体外心肺复苏(ECPR)是对潜在的、可逆病因能够祛除的心脏骤停进行传统心肺复苏(CCPR)后仍不能恢复自主心律(ROSC)或反复心脏骤停不能维持自主心律的患者进行生命抢救的一项利器，其具有替代心肺功能、增加冠状动脉血供、保证重要器官血流灌注的功能，从而增加自主循环恢复的可能性，并为寻找原发病因及治疗原发疾病争取宝贵时间[1]。通过高质量的CCPR，心脏骤停患者ROSC仅47%[2]；而ECPR治疗的心脏骤停患者ROSC却可高达95%，且出院患者的良好神经功能恢复率及出院后生存率得到明显提高[3]。复苏过程中患者缺氧以及心脏、大脑等重要器官灌注不足，同时复苏后全身缺血再灌注导致继发性损伤，可致使重要器官功能不可逆转。所以，迅速恢复自主循环、保证重要器官灌注、避免继发性损伤是挽救心脏骤停患者生命的前提。ECPR已逐渐成为急诊医学领域生命支持的一大利器，本文就ECPR在心脏骤停中的应用进行综述。
1ECPR的历史及国内外应用现状
年人工心肺机的发展标志着体外生命支持技术(ECLS)的开端[4]；年Kennedy首次将体外膜肺氧合(ECMO)技术运用到心脏骤停患者的救治中，以恢复心脏血流，特别是对于心肺复苏时间延长而未ROSC的患者[5]。此后，不断有文献报道ECPR抢救心脏骤停患者成功的案例，并且先后成功运用于儿童甚至新生儿的救治中[6]。经过近60年的发展，ECMO已逐渐从最开始的手术室转到重症监护病房床边开展。为系统地收集完整的ECMO患者资料，年美国成立了体外生命支持组织(ELSO)，从而建立了完备的登记体外支持患者的数据库。
目前，ECPR的应用一直处于研究探索中，但在一些荟萃研究中发现ECPR较CCPR有明显获益[7-10]。ECPR被证实有利于提高难治性院内心脏骤停患者除颤成功率，延长复苏时间，并且可提供冠状动脉血供、保证重要器官血流灌注及减少认知损伤的发生[11]。在一项回顾性研究分析中，美国家医院在年至年间收治名心跳骤停患者，发现48.5%的患者经抢救后可ROSC，其中一半ROSC发生在心肺复苏10min内，而心肺复苏超过30min后ROSC的患者极少[9]。在ECPR技术成熟的ECMO中心，心脏骤停患者出院存活率已上升至40.1%，长期生存率亦提高至27.0%[10]。
2ECPR的原理及病理生理
ECPR的原理是通过动静脉置管将部分血液引流至体外，经氧合器氧合后再注入体内，在减轻心脏前负荷的同时，部分替代了心脏的泵血功能，保证了重要器官供氧；同时，空氧混合器还可以排除二氧化碳，替代肺的气体交换功能；保温水箱还可以调控患者体温，降低全身氧耗，保护重要器官。
心脏骤停患者的原发疾病及合并症、初始心律是否为可电击心律、胸外按压开始的时间及质量、ECPR团队快速反应等因素均是影响其预后的重要因素[12]。而ECPR在重要器官保护方面能够比CCPR提供更有效的血流灌注质量，从而提高心脏骤停患者生存率及降低神经系统的致残率[13]。
ECPR的病理生理主要包括以下几个方面：①静脉-动脉模式(venous-arterial，VA)-ECMO可同时替代肺的气体交换以及心脏的泵血功能，为机体提供持续稳定的血流和充足的氧供，偿还缺血缺氧组织的“氧债”，为缺血缺氧的组织器官提供相对充足的血供及氧气，减轻酸中毒及器官损伤，促进代谢产物的清除，因此能够减轻其他器官功能的损伤[14]；
②使用ECMO后可明显提高主动脉压力和冠状动脉血流，心肌灌注增加能够提高电除颤成功率，改善心肌缺氧后可降低不可电击心律的发生率，有助于保持心肌活力，并且促进心脏收缩及舒张功能恢复、受损心肌细胞的修复，提高ROSC的可能性，避免心脏骤停反复发生[15]；
③ECPR联合亚低温治疗可以让细胞免于缺氧及再灌注损伤，降低重要器官(如心、脑、肝、肾)的氧耗，同时增加脑组织局部氧供，迅速恢复脑部有氧代谢，减轻脑水肿，保护血脑屏障功能，促进大脑功能恢复，较CCPR的神经保护有明显获益[13，16]。
3ECPR的建立时机与适应证、禁忌证
目前启动ECPR的时机尚无公认的标准，是否采用ECPR与基础疾病性质、救治单位医疗条件、团队成员操作熟练程度、患者家庭经济情况以及伦理等因素密切相关[17]。ROSC的可能性会随着心肺复苏的时间延长而降低，约50%的ROSC在心脏骤停后的10~15min恢复，当心肺复苏时间超过20min后全身并发症逐渐显露，包括严重的心肌缺血、再灌注损伤甚至因缺血引发多器官功能衰竭[18-19]。实施ECPR的理想目标时间是在CCPR实施后20min内，最迟不能超过60min，所以当有经验的专家评估心脏骤停患者CCPR后ROSC的可能性低或者心脏骤停反复发生，需要在10~15min完成ECPR的临床决策，一旦决定ECPR，宜30min内快速建立ECMO[20-21]。当患者在冷冻环境下心脏骤停，则该复苏时间可适当放宽。
ECPR到目前为止尚无统一定论的适应证，年美国心脏病协会心肺复苏指南指出，在能够迅速获得ECPR的情况下，心脏骤停后血流中断短暂且潜在的心脏骤停原因是可逆的情境下可考虑使用ECPR[22]。目前比较认同的适应证为：①心源性、肺栓塞、严重低温、药物中毒、急性呼吸窘迫综合征、外伤等可逆病因导致的心脏骤停；②CCPR进行20min未ROSC或者血流动力学不稳定以及可ROSC但心脏骤停反复发生者；③心脏骤停患者作为器官捐献的供体或能在短期内接受心脏移植者。一项回顾性研究发现，急性重症心肌炎致心脏骤停患者进行ECPR后生存率及出院率显著提高[23]。
当患者存在病因不可逆转的心脏骤停、严重多器官功能不全、复苏前意识状态严重受损以及无法控制的活动性出血、晚期恶性肿瘤等情况，均被视为ECPR的禁忌证。近年来有报道称高龄以及脓毒症已不再被认为是ECPR的绝对禁忌证[24-25]；无论年纪大小，当ECPR可能对难治性心脏骤停获益并且低流量血流灌注即将造成更严重的后果时，ECPR可能是唯一的救治方案。严重脓毒症患者虽然总体预后不佳，但也有成功的案例报道[25-26]。
4ECPR的团队与实施
进行ECPR还需具备一个完整的团队，团队中应当以ECMO指挥者、血管外科医生、重症医学科或者急诊医生、ECMO专科护士或体外循环师为主导，并以胸外科医生、麻醉科、导管介入科医生为辅。在进行ECPR时，医护人员应分工协作，一组持续进行有效的心外按压及药物复苏，一组进行股动静脉置管，另一组连接、预充ECMO管路，以确保在最短时间内完成对患者的紧急循环支持。一个成熟的团队应该在10~20min完成ECMO转流，因为ECMO置管时间是影响患者预后重要的独立危险因素，Lee等[27]研究报道了非周末实施ECPR较周末实施ECPR患者生存率及出院率明显提高。置管方式可选择经皮置管和直视下切开置管两种方式，然而经皮置管具有操作便利、并发症少、置管时间短、可在床边进行等优点成为优选方式[28-29]。外周插管动脉可选择股动脉、颈动脉、腋动脉；静脉可以选择股静脉、颈静脉，经股动静脉导管不仅可迅速建立转流循环，而且损伤相对较小，撤机时亦可在床旁局部麻醉下进行而成为首选插管部位。
ECPR设备包括血管内插管、动力泵、氧合器、连接管、供养管、空氧混合器、水浴箱及监测和控制系统。当决策者决定实施ECPR后，由ECMO专科护士或体外循环师拆包进行管路的连接及预充，首选等渗电解质溶液并且视情况可加用蛋白及血制品等胶体，预充量约~mL[30]。紧急情况下由重症医学科医师或者胸外科医师在床边进行置管，经皮股静脉导管通常选择17~21Fr，可在床边B超引导下将静脉置管末端延伸至右心房开口处，以便更好地获取静脉血，而股动脉导管通常较短，型号为15~17Fr，床旁超声引导下经皮置管可以明显减少血肿、血管损伤、心脏压塞及下肢缺血等相关的并发症，并缩短置管时间[31]。也有研究报道，当患者实施ECPR之前，提前在股动静脉留置单腔深静脉导管，待实施时置入超滑导丝更换口径合适的导管，可明显提高置管速度[32]。
动静脉置管时，需全身肝素化(50~U/kg)抗凝，并使用具有肝素涂层的导管，以防止血栓形成。当动静脉插管与管道连接完成并留置成功后，应先打开静脉管道钳，启动ECMO泵至转速至r/min以上，再打开动脉管道钳以防止血液逆流，ECMO开始运转。缓慢增加ECMO转速，直至流量维持在50~60mL·kg-1·min-1；若流速上升的过程中出现管路抖动，原因可能为有效容量不足、静脉导管贴壁、折管、管道易位等，依然可以借助床旁超声进行快速、逐一排查[33]。当ECMO达到合适的流量，可停止胸外按压，并继续使用血管活性药物维持，但需要持续心脏自主兴奋性。
5复苏后治疗及ECPR维持转流期间的管理
5.1复苏后治疗心肺复苏前和复苏过程中全身缺血以及复苏后的再灌注损伤，尤其是在此状态下常伴有尚未解除的引起心脏骤停的病因过程(所谓“心脏骤停后综合征”)，直接影响复苏后患者的预后。所以，ECPR后患者的首要任务就是解除引起心脏骤停的原发病因，针对不同病因，心脏骤停患者可能需要稳定酸碱电解质平衡、恢复体温、经皮冠状动脉介入治疗、连续性血液净化治疗(CRRT)、计算机扫描肺动脉成像、肺动脉造影、药物等不同治疗方案，同步进行包括机械通气、早期冠状动脉再灌注、血流动力学最佳化、血糖控制、体温控制以及癫痫治疗等方面的一个集束化治疗。ECMO辅助过程中，感染、多器官功能衰竭，尤其中枢神经系统损伤，可直接影响患者的预后。因此，ECPR过程中以及复苏后的器官功能(包括脑保护)以及并发症的防治非常重要。
5.2ECPR维持转流期间的管理5.2.1常规管理ECPR成功转流后的管理与VAECMO模式相似，运行期间由ECMO专业团队医师和ECMO专科护士专门看护，监测指标主要包括机器相关与机体相关两部分，其中机器相关包括管道维护、膜前膜后压力、膜肺血栓、ECMO参数的调整等；机体监护包括患者神志变化、生命体征、容量、循环灌注、血气分析、凝血功能、全血活化凝血时间(activatedclottingtime，ACT)、肝肾指标、床旁心脏超声、胸片、脑电图、统计尿量、肢端血运等情况，其中血气分析及凝血功能推荐每4小时监测1次并及时调整相关参数，以便随时评估患者器官功能恢复情况，包括心、脑、肝、肾、肺及凝血系统等。
5.2.2抗凝管理ECMO患者高凝状态与机体本身的炎症反应相关，需要抗凝以避免管道内壁及膜肺表面血栓栓塞形成。然而，过度抗凝也可能导致严重出血并发症，常见的包括穿刺点渗血及颅内出血[34]。Esper等[35]的一项抗凝与输血的大规模横断面研究发现，目前各机构在ECMO患者抗凝与出血的管理方案上差异较大，抗凝可使先前存在的凝血疾病或机体凝血指标不同而变得复杂化。目前主要使用普通肝素进行抗凝，其可通过与抗凝血酶Ⅲ和组织因子途径抑制物结合后增加抗凝血酶Ⅲ对凝血因子的抑制作用，并且半衰期短、无肾毒性，被用于ECMO的抗凝治疗中。首剂后推荐20~70U·kg-1·h-1的速度持续泵入维持转流，将ACT控制在~s或以部分凝血活酶时间(APTT)在正常值的1.5~2.5倍(60~80s)为目标值进行调整。根据患者全身出血情况来权衡出血与抗凝的权重，随时调整肝素使用剂量，对ACT或者APTT指标的动态观察比某个时间点观察更有意义[36]。
5.2.3机械通气通常ECMO支持的力度与呼吸机模式无关，常规均采用小潮气量与肺保护通气低设置水平策略从而允许肺休息，包括低频率且长的吸气时间、低平台压(25cmH2O，1cmH2O=0.kPa)、低吸入氧浓度百分比(30%)，呼气末正压通气可设置在任意水平，并定期检测血气分析来评估患者氧耗及氧供[37]。在VA模式下，经膜肺氧合后的血液与主动脉中的血液混合，输注血流与主动脉血流的比率通常为8∶1[38]。通常输注血液进入股动脉并且血流逆行，则混合将发生在中部主动脉中的某处，流速越高，混合水平越高。在严重的呼吸衰竭期间，在VA流速(全心输出量的80%)下，不饱和血液从左心室搏出至主动脉弓和冠状动脉，完全氧和的血液灌注剩下2/3机体。当ECMO准备撤机时，可降低血流至1~2L/min，相应提高通气支持水平，观察呼吸情况，肺功能足够好时，可以拔除插管保持清醒以管理自主呼吸[37-38]。
5.2.4亚低温治疗与重要器官功能维护指南推荐心脏骤停患者复苏成功后均应采取亚低温治疗，并推荐目标温度控制在32~36℃之间的一个恒定值[22]。亚低温治疗时，低温脑和全身性保护的可能机制包括降低脑代谢、保护血脑屏障、减轻脑水肿、降低脑热稽留、改善脑对缺氧的耐受性、减轻氧化应激、抑制免疫反应和炎症、抗凝效应等多方面[39-40]。一项荟萃分析提示心脏骤停患者合并急性肾功能损伤(acutekidneyinjury，AKI)发生率达37%~50%，若患者出现严重的急性肾功能衰竭，将出现严重的水、电解质平衡紊乱，如液体超负荷以及代谢性酸中毒等表现；此时需要使用CRRT来维持内环境稳定，其具有协助管理液体环境平衡及肾脏功能替代的作用，可明显改善ECPR患者预后[41]。
6ECPR的并发症及预防措施
ECPR转流过程中并发症较多，治疗过程中不仅需要针对疾病本身，其并发症的防治也是目前非常棘手的问题。ECPR相关并发症分为技术相关及机体相关两大类，其中技术相关并发症包括设备故障、管路血栓形成、氧合器渗漏、气体栓塞、置管部位感染等[42-43]。技术相关并发症即ECM0设备和管理故障导致的并发症，一个成熟的ECMO团队及熟练的操作技术可尽量避免部分并发症的发生，并及时发现问题、尽快处理，如通过提高转速或者延长ACT以减少管路及膜肺中血栓的形成，器械故障或者膜肺中大量血栓时需更换氧合器或者管路。管道预充及穿刺过程中严格按照无菌操作原则，尽量减少因操作过程中导致的导管相关感染。而常见机体相关并发症有AKI、出血与栓塞、溶血、患肢坏死、感染、神经系统损伤等[44]。AKI是ECMO支持治疗期间的常见并发症，发生率为28.3%~62.5%，大约50%的ECPR患者在住院过程中需要行CRRT，较早给予CRRT，有助于容量管理、降低肾脏后负荷、纠正机体内环境紊乱，促进肾功能恢复[43，45]。出血和栓塞均为ECMO转流期间凝血功能障碍所致，与ECMO治疗期间全身肝素化以及血液中红细胞破坏增加、血小板及纤维蛋白原吸附在氧合器表面等有关。少量出血可采取穿刺点缝合、输注凝血因子等措施，而大量出血则应通过调整肝素使用剂量及输注血制品等缓解，必要时需外科介入治疗。成人在实施ECMO支持治疗期间，脑损伤发生率可达50%，如果发现患者有神经系统损伤表现，应该适当提高ECMO辅助流量，进而提高患者的平均动脉压，加强脑部血流灌注，防止出现缺血缺氧性脑病[46]。
7撤机
当患者病情好转时可撤除体外支持，但应当严格把握指征并充分评估病情后谨慎撤机。《成人体外心肺复苏共识》是目前较为公认的指征，在心脏骤停原发病因祛除后满足：①无酸碱失衡及电解质紊乱；②无致命性心律失常；③血管活性药物已停用或小剂量即可维持血流动力学稳定；④辅助流量减少到正常心排血量的10%~20%；⑤超声心动图显示左室射血分数40%并左室射血时间0.2s；⑥将额外肝素化的导管夹闭10min以停止膜肺支持后，血氧饱和度及心律、心率、血压等指标均维持稳定[47]。
当出现以下情况时，应考虑终止ECMO支持：①不可逆的脑损伤；②其它重要器官功能严重衰竭；③顽固性出血；④心脏功能无任何恢复迹象且无更佳的治疗方案；⑤不可控的感染。
8展望
当心脏骤停患者通过高质量CCPR仍不能恢复有效自主循环，ECPR可作为生命的桥梁进行抢救性辅助治疗，为患者心肺功能的恢复以及进一步治疗赢得宝贵的时间。但中国能开展ECPR的医疗机构不多，团队成员技术水平参差不齐，为使ECPR获得满意的效果，需要从设备、团队训练与培训、经验交流等诸多方面进行研究探讨。中国ECPR开展较晚但发展迅速，随着中国经济的飞速发展，期待ECPR能像CRRT、主动脉内球囊反搏等医院所掌握，更好地为患者服务。
参考文献略点击查看
陕西省内ECMO实施状况调研预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇