經顱多普勒超聲在體外膜肺氧合患者腦血流動力學監測及預后評估中的應用

李 樂，王 曼，劉振霖

貴港市人民醫院急救中心，廣西 貴港537100

體外膜肺氧合是以改良的人工心肺機，通過體外循環技術對患者進行操作管理的一種輔助治療手段［1-2］。體外膜肺氧合治療中，將患者靜脈血從體內引流至體外，再經過肺氧合后再用驅動泵將血液灌流至體內，以到達心肺支持治療的目的［3］。該治療方案多用于心衰、心源性休克患者的治療中，可挽救患者的生命。隨著近年醫療技術的發展，其適應癥范圍不斷擴展，外膜肺氧合在臨床的應用及管理有了顯著進步。體外膜肺氧合可有效減輕患者心肺功能負荷，增加心臟排血量，維持心肺循環穩定，能改善危重心衰、心源性休克患者預后［4-5］。

顱內血管性損害會導致生活質量下降，影響患者的正常社交、工作及學習，嚴重者威脅生命安全［6］。患者在體外膜肺氧合治療期間，因使用鎮靜和神經肌肉藥物，易發生急性腦損傷，因此治療期間的神經監測具有重要的意義。經顱多普勒超聲是觀察腦血流動力學改變的一項重要檢查方式，對腦血管疾病的早期診斷、治療及預后評價具有一定臨床意義。目前，國內僅一項相似研究，在體外膜肺氧合治療的呼吸衰竭患者中多普勒超聲輔助監測可提高組織氧供，減少器官衰竭，縮短住院時間，但并未對患者進行長期隨訪，遠期預后療效未知［7］。本研究旨在對比經外膜肺氧合患者治療前后左室射血分數（LVEF）、左室流出道速度時間積分（VTI）對經顱多普勒腦血流參數的影響，并探討經顱多普勒的腦血流動力學結果與患者術后1年不良預后的潛在相關性，以指導臨床工作的實施。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2015年5月20日～2020年1月3日在本院進行體外膜肺氧合治療患者的臨床資料。納入標準：符合危重心衰［8］、心源性休克［9］的診斷標準，合并少尿、持續性低血壓等癥狀，入院后均進行經顱多普勒超聲檢查；年齡在18歲以上；符合體外膜肺氧合治療適應癥；意識清醒，無明顯失語和視聽障礙。排除標準：合并肝、腎功能衰竭的患者；合并中樞神經系統、免疫系統疾病者；凝血功能障礙者；合并顱內損傷者。最終共納入87例體外膜肺氧合患者作為研究對象，其中男53例，女34例；年齡49～78（52.36±5.74）歲；BMI 23.4±3.21 kg/m2。本研究經我院倫理委員會審核通過。

1.2 方法

1.2.1 體外膜肺氧合治療方法 采取靜脈-動脈體外膜肺氧合輔助方式，使用MAQUET BE PLS2050體外循環套包（河北隆輝斯蒂爾醫療器械有限公司），對患者右側股動脈、股靜脈處進行穿刺置管，安置股動脈遠端的溢注導管，建立體外膜肺氧合輔助。插管前，患者均予以100 U/kg肝素靜脈注射抗凝，無活動性出血時開始以4 U/(kg·h)持續靜脈泵人肝素，將激活的凝血時間控制在160～200 s。治療期間溢注流量為40～220 mL/(kg·min)，根據患者監測指標來調整以維持滿意的血流動力學指標，調整泵流量使中心靜脈血氧飽和度維持在65%～75%。體外膜肺氧合建立和運轉開始后靜脈泵人咪唑安定注射液（采購自江蘇恩華藥業股份有限公司，國藥準字：H20031037）維持麻醉鎮靜。麻醉期間患者使用呼吸機輔助呼吸，并根據血氣情況調整呼吸機參數，部分患者肺功能良好可適當停鎮靜，拔出氣管插管。

1.2.2 經顱多普勒超聲檢查方法 87例患者體外膜肺氧合治療前、治療后3 d均進行經顱多普勒超聲檢查。采用的M9 便攜式彩色多普勒超聲系統（深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司），通過低頻（1.5～3 MHz）探頭從顳窗檢查大腦中動脈。

1.3 觀察指標

1.3.1 腦血流動力學指標 比較兩組治療前、后1 d的腦血流動力學指標，包括：收縮峰值血流速度（Vs）、舒張期峰值流速（Vd）、平均血流速度（Vm）、搏動指數（PI）。

1.3.2 心功能指標 比較兩組治療前及治療后1 d的心功能指標，包括LVEF、VTI、平均動脈壓（MAP）。

1.3.3 不良預后標準 兩組患者出院后即開始隨訪，隨訪時間為1年，截止時間為2021年1月3日（隨訪方式包括電話隨訪、患者自行來院復查）。不良預后包括：心血管死亡、心肌梗死和卒中。

1.4 統計學分析

采用SPSS22.0進行統計處理。計量資料以均數±標準差表示，組間比較行t檢驗；計數資料以n(%)表示，組間比較行χ2檢驗；預測價值采用ROC曲線分析，計算曲線下面積（AUC）；影響體外膜肺氧合患者不良預后的危險因素采用Logistic回歸模型分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 治療前后腦血流動力學指標比較

治療前與治療后Vs、Vd、Vm、PI值比較，差異無統計學意義（P＞0.05，表1）。

表1 治療前后腦血流動力學指標Tab.1 Cerebral hemodynamic indexes before and after treatment(n=87,Mean±SD)

2.2 治療前后心功能指標比較

體外膜肺氧合患者治療后LVEF、MAP、VTI升高，差異有統計學意義（P＜0.05，表2）。

表2 治療前后心功能及平均動脈壓比較Tab.2 Comparison of cardiac function and mean arterial pressure before and after treatment(n=87,Mean±SD)

2.3 影響體外膜肺氧合患者預后不良的單因素分析

單因素分析結果顯示，兩組腎功能不全、多器官功能衰竭率及治療前的Vs、Vd、Vm、PI、LVEF、VTI、MAP值的差異有統計學意義（P＜0.05），而性別、年齡、疾病分類、體外膜肺氧合流量及正性肌力藥物評分的差異無統計學意義（P＞0.05，表3）。

表3 影響體外膜肺氧合患者預后不良的單因素分析Tab.3 Univariate analysis of poor prognosis in patients with extracorporeal membrane oxygenation[n(%),Mean±SD]

2.4 影響體外膜肺氧合患者預后不良的Logistics回歸分析

Logistics回歸分析結果顯示，腎功能不全、Vs、Vd、Vm、PI、MAP是影響體外膜肺氧合患者預后不良的獨立危險因素（P＜0.05，表4）。

表4 影響體外膜肺氧合患者預后不良的Logistics回歸分析Tab.4 Logistic regression analysis of poor prognosis in patients with extracorporeal membrane oxygenation

2.5 腦血流動力學指標對體外膜肺氧合患者預后不良的預測價值分析

ROC曲線分析顯示，Vs、Vd、Vm、PI及4項指標聯合檢測體外膜肺氧合患者預后的AUC大于單一指標檢測，差異有統計學意義（P＜0.05，表5、圖1）。

圖1 腦血流動力學指標對體外膜肺氧合患者預后不良的預測價值分析Fig.1 Analysis of the predictive value of cerebral hemodynamic indicators for poor prognosis in patients with extracorporeal membrane oxygenation.

表5 腦血流動力學指標對體外膜肺氧合患者預后不良的預測價值分析Tab.5 Predictive value of cerebral hemodynamic indexes for poor prognosis in patients with extracorporeal membrane oxygenation

2.6 圖像分析

患者男性，64歲，急性心肌梗死后心衰，心源性休克。入院后行VA-ECMO支持，經顱多普勒超聲提示：入院時大腦中動脈PI值為0.27（圖2A），經VA-ECMO支持治療3 d后，患者大腦中動脈PI值為0.54（圖2B）。

圖2 治療前后患者多普勒超聲圖像Fig.2 Doppler ultrasound images of patients before and after treatment.

3 討論

體外膜肺氧合工作原理為通過血泵運轉將患者靜脈血從體內引流而出，依據氧合器清除血液中的二氧化碳，將氣體交換之后的血液再回輸到患者的動脈或靜脈，以代替機體的心肺功能［10-11］。近年來，臨床對采取常規治療無效的循環衰竭、呼吸衰竭、心力衰竭、心源性休克的患者采取體外膜肺氧合治療，且取得一定的療效［12-13］。經顱多普勒超聲檢查是評估腦部疾病患者顱內血液動力學狀態的常用方法，經顱多普勒超聲檢查異常與腦部疾病患者不良神經預后有密切關系［14-15］。本研究對于接受體外膜肺氧合治療的87例患者予以經顱多普勒超聲檢查，并分析經顱多普勒的腦血流動力學結果與患者預后的關系。

經顱多普勒超聲檢查簡單、方便、無創傷，同時具有準確性高、可進行重復檢查等優勢，有助于指導臨床治療［15］。及時對患者進行經顱多普勒超聲檢查可在盡早觀察腦血流動力學指標變化，避免因腦灌注壓紊亂而引起的腦缺血或充血，降低繼續性腦損傷發生風險，以改善患者預后。有學者報道，腦血管自動調節功能在不完善時，顱內壓會顯著升高，經顱多普勒超聲圖呈“阻力血液圖形”，PI值呈升高狀態［16］。本研究發現體外膜肺氧合治療前后兩組患者Vs、Vd、Vm、PI值的差異無統計學意義，可以看出體外膜肺氧合治療并不會影響患者腦血流動力學指標水平。既往研究顯示使用經顱多普勒超聲等非侵入性方式監測，體外膜肺氧合治療患者有無腦損傷的腦血流變化存在差異，但因僅有2名研究對象，可能存在個體偏倚，后續仍有待擴大樣本進一步研究［17］。研究發現，體外膜肺氧合作為一種有效的心肺支持治療手段，能促進心泵驅動血液，到達全身組織，增加心排血量，改善全身循環灌注［18］。體外膜肺氧合患者治療后LVEF、MAP、VTI升高，可見體外膜肺氧合治療可為患者提供有效的呼吸支持，以改善術后心功能指標。本次研究統計體外膜肺氧合患者術后1年預后情況，發現87例患者預后良好31 例（35.63%）、預后不良56 例（64.37%），可以看出體外膜肺氧合治療雖可在一定程度上降低患者死亡的風險，但患者治療后仍面臨較高的心血管死亡、心肌梗死和卒中發生的風險。雖然既往研究的隨訪結局是死亡人數，其結果顯示多普勒超聲輔助體外膜肺氧合治療呼吸衰竭患者可降低病死率，但也可從側面反應多普勒超聲輔助監測可改善體外膜肺氧合治療患者預后［7］。

腦血流灌注的調節受較多因素影響，可以通過機體神經調節、血流代謝耦聯調節及自身調節等多種模式，即在心排血量和頭部血管供血量減低的情況下，仍保持腦血流灌注相對穩定［19-20］。PI可反應遠端血管阻力，其升高、降低幅度與椎動脈的代償功能有密切聯系，若患者PI水平持續升高會引起顱內壓增加，進而引起血管的彈性和順應性降，腦血流灌注自動調節功能受損，腦血流下降，則最終引起不良神經事件發生［21-23］。可能為預后不良組患者Vs、Vd、Vm等血流動力學指標改變，造成心排血量降低。Logistics回歸分析結示，腎功能不全、Vs、Vd、Vm、PI、MAP是影響體外膜肺氧合患者預后不良的獨立危險因素。進一步繪制ROC曲線，比較各指標AUC，得出：Vs、Vd、Vm、PI及四項指標聯合檢測體外膜肺氧合患者預后的AUC大于單一指標檢測。提示臨床可通過加強監測腦血流動力學指標（Vs、Vd、Vm、PI），評估體外膜肺氧合患者預后。

綜上所述，腦血流動力學指標（Vs、Vd、Vm、PI）與體外膜肺氧合患者預后有密切聯系，臨床需加強聯合各指標檢測，盡早評估體外膜肺氧合患者預后狀態，實施針對性治療，以改善其預后。