中國心胸血管麻醉學會,中華醫學會麻醉學分會,中國醫師協會麻醉學醫師分會,中華醫學會呼吸病學分會,中華醫學會重癥醫學分會
體外膜肺氧合(ECMO)作為一種重要的體外生命支持技術,臨床上主要用于心臟功能不全和(或)呼吸功能不全的支持,目前已經成為治療難以控制的嚴重心力衰竭和呼吸衰竭的關鍵技術[1-2]。20 世紀60 年代ECMO 于國外開始應用于臨床,20 世紀末國內臨床上成功開展ECMO。隨著ECMO 的發展和演變,現今ECMO 的適應證更加廣泛,已在心臟外科手術、暴發性心肌炎、心肌梗死、心臟驟停、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)以及心肺器官移植等多個領域開展,并取得了一定的效果[3-4]。近年來國內外已經相繼發布了ECMO 技術方面和單項疾病應用的專家共識和指南[5-7]。然而隨著ECMO 的跨學科應用,治療領域不同,涉及的各專業臨床醫護人員掌握ECMO 的水平差異較大,醫護人員必須嚴格掌握ECMO 在不同情況下的適應證及應用方法;而現有的ECMO 相關研究主要以回顧性隊列研究和病例報道為主。為此,由中國心胸血管麻醉學會牽頭組織多學科專家,參考國內外相關疾病診療專家共識和指南的基礎上,結合我國ECMO 臨床實踐,對ECMO 應用流程和管理,ECMO 的心臟外科應用、救治暴發性心肌炎、心臟驟停、心肌梗死合并心原性休克、ARDS、肺移植,以及ECMO 期間的鎮靜鎮痛管理等方面,綜合制定專家共識,供國內相關從業人員參考。
ECMO 工作原理是將靜脈血從體內引流到體外,經膜式氧合器氧合和二氧化碳排除后再用離心泵將血液注入體內,承擔氣體交換和血液循環功能。
按照血液回輸的途徑不同,通常ECMO 有兩種類型:從靜脈系統引出動脈回輸為VA-ECMO;從靜脈引出又注入靜脈為VV-ECMO。前者同時具有循環和呼吸輔助功能;后者僅具有呼吸輔助功能[8-9]。
插管方式分經皮穿刺和手術切開兩種插管技術[10-11]。需結合病情和ECMO 技術經驗進行操作;如果條件允許,建議插管前采用超聲評估血管,引導插管,減少插管并發癥。
VA-ECMO 是各種急性雙心室功能衰竭合并呼吸功能衰竭患者的首選治療方法,也是心臟驟停患者的搶救性輔助治療手段[12]。主要適應證包括:(1)各種原因(包括急性心肌梗死、心臟外科術后、暴發性心肌炎、心臟介入治療突發事件、等待心臟移植、長期慢性心力衰竭患者急性失代償、藥物中毒、溺水以及凍傷等)引起的心臟驟?;蛐脑孕菘恕#?)急性右心功能衰竭:急性大面積肺栓塞、心臟移植術后合并右心功能不全、接受左心室輔助裝置出現急性右心衰竭、嚴重呼吸衰竭引發的急性肺原性心臟病。(3)頑固性室性心律失常。
VV-ECMO 是各種原因所致的急性呼吸衰竭患者的首選治療方法[13]。主要適應證包括:ARDS 患者、肺移植患者、支氣管哮喘、肺栓塞、大氣道阻塞、慢性阻塞性肺疾病等原因引起的嚴重急性呼吸衰竭。
1.4.1 凝血功能管理
ECMO 輔助時必需使用抗凝措施以預防血栓形成,肝素是ECMO 運行期間最常用的抗凝劑。通常在ECMO 插管前先首次給予肝素100 U/kg,使得激活凝血時間(ACT)維持在140~220 s 范圍內。運行過程中持續泵注肝素,維持適當的ACT 水平,并結合活化部分凝血酶原時間、抗-凝血因子Xa、血栓彈力圖測定結果以及患者病情等綜合判斷所需的抗凝強度,在血栓栓塞風險與出血并發癥之間進行適宜平衡。在ECMO 輔助過程中還需要維持機體適當的凝血功能,防止發生出血,保持血小板數目≥50×109/L,如有必要及時補充凝血物質。
1.4.2 血氣管理
定時監測動脈血氣,保持動脈二氧化碳分壓在40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)左右;持續監測中心靜脈血氧飽和度,以維持在70%~75%為宜。VA-ECMO動脈氧飽和度維持在95%以上,VV-ECMO 穩定狀態下動脈血氧飽和度一般保持在85%~90%之間。
1.4.3 通氣設置
運行過程中采取保護性肺通氣策略[平臺壓<30 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa);呼氣末正壓5~15 cmH2O;吸入氧濃度<50%;呼吸頻率小于10次/min 和總潮氣量<100 ml]。ECMO 通氣:血流比=1:1.5~2.0,維持二氧化碳分壓35~45 mmHg,氧分壓200 mmHg 左右。對于ARDS 患者需采用更嚴格的保護性肺通氣策略,詳見分論章節。
1.4.4 流量管理
VA-ECMO 直接影響動脈血壓和全身各臟器的灌注,既要滿足全身其他器官的有效灌注,又要盡可能的減輕心臟的負荷。輔助過程中有必要維持較低劑量的正性肌力藥物,維持必要的左心室射血功能有利于心臟功能恢復。VV-ECMO 輔助流量應控制在能夠保證全部的氧供和二氧化碳排出,并盡可能將再循環降至最低。通過調節血流量保持適當的血壓以及合適的動靜脈氧飽和度。
1.4.5 血流動力學管理
運行過程中,目標血壓設定應結合患者組織、器官灌注和氧代謝情況,滿足患者重要臟器血供需求。根據患者基礎血壓情況以及全身狀況,建議將平均動脈壓維持在50~90 mmHg,對于既往有高血壓病史者,可適當維持較高血壓。監測中心靜脈壓,保持其處于較低水平。針對特殊情況,可以聯合主動脈球囊反搏及左心房減壓等技術。
1.4.6 容量管理
應結合患者心功能狀態、循環狀態和組織灌注情況等因素綜合考慮,進行容量管理。嚴格限制液體入量,并積極處理容量超負荷已成為ECMO 管理主要內容。VA-ECMO 維持容量相對較欠,滿足ECMO 引流,盡量降低心臟前后負荷,減輕靜脈系統內壓,改善臟器灌注;VV-ECMO,在循環穩定的前提下,維持液體負平衡,有利于減輕肺臟滲出,改善預后。必要時聯用持續性腎替代治療。
1.4.7 其他
ECMO 運行期間還需注意:(1)護理:基礎日常護理非常重要,包括黏膜、皮膚和氣道護理,并保持安靜的環境。(2)抗感染:ECMO 治療期間感染是常見并發癥之一[14],應當做好院內感染防控,結合感染情況合理選用抗生素,必要時進行血培養。(3)營養支持:為了維持臟器基本功能,促進病情恢復,應當重視營養支持。(4)保護腎功能:維持腎臟良好的灌注,必要時給予小劑量利尿劑,以維持足夠的尿量。
1.5.1 撤機標準
VA-ECMO 的撤機標準:(1)心臟功能恢復良好,ECMO 流量減至原流量的1/3 或低于1.5 L/min 時,較少的血管活性藥物能夠維持滿意的循環;(2)心臟功能評估:超聲心動圖動態評估左心室收縮性功能:主動脈速度-時間積分>10,左心室射血分數(LVEF)>30%,右心功能評估良好,心室壁運動協調。
VV-ECMO 撤機標準:(1)肺部原發病、肺功能以及影像學等情況改善;(2)機械通氣:吸入氧濃度<50%,潮氣量6~8 ml/kg 情況下,氣道峰壓<30 cmH2O、氣道平臺壓<25 cmH2O,呼氣末正壓≤10 cmH2O,維持氧合滿意;(3)血氣分析:二氧化碳清除能力、氧合指數及內環境穩定。
1.5.2 撤機流程
VA-ECMO 撤機有快撤機和慢撤機兩種方式。慢撤機即逐漸減小輔助流量,觀察患者情況,一般需6~24 h;快撤機直接將流量降至最低(1.5 L/min),如患者在低劑量正性肌力藥物作用下維持循環穩定,一般在1~2 h 內完成。VV-ECMO 當流量僅為起始流量的20%~30%時,先停止向膜肺供氣,繼續轉流,監測靜脈氧飽和度,循環穩定后即可撤機。
由于在ECMO 撤機過程中流量較低,血流緩慢,為避免血栓形成,應當調整肝素的用量,觀察臨床出血情況和ACT。
在ECMO 治療期間需嚴格落實知情同意制度。實施ECMO 前,應當詳細告知患者家屬ECMO 治療目的,ECMO 治療期間可能發生的并發癥和處理措施,以及相關治療費用等,并簽署知情同意書。在ECMO 運行期間及撤機前也應注意醫患溝通,及時告知病情變化。對于放棄治療的決策,需進行充分醫患溝通,征得同意并簽署知情同意書。
在完成每例ECMO 應用后,按規定進行隨訪、記錄、保留并及時上報相關病例數據信息,接受各級質控中心對ECMO 技術臨床應用的質量管理。
由于ECMO 技術的臨床應用,涉及醫院多個部門、多個???,必須構建ECMO 多學科團隊,具備共同協作、快速反應和良好專業的能力[15]。專業成員包括:麻醉科、體外循環科、重癥監護室(ICU)、心臟及血管外科、心血管內科、呼吸科、急診科、腎內科、影像科、營養科、神經內科等??漆t護人員。
心臟外科術后ECMO 循環支持的目的在于保障全身有效的血液灌注,作為對病變心臟的有效輔助方法,為心臟的進一步診治恢復贏得寶貴時間[16]。
2.1.1 心臟外科術后ECMO 支持治療適應證
(1)心臟外科術后心原性休克的治療;(2)心臟移植后嚴重供體器官功能衰竭的治療;(3)心力衰竭終末期安裝心室輔助裝置或心臟移植的過渡治療;(4)左心室輔助裝置后右心衰竭的預防治療。
2.1.2 心臟外科術后ECMO 支持治療的禁忌證
絕對禁忌證:(1)惡性腫瘤;(2)不可復性腦損傷以及嚴重的不可逆性多臟器損害。相對禁忌證:(1)心臟術后依然合并不能矯治的先天和后天疾病者;(2)心肺復蘇時間超過30 min 者。
2.1.3 心臟外科術后ECMO 運行的管理
選用VA-ECMO 循環及呼吸支持模式。ECMO期間血壓可偏低,特別是在ECMO 初期。成人ECMO平均動脈壓不宜太高,維持在50~60 mmHg 即可?;旌响o脈血氧飽和度>65%、脈搏血氧飽和度>95%。乳酸<2 mmol/L 或逐漸下降,提示組織灌注良好。
容量管理:維持中心靜脈壓低于8 mmHg,左心房壓低于10 mmHg 較為理想。中心靜脈壓過高可用利尿劑增加尿量,也可用腎替代治療加速液體的排出。對于嚴重左心功能不全患者,經左心房放置引流管,可有效降低左心室前負荷,使左心室得到充分休息。在此期間常常因發熱、利尿、腎替代治療排除水分過多、酸堿失衡等因素,需要監測血氣分析和血流動力學,調整內環境平衡,對容量管理也是非常關鍵的。
藥物調整:ECMO 啟動后逐漸降低正性肌力藥物用量至維持量水平,保持心臟一定的興奮性,并讓心臟得到充分的休息。
抗凝管理:心臟外科手術后難以脫離體外循環機患者開始ECMO 支持時,可使用全量魚精蛋白中和肝素。術后密切觀察患者胸腔、縱隔引流、滲血和出血量等情況。術后24 h 逐漸增加肝素的入量。間隔2~3 h 測定凝血功能,及時調整肝素用量。根據凝血功能監測結果,選擇不同的治療措施,包括藥物和血液制品。
呼吸管理:包括保證呼吸通暢,避免肺泡痿陷,減少肺泡滲出,避免氧中毒。持續機械通氣應該采用保護性肺通氣策略,根據臨床表現和血氣分析結果,綜合評定心肺功能。期間應注意避免肺不張和肺部感染。
溫度管理:注意保持體溫在35℃~36℃。溫度過高,機體氧耗增加。溫度過低,易發生凝血機制和血流動力學的紊亂。
肢體并發癥:對于股動脈插管患者,插管部位遠端肢體缺血是常見的并發癥[17]。為了避免發生,可采用以下方法:(1)比較觀察雙側肢體情況,如溫度、顏色、周徑等。(2)用適當的灌注管供血給遠端下肢,建立遠端灌注。(3)從肢體遠端的灌注管泵入肝素,減少血栓形成。
在心臟外科術后ECMO 支持治療的管理中,循環功能的調控、凝血功能以及術后院內感染防控是需要重點注意的問題。
2.1.4 心臟外科術后ECMO 的撤機
脫機前應行多學科會診確定脫機時機。脫機標準:(1)ECMO 循環支持流量為患者正常心輸出量的20%;(2)在停用或小量血管活性藥物的條件下,血流動力學、心臟超聲監測及血氣分析指標明顯好轉:血流動力學穩定,評價動脈壓>60 mmHg,脈壓>20 mmHg,中心靜脈壓<10 mmHg,左心室壓<12 mmHg,LVEF>40%,混合靜脈血氧飽和度>60%,乳酸<2 mmol/L;(3)無惡性心律失常。脫機時逐步調整正性肌力和血管活性藥物的劑量,緩慢減少ECMO 的流量,當流量減少至僅為患者血流量的10%時,可考慮停機。
終止指標ECMO 治療期間若出現下述情況應考慮終止:(1)不可逆的嚴重腦損傷;(2)其它重要器官功能嚴重衰竭;(3)頑固性出血;(4)心臟功能無任何恢復跡象且無更佳的治療方案;(5)不可控感染。
體外心肺復蘇是指在病因可逆的前提下,對已使用傳統心肺復蘇不能恢復自主心律或反復心臟驟停而不能維持自主心律的患者,快速實施ECMO 支持治療,提供循環及氧合支持的方法。2015 年美國心臟病協會心肺復蘇指南建議:能夠快速實施體外心肺復蘇的醫療機構可以為可逆病因的心臟驟?;颊邔嵤w外心肺復蘇[18]。國內體外心肺復蘇已用于臨床,但是不同中心患者出院存活率差異較大,其原因主要與以下因素有關:患者的選擇、有效的傳統心肺復蘇、高效而安全的體外心肺復蘇以及心臟驟停出現到開始有效ECMO 輔助的間隔時間等,應不斷提升該技術水平。
2.2.1 體外心肺復蘇的適應證
目前認同度較高的體外心肺復蘇的適應證[19]:(1)年齡18~75 周歲;(2)心臟驟停發生時有目擊者,并有旁觀者進行傳統心肺復蘇,從患者心臟驟停到開始持續不間斷高質量傳統心肺復蘇開始的時間間隔不超過15 min;(3)導致心臟驟停的病因為心原性、肺栓塞、嚴重低溫、藥物中毒、外傷、ARDS 等可逆病因;(4)傳統心肺復蘇進行20 min 無自主循環恢復、血流動力學不穩定或出現自主循環恢復但自主心律不能維持;(5)心臟驟?;颊咦鳛槠鞴倬璜I的供體或即將接受器官移植的受體。
2.2.2 體外心肺復蘇的禁忌證
絕對禁忌證:(1)心臟驟停前意識狀態嚴重受損;(2)多臟器功能障礙;(3)創傷性出血無法控制,消化道大出血,活動性顱內出血;(4)左心室血栓;(5)嚴重的主動脈瓣關閉不全。
相對禁忌證:(1)主動脈夾層伴心包積液;(2)嚴重的周圍動脈疾?。唬?)心臟驟停時間已超過60 min。
2.2.3 體外心肺復蘇的實施
醫療機構急救單元應確保體外心肺復蘇的設備耗材能及時使用。如果符合體外心肺復蘇的適應證,在實施常規高質量復蘇的同時,快速有效地進行置管和連接ECMO 設備。
由于體外心肺復蘇的緊急性及復雜性,需要ECMO 團隊的有效配合,實施者能夠迅速建立經皮置管或外科切開置管,在預定的程序下進行有效的多學科合作。一般情況下,院外心臟驟停患者到達醫院后,或發現院內心臟驟?;颊?,主診醫師即刻進行傳統心肺復蘇及高級生命支持,同時評估患者進行體外心肺復蘇的指征。如果患者符合體外心肺復蘇的入選標準且無禁忌證,則在有條件的環境就地進行置管和連接管路,并注意實施場地的院感防控。
置管方法取決于心臟驟停當時的環境,中心血管或周圍血管均可作為置管血管。為方便置管及評估,建議配備超聲儀器設備。置管方法首選超聲引導下經皮股血管置管。由于股靜脈在心肺復蘇中容易操作,通常選用股靜脈。
2.2.4 ECMO 的轉運
體外心肺復蘇患者的啟動不一定在ICU,一旦啟動需要轉運到ECMO 中心ICU 繼續接受治療[20]。故體外心肺復蘇需成立轉運團隊。ECMO 轉運團隊包括ECMO 管理醫師、ECMO 置管醫師、ECMO 治療師(ICU 護師或體外循環師)、轉運護師和轉運呼吸治療師。轉運前每個成員必須仔細檢查所有設備,填寫檢查表。轉運過程中需固定每個組件,以防止因震動、變速導致管路脫出、機器故障等并發癥。要求氧合器低置于患者的水平,以降低血泵停轉后空氣栓塞的風險。注意環境溫度和患者的保暖。轉運過程中醫師、護師、技師及相關人員應各司其職,維持患者適當的通氣及氧合,維持血流動力學基本穩定,保證患者安全。
有條件可使用集成便攜式ECMO 轉運系統,更加安全方便,且不增加患者病死率[21]。轉運ECMO應配備應急泵或手動控制泵,以防主泵故障或電源故障。還應配備不間斷電源,能夠在電源故障時滿足所有設備的電力需求。ECMO 以外的設備包括轉運呼吸機、輸液泵、氧源、不間斷電源,以及ACT監測儀、監護儀、除顫儀、便攜式超聲儀、血氣分析儀、動靜脈壓力監測設備等,還需要備用搶救藥物及血液制品等。
2.2.5 體外心肺復蘇的倫理挑戰
將ECMO 引入心肺復蘇可能引發一些倫理問題。這些問題主要涉及體外心肺復蘇的開始和結束。雖然體外心肺復蘇相對于傳統心肺復蘇的優勢越來越多,但還沒有一個明確的指南來指導治療。通常在體外心肺復蘇前不能判斷它是否有效,但該技術卻能夠人工支持生命直到結束[22]。然而,體外心肺復蘇對醫療機構綜合水平、相關人力資源以及醫療費用要求高,并不是所有可能獲得潛在益處的患者都能夠平等地接受該技術救治。需要實施體外心肺復蘇的情況通常非常緊急,患者無法自主決定接受或拒絕該治療,通常由醫生建議,家屬決定。在體外心肺復蘇使用期間,患者有可能出現不可逆的腦損傷,既不能接受器官移植,又不能恢復意識及生活能力,陷入只能長期依賴體外生命支持的困境[23]。
暴發性心肌炎是一個以心肌受累為主要表現的全身性疾病,其表現形式特殊,突出特點為起病急驟,病情進展迅速,可突發嚴重心力衰竭、惡性心律失常、心原性休克甚至猝死。根據暴發性心肌炎的特點,治療應按照“以生命支持為依托的綜合救治方案”進行,對心臟泵功能和循環的機械支持是此類患者轉歸的決定因素[24]。暴發性心肌炎在ECMO 支持治療下,存活率明顯提高,而且大部分患者經5~9 d ECMO 支持治療即可撤離,逐漸痊愈,長期隨訪心功能持續改善,所以對于血流動力學不穩定的暴發性心肌炎患者推薦盡早使用ECMO 治療[25-26]。
2.3.1 暴發性心肌炎ECMO 治療的適應證
(1)心臟指數<2 L/(m2·min);LVEF<40%~45%,左心室短軸縮短率<26%;(2)動脈血氣分析指標:pH<7.15、堿剩余<-5 mmol/L、乳酸>4.0 mmol/L 且進行性加重,尿量<0.5 ml/(kg·h),毛細血管再充盈時間>3 s,中心靜脈氧飽和度<50%;(3)使用兩種或兩種以上正性肌力藥/血管活性藥物,且大劑量維持下仍存在低血壓,如果以上情況持續達3 h 以上,需緊急啟動ECMO。(4)出現或反復出現心室顫動、心搏停止或無脈電活動、短陣室性心動過速、三度房室阻滯等嚴重心律失常,經抗心律失常藥物、正性肌力藥物或臨時心臟起搏器等處理,仍不能維持有效循環者;(5)心臟驟停經傳統心肺復蘇 15 min 后仍不能維持自主循環者。
2.3.2 暴發性心肌炎ECMO 治療的禁忌證
(1)嚴重腦功能障礙或已明確腦死亡者。(2)長時間嚴重代謝性酸中毒,如乳酸>10 mmol/L 持續10 h 以上。(3)長時間嚴重多器官功能障礙綜合征。以上對“禁忌證”的規定,除嚴重腦功能障礙或明確腦死亡者外,其余均非絕對,如多臟器功能不能恢復,病死率極高,且存活者后遺癥多,臨床醫生需時刻警惕多器官功能障礙綜合征的發生與發展,及時建立ECMO。
2.3.3 暴發性心肌炎ECMO 治療的管理
ECMO 治療管理重點:(1)早期管理(ECMO 第1~2d)治療重點:保證足夠的流量,泵流量約為心排量的60%~80%,穩定生命體征,減輕心臟負荷,償還氧債,糾正內環境失衡。逐步減量或停用血管活性藥。維持紅細胞壓積在30%~35%。如果流量不足,可適當補充容量,增加離心泵轉速,提高膠體滲透壓至18~20 mmHg。(2)中期管理(ECMO 第3~5 d)治療重點:繼續穩定內環境,等待心功能恢復及預防并發癥發生。心功能恢復表現為脈壓逐漸增大,心肌酶、心肌損傷標志物、心電圖、超聲心動圖等指標持續改善。(3)后期管理(ECMO 第6~9 d)治療重點:逐步降低ECMO 流量,增加自體心臟做功。如有左心減壓管,可鉗夾至拔除,適當上調呼吸機參數和正性肌力藥物,并評估生命體征、血流動力學及心功能各項指標,為ECMO 撤離作準備。
如果心功能尚無恢復跡象,必須重新評估并制定下一步治療計劃:繼續ECMO 輔助;改換長期心臟輔助裝置;心臟移植;被迫放棄。不推薦在急性期行心臟移植,因部分患者還有恢復可能。ECMO 支持治療全程需密切觀察臨床表現,生化指標、血氣分析結果、超聲心動圖表現、炎癥因子,對病情進行動態觀察,及時調整治療策略。
預防感染及抗生素應用:ECMO 建立時無菌操作,管路為封閉系統,置管創傷小,一般不需大劑量、多種廣譜抗生素聯合應用,除非臨床情況復雜,休克時間長,機體免疫力明顯抑制者。日常診療及護理中做好手衛生,環境物表的清潔,避免院內交叉感染,密切監測各項感染指標,如出現感染,應遵循抗感染原則對癥處理。
聯合應用連續腎臟替代療法:若在有效的ECMO 流量灌注下仍少尿、容量過負荷、腎功衰竭者應盡早及時使用,可有效控制出入量;同時為了清除毒性物質,最好持續進行,每天至少8~12 h 或更長,同時起始時引血或終止時回血過程必須緩慢,以免誘發循環和心功能衰竭。連續腎臟替代療法可連接在ECMO 管路上或獨立置管,也可考慮ECMO及連續腎臟替代療法一體化設備。
暴發性心肌炎ECMO 治療的撤機方案:對于暴發性心肌炎患者關鍵指征是原發病緩解、心功能改善。撤機前建議行撤機試驗:先將ECMO 流速降低至基線水平的2/3,繼而降低至1/3,最終降低至最低水平(1~1.5 L/min)。
在撤機試驗過程中,應用床旁超聲心動圖監測患者心功能情況,如患者LVEF ≥20%,血流速度時間積分≥6,組織多普勒三尖瓣環側壁收縮期峰值運動速度≥6 cm/s,則可考慮撤離ECMO。如果患者無法完成撤機試驗,可能需考慮應用主動脈內球囊反搏、心室輔助裝置或考慮心臟移植等后續支持手段。
急性心肌梗死是指急性心肌的缺血性壞死,多在心臟冠狀動脈病變基礎上發生,此時冠狀動脈血供急劇減少或中斷,導致其供血的心肌出現嚴重而持久的缺血甚至壞死。急性心肌梗死所導致的心功能不全是心原性休克最常見原因,占心原性休克病因的80%左右[27]。經皮冠狀動脈介入治療(PCI)的早期干預能夠大大降低急性心肌梗死患者的死亡風險、延長患者生存時間,是急性心肌梗死最有效的治療方式。但是對于急性心肌梗死合并心原性休克的持續嚴重低灌注的患者,短期的循環輔助支持則是維持生命的必要手段。在眾多的循環輔助支持設備中,VA-ECMO 的應用在近幾年得到快速發展[28]。
2.4.1 急性心肌梗死合并心原性休克ECMO 治療的適應證
急性心肌梗死合并難治性心原性休克患者,屬于ECMO 的適應證:(1)收縮壓小于90 mmHg,心臟指數<2.0 L/(m2·min);(2)同時伴隨終末器官低灌注的表現,例如四肢濕冷,意識狀態不穩定,補液復蘇后收縮壓仍小于90 mmHg,血清乳酸>2.0 mmol/L 且進行加重,尿量<30 ml/h;(3)依賴兩種以上的血管活性藥或血管加壓素,主動脈內球囊反搏支持不足以維持穩定的血流動力學。這些患者只用藥物治療常常難以恢復,應考慮行VA-ECMO 治療。
2.4.2 急性心肌梗死ECMO 治療的禁忌證
絕對禁忌證:嚴重不可逆的除心臟外的器官衰竭,影響存活(如嚴重缺氧性腦損害或轉移性腫瘤);不考慮移植或植入長期心室輔助裝置的不可逆心臟衰竭;主動脈夾層等。
相對禁忌證:嚴重凝血障礙或存在抗凝禁忌證,如嚴重肝損傷;血管條件差(如嚴重外周動脈疾病、過度肥胖、截肢)等。
2.4.3 急性心肌梗死應用ECMO 的流程及管理
絕大多數需要進行ECMO 的急性心肌梗死患者,通常需轉入心導管室實施ECMO 聯合PCI。因病情危重、急需心肺支持的急性心肌梗死患者,甚至在急診室直接實施或者經由綠色通道快速進入心導管室實施緊急ECMO(即體外心肺復蘇)和PCI,最大程度簡化流程、搶救患者生命。
在心導管室,ECMO 的穿刺置管主要采用Seldinger 法經皮穿刺股動脈-股靜脈來實現。穿刺后需預置Proglide 縫合器,將皮外的Proglide 縫線保留再置管。這樣在ECMO 撤機拔管時只需利用保留的縫線就能第一時間進行縫合止血。
ECMO 聯合PCI 是救治急性心肌梗死合并難治性心原性休克的高級技術,技術和疾病雙方面都對抗凝有特殊要求。其抗凝措施包括:(1)由于PCI 對抗凝的要求高于ECMO,術中抗凝目標首先應滿足PCI 抗凝要求(肝素100 U/kg);(2)根據PCI 是否聯合ECMO,以及ACT 監測,決定不同的抗凝要求;如ECMO+PCI 聯合實施時,術中抗凝要求ACT 應大于350 s;而PCI 后單一ECMO 運行期間,ACT 監測則可維持于140~220 s;(3)在急性心肌梗死行PCI 當天,首劑抗血小板藥物,優先考慮應用起效時間短的替格瑞洛(180 mg)以及阿司匹林(100~300 mg),根據患者血栓與出血的臨床表現,借助血栓彈力圖動態評估,對不同藥物敏感度及耐受度來調整用藥,維持出血-凝血功能的可控性,防止相關并發癥的發生。
與此同時,紅細胞壓積應維持在30%~35%以上,血小板計數不得低于50~80×109/L。ECMO 實施過程中還應根據患者生命體征積極維持內環境的平衡。根據急性心肌梗死患者的不同情況,ECMO流量應穩定于2.0~4.0 L/min,平均動脈壓穩定在60 mmHg 以上。ECMO 運轉過程中,若有需要可以應用去甲腎上腺素及多巴胺等血管活性藥物進一步維持血壓。
若用ECMO 及大劑量血管活性藥仍無法維持血流動力學平穩時,可聯合使用主動脈內球囊反搏,因為主動脈內球囊反搏不僅有一定的心泵功能支持,還可以增加急性心肌梗死患者冠狀動脈血流。ECMO與主動脈內球囊反搏聯合應用,在不增加并發癥風險的情況下,有助于提高患者ECMO 的撤機率[29]。在聯用主動脈內球囊反搏前,有機會可選用超聲或股動脈造影確認兩側股動脈的穿刺置管條件。
待患者生命體征平穩,即可逐步降低ECMO 流量,通常ECMO 流量在3~4 h 下調約1 L/min,或者每6~24 h 下調0.5 L/min。此時可適當上調呼吸機參數和血管活性藥物,評估生命體征、血流動力學及心功能各項指標。如ECMO 流量< 1.5 L/min 時,患者的混合靜脈血飽和度>65%,動脈血氧飽和度>90%,超聲心動圖提示LVEF>30%,生命體征趨于平穩,則可考慮撤機。
ARDS 是指各種肺內/外致病因素導致的彌漫性肺損傷,進而出現以頑固性低氧血癥為特點的臨床綜合征,起病急、病死率高。ECMO 可改善氣體交換,快速糾正患者的低氧血癥及高碳酸血癥,為患者的原發病治療提供時間窗。ECMO 在改善氧合的同時,可明顯改善缺氧等所致呼吸窘迫癥狀,從而減少由強烈自主呼吸所引起的巨大跨肺壓變化,以及與其相關的肺損傷;與此同時,在ECMO 支持下也允許降低機械通氣支持力度,從而減少呼吸機相關肺損傷,實現“肺休息”和肺保護的目的[30]。
2.5.1 ARDS 患者ECMO 治療適應證
(1)使用機械通氣時間<7 d;(2)氧合指數<50 mmHg 超過3 h;氧合指數<80 mmHg 超過6 h;(3)或呼吸頻率上升至35 次/min,保持平臺壓≤32 cmH2O條件下調整機械通氣設置,動脈血pH 值仍<7.25 且伴有動脈血二氧化碳分壓>60 mmHg 超過6 h。
若患者原發性疾病為類似新型冠狀病毒肺炎等急性肺部改變所致ARDS,重癥及危重癥ECMO 指征及時機應該前移[31]。
2.5.2 ARDS 患者ECMO 治療模式
ARDS 患者多選擇VV-ECMO。重度ARDS 合并右心功能衰竭者,在進行利尿、強心及俯臥位通氣等措施無效后,可考慮轉為VA-ECMO 或增加動脈管路轉為選擇靜脈-動脈靜脈通路(VAV-ECMO)提供血流動力學支持。
2.5.3 ARDS 患者ECMO 治療的管理
ARDS 患者的ECMO 支持治療,患者機械通氣管理是其重點,同時還應注意容量管理、抗感染、其他臟器的功能維護等。
機械通氣管理:相關研究表明,嚴重ARDS 患者在啟動ECMO 治療后,強調更加嚴格的“保護性通氣策略”,能進一步減少呼吸機相關肺損傷發生,降低炎癥反應,改善預后[32]。
(1)模式選擇:早期,建議在配合鎮痛鎮靜藥物甚至神經-肌肉阻滯劑的使用下采取控制通氣模式(壓力控制/容量控制)。在病情改善后,可配合降低鎮靜深度,使用壓力支持通氣或氣道壓力釋放通氣等模式。(2)呼吸頻率:應在ECMO 建立后盡可能降低呼吸頻率。推薦ECMO 建立初始,在配合鎮靜劑的使用下控制呼吸頻率≤10 次/min。應注意監測患者動脈血二氧化碳分壓水平,必要時增加ECMO 氧氣流量。(3)驅動壓及平臺壓:推薦目標驅動壓≤14 cmH2O,平臺壓≤24 cmH2O。(4)潮氣量:可根據目標平臺壓設置,通常建議潮氣量≤4 ml/kg,以進一步減少肺損傷,改善臨床結局。(5)氧濃度:建議ECMO 啟動后降低機械通氣氧濃度,并下調至30%~50%。如果ECMO 氧合水平達不到目標氧輸送要求,可適當提高吸氧濃度。(6)呼氣末正壓:合理的呼氣末正壓設定需平衡肺萎陷及循環衰竭風險。推薦初始設定呼氣末正壓≥10 cmH2O 防止肺萎陷。
俯臥位通氣:俯臥位通氣可以改善ARDS 患者通氣/血流比例,促進肺復張,減輕VILI 的程度,且有利于氣道分泌物的引流,是重度ARDS 患者行之有效的治療方式之一[33]。相關研究也表明,在使用VV-ECMO 期間聯合俯臥位治療可改善肺組織靜態順應性,減少呼吸機相關肺損傷發生,加速VVECMO 的撤離。但在實際操作過程中,應充分考慮ECMO 管路的維護,防止出現脫管、打折、置管處出血等并發癥。此外俯臥位期間應適當下調呼氣末正壓防止肺泡過度擴張。
鎮痛、鎮靜和肌松治療:ARDS 的鎮痛、鎮靜和肌松治療的目的不僅僅是減輕患者應激、防止患者躁動和促進人機同步。ARDS 早期給予充分鎮痛、鎮靜的目的還在于降低患者過強的吸氣努力,降低過高的跨肺壓可能帶來的過高的肺應力和應變,從而避免或減輕肺損傷的發生和進展。若單純使用鎮痛、鎮靜藥物無法達到消除患者過強吸氣努力的目的,應聯合肌松治療。
肺復張的監測與評估:肺部影像學對于ARDS 患者原發病評估和早期發現并發癥極為重要,而ECMO轉運的風險限制了胸部CT 的使用。肺部超聲已被證實可以很好地反應使用ECMO 的ARDS 患者肺部通氣情況,同時具有及時性、動態性等特點[34]。推薦使用12 分區式改良肺部超聲評分法對肺部病變進行監測[35]。有條件者也可使用胸部電阻抗斷層掃描評估肺通氣分布情況和肺復張的效果。
ARDS 患者ECMO 的治療目標:由于病變肺功能的下降,以及出于肺保護目的而下調了機械通氣支持水平,VV-ECMO 患者可存在低氧血癥,但不應以提高脈搏血氧飽和度作為VV-ECMO 治療的目標。一般來說,在沒有嚴重貧血的情況下,85%的脈搏血氧飽和度水平可以滿足患者的氧需求。通過調節氣體流量可以比較容易地調節血二氧化碳水平,一般維持在40 mmHg。
在過去幾十年里,肺移植在基礎科學和臨床研究方面都有了許多進展,肺移植手術技術及圍手術期管理水平的不斷提高,受者術后長期存活率有明顯改善。其中,ECMO 的成熟及發展使很多曾經的肺移植手術絕對禁忌證變為相對禁忌證,ECMO 起到重要的橋接和支持作用[36]。ECMO 在肺移植圍術期,除了作為術中重要的心肺輔助工具,還可作為移植前橋梁用于受者等待肺移植期間過渡,另外也用于治療術后移植肺功能喪失、呼吸或循環衰竭,以及用于供體的器官功能維持。
2.6.1 肺移植患者ECMO 的適應證
經過積極的治療后,仍存在難以改善的低氧血癥、高碳酸血癥、右心衰竭的肺移植潛在受者。
2.6.2 肺移植患者ECMO 的禁忌證
絕對禁忌證:(1)根據現行標準認為不適合行肺移植手術;(2)不可逆的多器官衰竭;(3)敗血癥或菌血癥;(4)無法實施全身抗凝;(5)未得到控制的轉移性惡性腫瘤;(6)伴有其他肺移植無法治療的終末期疾病;(7)急性腦出血或腦卒中。
相對禁忌證:(1)年齡>65 歲;(2)體重指數>30 kg/m2;(3)一般狀況差;(4)長期呼吸機支持,如氣管插管>7 d;(5)ECMO 置管困難;(6)等候者處于致敏狀態,預計需要較長時間才能等候到合適的供肺。
2.6.3 肺移植受體術前ECMO 橋接治療
經評估后處于移植等待名單中的患者,出現原發疾病急性或進行性加重,常規手段無法維持生命或對肺以外重要臟器可能造成繼發損傷,則需要使用ECMO 橋接治療[37]。其主要目的在于降低或替代有創機械通氣要求,通常采用低流量的過渡性ECMO 支持聯合鼻導管吸氧,維持各個靶器官對氧供的基本生理需求。
2.6.4 肺移植術中ECMO 應用
肺移植術中ECMO 治療的時機:肺移植患者一般情況差,故術中任何呼吸循環的不穩定均可影響預后,因此需要根據術前評估結果,結合全身麻醉后各項生命體征指標以及手術過程中生命體征的變化情況,綜合判斷患者對長時間麻醉及嚴重手術創傷的適應能力,決定是否需要術中ECMO 支持。
肺移植ECMO 治療的管理:流量調節主要依據患者生命體征以及轉流方式而定。移植術中當阻斷一側肺動脈時可使肺動脈壓升高,此時可增加VA-ECMO 流量,從而減少肺循環血流,降低肺動脈壓。肺靜脈游離和吻合過程中外科操作常壓迫心臟,可能造成靜脈回流不足,導致血壓降低,靜脈壓升高。此時可加大VA-ECMO 流量,從而加大瘀滯靜脈血的引流,同時增加體循環血液泵入可降低中心靜脈壓、升高血壓,VV-ECMO 此時并無明顯作用。當移植完成開放肺動脈后,如多種原因均導致血壓降低,此時無論何種類型ECMO 均可通過增加流量與加用血管活性藥物相配合的方法輔助穩定循環。
ECMO 運轉期間維持患者血氧飽和度在90%以上。密切監測患者動脈血氣,并根據血氣結果調整混合氣體流量或混合氣體的空氧比,將血液氧分壓及二氧化碳分壓維持在正常范圍內。通常為保證ECMO 期間重要器官的充足氧供,維持血紅蛋白>80 g/L,血漿膠體滲透壓15~20 mmHg。ECMO 可減少機體對機械通氣的依賴,因此ECMO 后,應用更嚴格的肺保護性通氣策略。
2.6.5 肺移植術后ECMO 應用
肺移植術后早期可出現各種原因導致的急性呼吸衰竭,包括原發性移植肺功能喪失、肺動脈高壓患者術后急性心功能不全、感染、急性排斥反應、膈神經受損、肺動脈或靜脈吻合口狹窄等外科并發癥,臨床表現為低氧血癥、酸中毒、肺動脈壓力增高、肺順應性下降,伴床旁X 線胸片的滲出性改變。常規治療無效時,建議行ECMO 輔助支持治療。
術后ECMO 使用時機:基于不同的臨床情況及病理生理狀況,目前文獻中報道的ECMO 啟動時機不一。在啟動ECMO 前,需仔細評估患者綜合情況。從治療時機而言,較為一致的看法是有ECMO 治療指征的患者應盡早開始[38-39]。
術后ECMO 管理:除常規ECMO 管理之外,針對肺移植術后的一些管理要點在臨床中需注意以下幾點:(1)機械通氣及氣道管理 機械通氣管理可參照ARDS 患者的ECMO 治療標準采用更嚴格的“保護性肺通氣策略”。(2)術后容量管理肺移植患者術后出現不同程度的原發性移植肺功能喪失十分常見,術后無論何種ECMO 輔助模式,在保證氧合和重要臟器灌注的前提下,應盡可能達到液體負平衡,以改善肺水腫程度[40]。術后ECMO 聯合CRRT 可有效改善或預防液體過負荷、清除炎癥介質。
2.6.6 撤機策略
術后患者如果呼吸、循環功能逐漸穩定,應盡快撤離ECMO。對于肺移植術后患者,如為VV-ECMO模式,逐漸減低ECMO 血流量至2.5~3.0 L/min,然后逐步減低ECMO 通氣量,在原有機械通氣條件不變情況下,氧合仍維持滿意,無二氧化碳潴留,影像學改善明顯,可考慮脫離VV-ECMO。對于VAECMO 模式,除肺功能恢復之外,需充分評估心功能恢復情況,通常的心功能恢復指標包括:低劑量血管活性藥即可維持血流動力學穩定、自身脈壓≥20 mmHg、床旁超聲心動圖指標改善(包括心臟每博排出量、心室大小、主動脈速度時間積分、射血分數等)。
ECMO 狀態下需要鎮痛、鎮靜,減輕患者應激和不適,以減少氧耗,促進人機同步,并防止患者躁動,有利于免疫穩定。然而,在ICU 接受ECMO治療的危重癥患者,使其達到理想的鎮靜水平并減少譫妄發生仍然是一個挑戰,這主要是由于鎮靜、鎮痛方案思維模式的轉變以及常用鎮靜、鎮痛藥物藥代動力學的改變。
2.7.1 ECMO 患者鎮痛、鎮靜時機及方法
在ECMO 實施的最初12~24 h 內,應在插管和處理過程中維持患者一定鎮靜狀態,避免在插管過程中自發呼吸可能導致空氣栓塞,最小化新陳代謝速率,避免運動可能導致插管困難,使患者感到舒適[41]。給藥方法一般采取靜脈給藥方式。
在器官功能穩定后,建議根據停止所有鎮靜藥物以進行徹底的神經系統檢查(意識、神經反射)[42]。然再根據患者病情及患者的焦慮和躁動程度調整鎮痛、鎮靜目標。對于暴發性心肌炎患者,實施VAECMO 支持過程中,根據病情調整鎮痛、鎮靜目標,維持患者淺鎮靜或清醒舒適狀態[43];對于VVECMO 支持的ARDS 患者,推薦予以鎮痛為主,淺鎮靜策略,并早期積極物理治療及康復運動[44]。
2.7.2 ECMO 患者鎮痛、鎮靜藥物選擇
根據患者情況,鎮靜、鎮痛可采用分級及多模式方式。目前在ECMO 管理中最合適的阿片類以及鎮靜藥物治療方案尚不清楚,相關研究尚少[45]。常用鎮痛藥物包括阿片類藥物芬太尼及其衍生物和氯胺酮,而鎮靜藥物通常包括丙泊酚、右美托咪啶和苯二氮卓類藥物。
芬太尼及其衍生物:由于芬太尼具有很高的親脂性,已顯示出不可逆地與ECMO 回路和體外循環設備結合,其濃度在3 h 內保持不變,但在24 h 濃度完全消失,因此可以作為一種短期鎮痛藥。而舒芬太尼用于ECMO 鎮痛中的研究甚少,有研究認為其清除與低體溫及血漿蛋白濃度密切相關,因此在鎮痛過程中需密切監測患者體溫及血漿蛋白濃度。
氯胺酮:氯胺酮用于鎮靜鎮痛的研究不多,有研究發現在ECMO 管理中予以氯胺酮后可減少阿片類藥物及鎮靜藥物的使用。建議在ECMO 支持患者中氯胺酮可作為鎮痛管理的選擇,但不推薦單獨使用。
丙泊酚:ECMO 體外研究發現在ECMO 啟動后丙泊酚由于其親脂性,血藥濃度隨時間迅速下降,前30 min 的濃度僅僅為基礎值的30%,24 h 后其濃度幾乎測不到。提示ECMO 系統存在藥物吸附,長時間靜脈輸注丙泊酚可導致丙泊酚輸液綜合癥,不建議長時間使用。
咪達唑侖:咪達唑侖的血藥濃度在30 min 和24 h 分別為原先基礎的54%和11%,ECMO 啟動后咪達唑侖需求量增加10.2%,對于需要深鎮靜患者,建議予以咪達唑侖滴定鎮靜目標。
右美托咪定:右美托咪定是一種選擇性的α2腎上腺素能激動劑,具有鎮痛鎮靜作用,可達到有效的自然睡眠狀態,建議直接微量泵注,不推薦使用負荷劑量,推薦小劑量開始,滴定至合適鎮靜深度。
在ECMO 鎮靜管理中,長期使用阿片類藥物和苯二氮卓類藥物與譫妄發生率高有關,因此推薦在ECMO 啟動后盡快達到淺鎮靜狀態,減少譫妄及戒斷癥狀的發生率,可予以右美托咪定實現清醒鎮靜,并72 h 建立流程化運動方案,建議早期運動,改善患者預后。
2.7.3 ECMO 期間鎮痛、鎮靜的監測
ECMO 治療期間實施鎮痛,需要常規進行疼痛評估,建議對于能自主表達的患者應用數字量表評分法(NRS)評分,對于不能表達且具有軀體運動功能、行為可以觀察的患者應用重癥監護疼痛觀察工具或疼痛行為量表(BPS) 評分量表。
在實施鎮靜過程中,根據ECMO 支持需求及器官功能狀態個體化選擇鎮靜深度,實施目標導向的鎮靜策略。對于早期需要實施深鎮靜患者應每日喚醒,評估患者神經功能狀態;密切監測鎮靜深度,推薦Richmond 躁動-鎮靜評分(RASS)和Riker 鎮靜-躁動評分(SAS)評分作為鎮靜評估工具,實時評估調整鎮靜深度;同時需要注意神經功能的監測,建議腦電圖、腦電雙頻指數、麻醉/腦電意識監測系統及腦氧監測。
2.7.4 鎮靜、鎮痛藥物相關不良反應
患者鎮靜鎮痛期間若出現藥物不良反應,應加強監測及調整。如有精神相關問題,躁動、失眠、譫妄等,應??茣\。
建議多模式鎮痛,鎮靜集束化管理,每日間斷喚醒以及早期運動以減少鎮靜、鎮痛藥物的使用[46],從而減少與這些藥物有關的不良反應。
中國心胸血管麻醉學會(心血管外科圍術期醫學分會、精準醫療分會、體外生命支持分會、急救與復蘇分會),中華醫學會麻醉學分會,中國醫師協會麻醉學醫師分會,中華醫學會呼吸病學分會,中華醫學會重癥醫學分會共識編寫組成員名單
名譽負責人:黃宇光(中國醫學科學院北京協和醫院麻醉科),米衛東(中國人民解放軍總醫院麻醉科)
負責人:閔蘇(重慶醫科大學附屬第一醫院麻醉科),敖虎山(中國醫學科學院阜外醫院麻醉科)
編寫專家組成員(以姓氏漢語拼音排序):敖虎山(中國醫學科學院阜外醫院麻醉科),陳慧(福建省立醫院心血管內科),陳志(北京大學第三醫院急診科),陳祖君(中國醫學科學院阜外醫院成人術后恢復中心),郭曲練(中南大學湘雅醫院麻醉科),胡型銻(溫州醫科大學附屬第二醫院小兒心胸外科),吉冰洋(中國醫學科學院阜外醫院體外循環科),劉麗媛(中國人民解放軍空軍軍醫大學西京醫院心血管內科),劉志勇(中南大學湘雅醫院麻醉科),馬青變(北京大學第三醫院急診科),閔蘇(重慶醫科大學附屬第一醫院麻醉科),齊娟(福建省立醫院麻醉科),陶凌(中國人民解放軍空軍軍醫大學西京醫院心血管內科),汪芳(北京醫院心血管內科),吳彬(重慶醫科大學附屬第一醫院麻醉科),許鏡清(福建省立醫院麻醉科),于榮國(福建省立醫院麻醉科)
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