中华急诊医学杂志  2026, Vol. 35 Issue (5): 658-665   DOI: 10.3760/cma.j.cn114656-20250901-00625

优化体外膜肺氧合回流管位置对急性呼吸窘迫综合征患者氧合及预后影响
宋晓东1 , 黄晓慧2 , 黄明君1 , 罗垚1 , 陶晋1 , 郭航1 , 张强1 , 李军1 , 赵晖3 , 孙欠欠3 , 赵俊杰3 , 兰超1     
1. 郑州大学第一附属医院急诊科, 郑州 450052;
2. 郑州大学第一附属医院皮肤科,郑州 450052;
3. 郑州大学第一附属医院体外支持中心, 郑州 450052
摘要: 目的 探究以右侧锁骨为体表标志定位静脉-静脉体外膜肺氧合(venous-venous extracorporeal membrane oxygenation, V-V ECMO)回流管尖端位置的新策略对急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)患者氧合效果及临床结局的影响。方法 采用回顾性队列研究方法,纳入2022年1月至2023年12月于郑州大学第一附属医院接受股静脉-右侧颈内静脉V-V ECMO支持的ARDS患者为研究对象。根据回流管尖端定位分为锁骨定位组(以右侧锁骨为体表标志定位回流管尖端)和传统定位组(以上腔静脉-右心房交界处为标志定位回流管尖端)。收集并比较两组患者基线资料、ECMO上机后2 h动脉血氧分压(PaO2)、膜前静脉血氧饱和度,保护性通气策略(lung protective ventilation strategy, LPVS)实施率、ECMO有效撤除率及预后。采用Spearman相关性分析评估指标间关联,多因素线性回归分析探讨ECMO上机后PaO2的影响因素; 配对t检验对传统定位组中因顽固性低氧血症调整回流管位置的患者行自身前后对照分析。结果 本研究最终纳入符合标准的ARDS患者134例,其中锁骨定位组31例、传统定位组103例(含调整插管位置19例),两组基线资料及使用ECMO前相关指标比较差异无统计学意义(P > 0.05),具有可比性。在控制变量的标准条件下(呼吸机氧浓度均设60%),锁骨定位组PaO2高于传统定位组[(106.92±17.60) mmHg vs. (72.85±10.55) mmHg,P < 0.001]。锁骨定位组LPVS实施率(93.55% vs. 73.79%,P=0.019)及ECMO有效撤除率(64.52% vs. 39.81%,P=0.015)均显著高于传统定位组。调整组患者调整回流管后,PaO2由(59.02±4.87) mmHg显著升至(100.77±18.72) mmHg(P < 0.001)。多因素线性回归分析显示,以锁骨为体表标志的V-V ECMO回流管定位策略是ECMO后PaO2水平的独立显著正相关因素(β=28.94,P < 0.001)。结论 以锁骨为体表标志定位V-V ECMO回流管可显著改善ARDS患者的氧合状况,提高LPVS实施率和ECMO有效撤机率,是一种安全、有效且易于操作的插管定位新策略。
关键词: 急性呼吸窘迫综合征    体外膜肺氧合    插管策略    氧合    锁骨    
Optimization of extracorporeal membrane oxygenation return cannula position on oxygenation and prognosis in patients with acute respiratory distress syndrome
Song Xiaodong1 , Huang Xiaohui2 , Huang Mingjun1 , Luo Yao1 , Tao Jin1 , Guo Hang1 , Zhang Qiang1 , Li Jun1 , Zhao Hui3 , Sun Qianqian3 , Zhao Junjie3 , Lan Chao1     
1. Department of Emergency Medicine, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China;
2. Department of Dermatology, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China;
3. Extracorporeal Support Center, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, China
Abstract: Objective To investigate the effect of a novel strategy for positioning the tip of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation (V-V ECMO) return cannula with the right clavicle as a surface landmark on oxygenation and clinical outcomes in patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS). Methods A retrospective cohort study was conducted. ARDS patients who received femoral vein-to-right internal jugular vein V-V ECMO support at the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University between January 2022 and December 2023 were enrolled. Patients were divided into two groups based on the method used for return cannula tip positioning: the clavicle-guided group (tip positioned using the right clavicle as a surface landmark) and the traditional positioning group (tip positioned at the junction of the superior vena cava and right atrium). The baseline data, arterial partial pressure of oxygen (PaO2) at 2 hours after ECMO initiation, pre-membrane venous oxygen saturation, implementation rate of lung protective ventilation strategy (LPVS), effective weaning rate of ECMO and prognosis were collected and compared between the two groups. Spearman correlation analysis was used to evaluate the correlation among indicators, and multiple linear regression analysis was applied to explore the influencing factors of PaO2 after ECMO. Paired t-test was performed for self-controlled before-and-after analysis in patients from the conventional positioning group whose return cannula position was adjusted due to refractory hypoxemia. Results A total of 134 eligible ARDS patients were finally enrolled in this study, including 31 cases in the clavicle positioning group and 103 cases in the conventional positioning group (19 of whom underwent cannula repositioning). No statistically significant differences were found in baseline data and pre-ECMO related indicators between the two groups (P > 0.05). Under the standardized condition of controlled variables (ventilator oxygen concentration was set at 60%), the PaO2 in the clavicle positioning group was significantly higher than that in the conventional positioning group [(106.92±17.60) mmHg vs. (72.85±10.55) mmHg, P < 0.001]. The implementation rate of LPVS (93.55% vs. 73.79%, P=0.019) and effective weaning rate of ECMO (64.52% vs. 39.81%, P=0.015) in the clavicle positioning group were both significantly higher than those in the conventional positioning group. After adjusting the return cannula, the PaO2 of patients in the adjusted subgroup increased significantly from (59.02±4.87) mmHg to (100.77±18.72) mmHg (P < 0.001). Multivariate linear regression analysis revealed that the V-V ECMO return cannula positioning strategy using the clavicle as a surface landmark was an independent factor significantly and positively associated with post-ECMO PaO2 levels (β=28.94, P < 0.001). Conclusions Positioning the V-V ECMO return cannula tip using the clavicle as a surface landmark significantly improves oxygenation, enhances the feasibility of LPVS implementation, and increases the rate of successful ECMO weaning in patients with ARDS. This strategy appears to be a safe, effective, and easily performable method for cannula positioning.
Key words: Acute respiratory distress syndrome    Extracorporeal membrane oxygenation    Cannulation strategy    Oxygenation    Clavicle    

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是一种病死率较高的严重肺部疾病,严重类别的病死率高达60%[1]

近年来,体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)广泛应用于严重呼吸衰竭患者的救治。既往临床试验及COVID-19相关研究均已证实静脉-静脉(venous-venous, V-V)ECMO已经成为治疗重度ARDS的重要手段[2-4]。股静脉-颈内静脉ECMO是目前ARDS患者改善氧合的主流模式[5]。然而,研究表明,改善患者预后的关键并非ECMO本身,而是其后实施的综合性管理措施,如:保护性/超保护性通气策略,俯卧位,呼气末正压滴定等[6]

但是ARDS患者应用V-V ECMO期间仍会发生顽固性低氧血症[血氧饱和度(SpO2) < 88%或动脉血氧分压(PaO2) < 55 mmHg,1 mmHg=0.133 kPa][7-10],这或许会限制保护性通气策略实施,以避免氧合进一步下降。在有平台压记录的患者中,因为各种原因仍有1/3未接受保护性通气策略[11]。当低氧情况发生时,首先通过各种手段改善患者氧合状态,包括:调整插管位置、治疗性低体温、镇静和神经肌肉阻滞、β-受体阻滞剂、增加ECMO流量、输注红细胞等[8]。以往研究更多关注调整下腔静脉里的ECMO引流管位置,但是引流管位置过浅会影响ECMO最大流量从而限制了ECMO的最大氧输送能力[8],补液可以解决引流问题但对ARDS治疗有积极意义的限制性液体管理策略[12]难以实现。

本研究提出一种新的插管策略:ECMO回流管尖端定位于右侧锁骨水平,通过增加两插管尖端距离,减少再循环,通过回顾性队列研究,比较该策略与传统方法(回流管置于上腔静脉-右心房交界处)对患者氧合的影响,旨在为V-V ECMO插管策略优化提供理论依据。

1 资料与方法 1.1 研究对象

本研究为单中心回顾性队列研究。连续纳入2022年1月1日至2023年12月31日期间在郑州大学第一附属医院接受股静脉-颈内静脉V-V ECMO治疗的ARDS患者。纳入标准:(1)年龄 > 18岁; (2)均符合ARDS柏林定义的诊断标准[13]; (3)符合V-V ECMO置入的适应证,无禁忌证[14]。排除标准:(1)严重循环衰竭的患者; (2)严重脓毒血症的患者; (3)接受肺移植手术的患者; (4)ECMO支持时间 < 24 h; (5)数据不完整(检查、检验结果缺失)。

本研究经郑州大学第一附属医院科研和临床试验伦理委员会批准(批准文号:2025-KY-0392-001)。

1.2 研究分组

所有患者均采用右侧股静脉(引流管)-右侧颈内静脉(回流管)V-V ECMO模式。引流管,其插管尖端均位于下腔静脉肝静脉汇入部位以上[15]。根据回流管尖端位置分为两组:锁骨定位组患者回流管尖端定位于锁骨后方(以床旁DR确认); 传统定位组患者回流管尖端定位于上腔静脉-右心房交界处(以床旁DR确认),按照国际体外生命支持组织(ELSO)指南推荐[16]

补救措施:相关指南建议ARDS患者氧合应维持在一定水平(PaO2 55~70 mmHg; SpO2 88%~95%)[17],当SpO2 < 88%或PaO2 < 55 mmHg,持续 > 2 h且经调整ECMO流量、容量、输血、镇静等管理措施[8]无效时,将回流管位置由上腔静脉-右心房交界处调整为锁骨处(调整组)。

分组原则:采用改良意向性治疗分析,调整组病例保留在原分组。

1.3 ECMO的建立与管理

ECMO系统:德国MAQUET公司(Rastatt,Germany)PLS系列,含Rotaflow离心泵及配套PLS套包; ECMO插管管路为美国Bio-Medicu公司(Minneapolis,USA)产品。患者均采用V-V ECMO模式。所有ECMO治疗均按照ELSO指南:V-V ECMO支持的成年患者管理[14]

ECMO的建立:选择右侧股静脉和右侧颈内静脉为穿刺点,采用改良的Seldinger技术放置,导丝置入前静脉注射负荷剂量的普通肝素50~100 U/kg,实现全身肝素化。交换长导丝逐层扩皮,沿导丝置入相应ECMO插管。右侧股静脉选择静脉导管(21-23 F)做引流管,右侧颈内静脉置入动脉导管(17-19 F)做灌注管。设置ECMO参数,建立ECMO环路。

ECMO的综合管理:采用肝素抗凝,动态监测凝血功能,活化凝血时间维持在140~220 s; 每隔4 h监测动脉血气; ECMO患者均接受机械通气,氧合指标满意时(SpO2 > 88%)采用肺保护性通气策略[2]。ECMO支持期间,常规给予抗感染、脏器保护、液体复苏、营养支持以及其他针对原发病的治疗。血液制品的输注根据临床实际需求而进行。一般情况下,血红蛋白(hemoglobin, Hb) < 70 g/L输注浓缩红细胞,血小板(platelet, PLT) < 50×109/L输注单采血小板,纤维蛋白原(fibrinogen, FIB) < 2 g/L输注纤维蛋白原。

ECMO的流量设定[15]:60~80 mL/(kg·min),且根据患者呼吸机条件、血容量状态进行调整。同时保证流量 > 心输出量的60%[18]。心输出量(cardiac output, CO)计值,CO=BSA×2.4 L/(min·m2)。采用Mosteller公式计算体表面积

$ \mathrm{BSA}=\sqrt{\text { 体重 }(\mathrm{kg}) \mathrm{x} \text { 身高 }(\mathrm{cm}) /(3600) \text { 。}} $
1.4 临床资料收集

收集各组患者一般资料,包括年龄、性别、体重、BMI、基础疾病、主要诊断; 白细胞、红蛋白等生化指标; 呼吸机参数,ECMO参数,ECMO前1 h内氧合指数(oxygenation index, OI)、动脉血气分析PO2、PCO2,ECMO后2 h且呼吸机吸入氧浓度(FiO2)维持60%维持15 min后动脉血气分析中的PO2和PCO2,静脉血氧饱和度(SVO2),DR下两插管尖端的距离,保护性通气策略实施率,并发症发生率,ECMO有效撤除率及出院存活率。

ECMO有效撤除:成功撤除ECMO后,患者存活时间≥48 h。。

OI为PaO2(mmHg)与FiO2的比值,用于评估患者ECMO支持前的肺损伤严重程度。

1.5 主要结果与次要结果

主要结果:两组ECMO上机后2 h PaO2(mmHg)。

次要结果:(1)敏感性分析:调整组里调整前后患者PaO2的变化(mmHg)(保持呼吸机参数、ECMO参数调整前后一致); (2)ECMO有效撤除率和出院存活率。

1.6 统计学方法

数据采用SPSS 26.0分析。定量资料经Shapiro-Wilk检验后,正态分布数据以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用独立样本t检验,非正态数据以中位数(四分位数)[M(Q1, Q3)]表示,采用Mann-Whitney U检验。计数资料以例数(%)表示,根据样本量及理论频数选择χ2检验或Fisher确切概率法进行组间比较。调整组前后PaO2、SvO2比较采用配对t检验。采用Spearman相关分析评估ECMO后PaO2与各指标间相关性。采用多因素线性回归分析主要结果的线性关系。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 患者筛选及基本资料

在研究期间,本院实施V-V ECMO治疗的患者共223例,其中年龄小于18岁3例,胸外气道肿物切除手术中行V-V ECMO辅助4例,严重循环衰竭的患者1例; 严重脓毒血症8例,肺移植术中59例,上机时间小于24 h 6例,数据不完整8例均排除,余以ARDS为主要诊断接受V-V ECMO支持治疗的患者134例纳入研究队列。其中锁骨定位组31人; 传统定位组103人(含调整组19人)(图 1)。

图 1 纳入患者流程图 Fig 1 Flowchart of included patients

两组患者在性别、年龄、体重指数、体表面积、基础疾病、ARDS病因及连续性肾脏替代治疗使用率等方面差异均无统计学意义(P > 0.05),具有可比性(表 1)。ECMO支持前,两组患者病情严重程度相关指标,如OI、PaO2、呼吸机参数等差异均无统计学意义(P > 0.05)(表 2)。

表 1 锁骨定位组与传统定位组患者基线资料比较 Table 1 Comparison of baseline characteristics and pre-ECMO parameters between the two groups
指标 锁骨定位组(n=31) 传统定位组(n=103) 检验值(t/χ2/u) P
性别a 0.000 0.992
  男性 22(70.97) 73(70.87)
  女性 9(29.03) 25(29.13)
基本信息b
  年龄(岁) 57.00(39.00, 65.00) 57.00(36.0, 64.0) -0.649 0.516
  身高(cm) 172.00(163.0, 175.0) 170.00(163.0, 173.0) -1.292 0.196
  体重(kg) 67.00(56.0, 75.0) 70.00(60.0, 80.0) -0.764 0.445
  BMI(kg/m2) 24.39(21.1, 27.6) 24.77(22.0, 27.7) -0.884 0.377
  BSA(m2 1.82(1.6, 1.9) 1.82(1.7, 2.0) -0.744 0.457
病史a
  糖尿病 4(13.33) 20(19.42) 0.582 0.446
  高血压 11(35.48) 30(29.13) 0.454 0.501
  心脏病 0(0.00) 1(0.97) 0.303 0.582
个人史a
  吸烟 9(30.00) 30(29.13) 0.009 0.926
  酗酒 4(13.33) 28(27.18) 2.440 0.118
ARDS病因a 11.021 0.138
  重症肺炎 16(51.61) 44(42.72)
  间质肺炎加重 4(12.90) 7(6.80)
  外伤 2(6.45) 18(17.48)
  外科术后 1(3.23) 12(11.65)
  COPD 3(9.68) 6(5.83)
  免疫抑制 1(3.23) 11(10.68)
  中毒 1(3.23) 3(2.91)
  其他 3(9.68) 2(1.94)
联合设备a
  CRRT 14(45.16) 39(37.86) 0.531 0.466
注:a为例(%),bM(Q1, Q3); BMI为体重指数,BSA为体表面积,CRRT为连续性肾脏替代治疗,ARDS为急性呼吸窘迫综合征,COPD为慢性阻塞性肺病

表 2 两组患者ECMO前情况比较 Table 2 Comparison of pre-ECMO parameters between the two groups
指标 锁骨定位组(n=31) 传统定位组(n=103) 检验值(t/χ2/u) P
血气分析
  OI a 50.15±4.03 48.64±4.00 -1.842 0.068
  pH a 7.31±0.11 7.32±0.13 0.643 0.521
  HB(g/L) b 101.00(87.0, 119.3) 99.00(84.0, 111.0) -0.551 0.581
  PaO2(mmHg) a 49.77±10.45 49.88±10.40 0.050 0.960
  PaCO2(mmHg) a 44.09±9.65 46.53±10.13 1.184 0.239
呼吸机
  FiO2(%)b 100.0(100.0, 100.0) 100.0(100.0, 100.0) -0.423 0.672
  VT(mL/次) a 351.45±130.77 366.18±134.61 0.538 0.592
  PC(cmH2O) a 19.28±3.92 19.51±4.45 0.262 0.794
  PEEP(cmH2O) b 8.0(7.0, 10.0) 8.0(7.0, 10.0) -0.771 0.440
  RR(次/min)b 22.0(21.0, 30.0) 22.0(20.0, 25.0) -0.915 0.360
注:ax±sbM(Q1, Q3); OI为氧合指数,HB为血红蛋白,PaO2为氧分压,PaCO2为二氧化碳分压,FiO2为吸入氧浓度,VT为潮气量,PC为压控,PEEP为呼气末正压,RR为呼吸频率
2.2 疗效与结局指标

为评估新型定位策略的干预效果,在标准化控制呼吸机FiO2为60%的条件下,比较两组ECMO支持后的疗效指标及临床结局(表 3)。

表 3 两组患者ECMO支持后疗效指标与临床结局比较 Table 3 Comparison of efficacy indicators and clinical outcomes after ECMO support between the two groups
  指标 锁骨定位组(n=31) 传统定位组(n=103) 检验值(t/χ2/u) P
呼吸机
  FiO2(%) 均为60% 均为60%
  VT (mL/次) a 262.5(234.5, 315.0) 310.00(250.0, 358.0) -1.731 0.083
  PEEP(cmH2O) a 8.0(5.0, 10.0) 8.0(6.0, 10.0) -1.097 0.273
  RR(次/min) b 17.26±4.43 16.89±3.62 0.451 0.653
血气分析
  pHa 7.39(7.30, 7.50) 7.40(7.30, 7.50) -1.005 0.315
  PaO2(mmHg)b 106.92±17.60 72.85±10.55 -10.237 < 0.001
  PaCO2(mmHg) b 35.34±7.00 38.82±8.59 2.058 0.042
ECMO情况
  ECMO血流量(L/min) b 4.73±0.50 4.61±0.48 -1.136 0.258
  ECMO流量指数[L/(min·m)2] a 2.7(2.6, 2.9) 2.7(2.5, 2.8) -0.374 0.713
  引流管尺寸(Fr) a 21.0(19.0, 21.0) 21.0(19.0, 21.0) -0.240 0.811
  回流管尺寸(Fr)a 19.0(17.0, 19.0) 19.0(17.0, 19.0) -0.424 0.672
  插管尖端距离(cm)b 14.86±2.81 9.29±1.73
  膜前SVO2(%)b 65.52±3.51 83.36±4.61 22.961 <0.001
  ECMO持续时间(h) b 170.25±118.98 212.81±142.80 1.280 0.204
  住院时间(d)b 17.61±7.96 23.89±17.18 1.969 0.051
ECMO并发症c
  出血 8(25.81) 31(30.10) 0.213 0.645
  脱管 0(0.00) 0(0.00)
  感染 3(9.70) 13(12.60) 4.110 0.343
患者结局c
  ECMO有效撤除 20(64.52) 41(39.81) 5.867 0.015
  出院存活 13(41.94) 35(33.98) 0.656 0.418
  6个月存活 11(35.48) 23(22.33) 2.177 0.140
患者管理c
  保护性通气策略 29(93.55) 76(73.79) 5.488 0.019
注:aM(Q1, Q3),bx±sc为例(%); ECMO为体外膜肺氧合,OI为氧合指数,PaO2为氧分压,PaCO2为二氧化碳分压,FiO2为吸入氧浓度,VT为潮气量,PC为压控,PEEP为呼气末正压,SvO2为静脉氧饱和度

为排除呼吸机支持力度对氧合评估的干扰,采取的控制变量的方法为所有患者呼吸机FiO2保持60%,在此标准条件下测定动脉血气。锁骨定位组患者氧合状况显著改善,其PaO2高于传统定位组,PaCO2低于传统定位组。两组间ECMO血流量及流量指数差异无统计学意义。值得注意的是,锁骨定位组插管尖端距离大于传统定位组,而膜前SvO2则低于传统定位组。

在临床管理方面,锁骨定位组保护性通气策略的实施率高于传统定位组(93.55% vs. 73.79%,P < 0.05)。此外,锁骨定位组的ECMO有效撤除率也高于传统定位组(64.52% vs. 39.81%,P < 0.05)。两组患者在ECMO持续时间、住院天数、并发症出血、感染发生率以及出院存活率和6个月生存率方面的差异均无统计学意义(均P > 0.05)。

为进一步验证回流管定位调整的直接效应,对于传统定位组中19例发生顽固性低氧血症(SpO2 < 88%且对常规管理措施无效)的患者(调整组),研究人员将其回流管尖端位置由上腔静脉-右心房交界处调整至锁骨下水平,同时严格保持所有其他呼吸机及ECMO参数不变(控制变量法)。采用配对t检验进行自身前后对照分析显示,调整后患者氧合显著改善:PaO2较调整前升高(差值:-41.75 mmHg, 95%CI: -49.83~-33.68 mmHg,P < 0.001),同时膜前SvO2降低(差值:12.16%, 95%CI: 9.64%~14.67%,P < 0.001)(表 4)。该结果进一步证实,将回流管定位于锁骨水平是一种能有效改善氧合并减少再循环的干预策略。

表 4 调整组患者重置回流管位置前后氧合指标变化(n=19,x±s Table 4 Changes in oxygenation indicators before and after repositioning the reinfusion catheter in the adjusted subgroup (n=19, x±s)
指标 调整前 调整后 差值(95%CI) t P
PaO2(mmHg) 59.02±4.87 100.77±18.72 -49.83~-33.68 -10.862 < 0.001
膜前SvO2(%) 83.47±4.35 71.32±3.61 9.64~14.67 10.152 < 0.001
注:PaO2为氧分压,SvO2为静脉氧饱和度
2.3 相关性分析

为进一步探索ECMO支持后PaO2与临床指标的内在关联,本研究采用Spearman相关性分析评估了PaO2与组别、插管尖端距离、膜前SvO2、保护性通气实施率等核心指标的相关性。(图 2

注:图中显示了PaO2与组别(锁骨定位组,传统定位组)、插管尖端距离、膜前SvO2等变量的Spearman相关系数(r值)。颜色深浅代表相关系数(r值)大小,红色表示正相关,蓝色表示负相关。aP < 0.05,bP < 0.01 图 2 ECMO后PaO2与临床指标的相关性分析(Spearman法) Fig 2 Correlation of PaO2 with clinical indicators post-ECMO (Spearman analysis)

分析显示,PaO2与组别(r=0.70, P < 0.01)及插管尖端距离(r=0.46, P < 0.01)呈显著正相关,与膜前SvO2r=-0.57, P < 0.01)呈显著负相关。此外,PaO2与保护性通气策略的实施亦呈正相关(r=0.48, P < 0.01)。值得注意的是,ECMO支持前的OI也与ECMO后的PaO2呈弱正相关(r=0.31, P < 0.01),提示患者初始肺损伤的严重程度虽有一定影响,但并非决定ECMO支持后氧合水平的主要因素。这些发现一致表明,采用以锁骨为标志的插管策略、增大两管尖端距离,可能与减少再循环(表现为SvO2降低)密切相关,并改善患者氧合状况。

2.4 组间效应可视化与多因素回归分析

为直观展示定位策略对ECMO后PaO2的影响效应,本研究进一步绘制箱线图并进行线性趋势分析(图 3)。

注:图中箱线表示四分位数范围,箱内横线表示中位数,触须表示范围; 图中实线表示基于线性回归拟合的趋势线 图 3 组别对ECMO支持后PaO2水平的影响:箱线图与线性趋势分析 Fig 3 The effect of group on PaO2 levels after ECMO support: boxplot with linear trend analysis

两组患者接受ECMO支持后的PaO2分布差异有统计学意义。锁骨定位组PaO2高于传统定位组[(106.92±17.60) mmHg vs. (72.85±10.55) mmHg, P < 0.001]。图中叠加的线性回归趋势线(实线)表明,组别(锁骨定位组vs. 传统定位组)是预测ECMO后PaO2水平的强显著因子(β=34.07, t=13.29, P < 0.001)。该结果从分布和集中趋势两个角度一致证实,相较于传统策略,采用以锁骨为体表标志放置回流管的插管策略能显著提升患者的氧合水平。

为独立评估新型插管策略对氧合的净效应,本研究构建了一个多因素线性回归模型,对组别、ECMO前氧合指数、插管距离及膜前SvO2等因素进行了调整(图 4)。分析结果显示,在控制了上述潜在混杂因素后,组别(β=28.94, 95%CI: 17.65~40.22, P < 0.001)仍然是ECMO后2 h PaO2水平的独立显著正相关因素。ECMO前OI(β=0.89, 95%CI: 0.35~1.42, P=0.001)也与PaO2显著相关。该结果表明,即便考虑了患者基线病情严重程度的差异,采用新型插管策略仍可独立使PaO2平均显著升高约29 mmHg。

注:该模型对组别、ECMO前OI、插管尖端距离、膜前SvO2等潜在混杂因素进行了调整,所有预测变量均已标准化; SvO2为静脉氧饱和度,HB为血红蛋白,ECMO为体外膜肺氧合 图 4 影响ECMO后2 h PaO2水平的多因素线性回归分析 Fig 4 Factors associated with PaO2 levels at 2 hours post-ECMO: a multivariable linear regression analysis
3 讨论

本研究通过回顾性分析134例接受股静脉-颈内静脉V-V ECMO支持的ARDS患者发现,与传统以上腔静脉-右心房交界处定位回流管相比,以锁骨为体表标志的新定位策略能显著改善患者氧合(PaO2平均升高约29 mmHg),提高保护性通气策略的实施率,并显示出更高的ECMO有效撤除率趋势。更为重要的是,当传统定位组患者出现顽固性低氧血症时,将回流管调整至锁骨下位置可迅速逆转氧合障碍,这进一步证实了该策略的有效性。

本研究结果的核心在于为V-V ECMO中的“再循环”问题提供了一个实用、有效且不与ARDS限制性液体管理策略相悖的解决方案。其机制主要源于以下三方面:首先,将回流管尖端定位至锁骨水平,显著增加了与引流管尖端之间的距离(锁骨定位组vs. 传统定位组: 14.86 cm vs. 9.29 cm)。距离的增加直接降低了再循环比例,这一点得到了锁骨定位组膜前SvO2显著降低的有力支持(65.52% vs. 83.36%)。SvO2的降低意味着经ECMO氧合后的血液更多地进入了患者体循环进行气体交换,而非被直接引流,从而提升了氧合效率[19]。其次,发生低氧血症时,与常规调整引流管策略相比,本策略避免了因引流管位置过浅导致的引流受限问题[19]。引流受限常需通过补液来解决,这与ARDS的限制性液体管理原则[20]相冲突。本研究通过优化回流管位置解决再循环,无需以增加液体负荷为代价,这或许是锁骨定位组ECMO有效撤除率较高的原因之一(r=0.210, P < 0.05)。最后,以数字化胸片上的锁骨作为体表标志,影像定位清晰、准确且易于实现,避免了以上腔静脉-右房交界处为标志时因肺门结构重叠所致的定位不确定性。

本研究的发现与当前关注减少V-V ECMO再循环和插管配置优化的研究趋势相吻合。例如,相关研究表明两插管距离 > 15 cm可以实现较小的再循环[21],然而,该策略主要侧重于调整引流管的位置。本研究则创新性地将优化重点从引流管转向回流管,并提出了以“锁骨”这一清晰、易辨识的体表标志进行定位的方法。本研究中该策略未发生脱管等严重并发症,证明了其安全性,更凸显了其卓越的操作便捷性。相关研究,ECMO双腔插管是解决“再循环”的有效措施,定位准确是再循环只有2%[22],其缺点可能在于:最大流量受限、血管损伤,定位要求高以及费用高,国内普及度不高。另一项研究表明所谓的χ配置插管[23],可以使高氧血优先流入三尖瓣,从而减少再循环并改善患者的氧合,但是利用缝线改变插管角度操作繁琐。相较之下,本研究提出的策略仅在同等ECMO血流支持下,通过优化回流管位置这一单一操作,即可显著改善氧合,这为临床处理V-V ECMO再循环及ECMO期间顽固性低氧血症提供了现有报道之外的又一重要手段。

本研究发现,尽管锁骨定位策略显著改善了氧合并提高了ECMO有效撤机率,但在出院生存率方面,锁骨定位组虽有提升趋势,但差异无统计学意义。这一结果提示,短期氧合的快速改善(过程指标)与最终的出院预后(终点指标)并非完全线性相关。从统计角度分析,出院预后受年龄、基础疾病是否可逆、多器官功能障碍程度等多重混杂因素影响,其效应量大于插管策略带来的氧合改善。其次,样本量较小带来的偏倚或许也是导致有益趋势为体现到统计学差异上; 从临床病因角度,纳入本研究的重度ARDS患者常伴随不可逆的肺组织损伤或多脏器衰竭,单纯通过优化插管位置改善氧合,虽能为肺康复赢得时间(体现为ECMO撤机率提高),但或许难以逆转疾病的根本结局。

本研究存在以下局限性:其一,本研究为单中心回顾性队列研究,不可避免存在选择偏倚与信息偏倚,且缺乏对患者远期预后的随访数据,无法评估该定位策略对患者长期生存率的影响; 其二,两组样本量差异较大,虽经统计学检验证实两组基线资料具有可比性,但样本量的不均衡仍可能降低统计效能及均衡性检验的敏感度,导致部分次要结局指标(如出院存活率、6个月存活率)未显示出统计学差异; 其三,研究未进一步分层分析不同ARDS病因、疾病严重程度患者对该定位策略的反应差异,结论的普适性有待验证。未来需要开展大规模、多中心的前瞻性随机对照研究来验证本研究的结论,并进一步探索该策略对患者远期预后的影响。

综上所述,本研究结果表明,对于接受股静脉-颈内静脉V-V ECMO支持的ARDS患者,以锁骨为体表标志定位回流管尖端是一种安全、有效且易于操作的新策略。该策略通过增大双管距离有效减少再循环,显著改善患者氧合,为实施肺保护性通气等综合管理措施奠定了基础,有望成为优化V-V ECMO支持流程的新标准。

利益冲突  所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明  宋晓东:研究设计与实施、资料收集整理、撰写论文并对文章整体负责; 黄明君、郭航、罗垚、陶晋、张强、赵晖、孙欠欠、赵俊杰:研究评估与实施、资料收集; 黄晓慧、李军:统计分析和论文修改; 兰超:质量控制及审校

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