体外循环心脏手术后体外膜肺氧合肺支持
作者：章晓华，陈萍，周成斌，罗智超，肖学钧。
摘要：目的 回顾性分析体外膜肺氧合(ECMO)在冠状动脉搭桥术(CABG)后肺支持的临床经验。方法 使用股动、静脉插管和Medtronic Carmeda ECMO 系统对1例CABG术后严重呼吸功能衰竭患者进行静脉—动脉呼吸支持(V—A ECMO)。对患者术中的动脉血气分析、水电解质及酸碱平衡及X线肺部变化等方面进行了连续观察。结果 ECMO术中维持较理想的动脉血气和水电解质及酸碱平衡，ECMO19h患者恢复清醒，术中肺水肿明显改善，呼吸支持27h50mins后撤离ECMO，但术后35h死于循环衰竭。结论V—A ECMO可提供有效的肺功能支持，并为肺部水肿的恢复和临床进一步处理创造了机会。
Veno—Arterial Extracorporeal Membrane Oxygenation Respiratory Support in the Patient After Cardiac Surgery。
Abstract: OBJECTIVE To retrospectively review the clinical experiences of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) for respiratory support in a patient after coronary artery bypass grafting. METHODS Veno—Arterial (V—A) ECMO with a Medtronic Carmeda coated system was used in a patient with severe respiratory failure after coronary artery bypass grafting (CABG). Blood gas analysis, water balance, electrolyte and acid—base state, and chest X—ray were evaluated during the procedure.RESULTS The patient was weaned from ECMO after 27 hours and 50 minutes, but died of circulatory failure 35 hours later.CONCLUSION Our experience suggests that V—A ECMO may provide efficient respiratory support in a patient with post—cardiotomy respiratory failure.
Key words： extracorporeal membrane oxygenation; respiratory support; cardiac surgery。
体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)是指通过胸腔外血管插管进行的长时间体外心肺支持。自1972年Hill等［1］ 成功使用部分静脉转流ECMO技术对一例创伤性呼吸功能衰竭导致的急性呼吸窘迫综合征进行呼吸辅助以来，随着ECMO相关设备的改善及临床对ECMO认识的不断加深，虽然到目前为止仍缺乏前瞻性的随机分组研究以明确其临床治疗效果与其他呼吸治疗措施效果的差异，但ECMO对不同年龄的患者特别是小儿临床心、肺功能的支持展现出令人鼓舞的前景［2—5］。ECMO技术不仅应用于心胸外科的心肺支持、心肺移植过渡、呼吸窘迫综合征的救治，还用于新生儿胎粪吸入、小儿气管内异物吸入、婴幼儿的室上性心动过速、重症心脏介入手术、先天性膈疝、严重心肺外伤、烧伤科患者的吸入性肺损伤、不同原因的严重肺炎及多器官功能衰竭等多种病症，并逐渐成为一个跨学科的新技术。在我国ECMO仍处在起步阶段，对有关装置的认识及使用、临床病例的选择、各种参数的控制及撤离ECMO的指征等都是目前体外循环及心外科值得探讨的问题。现结合我科进行的1例冠状动脉搭桥(CABG)术后呼吸支持病例，对有关ECMO过程中的情况进行回顾性分析。
1 资料与方法。
1.1患者临床资料。
患者男性，74岁，体重70kg，身高174cm。因反复胸痛10年加重1个月及出现急性心、肺功能衰竭、心脏停跳及心源性休克，于2003年8月17日在主动脉内球囊反搏(IABP)辅助下行急诊体外循环CABG手术(SVG to LAD、OM1、DIA、PDA)，手术过程顺利。术后在IABP及大量正性肌力药物的帮助下血流动力学仍不能维持稳定，在机械辅助通气FiO2为100％及反复调整呼吸机参数后，气体交换功能不断恶化，动脉血氧分压(PaO2)降低至36mmHg。CABG术后患者不能清醒，双侧瞳孔持续散大。在大量利尿药的作用下12h尿量仅90mL，并出现高钾血症。患者表现出多器官功能衰竭的状态。于CABG术后21h开始进行紧急静脉—动脉体外膜肺氧合(V—A ECMO)肺支持。
1.2 使用装置及设备。
患者行右侧股动、静脉插管，使用Medtronic Carmeda ECMO 系统。Medtronic Carmeda ECMO系统是一套密闭的改良体外循环系统(见图1所示)。包括离心泵头、膜式氧合器(plasma resistant fiber oxgyenator with Trillium biopassive surface)和生物涂层的管道及接头。使用Medtronic Bio—pump离心泵、StockertⅢ变温水箱、Dideco Data Master连续静脉血氧饱和度(SVO2)和PaO2及红细胞比积(Hct)监测仪、Minntech HPH400及HPH1400血液浓缩器、Hemochrone 活化凝血时间(ACT)测定仪。ECMO插管使用RMI股动、静脉专用插管，动脉18Fr，静脉20Fr。
1.3 ECMO过程。
患者完全肝素化后行股动、静脉插管，将插管连接至彻底排气后的ECMO系统。系统使用林格氏乳酸钠1000mL预充及肝素20mg。患者于8月18日14:25开始ECMO，开始时因空氧混合器工作不正常使氧合不稳定，更换空氧混合器后保持良好的血液氧合及二氧化碳排除状态。辅助循环流量3.0~4.8L/min。患者体温35.1~37.3℃。在ECMO进行到15h时，氧合器出现血浆渗漏，开始时可维持正常的气体交换功能，但在ECMO22h需要提高供氧浓度，至25h供氧浓度达到90%。患者于ECMO开始后19h(CABG术后44h)清醒。ECMO开始后，呼吸机FiO2降低至40%~60%，潮气量降至400~500mL/min。在开始ECMO同时使用Minntech HPH400型血液浓缩器进行血液滤过，因血浆K+浓度下降不理想而换用HPH1400型。血液滤过过程中根据患者血容量及血液稀释情况补充全血、血浆、白蛋白、生理盐水及人工肾置换液。ECMO过程中持续监测循环PaO2、SvO2和Hct，每小时测动脉血气和ACT。呼吸支持至8月19日18:15PM，在外科医生、ICU医生的配合及血管活性药物和IABP的帮助下顺利撤除ECMO，历时27h50mins。
2 结果。
2.1 动脉血气变化。
图2~图6显示患者ECMO过程中及术前和术后患者桡动脉血气分析有关结果的变化，以开始ECMO时间为零点。 患者于ECMO开始后19h清醒。与术前相比ECMO开始后6h X线胸片显示双侧肺部水肿有所改善，ECMO后23h胸片肺水肿显著改善。ECMO过程中输入体内的液体包括：乳酸林格氏液2000ml(其中含预充1000ml)、生理盐水500ml、人工肾置换液15000ml、新鲜冰冻血浆1400ml、白蛋白150ml、浓缩红细胞1800ml和5％碳酸氢钠1200ml。使用血液浓缩器滤出液体总量25800ml，ECMO术中患者尿量208ml，未出现血红蛋白尿。ECMO历时27h50min，相关费用约40,000元。ECMO术后患者保持清醒。在较大量血管活性药物的帮助下循环基本稳定但周围循环较差。动脉血气分析显示在FiO260%~90％的条件下动脉血气较ECMO前有显著改善，直到血压明显下降。患者无尿，定时进行血液透析，可维持较好的血浆K+水平。右下肢出现明显肿胀，有淤斑及水泡形成，于终止ECMO24h行右下肢肌肉筋膜切开减压引流。在ECMO术后35h出现血压显著下降及心律减慢，使用血管活性药及其他相关处理效果不好，于ECMO术后36h患者家属要求放弃治疗。
3 讨论。
3.1 ECMO病例及时机的选择。
ECMO使用于对其他治疗方法无效的严重呼吸功能衰竭的患者，包括妊娠34周以上的新生儿、在5天内可能治愈或可恢复的小儿或成人肺部疾病；还可使用于一周内心脏功能衰竭可能恢复的各种年龄患者的循环支持，特别是对其他方法治疗无效的右心室或双心室功能衰竭，预计5~7天内可以恢复或进行器官移植的患者。如果患者有严重的肺纤维化或其他不可治愈的肺部疾病、坏死性肺炎、高压和高氧浓度机械通气一周以上时间则不考虑使用ECMO［6］。本例患者CABG术后的突出问题是呼吸功能衰竭，以及因此引起的全身性缺氧，并出现循环系统、中枢神经系统及泌尿系统功能不全，表现为多器官功能衰竭的状态。通过ECMO改善血液的气体交换是抑制病情恶化的唯一有效方法。临床结果也表明，ECMO遏制了病情的进一步发展，为临床治疗创造了机会。多器官功能衰竭是ECMO成功的一个重大障碍，因此ECMO的选择必须及时，尽早改善全身缺氧状态是呼吸支持成功的重要因素之一［7］。在美国波士顿儿童医院，心外科ICU常规备有一套安装好的正规ECMO系统，以争取治疗的时机，他们认为如果心肺复苏超过1h患者可能会丧失ECMO成功的机会。