2026, Vol. 35
引用本文 |
静脉-动脉体外膜肺氧合（veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation, VA-ECMO）技术是治疗严重心功能障碍患者的重要手段，主要应用于急性重症爆发性心肌炎、应激性心肌病、急性心肌梗死、心搏呼吸骤停等，可有效延长该类患者的生存时间及降低病死率[1]。然而，目前报道的撤机成功率为30%~75%不等，更有20%~65%的患者在撤机后死亡，这与撤机时机和撤机流程的不完善有直接关系[2-4]。过早撤机可能导致心源性休克复发，并对刚刚恢复的器官造成继发性损伤；而较长的ECMO持续时间与较高的并发症和住院病死率相关[5]。
目前撤离VA-ECMO的时机及流程尚存在较大争议，尚无统一标准。临床常用的撤机方法为连续降低辅助血流量[5]、“动静脉桥”[6]以及泵控制逆流试验（pump-controlled retrograde trial off，PCRTO）[7]。目前VA-ECMO撤离流程多数临床做法仍为连续降低辅助血流量法，其核心在于通过缓慢、阶梯式地降低ECMO辅助流量，为心脏功能的逐步恢复提供一个渐进式的适应过程。但即使ECMO流速再小，右心依然处于空虚状态，没有足够的液体负荷评估左右心功能的液体耐受性。“动静脉桥”法是一种利用“桥接回路”进行撤机的方法。该技术的核心在于，通过在ECMO回路的桥接部分放置一把霍夫曼钳至引血端，并逐步打开钳夹，将原本流向患者动脉端的血液逐渐分流回静脉端。这种方法使得将流向患者动脉端的血流量降至远低于传统空转流量的水平，从而更真实、更安全地评估患者脱离ECMO支持后的心脏功能和血流动力学稳定性。但该方法需要额外的“霍夫曼钳”并搭建动静脉桥。因此，目前VA-ECMO的撤离流程存在缺陷，对VA-ECMO撤离前的有效评估方案是亟待解决的临床难题。
PCRTO的作用原理是：PCRTO可以形成一种类似于动静脉分流的血流动力学模式，在降低泵转速的同时，保证一部分血流方向由主动脉直接分流入腔静脉，这样对右心起到类似于液体复苏的作用，模拟了撤机状态下的完全回心血量，增加了撤机成功的可能性。PCRTO既不需要额外的装置，且PCRTO过程中出现血流动力学不稳定可马上恢复到ECMO支持状态，故是一种安全、无创、更能评估心脏液体耐受性的撤机方案。
近年来关于PCRTO在ECMO撤机中的研究逐步增多，但集中在PCRTO与常规撤机方法的成功率比较，对PCRTO过程中血流动力学变化研究甚少，缺乏PCRTO过程中心脏耐受性变化的客观指标[8-11]。二尖瓣环组织多普勒频谱（E/e’）是评估左室舒张功能的重要参数之一，通常用于评估左室充盈压，PCRTO主要是在撤机过程中模拟了脱机状态下的回心血量，主要评估心脏对液体的耐受性，故设想E/e’是可动态监测PCRTO过程中左心负荷的良好指标。本研究拟通过监测PCTRO过程中血流动力学指标及E/e’的变化，来评估PCRTO时左心功能的变化。
1 资料与方法 1.1 研究对象该研究为前瞻性队列研究，选择2019年3月至2024年6月南京大学医学院附属鼓楼医院重症医学科收治的实施VA-ECMO并拟行PCRTO的患者。纳入标准：(1)年龄≥18岁；(2)应用VA-EVMO治疗；(3)已通过传统ECMO撤机连续降低辅助血流量法流程[12]；排除标准：(1)未达到撤机条件的患者；(2)传统撤机试验未通过的患者；(3)无法测定E/e’的患者；(4)二尖瓣中重度返流的患者。该研究已获得南京大学医学院附属鼓楼医院医疗技术审查伦理委员会审查通过（有批件，无编号）。
1.2 PCRTO实施ECMO撤离方案PCRTO试验患者实施ECMO撤离方案见图 1。
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| 注：PCRTO试验中逐步降低泵速，逐步增加至0.5~1.0 L/min的逆流血量，过程中注意监测患者MAP及SaO2的变化，若MAP迅速下降至60 mmHg以下，或心率增加至基础值的20%以上，或SaO2降至90%以下，中止PCRTO试验 图 1 PCRTO实施EVMO撤离流程 |
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所有数据来自入组患者的病例记录，包括：年龄、性别、急性生理和慢性健康评分（acute physiology and chronic health evaluation，APACHE Ⅱ）、序贯器官衰竭评分（sequential organ failure assessment, SOFA），VA-ECMO的病因、持续时间及28 d病死率。测定ECMO撤机前、后的心脏超声指标变化，包括射血分数（ejection fraction, EF）、左室舒张末期直径（left ventricular end-diastolic diameter, LVDd）、左室收缩末期直径（left ventricular end-systolic diameter, LVDs）、左房直径（left atrial diameter, LAD），主动脉根部直径（aortic root dimension, AoD），主动脉流速（aortic velocity, Ao），肺动脉收缩压（pulmonary artery systolic pressure, PASP），E峰，A峰、E/A和E/e’。若无法完成PCRTO实验30 min，则在中止前测定以上血流动力学指标。E/e’测定取心尖四腔切面，呼气末测量，取3个心动周期平均值。以上操作由获得由中国重症超声研究组（Chinese Critical Ultrasound Study Group, CCUSG）颁发的重症超声培训结业证书的重症医师完成。在PCRTO过程中，测定PCRTO前、后2 min、15 min和30 min的血流动力学指标，包括心率（heart rate, HR）、平均动脉压（mean arterial pressure, MAP）、中心静脉压（central venous pressure, CVP）和心脏超声E/e’值。
根据PCRTO结果选择是否撤离ECMO。撤离后30 d内患者未因心源性休克导致进一步机械支持视为ECMO撤机成功[13]。
1.4 统计学方法所有数据用SPSS 26.0软件进行数据的统计处理。符合正态分布的连续变量以均值±标准差（x±s）表示，采用Student's t检验进行组间比较，效应量以Cohen's d报告。非正态分布的连续变量以中位数（四分位数）[M(Q1, Q3)]表示，采用Mann-Whitney U检验进行组间比较，效应量以秩次效应量r报告（
根据纳排标准，最终纳入研究24例患者，撤机成功组18例，撤机失败组6例。两组间性别、年龄、SOFA评分差异无统计学意义，失败组APACHE Ⅱ评分高于成功组。两组间实施VA-ECMO的病因包括病毒性心肌炎、缺血性心脏病、心肌病、心搏呼吸骤停等，两组间病因差异无统计学意义。ECMO持续时间两组差异无统计学意义，失败组的28 d病死率明显高于成功组。见表 1。
| 指标 | 成功组(n = 18) | 失败组(n= 6) | Effect Size | 统计值 | P值 |
| 年龄(岁, x±s) | 36.06 ± 16.78 | 39.83 ± 10.70 | d=0.27 | t=0.51 | 0.613 |
| 性别[n (%)] | ϕ=0.145 | - | 0.649 | ||
| 女 | 9 (50.00) | 2 (33.33) | |||
| 男 | 9 (50.00) | 4 (66.67) | |||
| APACHE Ⅱ评分(x±s) | 23.61 ± 6.95 | 29.00 ± 11.22 | d=0.58 | t=1.34 | 0.194 |
| SOFA评分[M (Q1, Q3)] | 10.00 (8.00, 12.50) | 11.00 (9.00, 14.00) | r=0.16 | Z=-0.79 | 0.431 |
| VA-ECMO病因[n (%)] | |||||
| 心肌梗死 | 4 (22.22) | 1 (16.7) | ϕ=0.218 | - | 0.546 |
| 肺栓塞 | 2 (11.11) | 0 (0.00) | ϕ=0.174 | - | 1.000 |
| 病毒性心肌炎 | 8 (44.44) | 5 (83.33) | ϕ=0.338 | - | 0.166 |
| 心肌病 | 4 (22.22) | 0 (0.00) | ϕ=0.258 | - | 0.539 |
| ECMO天数[d, M(Q1, Q3)] | 7.00 (6.00, 8.75) | 8.50 (8.00, 14.25) | r=0.37 | Z=-1.82 | 0.068 |
| 28 d病死率[n (%)] | 5 (27.78) | 6 (100.00) | ϕ=0.628 | - | 0.003 |
| 注：APACHE Ⅱ为急性生理和慢性健康评分，SOFA为序贯器官衰竭估计评分，ECMO为体外膜肺；d为Cohen’s d (t检验效应量)，r为非参数检验效应量(|Z|/ |
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与pre-PCRTO相比，PCRTO后2 min成功组HR明显升高，但15 min、30 min HR无明显变化，失败组PCRTO后2 min、15 min、30 min HR较pre-PCRTO均无明显变化。与pre-PCRTO相比，两组在PCRTO后2 min、15 min、30 min MAP均明显下降，但同一时间点成功组与失败组组间无明显统计学差异。两组CVP在PCRTO前后均无明显变化。失败组pre-PCRTO的E/e’显著高于成功组；与pre-PCRTO相比，成功组PCRTO后2 min，15 min的E/e’显著升高，但30 min可回落至基础水平；失败组成功组PCRTO后2 min，15 min和30 min的E/e’均显著升高。成功组均完成PCRTO试验，失败组仅有1例完成PCRTO试验。见图 2和图 3。
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| 注：HR为心率，MAP为平均动脉压，CVP为中心静脉压；PCRTO为泵控逆流试验；a成功组组内与pre-PCRTO比较；b失败组组内与pre-PCRTO比较；c同一时间点与成功组比较 图 2 PCRTO试验前后两组血流动力学指标的变化 Fig 2 Hemodynamic changes in the two groups before and after PCRTO test |
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| 注：PCRTO为泵控逆流试验 图 3 PCRTO试验前后两组E/e’动态变化 Fig 3 Dynamic changes of E/e' in the two groups before and after the PCRTO test |
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与ECMO撤机前相比，成功组撤机后PASP显著下降，EF、LVDd、LVDs、AoD、Ao、E峰、A峰、E/A和E/e’均无明显变化。见表 2。
| 心超指标 | 撤机前(n = 18) | 撤机后(n = 18) | Effect Size | 统计值 | P值 |
| EF (x±s) | 38.35 ± 15.39 | 44.94 ± 12.87 | d = -0.33 | t= -1.219 | 0.246 |
| LVDd, [M(Q1, Q3)] | 4.80 (4.40, 5.48) | 4.81 (4.57, 5.28) | r = -0.16 | Z= -0.595 | 0.552 |
| LVDs (x±s) | 3.98 ± 1.12 | 3.66 ± 0.61 | d = -0.03 | t= -0.094 | 0.928 |
| AoD (x±s) | 2.75 ± 0.32 | 2.76 ± 0.31 | d = -0.04 | t= -0.165 | 0.872 |
| LAD, [M(Q1, Q3)] | 3.40 (3.13, 4.10) | 3.33 (3.04, 3.58) | r = -0.22 | Z= -0.805 | 0.421 |
| PASP, [M(Q1, Q3)] | 37.50 (35.00, 41.50) | 30.00 (28.50, 31.00) | r = -0.55 | Z= -2.060 | 0.039 |
| E (x±s) | 0.62 ± 0.10 | 0.75 ± 0.23 | d = -0.38 | t= -1.434 | 0.195 |
| A (x±s) | 0.58 ± 0.22 | 0.56 ± 0.12 | d = 0.16 | t= 0.586 | 0.577 |
| EA (x±s) | 1.20 ± 0.43 | 1.35 ± 0.39 | d = -0.21 | t= -0.788 | 0.457 |
| E/e’ [(Q1, Q3)] | 9.64 (8.19, 12.5) | 9.95 (6.00, 11.76) | r = -0.36 | Z= -1.342 | 0.180 |
| Ao (x±s) | 0.93 ± 0.24 | 1.06 ± 0.17 | d = -0.47 | t= -1.749 | 0.111 |
| 注：EF为射血分数，LVDd为左室舒张末期直径，LVDs为左室收缩末期直径，LAD为左房直径，AoD为主动脉根部直径，Ao为主动脉流速，PASP为肺动脉收缩压；d为Cohen's d (t检验效应量)，r为非参数检验效应量(|Z|/ |
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所有患者在PCRTO期间未发生溶血、肺栓塞、出血事件，所有失败组患者均未成功撤离ECMO，均在28 d内死亡。
3 讨论PCRTO于2013年首次提出并应用于儿科ECMO的撤离流程[7]。在PCRTO开始时需静脉推注肝素，达到目标ACT 220~250 s，防治逆流时血栓的发生。然后降低ECMO转速至逆流血流达到0.5~1.0 L/min，让部分血流直接从动脉分流至静脉，相当于瞬间进行一定容量的快速液体负荷试验，PCRTO撤机方式更符合生理的血流方向，模拟了撤机状态下的完全回心血量。PCRTO可以作为一种压力测试，对心脏储备功能尤其液体的耐受性进行更有效的评估。本研究发现虽然所有入组患者已通过传统ECMO连续降低辅助血流量法的撤机方案，达到撤机标准，但仍有20%（5/24）患者未能通过PCRTO试验。PCRTO通过逆行ECMO血流对心脏进行预负荷压力测试，弥补了传统撤机方法的不足，进一步对心脏的储备功能进行更高一级的评估。
PCRTO的有效性及安全性近年来成为研究的热点，但均为小样本研究。有研究表明应用PCRTO的撤机成功率比常规撤机方式提高15%~25%，病死率降低18%~25%[8, 14]。一项来自韩国的研究回顾性对比了155例成功脱离VA-ECMO的成年患者，其中70例使用了PCRTO策略，85例使用了传统方法。研究结果显示：PCRTO组的出院存活率高达90%，而传统方法组仅为72.9%。更关键的是，传统方法组在脱机后发生心源性休克的比例（16.5%）远高于PCRTO组（5.7%）。这意味着，PCRTO不仅能显著提高患者的生存机会，还能更准确地预测患者心脏的储备功能，避免因过早或不当脱机导致的致命性心衰复发[8]。这项研究的结论明确指出，PCRTO是一种安全、简单、可逆且极具预测价值的VA-ECMO脱机方法。它通过提供充足的观察窗口和生理性的“负荷测试”，显著降低了脱机后的心源性休克发生率和病死率。另一项包含47例患者的研究发现，80.9%患者通过第一次PCRTO试验撤机成功，10.6%通过第二次PCRTO试验撤机成功，余下的8.5%通过第三次PCRTO试验撤机成功，术后3 d均未应用体外膜肺[15]。该研究指出，与传统通过降低流量观察或使用动静脉桥接等方法不同，PCRTO通过反向旋转泵头，在保持管路完整的情况下，模拟了心脏在完全无机械支持下的负荷状态。这种方法不仅能更真实地评估患者的心功能储备，特别是右心功能，还能通过实时监测血流动力学和超声心动图，及时发现潜在风险并随时恢复支持。研究认为，PCRTO为VA-ECMO的脱机提供了一个安全、高效的标准化流程，尤其适用于心功能处于边缘状态的患者，有望成为未来临床实践中的首选脱机方案。但由于目前缺乏大样本RCT研究，体外生命支持组织（Extracorporeal Life Support, ELSO）提出PCRTO可作为VA-ECMO撤机可选择的方案之一[5]。PCRTO的潜在并发症是ECMO回路中的微血栓在逆流状态下进入患者体内或者红细胞在逆向方向时在离心泵内发生溶血，故在PCRTO开始前需给予负荷剂量的肝素。虽然有此风险，但众多研究中并未发现相关并发症[9, 15]。2024年国家卫健委组织编写了《成人体外膜肺氧合技术操作规范》也提出PCRTO可更准确的评估心脏和呼吸的储备功能，但缺乏PCRTO过程中明确的预测撤机成功或失败的标准化临界值[16]。
有研究发现通过PCRTO联合肺动脉漂浮导管（pulmonary arterial floating catheter, PAFC）能有效评估PCRTO过程中血流动力学的变化[10]。该研究发现，所有患者均在PCRTO实施1 min内出现左右心代偿性收缩增加、心率增快、中心静脉压及肺毛细血管嵌压（PAWP）升高的现象，但PCRTO撤机成功组在15 min内血流动力学指标可基本恢复到基线水平，但撤机失败组持续出现左右心负荷增高情况，该研究结果能更好地提示PCRTO过程对心脏代偿能力的压力测试过程。E/e’比值作为无创心超指标，常用于评估左心室充盈压。有研究表明，在急性心力衰竭患者，E/e’比值的升高提示左心室舒张期压力增高，预示心衰加重[17]。同时，有研究提示E/e’比值与PAWP有明显相关性，可实时监测左心负荷变化[18-19]。本研究中发现在PCRTO前成功组E/e’比值明显低于失败组，成功组在PCRTO后2 min、15 min的E/e’比值明显增高，但在30 min后可回落至PCRTO前水平；但失败组无论是PCRTO前后E/e’比值均较高，提示失败组的左室充盈压持续升高，这可能是导致撤机失败的重要原因。因此，E/e’可作为PAWP替代的有效无创血流动力学指标，用于指导PCRTO撤机流程。
本研究也有一定局限性。首先，由于PCRTO是本研究唯一的撤机方式，因此没有纳入匹配的对照组。其次，这是一项单中心研究，PCRTO在其他ECMO医疗环境中的普遍性仍有待检验。第三，在PCRTO期间没有系统地评估右心室功能，且样本量少，无法得出PCRTO过程中心脏的综合评估。第四，本研究仅评估PCRTO过程中的生理反应，非疗效比较，是否优于现有的撤机流程尚不得知。
总之，PCRTO作为一种新的VA-ECMO撤机模式，有效性及安全性已得到确认。本研究在PCRTO过程中联合重症超声的E/e’比值观察撤机过程中患者的血流动力学变化，可实时、无创、动态监测PCRTO过程中左室充盈压变化，可更好地理解PCRTO对患者心脏储备功能的评估，但寻求更为确切的血流动力学参数指导PCRTO过程中撤机成功与否尚无更大样本的研究。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 顾勤、徐颖负责研究设计与方案策划；徐颖、董丹江、祁慧负责数据采集与整理；徐颖、祁慧负责数据统计分析、论文撰写及修订；祁慧负责论文最终审校及定稿；所有作者均对最终版本表示认可
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