超聲心動圖對先天性膈疝患者接受體外膜肺氧合治療的預測作用研究

呂俊健 林土連 吳 強 李 珊 鄭海清 夏 波 何秋明 鐘 微

先天性膈疝（congenital diaphragmatic hernia，CDH）是膈肌發育不良導致腹腔臟器經膈肌缺損疝入胸腔的先天性疾病，是較常見的新生兒危重癥，重癥CDH患者病死率達50%～60%［1］。對常規治療無效的CDH患者，需通過ECMO輔助治療度過呼吸衰竭及肺動脈高壓的危險期。既往人們認為，肺發育不良和肺動脈高壓是CDH的典型特征，也是決定患者預后的主要因素，但過去十年中，CDH患者對體外生命支持的需求并沒有顯著降低［2，3］。近年研究發現，CDH患者的心功能不全與其不良預后有關，更有學者提出CDH的病理生理為肺發育不良、肺 血 管 病 變以 及左 心功 能障 礙三 聯征［4，5］。CDH胎兒肺部評估已被普遍應用，但CDH胎兒心功能的產前評估結果并不能反映出生后情況。超聲心動圖利用超聲的特殊物理學特性，是檢查心臟和大血管解剖及功能的首選無創技術［6］。本研究旨在探討超聲心動圖對CDH患者接受ECMO治療的預測作用。

材料與方法

一、一般資料

以2017年1月至2020年12月廣州市婦女兒童醫療中心新生兒外科收治的CDH患者為研究對象，回顧性分析其臨床資料及超聲心動圖資料。納入標準：①經本院產前評估或出生后確診為CDH的患者，并在本院積極救治者；②出生后24 h內在本院行超聲心動圖檢查者。排除標準：合并嚴重心臟結構畸形或染色體異常者。本研究共納入77例CDH患者，根據是否達到需要接受ECMO輔助治療的指征，分為非ECMO組（58例）和ECMO組（19例）。本研究經醫院倫理委員會批準，患者家屬均簽署知情同意書。

二、超聲心動圖檢查

收集患者一般臨床資料及出生后24 h內床旁超聲心動圖資料。檢查儀器為飛利浦CX50超聲機，S8-3心臟探頭，探頭頻率1～8 MHz。患者安靜狀態下取平臥位，對心臟進行全面掃查，重點掃查部位為胸骨旁左室長軸、胸骨上窩主動脈弓長軸、劍突下四腔心以及劍突下雙心房切面，心臟超聲數據測量方法參照歐美新生兒重癥監護室超聲心動圖實踐指南［7］。常規記錄的測量值包括：經房水平分流流束寬徑（atrial horizontal shunt，AHS）、右心室內徑（right ventricular diameter，RVD）、主肺動脈內徑（main pulmonary artery diameter，MPAD）、左心室縮短分數（left ventricular fractional shortening，LVFS）、左心室射血分數（left ventricular ejection fraction，LVEF）、經未閉動脈導管流束寬徑（patent ductus arteriosus，PDA）、主動脈內徑（aortic diameter，AOD）、左心房內徑（left atrial diameter，LAD）、左心室收縮末期內徑（left ventricular end-systolic diameter，LVESD）、左心室舒張末期內徑（left ventricular end-diastolic diameter，LVEDD）。

新生兒持續性肺動脈高壓（persistent pulmonary hypertension of newborn，PPHN）的診斷需同時滿足以下兩點：①臨床依據：動脈導管開口前后的動脈血氧分壓差達10～20 mmHg或右上肢SpO2高于下肢5%或以上。②超聲心動圖：肺動脈收縮壓大于35 mmHg或超過體循環收縮壓的2／3；存在心房或動脈導管水平的右向左分流［8］。

三、CDH患者應用ECMO指征

根據2016年歐洲CDH專家共識，符合其中一項即認為需要接受ECMO輔助治療：①無法維持動脈導管前SpO285%以上或導管后SpO270%以上；②有效通氣下pH＜7．15，動脈血PaCO2持續上升；③需吸氣峰壓＞28 cmH2O或平均氣道壓＞17 cmH2O才能維持SpO2＞85%；④持續pH＜7．15，乳酸≥5 mmol／L；⑤無法改善的低血壓，12～24 h內尿量＜0．5 mL·kg－1·h－1；⑥氧合指數≥40持續3 h以上［6］。

四、統計學方法

應用SPSS 19．0進行數據分析。對符合正態分布的計量資料以（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；非正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，組間比較采用秩和檢驗；計數資料以頻數和百分比表示，組間比較采用χ2檢驗或Fisher精確概率法。采用逐步回歸分析CDH患者需要接受ECMO治療的獨立危險因素，并計算比值比（odds ratio，OR）與95%置信區間（confidence interval，CI）。采用Prism6．01繪制77例患者PDA值及LAD值的受試者工作特性（receiver operating characteristic，ROC）曲線。P＜0．05為差異有統計學意義。

結 果

一、非ECMO組與ECMO組的臨床資料比較

非ECMO組58例均存活；ECMO組19例中，接受ECMO治療12例，存活7例，拒絕ECMO治療的7例均死亡。非ECMO組與ECMO組患者的性別構成、出生胎齡、出生體重、膈疝側別以及是否產前診斷比較，差異無統計學意義（P＞0．05）；非ECMO組患者合并肝臟疝入、PPHN的比例低于ECMO組（P＜0．05），見表1。

表1 非ECMO組與ECMO組的臨床資料比較Table 1 Comparison of clinical data between non-ECMO and ECMO groups

二、非ECMO組與ECMO組的超聲心動圖測量值比較

兩組超聲心動圖測量值中，AHS、RVD、MPAD、LVFS、LVEF差異無統計學意義（P＞0．05）；非ECMO組PDA值小于ECMO組，而AOD、LAD、LVESD、LVEDD值大于ECMO組，差異均有統計學意義（P＜0．05），見表2。

表2 非ECMO組與ECMO組的超聲心動圖測量值比較Table 2 Comparison of echocardiographic measurements between non-ECMO and ECMO groups

三、影響患者接受ECMO治療的多因素分析

將非ECMO組與ECMO組中差異有統計學意義的變量作為自變量，采用逐步回歸分析發現，肝臟疝入、PDA、LAD是CDH患者接受ECMO治療的預測因子（P＜0．05）。PDA每增加1 mm則需要接受ECMO輔助治療的風險上升3．33倍，LAD每增加1 mm則需要接受ECMO輔助治療的風險下降82%。見表3。

表3 影響患者接受ECMO輔助治療的多因素分析Table 3 Multivariate analysis of risk factors in ECMO group

四、PDA值與LAD值對CDH患者需要接受ECMO治療的預測效果

PDA值的ROC曲線下面積為0．890（95%CI：0．815～0．964，P＜0．05），約登指數最大值時對應數值為3．1mm，預測接受ECMO治療的敏感度為100%，特異度為61．02%，見圖1A。LAD值的ROC曲線下面積為0．830（95%CI：0．722～0．937，P＜0．05），約登指數取最大值時對應數值為7．5 mm，預測接受ECMO治療的敏感度為61．11%，特異度為93．22%，見圖1B。

圖1 出生后超聲心動圖預測接受ECMO治療的ROC曲線注 A：PDA預測CDH患者接受ECMO治療的ROC曲線；B：LAD預測CDH患者接受ECMO治療的ROC曲線Fig．1 ROCcurve of postnatal echocardiography predicting ECMO treatment

討 論

本研究顯示，肝臟疝入是CDH患者需要接受ECMO治療的影響因素，與既往研究結果相符［9］。Gaffar等［10］提出心功能障礙是CDH患者需要接受ECMO輔助治療的重要指征之一。既往有學者報道CDH患者左心質量低、心輸出量低與ECMO應用后存活率降低相關［11］；但左心質量數據只能通過尸檢獲取，且心輸出量的監測在新生兒重癥監護室應用較少。故本研究從已被廣泛應用的超聲心動圖中提取基礎數據，對CDH患者接受ECMO治療的概率進行預測。

一、CDH患者PDA增大與ECMO使用相關

在足月兒中，因肺血流增加可引起前列腺素的滅活，同時流經動脈導管血流氧分壓的增加可導致動脈導管收縮，動脈導管多于出生后24 h內閉合［12］。CDH患者肺發育不良導致肺血流減少，同時CDH患者較高的肺動脈壓力可造成未閉的動脈導管中主動脈和肺動脈之間的右向左分流，加重缺氧，導致胎兒循環向出生后循環的正常轉變過程失敗。大型的PDA會降低舒張壓，減少冠狀動脈的灌注，導致心肌缺血；在CDH患者中，大型PDA可導致左心的前負荷增大，進一步導致心功能的惡化。也有學者發現大型PDA會影響患者膈肌修補術后的恢復［13］。本研究顯示，PDA增寬是導致患者接受ECMO治療的獨立危險因素，PDA每增加1 mm，患者需要接受ECMO輔助治療的風險上升3．33倍，符合CDH患者的病理生理過程。但PDA不能簡單結扎關閉，此時關閉可導致右心壓力不能釋放、右心衰竭以及體循環灌注不足，需通過機械通氣、ECMO等治療措施改善氧合，使PDA縮小甚至關閉。

二、CDH患者左心形態小與ECMO使用相關

本研究單因素分析結果顯示，非ECMO組的與左心相關徑線AOD、LAD、LVESD、LVEDD值較ECMO組的值大，提示CDH患者左心形態較小與需要接受ECMO治療相關，LAD縮小是需要接受ECMO治療的影響因素，可能與以下因素有關：①腹腔臟器移位至胸腔內導致的物理性壓迫，長期壓迫導致左心舒張功能受限，血流減少，阻礙左心的充分發育。②肺發育不良、肺血管減少導致肺動脈壓力高，右心壓力高，也可致左心舒張受限。③CDH胎兒肺發育不良導致的肺血流減少使得左心容量負荷低，影響左心發育。需注意的是，LVEF和LVFS并不等同心輸出量，有研究顯示心輸出量下降與需要接受ECMO治療相關。當CDH患者病情穩定時，早期外科手術修補膈肌可緩解腹腔臟器對心臟的壓迫，但當CDH患者病情不穩定時，延期手術已成為大多數治療中心的共識，隨著腔鏡技術的成熟，胸腔鏡手術修補避免了開胸、開腹手術的并發癥，且不影響CDH患者的存活率［14，15］。

三、CDH患者吸入一氧化氮（inhaled nitric oxide，iNO）效果不佳

CDH患者合并肺動脈高壓應用iNO需謹慎，其病死率和需要接受ECMO治療的概率仍然較高［8］。動脈導管水平的分流方向取決于肺和全身血管阻力，心房分流取決于心室順應性和由此產生的心房壓力，非CDH的PPHN患者在心房水平和動脈導管水平上均以右向左分流為特征。而Wehrmann等［16］通過超聲心動圖發現84．3%的CDH患者肺動脈壓力高于體循環壓力，但82．4%的患者均為從左到右的心房分流，提示CDH患者左心房壓力明顯升高。CDH獨特的病理生理導致了iNO應用效果不佳，CDH患者左心房小且壓力高，肺靜脈回流阻力大，行iNO治療時，肺動脈擴張，加劇了肺靜脈高壓及左心房高壓，甚至可導致肺出血。

綜上，CDH患者的圍手術期需重視心血管系統的管理，通過超聲心動圖的基礎數據對CDH患者接受ECMO治療概率進行預測，操作方便，實用性強，有助于臨床決策。