第三章 体外膜肺与急诊（二）
近年来，随着医疗技术的不断进步，心脏骤停患者的心肺复苏（CPR）成功率也在不断提高，自主循环恢复（ROSC）率可达40%～60%，但出院生存率仍较低，在美国登记注册的院内心脏骤停（IHCA）患者的出院生存率为22.3%[1]，院外心脏骤停（OHCA）患者仅为9%[2]。有资料显示，当心脏骤停时，即使可进行高质量的CPR，产生的心排量也仅为正常的25%～30%，颈动脉平均压很少能超过5.3kPa，心肌血量仅为正常的20%，同时随着CPR的进行，心肌缺血的时间逐渐延长，使其反应性下降，最终失去对各种治疗措施的反应性，从而导致CPR失败[3]，另外CPR前的全身性缺血缺氧，以及复苏后全身缺血-再灌注损伤，进一步导致包括心脏骤停后脑损伤、心肌功能不全，甚至出现全身性炎症反应综合征等复杂的病理生理学过程，引起所谓的“复苏后多器官功能障碍综合征”，直接影响CPR患者的预后及生存率[4]。因此，寻求一种高效、安全、有效的CPR治疗方法对提高生存率至关重要。
体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是在体外循环装置基础上发展而来的一种新型呼吸循环支持技术，其工作原理是将静脉血引出体外，在血泵驱动下，经过膜式氧合器氧合，再将血液回输到病患体内。离心泵产生循环动力，替代了心脏功能，血液的转流减轻了心脏负荷、增加了脏器的灌注，膜式氧合器替代了肺的功能，提高了血液的氧合，提供全身氧供，使用ECMO后即使病患没有自主循环与呼吸，主动脉和冠脉中的血液经过氧合后，机体的氧分压与血氧饱和度仍能维持基本的生物学生命，使心肺得到充分休息，为治疗原发病赢得时间。动物研究模型已经证实[5，6]ECMO在心肺复苏应用方面可行、有效，可增加ROSC恢复率，显著提高CPR的存活率，但临床方面的研究较少，且多为单中心回顾性研究，因此，本人对ECMO的研究进展及在CPR的临床应用方面做一综述。
一、ECMO类型
ECMO是采用体外循环设备进行循环、呼吸支持的一种辅助技术，能够快速改善呼吸衰竭患者的低氧血症及失代偿期的心功能不全。根据管路回流形式，ECMO主要分为VV（venovenous）-ECMO和VA（venoarteria）-ECMO（图1-2-1）。VV-ECMO 可部分或全部替代肺功能，主要用于成人急性肺损伤、急性呼吸窘迫综合征、急性呼吸衰竭及肺移植手术的患者，而VA-ECMO主要用于循环衰竭、心脏骤停及心外科术后的辅助支持，也可用于呼吸衰竭患者。
二、ECMO的作用机制
（一）增加冠脉血流
提高主动脉的压力和恢复冠状动脉血流是CPR复苏成功的基础，国内外研究已证明[6-8]CPR联合ECMO在提高主动脉压力和冠脉血流方面均优于单一CPR，ECMO建立后，即使自主循环与自主呼吸未恢复，但主动脉与冠脉内的血流仍为氧合的动脉血，PaO2和SaO2仍可达到基本的生理要求，同时可降低心脏前后负荷，有助于自主心跳恢复，增加组织器官灌注。
（二）保护脑细胞
有效自主循环的建立以及脑复苏成功是挽救生命的前提，心脏骤停期间的体温变化及低氧血症引起脑血管收缩、氧离曲线左移以及脑血流灌注异常，导致脑组织缺血缺氧，糖代谢紊乱，引起脑氧耗/脑糖耗（CMRO2/CMRGlu）比值下降，与复苏后神经功能障碍密切相关[7]，国内有研究显示[8]CPR后脑氧供相对增加，无氧糖酵解减少，使CMRO2/CMRGlu升高，而ECMO组CMRO2/CMRGlu比值升高明显高于常规CPR组，提示ECMO更能有效改善脑氧代谢及能量代谢，减轻脑损伤，同时ECMO还可酌情进行亚低温治疗，减少组织器官的缺血-再灌注损伤，有助于器官功能恢复。
三、ECMO在CPR的临床应用
（一）ECMO治疗前的病人选择
尽管多项观察性研究显示，对非心外科术后院外或院内心脏骤停，ECMO复苏成功率显著优于传统的CPR[9-13]，但对于应用ECMO的病人选择仍需慎重，以期获得最大风险效益比，因此，美国心脏病协会（AHA）指南推荐，对于循环时间较短、病因可逆或符合心脏移植指征的患者，可考虑应用ECMO治疗（Ⅱb，C类证据）[14]，具体的入选及排除标准详见表1-3-1[15]。
（二）ECMO的应用时机
复苏后应用ECMO的最佳时间目前尚无统一意见。国内丘俊涛等[16]研究认为经CPR15分钟未恢复稳定的自主循环，排除严重的脏器损伤及明确的不可逆转的病因，即有进行ECMO的指征。研究表明，CPR时间长短与ECMO抢救的成功率密切相关，随着CPR时间的延长，患者病死率及神经系统的并发症风险显著增加，CPR超过30分钟，生存率下降5%[17]，但亦有CPR时间超过176分钟，仍有良好的神经系统预后的报道[18]。目前，大多数研究比较认同CPR时间超过10分钟仍无法建立ROSC作为应用ECMO的时机[19-21]。
（三）应用ECMO后的预后因素
复苏后应用ECMO后多种指标可预测患者的预后。有研究发现ECMO前的乳酸水平及乳酸恢复正常的时间与预后密切相关[16，22]，乳酸为反映全身微循环灌注的重要指标，乳酸水平的下降表明脏器微循环灌注好转，心功能改善，江春景等[21]使用多因素Logistics回归分析发现应用ECMO后12h乳酸值为影响预后的独立危险因素，国外研究也获得了同样的结果，认为使用ECMO后最初24小时内的乳酸峰值可预测30d病死率[23]，另国内黄雷[24]等在ECMO联合急诊PCI在急性心梗后心脏骤停的研究中发现，与存活组相比，死亡组的ECMO辅助后48h平均动脉压更低，动脉乳酸水平较高，提示应用ECMO后48h的平均动脉压及乳酸水平是反映预后的重要指标。国外亦有文献报道复苏后平均动脉压>60mmHg[25]、年龄≤66岁、可电复律节律、低灌注时间≤38分钟、脉压差>24mmHg、SOFA评分≤14分[26]、复苏后的乳酸清除率[27]、入院时的瞳孔直径[28]是存活出院或改善神经系统结局的独立预测因素。此外，应用ECMO前的急性生理评分、低体温[29]、血肌酐峰值[16]、最初24小时内少尿[30]、低肾小球滤过率[31]、低血红蛋白血症、心脏骤停至应用ECMO间隔时间较长[32]均可独立预测病死率或神经系统的不良结局，而短时间的应用低流量ECMO、动脉血高pH值、入院时的低乳酸水平[33]、休克型心脏节律[33，34]和INR≤2.4[34]提示着具有较高的出院存活率。
（四）ECMO的撤机指征
在应用ECMO过程中维持平均动脉压（MAP）>60mmHg即可，应用ECMO后患者血流动力学稳定、心脏超声示左室射血时间>200ms、无酸碱失衡及电解质紊乱、无致命性心律失常、左室射血分数（LVEF）>40%、辅助流量能减少至正常心排量的10%～20%可考虑撤机[35]。
（五）ECMO治疗的并发症
ECMO是一种有创的心肺辅助手段，辅助期间可能出现各种并发症，直接影响患者预后。Cheng等[36]一项包括12个研究1866例在心源性休克及心脏骤停患者中应用ECMO的荟萃分析显示累积存活率为20.8%～65.4%，研究发现的并发症为下肢缺血、筋膜切开术或筋膜室综合征、下肢截肢、中风、中枢神经系统并发症、急性肾损伤、需肾脏替代治疗、大出血、出血再开胸、心脏术后心脏压塞及重症感染等，其中主要并发症为急性肾损伤（35.5%～74.0%）、需肾脏替代治疗（36.7%～55.5%）；其次为大出血（26.8%～56.6%）及重症感染，大出血尤以颅内出血最为严重，可能与长期应用肝素、血小板减少、凝血因子消耗有关，长时间置管应用ECMO、机械通气及院内感染是重症感染的主要原因[15]。另外，空气栓塞、血小板减少、获得性血管性血友病综合征、DIC、溶血也是应用ECMO过程中的少见并发症[15]。
四、前景与展望
虽然国内外研究已经证实ECMO在抢救心脏骤停患者其存活率及神经系统结局均优于传统的CPR，但建立优秀的ECMO团队缩短置管时间、严格掌握适应证、缩短CPR时间、减少并发症仍是ECMO成功的关键，将来随着ECMO技术的日趋成熟，ECMO将会更多应用于危重症医学，特别在CPR方面的心肺保护作用使这一技术有着广阔的应用前景，有望成为CPR治疗的新方法与发展方向。
（刘波 曾红）
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