于文波 廖晨曦 張健 翟波

(1.鄭州大學(xué)附屬兒童醫(yī)院 河南省兒童醫(yī)院 鄭州兒童醫(yī)院胸心外科，河南 鄭州 450000； 2.蘭州大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000； 3.四川省婦幼保健院麻醉科，四川 成都 610000)

體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)技術(shù)是在體外循環(huán)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的體外生命支持技術(shù)，其原理是將體內(nèi)的靜脈血引出體外，經(jīng)過特殊材質(zhì)人工心肺旁路氧合后，泵入動脈或靜脈系統(tǒng)，起到部分心肺替代的作用，以維持人體臟器組織的血供氧合[1]。Hill等[2]于1972年首次將ECMO應(yīng)用于危重患者，經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，ECMO在裝置材料、運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)護(hù)和并發(fā)癥防治等眾多方面取得了巨大進(jìn)步。目前在臨床上，ECMO已比較廣泛地應(yīng)用于為各種原因?qū)е碌闹匕Y心肺功能衰竭患者提供暫時(shí)性心肺支持，爭取原發(fā)疾病治療和恢復(fù)的時(shí)間窗口，在危重患者的救治中發(fā)揮著十分重要的作用[3]。

隨著嬰幼兒心臟手術(shù)水平的提高，先天性心臟病(congenital heart disease，CHD)患兒手術(shù)年齡不斷降低，手術(shù)難度系數(shù)也逐漸增加。在一些復(fù)雜畸形和心功能差的高危病例中，盡管畸形矯治滿意，但術(shù)后仍會出現(xiàn)藥物難以控制的心功能不全和心力衰竭，此類患兒可能就需要ECMO的支持治療[4-5]。及時(shí)有效的ECMO輔助，能維持CHD術(shù)后嚴(yán)重心力衰竭患兒的循環(huán)穩(wěn)定，改善組織缺氧狀態(tài)，使心臟得以充分休息，為心功能的恢復(fù)提供機(jī)會，從而提高CHD術(shù)后高?；純旱纳媛蔥6]。但就目前而言，較少有文章能全面而詳細(xì)地闡述CHD術(shù)后ECMO應(yīng)用的相關(guān)問題，現(xiàn)以此為契機(jī)，從應(yīng)用現(xiàn)狀、輔助策略、并發(fā)癥及未來進(jìn)展等多角度對嬰幼兒CHD術(shù)后ECMO的支持治療進(jìn)行綜述。

1 ECMO支持治療在嬰幼兒CHD術(shù)后的應(yīng)用現(xiàn)狀

Bartlett等[7]于1975年將長時(shí)床旁ECMO支持治療首次應(yīng)用于13例嬰兒，其中救治成功的病例中就包括了CHD術(shù)后心力衰竭，開啟了ECMO在嬰幼兒應(yīng)用的新時(shí)代。伴隨著心臟手術(shù)和體外循環(huán)技術(shù)的不斷成熟和進(jìn)步，ECMO技術(shù)日益發(fā)展，成功率逐漸上升，并發(fā)癥發(fā)生率也有所減少，其在危重癥患者中的支持治療作用越來越凸顯。但由于ECMO的實(shí)施離不開心血管外科和體外循環(huán)理論和技術(shù)的支持，其在心臟外科領(lǐng)域的應(yīng)用仍占據(jù)很大比重[8]。2017年體外生命支持組織(Extracorporeal Life Support Organization，ELSO)發(fā)布了《2016兒科體外生命支持組織國際報(bào)告》[9]，報(bào)告顯示2009—2015年，因心臟原因累計(jì)使用ECMO支持治療的新生兒6 475例，兒童8 374例，并且其主要是在CHD手術(shù)后的病例中實(shí)施。目前ECMO在嬰幼兒CHD術(shù)后主要應(yīng)用于體外循環(huán)脫離困難，藥物難治性低心排血量綜合征以及心肺復(fù)蘇困難的心搏驟停等。

1.1 ECMO在CHD術(shù)后體外循環(huán)脫機(jī)困難時(shí)的應(yīng)用

在一些心臟復(fù)雜畸形和手術(shù)操作時(shí)間長的CHD患兒中，由于術(shù)中長時(shí)間的心內(nèi)外操作和體外循環(huán)加重了本已存在的心肌損傷，造成體外循環(huán)脫離困難[10]，此時(shí)可在手術(shù)室由體外循環(huán)模式直接轉(zhuǎn)換至ECMO模式，從而及時(shí)終止體外循環(huán)的不良影響，等待心肌損傷的恢復(fù)。此類患兒雖然是CHD術(shù)后應(yīng)用ECMO支持治療最為及時(shí)和從容不迫的，但由于其畸形的復(fù)雜性和手術(shù)打擊的巨大性，往往成功率相對較低。

1.2 ECMO在CHD術(shù)后藥物難治性低心排血量綜合征時(shí)的應(yīng)用

CHD術(shù)后最主要的致死性并發(fā)癥是心功能不全，發(fā)生率3%～5%[11]，而大部分的心功能不全經(jīng)過藥物保守治療不會進(jìn)一步發(fā)展成嚴(yán)重的低心排血量綜合征。但在一些早產(chǎn)兒和新生兒病例，未成熟心肌的順應(yīng)性差，功能儲備低，術(shù)后心肌水腫，心功能進(jìn)一步降低，同時(shí)又因?yàn)樾律鷥盒呐K對強(qiáng)心藥物敏感度低等因素，導(dǎo)致藥物難治性低心排血量綜合征的發(fā)生率較高[6]。這種情況常出現(xiàn)在CHD術(shù)后第1天內(nèi)，若及時(shí)給予ECMO支持輔助，能顯著地改善此類患兒的預(yù)后[5]。由于監(jiān)測手段的差異和心功能恢復(fù)的不確定性，ECMO在CHD術(shù)后發(fā)生藥物難治性低心排血量綜合征應(yīng)用的時(shí)機(jī)，在所有CHD術(shù)后有ECMO適應(yīng)證的病例中最難掌握，往往有病例因?qū)嵤┲С种委熯^晚而預(yù)后欠佳[4，6]。

1.3 ECMO在CHD術(shù)后體外心肺復(fù)蘇中的應(yīng)用

根據(jù)ELSO發(fā)布的《2016兒科體外生命支持組織國際報(bào)告》，多中心的兒童心搏驟停流行病學(xué)資料顯示，院內(nèi)心搏驟停在兒童重癥監(jiān)護(hù)中發(fā)生率約為2.2%[9]。CHD術(shù)后發(fā)生心搏驟停與手術(shù)后心肌損傷和內(nèi)環(huán)境紊亂等密切相關(guān)，同時(shí)嚴(yán)重的低心排血量綜合征易并發(fā)惡性心律失常甚至心搏驟停。對于CHD術(shù)后突發(fā)的心搏驟停，給予標(biāo)準(zhǔn)的心肺復(fù)蘇程序后，仍未出現(xiàn)復(fù)蘇跡象，應(yīng)快速地啟動體外心肺復(fù)蘇(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation，ECPR)，為機(jī)體提供更有效的血流灌注，在降低神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的同時(shí)提高生存率[12]。然而CHD術(shù)后的ECPR不如其他原因條件下心搏驟停實(shí)施ECPR的效果，這與患兒在心搏驟停之前經(jīng)歷較長時(shí)間低心排血量綜合征階段，大劑量應(yīng)用血管活性藥物導(dǎo)致其他臟器缺血，同時(shí)機(jī)械的心臟按壓加重了本已存在的心肌細(xì)胞損傷。

2 ECMO在嬰幼兒CHD術(shù)后支持治療實(shí)施要點(diǎn)

2.1 適應(yīng)證的掌握

中國醫(yī)師協(xié)會新生兒科醫(yī)師分會于2018年5月發(fā)布了《新生兒呼吸衰竭體外膜肺氧合支持專家共識》[13]，但到目前為止，對于兒童ECMO在心臟支持方面仍無統(tǒng)一和明確的共識或指南。心臟畸形手術(shù)矯正充分應(yīng)是CHD術(shù)后ECMO支持治療選擇并成功的先決條件，這是由于ECMO不能治療疾病的本質(zhì)所決定的，只有滿意的畸形矯正才能真正為心臟功能的恢復(fù)提供可能[14]，因此心功能可恢復(fù)性評估應(yīng)貫穿ECMO支持治療的全過程，從根源上避免無效輔助的發(fā)生。在成人ECMO循環(huán)支持的基礎(chǔ)上，結(jié)合ELSO兒童心臟支持的指南，目前臨床上比較認(rèn)可的指征主要有三點(diǎn)[15-16]：(1)CHD矯治滿意，經(jīng)長時(shí)間的體外循環(huán)輔助仍不能脫離。(2)長時(shí)間心排血指數(shù)<2 L/(m2·min)，或心排血指數(shù)進(jìn)行性下降，大劑量的血管活性藥物下循環(huán)仍難以維持穩(wěn)定(正性肌力藥物評分>20)，血乳酸水平進(jìn)行性升高。(3)對常規(guī)心肺復(fù)蘇反應(yīng)不良或無反應(yīng)的心搏驟停，因嬰幼兒CHD自身疾病，臨床上復(fù)雜的血流動力學(xué)監(jiān)測實(shí)際難以準(zhǔn)確達(dá)到，加上醫(yī)患主觀因素的存在，對于CHD術(shù)后嚴(yán)重低心排血量綜合征患兒，如何更好地掌握ECMO支持時(shí)機(jī)，減少機(jī)體缺血缺氧時(shí)間，避免心搏驟停事件發(fā)生，需大樣本和多中心的進(jìn)一步研究和發(fā)現(xiàn)。

2.2 ECMO的實(shí)施管理

2.2.1 插管方式的選擇

同其他兒童ECMO循環(huán)支持模式一樣，CHD術(shù)后ECMO的轉(zhuǎn)流方式均選擇靜脈-動脈(veno-arterial，V-A)模式，但不一樣的是，CHD術(shù)后的ECMO插管多選擇經(jīng)胸[16]。對于體外循環(huán)撤離困難的病例，可簡便快捷地直接經(jīng)胸將原主動脈根部和右心房插管應(yīng)用轉(zhuǎn)換至ECMO機(jī)器。對于監(jiān)護(hù)室內(nèi)發(fā)生的因低心排血量綜合征和心搏驟停而實(shí)施的ECMO，亦多選擇床旁開胸置管，一方面是由于開胸置管簡單確切，另一方面延遲關(guān)胸可減輕心臟窘迫，利于心功能的恢復(fù)；對于年齡較大的患兒，也有選擇頸部或股動、靜脈插管，但因不易操作、血管損傷、轉(zhuǎn)流阻力和動靜脈結(jié)扎等問題，目前在實(shí)際工作中的應(yīng)用較少[16]。值得注意的是，對于心功能恢復(fù)較慢，需長時(shí)間轉(zhuǎn)流的患兒，應(yīng)將經(jīng)胸插管轉(zhuǎn)移至頸部或股動、靜脈，以避免嚴(yán)重的感染并發(fā)癥。詳見圖1。

圖1 CHD術(shù)后ECMO插管選擇示意圖

2.2.2 個(gè)體化的轉(zhuǎn)流管理

常規(guī)ECMO轉(zhuǎn)流管理包括循環(huán)管理、呼吸管理、出凝血管理、感染控制、鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛、營養(yǎng)支持和撤機(jī)等眾多方面，CHD術(shù)后ECMO轉(zhuǎn)流管理實(shí)施流程總體上與之相吻合。然而由于各種CHD心臟畸形病理生理特點(diǎn)的不同，以及手術(shù)所實(shí)施的根治或姑息狀態(tài)的不同，ECMO的轉(zhuǎn)流管理在一些方面存在差異[17-19]，見表1。這些差異是CHD術(shù)后ECMO支持治療成功的關(guān)鍵，從一定程度上來說，也正是這些差異導(dǎo)致了目前臨床上尚未能形成一致的小兒ECMO循環(huán)支持共識和指南。因此，針對不同類型的CHD病理生理特點(diǎn)和術(shù)后畸形矯治狀態(tài)來實(shí)施個(gè)體化的ECMO管理，提高成功率，降低并發(fā)癥，這才是CHD術(shù)后ECMO支持治療的重中之重。

表1 部分常見病理生理特點(diǎn)的CHD術(shù)后ECMO個(gè)體化管理措施

2.2.3 團(tuán)隊(duì)協(xié)作

ECMO支持治療作為一項(xiàng)高精尖的生命支持技術(shù)非一己之力，迅速有效地實(shí)施需眾多專業(yè)人員的參與和通力協(xié)作，它的成功是建立在訓(xùn)練有素和配合默契的團(tuán)隊(duì)基礎(chǔ)之上，ECMO團(tuán)隊(duì)組成及作用見圖2。通過一個(gè)溝通良好且專業(yè)穩(wěn)定的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)的最優(yōu)質(zhì)管理，可使生存預(yù)后和并發(fā)癥發(fā)生顯著改善，在危重患者ECMO救治中發(fā)揮核心作用[20]。目前團(tuán)隊(duì)觀念已廣泛地應(yīng)用于ECMO的管理中，并且深入重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，有無ECMO團(tuán)隊(duì)以及ECMO團(tuán)隊(duì)質(zhì)量是一個(gè)醫(yī)院、一個(gè)地區(qū)甚至一個(gè)國家醫(yī)療水平評判的重要指標(biāo)。ECMO團(tuán)隊(duì)建設(shè)對于心臟中心有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢；然而，團(tuán)隊(duì)的成立和發(fā)展并不是一蹴而就的，需專門的基礎(chǔ)知識培訓(xùn)、定期模擬訓(xùn)練和長期的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)積累，這將是未來努力和發(fā)展的方向。

圖2 ECMO團(tuán)隊(duì)涉及主要科室及功能

3 ECMO在CHD術(shù)后應(yīng)用的效果

根據(jù)ELSO發(fā)布的《2016兒科體外生命支持組織國際報(bào)告》[9]，CHD使用ECMO支持治療新生兒出院率為39%，兒童出院率為47%。國內(nèi)ECMO起步較晚，近10年發(fā)展迅速，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止2017年7月，兒童心臟圍手術(shù)期ECMO共實(shí)施457例，新生兒出院率為32%，兒童出院率為44%[21]。近年ECMO發(fā)展更加迅猛，根據(jù)最新的數(shù)據(jù)顯示[22]，2019年中國心臟手術(shù)相關(guān)的ECMO使用為4 085例，較前年增加1 430例。伴隨著ECMO技術(shù)的不斷成熟，其適應(yīng)證日益擴(kuò)展，心血管領(lǐng)域特別是嬰幼兒CHD，對ECMO的依賴將更加明顯。目前，不少的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果已發(fā)表在較高學(xué)術(shù)水平的雜志上，見表2。

表2 CHD術(shù)后ECMO應(yīng)用的國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道

雖然衰竭的心臟功能能否恢復(fù)是CHD術(shù)后ECMO支持治療成功的決定性因素，但ECMO并發(fā)癥的及時(shí)和正確處理也是改善患兒生存及預(yù)后的關(guān)鍵因素[23]。ECMO在CHD術(shù)后應(yīng)用的并發(fā)癥主要為機(jī)體和機(jī)械并發(fā)癥兩大類。相對而言，如出凝血障礙[24]、神經(jīng)系統(tǒng)損傷[25]、肝腎功能損害[26]和感染[27]等這些機(jī)體并發(fā)癥發(fā)生和發(fā)展比較復(fù)雜，預(yù)防處理更加棘手[28-29]。出血是CHD術(shù)后ECMO輔助的最常見并發(fā)癥，這是由于嬰幼兒自身處于不成熟的凝血功能階段，在經(jīng)歷了較大的手術(shù)創(chuàng)面和較長手術(shù)時(shí)間的凝血因子的消耗后，凝血功能更加糟糕[24]，從而易導(dǎo)致出血的發(fā)生，且顱腦出血最為嚴(yán)重，輕者可導(dǎo)致顱腦損傷，重者可至腦死亡[25]。減少出血的最主要方法是預(yù)防，如縮短手術(shù)過程，充分止血，在輔助過程中減少有創(chuàng)操作等，同時(shí)要積極監(jiān)測凝血指標(biāo)并對癥處理，防止血栓的形成。急性腎功能不全是ECMO輔助中的常見并發(fā)癥，CHD術(shù)后患兒心功能不全、大劑量血管活性藥物的應(yīng)用和ECMO早期低灌注等多種因素導(dǎo)致急性腎損傷，適時(shí)啟用連續(xù)腎臟替代治療，能降低和逆轉(zhuǎn)腎損傷，改善預(yù)后[26]。CHD術(shù)后延遲關(guān)胸狀態(tài)、再次開胸、輸血和置管等因素，往往會出現(xiàn)嚴(yán)重的感染，因此在ECMO的應(yīng)用過程中，預(yù)防和抗感染治療應(yīng)貫穿始終，除了嚴(yán)格的無菌操作，應(yīng)積極地根據(jù)藥敏監(jiān)測，聯(lián)合使用抗生素治療。

4 CHD術(shù)后ECMO應(yīng)用的展望

由于國內(nèi)兒童ECMO起步較晚，兒童體外生命技術(shù)體系建設(shè)相對滯后，臨床經(jīng)驗(yàn)相對不足，加上兒童ECMO的特殊性和復(fù)雜性，特別是ECMO在CHD術(shù)后的應(yīng)用主要集中在能開展CHD手術(shù)的較大心臟中心，因此ECMO在CHD術(shù)后的應(yīng)用存在一定程度的困難和局限性。但隨著低齡和復(fù)雜CHD手術(shù)的增多，CHD術(shù)后ECMO的應(yīng)用也日益增多。CHD術(shù)后的ECMO支持治療，因其獨(dú)特的先天性優(yōu)勢，在嬰幼兒ECMO的應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位[30]。經(jīng)過近年的探索和實(shí)踐，該應(yīng)用的理論和技術(shù)經(jīng)歷了從探索實(shí)踐到推廣應(yīng)用，再到成熟擴(kuò)展。這些深刻變化，必將推動?jì)胗變篍CMO的發(fā)展進(jìn)程。首先，基于醫(yī)療技術(shù)水平地域發(fā)展的差異，未來必將在不斷臨床實(shí)踐的基礎(chǔ)上實(shí)時(shí)完善，制定符合國情的應(yīng)用指南。未來也必將出臺一整套的質(zhì)量監(jiān)督控制體系，規(guī)范適應(yīng)證和禁忌證，規(guī)范技術(shù)管理。其次，對于CHD術(shù)后ECMO應(yīng)用的臨床研究，要以獲得多中心、大樣本和長遠(yuǎn)期隨訪結(jié)果為目標(biāo)，為實(shí)施個(gè)體化治療方案提供理論依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)支持。另外，在實(shí)際工作中不斷完善自身團(tuán)隊(duì)建設(shè)，建立完備的團(tuán)隊(duì)理論培訓(xùn)、模擬考核、應(yīng)急反應(yīng)和運(yùn)行管理等體系機(jī)制，并以此為基礎(chǔ)來推動整個(gè)兒童ECMO團(tuán)隊(duì)的完善和發(fā)展。

綜上所述，隨著低齡和復(fù)雜CHD手術(shù)的增多，CHD術(shù)后ECMO的應(yīng)用也日益增多。在當(dāng)下的臨床工作中，應(yīng)在默契的團(tuán)隊(duì)配合下，正確把握適應(yīng)證，及時(shí)快速地支持輔助和個(gè)體化地運(yùn)行管理，提高生存率，降低并發(fā)癥，進(jìn)而推動ECMO在兒科重癥領(lǐng)域的應(yīng)用。