枝，该区域占心肌的40%以上，慢性全闭塞，冠状动脉严重分叉、钙化、扭曲等; ③ 血流动力学特征，包括严重左心室功能障碍(左室射血分数<35%)、恶性心律失常、充血性心力衰竭、休克等。如果以上变量组合起来, PCI的风险将会更高。

2 HR-PCI中的机械循环支持(MCS)

HR-PCI期间预防性采用MCS可部分改善心脏功能，提高心肌对缺血的耐受性，在循环衰竭时提供足够的正向心输出量，维持心肌、脑、肠系膜、肾和外周组织的灌注，确保手术顺利进行，尽可能实现完全的血管重建。美国准则[9]建议对高风险患者使用适当的血液动力学支持设备(IIb类，证据级别c)，但未规定使用哪种设备。

目前，临床上常用的机械装置有主动脉内球囊反搏(IABP)、ECMO、微轴流泵(Impella)和TandemHeart。理论上，最佳的装置应该能够增加平均动脉压(MAP)、心输出量(CO)和冠状动脉灌注，同时卸载左心室并减少心脏做功。既往IABP是最常用的循环支持形式，其可降低后负荷和心肌耗氧，增加舒张压和冠状动脉灌注。但IABP有明显局限性，其有效性依赖于患者具备一定程度的左心室功能和心室电稳定性，且不能提供完全的支持，仅“心室辅助”不足以补偿缺血期间心输出量的严重减少[10-12]。ECMO和Impella已被确定为这类高危患者MCS的可能替代方案。Impella的优点是侵入性小，缺点是需要足够的右心功能或额外的右心室辅助装置来维持左心室前负荷，且该装置可能会妨碍介入导管在主动脉中的放置，此外, Impella价格昂贵。ECMO更具侵入性，但也可经皮床边插管，且ECMO不受心脏泵功能影响，可提供较为经济的完全循环支持(氧合和循环支持)，确保末端器官的灌注，更有效地逆转血液动力学和代谢紊乱，尤其适用于合并低氧血症或右心衰竭的患者，且不会干扰主动脉内导管的放置[13]。《中国经皮冠状动脉介入治疗指南2012》[14]建议: ECMO等辅助装置可降低危重复杂患者PCI后病死率，有条件时可选用。因此，近年来ECMO辅助HR-PCI的临床应用逐渐增多。

3 ECMO辅助HR-PCI治疗

3.1 ECMO系统原理及特点

ECMO的本质是一种改良的人工心肺机，其最核心的部分是膜肺和血泵，分别起人工肺和人工心脏的作用。ECMO运转时，血液从静脉引出，通过膜肺吸收氧，排出二氧化碳。经过气体交换的血，在泵的推动下可回到静脉(VV通路)，也可回到动脉(VA通路)。当患者的心肺功能严重受损，对常规治疗无效时, ECMO可部分或完全替代心肺作用几日至数周，使心肺得以充分休息，为患者的康复赢得宝贵时间。ECMO目前主要被应用于急性严重心功能衰竭、急性严重呼吸功能衰竭、心脏骤停及其他严重威胁呼吸循环功能的疾病、器官移植支持治疗中。在PCI情况下，通常首选更容易插管和拔管的外周静脉-动脉模式，将21～25F静脉套管插入股静脉，使其尖端在右心房中，氧合后的血液通过插入股动脉的17～21F动脉套管返回。

3.2 ECMO辅助HR-PCI的建立时机

ECMO的早期建立至关重要，延误ECMO的建立与支持可能会错过脑、肝、肾等重要脏器抢救的黄金时机。有研究[15]比较了预防性和备用性心肺支持在HR-PCI患者中的应用，结果表明，当左心室功能极低(左室射血分数<20%)时，预防组病死率低于备用组, 对于该组患者而言，早期预防性使用ECMO并覆盖整个手术过程，而非术中循环不稳定时再启用ECMO, 预后更好，并发症更少。

3.3 ECMO辅助HR-PCI的可行性

研究[16]初步报告了ECMO在7例高危冠状动脉成形术中的应用, 5例患者接受了不同程度的ECMO支持，手术成功，所有患者均成功撤机，血流动力学良好，但存在显著出血、血管并发症风险。另一些临床病例和小样本短期、长期研究结果显示, HR-PCI术前行ECMO支持能够获益。SHAMMAS N W等[17]报告, 1例患有无保护左主干病变伴左心室功能严重不全的老年女性在ECMO支持下顺利完成PCI, 6个月后患者情况良好，无手术并发症。荷兰一家医院在HR-PCI的试点研究[18]中使用外周ECMO插管, 15例患者因高并发症不符合冠状动脉旁路移植术的条件，接受了ECMO支持的HR-PCI, 其中有14例手术成功，所有患者均在导管室脱离了ECMO, 8例患者需要输血, 2例腹股沟出血，在随访期间, 4例死亡, 1例死于非心脏原因。GALASSI A R等[19]报道了1例高危非ST段抬高急性冠脉综合征(NSTE-ACS)患者，该患者三支血管完全闭塞且左室射血分数<20%, 通过ECMO辅助PCI, 成功进行了顺行血管重建。一项研究[20]表明，清醒状态下的ECMO支持辅助高危PCI是一种可行的血液动力学支持方式。另一项单中心研究[21]结果表明, ECMO支持下的选择性HR-PCI对于不能承受冠状动脉旁路移植术风险的严重冠状动脉疾病和左心室功能障碍患者是一种可行的治疗选择，近期和中期效果良好。相关研究[22]比较了ECMO和PCI与冠状动脉旁路移植术的30 d结果，在30 d的随访中，终点事件的发生率没有显著差异。

相关研究回顾了5例ECMO辅助HR-PCI的患者资料, PCI均成功, 1例需行股动脉修复手术，无院内及1年内心血管不良事件发生。一项研究[24]纳入了27例连续ECMO植入患者，所有患者在手术结束时均成功脱离体外支持, 24例患者在术后24 h内离开重症监护室，2个月时死亡2例(肠梗死1例，败血症1例)，6个月时死亡2例(猝死1例，肾衰竭1例)，表明预防性使用ECMO可能对接受复杂冠状动脉/结构性经皮介入治疗的高危患者有益。一项研究[25]对14例高危择期PCI患者使用外周ECMO, 以确保足够的全身灌注，干预100%成功, 14例患者中有13例存活出院，2例出现并发症，分别为短暂性脑缺血发作和股骨血栓形成。

上述研究均表明, ECMO辅助HR-PCI具有可行性和有效性。

3.4 ECMO辅助HR-PCI的局限性及可能并发症

VA-ECMO通常选择股动脉插管，从股动脉至胸主动脉的逆行灌注血流增加了左心室后负荷，进而增高了不良事件的发生风险，如左心室扩张、心内血栓形成、主动脉瓣反流和肺水肿，这对心肌保护有负面影响。理论上，根据血乳酸水平、动脉血气、中心静脉氧饱和度、血管活性药物的合理应用, VA-ECMO血流量可以滴定到足够的全身灌注及可接受的后负荷水平。ECMO联合Impella或IABP支持已被证明可降低左心室扩张程度[26-27]。临床左室扩张标准包括: 持续性肺水肿，室性心律失常，左室血液明显瘀滞。亚临床左室扩张标准包括: 胸片2 h内出现肺水肿，肺动脉舒张压>25 mmHg, 前者需要立即减压，后者考虑延迟减压[28]。但上述操作会使手术变得更加复杂，可能会阻碍PCI导管的放置，同时也会增加成本。研究[25]显示, ECMO单独使用结果良好。但ECMO的复杂性、对灌注专业知识的高需求和较高成本限制了其在导管室的使用。研究[29]认为，以上问题可通过限制ECMO仅在手术期间使用(即清醒患者立即在最小麻醉干预下脱机和拔管)来避免。

临床工作者应高度重视可能出现的并发症。ECMO期间并发症分为机械并发症和机体并发症。机械并发症包括氧合器和/或泵功能障碍、通路破裂、不当插管等; 机体相关并发症包括出血、溶血、急性栓塞、感染(重症肺炎、手术切口感染)、急性肝肾功能损害、下肢缺血等。其中凝血功能障碍是长时间使用ECMO最常见的并发症[30]。ECMO患者和PCI患者都需要抗凝治疗, PCI患者需要强化抗血小板治疗，因此在ECMO和PCI治疗患者中，抗凝剂和抗血小板药物常联合使用，出血风险更高，此类患者具体抗栓策略目前尚无共识，一般根据患者具体情况随时监测调整，血流是最好的溶栓剂，流量是最好的抗栓剂。在高危PCI期间, ECMO启动需要经验丰富的多学科团队基于对患者预后的评估进行仔细权衡和规划。研究[31]表明, ECMO患者预后与患者中心的病例容量密切相关。越高的ECMO年使用量可能代表着越丰富的管理经验，以及更高的出院存活率。多学科团队包括重症医生、急诊医生、麻醉师、心脏外科医生、体外膜肺专家、护理团队、康复团队等。体外膜肺专家应精通ECMO生理学、适应证和并发症。体外生命支持组织(ELSO)提供了ECMO培训和区域课程指导方针。团队必须考虑几个因素，如左心室功能、冠状动脉解剖结构、合并症、既往血运重建、PCI预期持续时间和复杂性以及PCI预期缺血负荷，同时要预估气囊膨胀的预期持续时间和夹层等并发症的风险，个性化评估和量身定制的决策仍然是最重要的。

3.5 ECMO辅助HR-PCI术后撤机时机

既往研究[32]表明，对于血流动力学稳定(MAP>60 mmHg)且肺功能无严重受损的患者, ECMO流量可逐渐下降至基线值的66%和33%, 各持续10～15 min, 然后最低降至 1.0～1.5 L/min, 再持续10～15 min。在不同流量下行超声心动图检查，当ECMO降至最小流量时，若左室射血分数>20%～25%, 主动脉血流速度时间积分>12 cm, 二尖瓣环收缩期峰值速度≥6 cm/s, 则考虑撤机。对于ECMO辅助HR-PCI的撤机时机，理论上VA-ECMO和其他类型的MCS应在导管室PCI结束时撤除。在撤机试验期间，如果患者保持MAP≥65 mmHg、中心静脉压(CVP)<15 mmHg、左室射血分数≥25%, 没有左室或右室功能障碍，呼吸功能保留(在ECMO血流量和气流量减少10 min后根据氧合指数进行评估)，没有明确的术中并发症，血管重建成功，且所有接受治疗的病变溶栓试验(TIMI) 3级血流的患者，可考虑直接在导管室停止MCS。存在明显的共病(心脏、呼吸或代谢疾病)，早期临床心衰失代偿发生率较高，或PCI期间发生严重心律失常事件的患者，应当推迟撤机时间[32]。目前，该方面没有具体的标准，故基于现有的VA-ECMO撤机标准，应该制定一些特殊标准，以明确哪些患者可以在冠状动脉治疗结束时停止MCS, 同时需要进一步研究来识别成功脱离ECMO的潜在标志。

4 小 结

综上所述，在血流动力学稳定的高危PCI患者中，预防性VA-ECMO支持具有可行性，但是关于预防性应用ECMO进行HR-PCI的适应证、撤机时机和并发症的处理，尚无明确的专家共识，需要进一步研究。此外还需要进行更多的研究，以进一步确定HR-PCI期间血流动力学衰竭的预测因素，并对可能特别受益于该策略的特定患者进行分层，以及量化预防性ECMO辅助HR-PCI的风险和优势。