经皮超声引导下的体外膜肺氧合穿刺置管的成功率、并发症及影响因素

陈杰桓?张伟娜?刘颖培?周芙蓉?姜伟

【摘要】目的 探討体外膜肺氧合（ECMO）穿刺置管的成功率、并发症及其影响因素。方法 收集行动脉-静脉ECMO病例，分析超声引导经皮穿刺置管成功率以及并发症发生率，同时纳入性别、年龄、心功能［射血分数（EF）< 30%或EF ≥ 30%］、目标动脉管径（< 5.0 mm或 ≥ 5.0 mm）、能否一次穿刺成功、高血压等变量，利用单因素和多因素logistic回归统计方法，分析体外心肺复苏（ECPR）患者（ECPR组）、非ECPR患者（非ECPR组）以及总体情况下置管成功率及并发症的影响因素。结果 研究纳入65例行动脉-静脉ECMO病例，患者年龄为（49.3±18.2）岁。其中ECPR患者23例、非ECPR患者42例。超声引导下ECMO穿刺置管的总体成功率为86.2%，ECPR组的成功率为78.3%，非ECPR组的成功率为90.5%。穿刺后有13例出现血肿及5例出现远端肢体缺血。单因素及多因素logistic回归分析显示，目标动脉内径及能否一次穿刺成功是整体穿刺置管成功率的影响因素，而能否一次穿刺成功同时也是血肿发生率的影响因素（P均< 0.05）。亚组分析中，ECPR组中目标动脉内径是穿刺置管成功的影响因素（P < 0.05），而非ECPR组中并未发现具有统计学意义的影响因素（P均< 0.05）。结论 经皮超声引导ECMO穿刺置管具有较高的成功率和安全性。对于非ECPR患者以及目标动脉管径 ≥ 5 mm的患者可首选超声引导经皮穿刺行ECMO置管。同时，穿刺应该“一针到位”，既能提高最终穿刺置管成功率也能减少血肿的发生。

【关键词】体外膜肺氧合；穿刺置管；成功率；并发症；影响因素

Success rate， complications and influencing factors of percutaneous ultrasound-guided extracorporeal membrane oxygenation （ECMO） puncture and catheterization： a single-center retrospective analysis Chen Jiehuan△， Zhang Weina， Liu Yingpei， Zhou Furong， Jiang Wei. Graduate School， Guangdong Medical University， Dongguan 523000， China Corresponding author， Jiang Wei， E-mail： 2646748175@qq.com

【Abstract】Objective To investigate the success rate， complications and influencing factors of extracorporeal membrane oxygenation （ECMO） puncture and catheterization under ultrasound guidance. Methods Clinical cases of veno-arterial ECMO were collected. The success rate and incidence of complications of ultrasound-guided percutaneous catheterization were analyzed. Meantime， gender， age， cardiac function （ejection fraction （EF） < 30%/EF≥30%）， target artery diameter （< 5.0 mm/≥5.0 mm）， success of one-time puncture， hypertension and other variables were included. Univariate and/or multivariate logistic regression analyses were used to analyze the influencing factors of the overall success rate and complications of catheterization in extracorporeal cardiopulmonary resuscitation （ECPR） patients （ECPR group） and non-ECPR patients （non-ECPR group）. Results 65 cases of veno-arterial ECMO were included in the study， with an average age of （49.3±18.2） years. 23 cases were assigned in the ECPR group and 42 cases in the non-ECPR group. The overall success rate of ultrasound-guided ECMO catheterization was 86%， 78% in the ECPR group and 91% in non-ECPR group. 13 cases developed hematoma and 5 cases of distal limb ischemia after puncture.Logistic regression analyses showed that the target artery diameter and the success of one-time puncture were the influencing factors for the success rate of overall puncture and catheterization， and the success of one-time puncture was also the influencing factor for the incidence rate of hematoma （all P < 0.05）. In subgroup analysis， the diameter of target artery was found to be a factor affecting the success rate of puncture and catheterization in the ECPR group （P < 0.05）， whereas no statistically significant factor was found in the non-ECPR group （all P > 0.05）. Conclusions Percutaneous ultrasound-guided ECMO catheterization has a high success rate and safety. For non-ECPR patients and those with target artery diameter of ≥5 mm， percutaneous ultrasound-guided ECMO catheterization is the optimal option. Successful one-time puncture should be guaranteed， which can not only improve the success rate of final puncture and catheterization， but also reduce the incidence of hematoma.

【Key words】Extracorporeal membrane oxygenation； Puncture and catheterization； Success rate； Complication；  Influencing factor

体外膜肺氧合（ECMO）现成为救治心力衰竭或呼吸衰竭患者的重要手段，在我国的应用率不断增长，尤其是对危重症肺炎患者的救治起到了极大作用［1-4］。对于ECMO的置管方式，通常有外科手术切开置管、体表定位法经皮穿刺置管以及影像引导下经皮穿刺置管，而影像引导下穿刺置管具有成功率高、快捷、安全以及可视化的优势，已成为众多医疗单位ECMO外周血管穿刺置管的常规选择。也有研究显示，对于影像引导下穿刺置管，超声引导要更优于放射影像引导［5］。然而，需要行ECMO置管的患者，较多为危重症患者甚至为心搏骤停患者，所以部分在进行体外心肺复苏（ECPR）的同时进行ECMO置管，这也可能对置管的成功率等有所影响。目前国内研究更多集中在经皮置管的整体成功率以及相关并发症，鲜有研究报道影响置管成功及并发症的相关因素，以及有无ECPR状态超声引导ECMO置管的影响因素，特别是相对于穿刺置管难度更大动脉-静脉体外膜肺氧合（VA-ECMO）［6-7］。因此，本研究回顾性研究超声引导下经皮穿刺置管的VA-ECMO病例，分析总体及在有无ECPR状态下的穿刺置管成功率、并发症及相关的影响因素，为临床ECMO置管方式的选择提供实践依据。

对象与方法

一、研究对象

收集2018年10月至2020年月1月在东莞市滨海中心医院完成VA-ECMO的患者资料。纳入标准：①经动脉-静脉行ECMO置管；②ECMO置管時首先采用超声引导经皮穿刺方式。排除标准：①患者临床资料不完整；②患者年龄<16岁［8］。本研究经东莞市滨海湾中心医院伦理委员会批准（批件号：2021013），入组患者均已签署知情同意书。

二、ECMO穿刺置管方式

所有超声引导下穿刺置管操作由超声科医师与ICU医师共同合作完成。首先利用HITACHI Affiniti 70彩色超声诊断系统评估目标动脉及静脉情况，尽可能避开狭窄或有明显斑块区域穿刺。采用Seldinger法经皮穿刺置管。超声定位后，在超声实时监测下见穿刺针进入目标血管，置入导丝，再沿导丝使用扩张器扩张皮肤-软组织，后沿导丝置入导管，调整插管深度至适宜位置（图1）。股静脉和股动脉常规选用19～21 F导管，上腔静脉常规选用17 F导管。在股动脉穿刺后和24 h时进行穿刺区域远端动脉的超声探查评估是否存在远端动脉缺血的可能性，若发现存在远端动脉缺血征象或可能性，团队适当采用远端灌注管方式防止穿刺区域远端动脉缺血。

三、研究方法

对于目标外周血管的穿刺置管，可通过≥1次穿刺操作将管道置入目标血管，判定为成功：因超声引导穿刺最终无法成功或转为使用CT引导穿刺或行外科血管切开置管，判定为最终穿刺失败。记录超声引导经皮穿刺置管病例总体的成功率，分为置管成功组和置管失败组，并根据患者是否有进行ECPR分为ECPR组与非ECPR组。于所有患者穿刺结束后即刻及穿刺后20～30 min，经超声评估穿刺部位是否出现较明显的术后血肿、假性动脉瘤以及远端肢体血管灌注情况。纳入以下变量分析穿刺成功及发生并发症的影响因素：一次穿刺置管成功（是/否）、性别（男/女）、年龄（< 50岁/≥50岁）、心功能［射血分数（EF）< 30%/EF≥30%］、目标动脉管径（< 5.0 mm/≥5.0 mm）、目标动脉斑块（< 2.0 mm/≥2.0 mm）、糖尿病（有/无）、高血压（有/无）。

四、统计学处理

使用SPSS 17.0分析研究数据。连续变量经检验后符合正态分布，用`x±s表示，组间比较采用t检验；分类变量用例（%或构成比）表示，组间比较采用χ2 检验、连续性校正χ2 检验或Fisher确切概率法。在穿刺置管成功率及发生血肿的影响因素分析统计时，先进行单变量组间比较，将组间比较差异P < 0.05的因素纳入多因素logistic回归分析（进入法）。P < 0.05为差异有统计学意义。

结果

一、研究对象的基本情况

按照研究的选择标准，最终纳入65例患者，患者的年龄为（49.3±18.2）岁，其中男42例、女23例，其中7例采用颈-股置管方式，其余58例采用股-股置管方式。

二、总体穿刺置管情况

对于动脉及静脉穿刺，有41例经1次穿刺即可成功置入导管，余24例需行2次或以上穿刺才能对动脉或静脉成功穿刺置管或经超声引导未能成功置管，一次穿刺置管成功率约为63%。56例病例通过超声引导下穿刺置管的方式成功进行VA-ECMO置管，9例病例最终未能通过超声引导的方式置管，超声引导下穿刺成功率约为86%。

三、ECPR组及非ECPR组的穿刺置管情况

65例中，ECPR组23例、非ECPR组有42例。ECPR组23例中通过超声引导穿刺置管成功18例，失败5例。超声引导下穿刺置管成功率约为78%。非ECPR组42例中通过超声引导穿刺置管成功38例，失败4例，超声引导下穿刺置管成功率约为90%。2组的超声引导穿刺置管成功率比较差异无统计学意义（χ2 = 1.859，P = 0.173）。

四、穿刺置管成功率的影响因素分析

1. 总体病例穿刺置管成功率的影响因素分析

单因素分析显示，是否一次穿刺置管成功以及股动脉管径在置管成功组及置管失败组间比较差异均有统计学意义（P均<0.05），其他因素组间比较差异均无统计学意义（P均>0.05），见表1。将是否一次穿刺置管成功以及股动脉管径两者纳入多因素logistic回归分析，结果显示两者均具有统计学意义（是否一次穿刺置管成功OR = 10.177，95%CI 1.509～68.630，P = 0.034；目标动脉内径OR = 17.493，95%CI 2.658～115.113，P = 0.002）。

2. ECPR組及非ECPR组中穿刺置管成功率的影响因素分析

对ECPR组，统计分析仅发现目标动脉内径一个因素影响穿刺置管的成功率（单因素分析P = 0.014，多因素分析OR = 0.180，95%CI 0.048～0.676，P = 0.017），其余因素均未发现具有统计学意义（P均> 0.05）。对非ECPR组的成功率分析中，在纳入的所有相关因子中，并未发现具有统计学意义的因素（P均> 0.05）。

五、并发症及影响因素分析

1. 并发症

65例中，有13例穿刺后出现局部的血肿，但大部分为少量血肿，均无需外科处理或置管引流，血肿发生率为20%；5例（8%）患者出现远端肢体动脉缺血；未发现假性动脉瘤。因远端肢体动脉缺血病例较少，故本研究并未分析远端肢体动脉缺血的相关影响因素，而血肿是发生率最高的短期内穿刺相关并发症，因此本研究进一步分析了影响血肿发生率的相关因素。

2. 血肿相关影响因素分析

单因素分析显示，是否一次穿刺置管成功以及EF值是影响血肿发生率的相关因素，其余纳入本研究的变量并未发现具有统计学意义（P均

> 0.05），见表2。但随后将是否一次穿刺置管成功以及EF值进行多因素logistic回归分析后显示，仅是否一次穿刺置管成功是血肿发生的影响因素（OR = 0.249，95%CI 0.063～0.991，P = 0.032），而EF值并非血肿发生的影响因素（OR = 0.266，95%CI 0.061～1.158，P = 0.083）。

讨论

尽管ECMO技术对于心、肺衰竭的重症患者的救治具有重要价值，但ECMO技术的成功与否除了患者本身病情严重程度以外，还涉及许多技术相关因素。经皮外周大血管的穿刺置管是ECMO能否成功的“第一步”。由于VA-ECMO需要对动脉进行穿刺置管，因此难度相应更高。本研究集中探讨了VA-ECMO超声引导下经皮穿刺置管，并且发现其成功率高达86.2%，这与既往研究报道相似［5， 7］。

临床实践中，越细的血管穿刺难度越大，目标动脉内径的粗细直接影响着经皮穿刺置管的成功率。本研究显示，目标动脉的管径< 5 mm时，最终穿刺置管成功率低于管径≥5 mm目标动脉置管的成功率。但在亚组分析中，目标动脉管径对未进行ECPR患者的ECMO穿刺置管成功率无明显影响，而目标管径的粗细影响的是进行过ECPR患者的ECMO穿刺置管成功率。研究结果表明，当患者处于心外按压或需要进行心外按压的情况下也就有可能意味更差的血液循环灌注条件、更高概率的血管类药物使用以及更加紧迫的穿刺环境等，这些情况都增加了超声引导下经皮穿刺置管的难度。因此相对于粗大的目标血管，当目标动脉相对细小并且患者同时需要ECPR时，超声引导下经皮穿刺置管成功率会明显下降。但在无需ECPR患者中，置管条件整体更充裕，不同粗细动脉的超声引导经皮穿刺置管成功率相近。因此，对于ECPR患者的ECMO置管，当超声发现目标动脉管径< 5 mm时，可首先考虑采用外科血管切开方式进行置管。而对于非ECPR患者或者ECPR患者但目标动脉管径≥5 mm时，建议可将超声引导经皮穿刺置管作为首选方式。

既往研究极少探讨一次穿刺置管成功率。本研究显示，能否“一针到位”与最终成功置管也密切相关。多数需要进行ECMO的患者血循环及血管情况相对较差，多次穿刺增加了血管创伤，且当首次穿刺无法成功，在反复调整针道或穿刺过程中增加了穿刺路径软组织创伤，提高了出血的可能性，这都有可能使超声显示穿刺路径的组织层次分辨率下降，给后续穿刺带来困难。

除了置管成功率，并发症也在ECMO穿刺置管过程中备受关注。血肿是ECMO穿刺置管后最常见的并发症之一［2， 9-11］。本研究中发生率最高的并发症也是血肿，其发生率为20%。患者均无需行外科处理。研究结果提示，反复的穿刺，尤其是对于动脉而言，增加了血管前壁创伤同时也增加了穿刺针贯通血管的可能性，因而血肿的发生率也随之提高。因此，在VA-ECMO超声引导下穿刺置管过程中，应该在短时间内设计好穿刺计划，在穿刺中可以快捷精准、“一针到位”，尽可能在过程中避免不必要的针道调整和重复穿刺。

尽管各类出血是ECMO穿刺置管的主要并发症，但除血肿外，研究中也发现偶有远端肢体动脉缺血病例。既往研究显示，远端肢体动脉缺血的发生率约为10%～20%，并且与糖尿病等多种因素相关［2， 9-12］。另有研究显示，常规远端灌注管的使用和多普勒超声的即时评估可以有助于降低远端缺血发生率［13-14］。本研究所有置管操作均是由超声科医师和ICU医师共同合作完成，并且常规使用多普勒超声评估肢体血供，同时使用远端灌注管的比例也较高，最终仅5例患者出现肢体缺血。

综上所述，超声引导下的VA-ECMO穿刺置管具有较高的成功率和安全性。对于非ECPR患者以及目标动脉管径≥5 mm的ECPR患者可首选超声引导经皮穿刺置管；对于ECPR患者，当目标动脉管径不足5 mm时，可考虑采用外科干预等方式置管。穿刺应该“一针到位”，既能提高最终穿刺置管成功率，也能减少血肿的发生。本研究仍存在一定局限性：①小样本量的回顾性研究，存在一定的选择偏倚，而样本量小也可能导致差异无统计学意义，日后将加大样本量进一步验证研究结论；②单中心研究，并且并未考虑操作者医师的熟练程度不一；③由于多数ECMO患者的置管处于较紧急状态，未能记录部分数据资料如皮下脂肪层厚度等。

参  考  文  献

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（收稿日期：2022-10-30）

（本文編辑：林燕薇）