中华急诊医学杂志  2018, Vol. 27 Issue (6): 584-586
儿童体外膜肺支持下的心肺复苏现状与挑战
史婧奕, 崔云, 张育才     
200040 上海交通大学附属儿童医院重症医学科

心搏骤停(cardiac arrest, CA)是常见危重症。虽然传统心肺复苏(conventional cardiopulmonary resuscitation,CCPR)技术获得不断优化和推广应用,但医院内和医院外实施CCPR成功率仅为20%~30%,神经系统预后良好的生存率不足10%[1-2]。近年来,体外生命支持技术(extracorporeal life support,ECLS)的发展,将体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)技术应用于心肺复苏,称为体外心肺复苏(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation,ECPR)[3]。ECPR最初用于抢救先天性心脏病手术后发生医院内心脏停搏的儿童,现在已广泛用于成人与儿童心源性和非心源性心脏停搏的抢救。随着ECMO技术的成熟与普及,可以预见ECPR将成为临床危重症抢救重要技术。

1 ECPR技术的概念与适应证选择

ECPR通常指CCPR抢救心脏停搏至少20 min仍没有恢复自主循环(return of spontaneous circulation,ROSC)时,使用ECMO技术辅助建立人工循环,并替代心肺功能的技术[4]。ECPR技术发展之前,经CPR 30~60 min仍未恢复ROSC的患者,通常选择放弃或终止抢救。2015年的美国心脏协会(AHA)心肺复苏指南提出,具备ECMO技术流程、专业团队和设备的医疗机构,对于存在可逆可能的心脏骤停患者, 考虑使用ECPR替代CCPR[5-6]。经CCPR后, 已经恢复自主心律,但处在低心排状态的患者应用ECMO治疗,不属于ECPR的范畴。二十世纪70年代初期Bartlett等[7]首先将ECMO技术应用于临床,成功救治一例患儿。1976年Mattox和Beall[8]首先报道采用便携式心肺复苏旁路抢救大面积肺栓塞、严重心肺复合外伤和心源性休克患者,开启了ECPR的发展之路。

根据1989年成立的国际体外生命支持组织(extracorporeal life support organization,ELSO)资料,全球获得ECPR救治的患者人数逐年迅速增多,截止至2017年7月,ELSO登记合计3 995例成人、3 615例儿童和1 613例新生儿获得ECPR救治,出院存活率分别是28%、41%和41%,儿童存活率高于成人[3]。因此,对儿科与新生儿CA启动ECPR进行挽救性救治,可能比成人患者获得更高的成功率。

最近5年ECPR技术快速发展,每年报告救治病例数成几何级别增加。ECPR的聚焦点仍集中于合适病例选择、合适的时机(从CCPR至启动ECMO的时间)、如何选择合适的设备和实施的场地等[9-10]。传统CPR的成功率主要与以下因素有关:①CA原发疾病性质,心律失常如室速(VT)与室颤(VF)等成功率较高[11];肿瘤、遗传代谢性疾病、多器官功能障碍综合征(MODS)等晚期或终末期成功率低。②CA至开始心脏按压的时间,5 min内即开始正规心肺复苏术成功率较高。③复苏后合适的药物与管理等。ECPR通过建立体外循环通路,可以使重要器官(包括心脏、脑、肾、肝等)迅速恢复有效血液供应。虽然至今没有前瞻性对照研究报道ECPR对患者远期生存率与生存质量的影响,但已有较多资料显示ECPR增加CA患者自主循环恢复的可能性,并为治疗基础疾病(暴发性心肌炎、急性心梗、大面积肺栓塞等)提供时间,使患者获得更多的生存机会。

启动ECPR的时机尚无公认的标准。是否采用ECPR与医疗条件、人员熟练程度、基础疾病性质和伦理等因素密切相关[12]。Logitic回归分析发现心肌炎导致的CA采用ECPR生存率相对高。至今没有认定CCPR后多长时间为ECPR的禁忌证,但有资料发现成人CCPR持续30 min后启动ECPR是预后不良的独立风险。多数研究认为一般在CCPR 15~20 min后仍未恢复自主循环,可开始进行ECPR,目标是控制低灌注时间小于60 min[11]。儿童CCPR 30 min内启动ECPR可以获得相对满意的生存率[13]。Jaski等[14]分析20年的ECPR资料,发现在医院导管室发生CA的患者ECPR长期存活率远高于其他场所(50% vs.15%,P < 0.01)。对于医院外发生的难以复苏的CA,是选择现场启动ECPR,还是迅速转运至有条件的医疗机构,目前没有结论,原则上是尽可能缩短无ROSC的时间。

2 ECPR方法与复苏后的管理

ECPR的建立主要指在标准心脏按压下建立ECMO的过程。ECMO建立基本步骤包括置管(包括穿刺血管插管和手术切开血管置管)、连接管路、动力泵、氧合器、供氧管、热交换水箱及监测系统等[15]。根据ECLS中ECMO的运行模式,ECPR需要采用静脉-动脉ECMO(venoarterial extracorporeal membrane oxygenation,VA-ECMO)模式,主要用于心脏支持。ECPR的操作通常包括[10, 15]:①持续标准的心脏按压直至ECMO的运转;②心脏按压同时进行快速ECMO置管;成人和年长儿童常选择股动脉与股静脉;年幼儿童可以选择颈内静脉与颈静脉;③开始ECMO运行后停止按压;④采取其他措施保障心、肺、肾、脑等重要器官的灌注和氧合;⑤原发疾病的治疗。紧急情况下ECPR的管路预冲通常采用白蛋白或生理盐水进行预冲,建立循环之后采用输血或浓缩红细胞、血浆等胶体纠正血容量的平衡紊乱。

ECPR前后机体器官包括脑、心、肝、肾等均可能因灌注中断和缺氧造成严重损害。因此,ECMO建立后需要调整合适的血流速度和氧供,补充血容量,并可使用血管活性药物,尽快恢复器官的充分灌注,ECPR建立后的具体管理可以参考普通ECMO管理流程与方案。通常可以根据平均动脉压(MAP)、中心静脉血氧饱和度(ScvO2)、血乳酸(LA)、尿量等判断复苏后的灌注水平。成人维持MAP≥60 mmHg(1mmHg=0.133kPa)目标水平以上,儿童尽量维持血压与年龄相称的水平。ECMO只能暂时支持严重受损的心肺功能。CA患者通常患有严重的基础疾病和器官功能障碍,ECPR建立后需积极抓紧对原发疾病的治疗,视呼吸、肾等器官障碍的程度联合使用呼吸机或肾替代治疗等。

ECPR并发症可能高于一般ECMO支持患者,其中出血和神经系统并发症需要高度关注[11]。最常见的出血是置管部位出血,最严重的出血包括消化道或颅内出血。需密切监测血常规、ACT(维持于180~220 s)和APTT(维持于正常值1.5~2.5倍)、纤维蛋白原等指标,及时进行抗凝调整和补充血小板、凝血因子等。CA复苏后治疗性低温治疗的意义存在争议,但儿童CPR复苏后体温变化与神经系统损害有关。基于ELSO部分专家观点[16],当前推荐ECPR过程中和启动后48~72 h内对头部进行冰帽保护。ECMO建立后,就需要神经功能的初步评估,包括意识、瞳孔对光反应、自主呼吸等。

3 ECPR在儿科领域的应用

美国每年约16 000名儿童发生医院外CA,成活率 < 10%;约2%住院儿童发生CPR,存活率 > 40%,但高病死率情况下值得探索新的救治措施[5, 17-18]。国际上儿科CPR患儿中,采用ECPR复苏者不足1%,但部分儿科ICU心脏疾病ECPR比例高达27%[18-19]。美国心脏学会(AHA)已有针对儿科CPR的标准化培训教程“Pediatric Advanced Life Support(PALS)”,我国也建立有AHA数十家分支培训机构,尚没有公认的儿童ECPR标准化技术流程[20]。ECPR最初用于儿科心脏停搏的抢救,但至今仍需要积累证据来说明儿科ECPR显著优于CCPR[21]。已有的儿童CPR成功率报道差别很大,医院内和医院外CCPR成功率大约为9%~47%和0~29%[22],ECPR成功率约为38%~75%[19, 23-24]。根据ELSO公布资料,儿童与新生儿ECPR成功率高于成人[3]。国内也有较早建立儿童ECMO的医院也尝试ECPR,但迄今没有系统的研究结果发表。

儿童实施ECPR难度显著高于成人,主要在于建立血管通路困难。如果选择颈部血管置管则需要熟练的外科医师完成。儿童股静脉和颈内静脉相对细小,心脏停搏时血管呈“塌陷”状态,即使准备充分,建立ECMO的时间明显长于成人。韩国一组儿童ECPR资料显示ECMO建立之前CCPR持续时间平均61.5 min[25]。ECMO团队的熟练程度与应急能力也影响ECPR的成功率,美国西雅图儿童医院Burke等[26]发现夜间或周末启动ECPR需要较长时间建立、神经系统后遗症发生率高。说明为提高ECPR的抢救成功率,团队的急救应急能力与设备的准备非常重要,其中ECPR操作人员的配合与熟练是至关重要的[9, 19]

儿童ECPR建立后,神经系统的评估是非常重要的内容,可以进行床旁持续脑电图检查判断基本脑电波和振幅整合脑电电压等。一般儿童持续整合脑电电压低于5 μV者预后不良。囟门未闭合的儿童可以采用床旁超声观察脑水肿和脑内出血等情况。有研究报道儿童严重心脏疾病医院内ECPR无严重神经系统功能障碍存活率约23%~30%[27-28]。儿童ECPR仍有许多问题亟待解决,例如与医院内CA相比, 医院外CA由于心肺复苏不及时, 质量无法保证, 转运至医院的时间长, 以至于ECPR开始时间更晚,存活率不高。

4 前景

从CCPR发展至ECPR是CA患者救治的重大进步。无论成人还是儿童CA患者,业已明确ECPR可使部分CCPR难以存活的CA获得更多的生存机会。为使ECPR获得满意的效果,需要从设备、团队训练与培训、信息沟通的诸多方面进行研究探讨[19, 29]。2018年中华医学会急诊医学分会制定并发布了《成人体外心肺复苏专家共识》[30],对国内成人ECPR的发展将起积极的推动作用。国内儿科开展ECMO救治的单位不多,儿童ECPR的尝试也处于起步阶段,开展儿童ECPR救治,需要对ECMO团队应急和配合能力进行系统规范培训。同时需要进行多中心合作,探索适合我国国情的儿童CA救治新模式。

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