体外膜肺氧合在麻醉重症监护病房的应用进展

发布时间:2023-08-07 16:56 阅读:加载中...

作者:徐桂萍,石文剑,马琳,张宇轩,新疆维吾尔自治区人民医院麻醉科

 

随着复杂疑难大手术和急危重症患者救治能力的提升,患者围手术期安全受到巨大的挑战。《国家卫生健康委员会办公厅关于印发麻醉科医疗服务能力建设指南(试行)的通知》提出建设麻醉重症监护病房(AICU)从而保障外科手术患者的围手术期安全,为危重症患者提供术后复苏、监护及救治等服务。

 

新型冠状病毒肺炎重症患者救治过程中体外膜肺氧合(ECMO)走入了人们的视线。ECMO是手术室外的体外循环(CPB)技术,最初由麻醉科的体外循环师实施,它能减轻患者的心肺负担,为患者争取更多的救治时间,是目前治疗严重心力衰竭呼吸衰竭的关键技术。

 

我国于20世纪末成功开展ECMO,随着临床需求的发展和演变,现今ECMO已在心脏外科手术、介入手术、急性呼吸窘迫综合征ARDS)、困难气道及心肺器官移植等麻醉重症中开展,并取得了一定的效果。而AICU的成立可为此类需要ECMO辅助治疗的麻醉重症患者提供更快捷、更有效地救治服务。

 

AICU作为麻醉重症的基石,为麻醉医生管理危重症患者奠定了基础;而ECMO则是麻醉重症的利器,为麻醉医生救治危重患者提供了高端的技术平台。可行ECMO治疗的AICU有助于保障危重疑难病例及常规治疗手段无法维持呼吸循环患者的安全,提高危重症患者的救治成功率。现将ECMO在麻醉重症中的应用进展结合我科ECMO在AICU开展过程中的问题进行分析。

 

1.ECMO在心脏手术中的应用

 

ECMO主要应用于无法脱离CPB的心脏手术,术后使用大剂量正性肌力药物或主动脉球囊反搏(IABP)治疗仍无法维持循环的情况。有Meta分析表明,使用ECOM辅助治疗后,心脏术后心源性休克(PCCS)的患者约1/3可以存活至出院,院内生存率有所提高。但同时ECMO并发症发生率也很高,包括下肢缺血、肾功能衰竭、神经系统并发症及感染等。因此,如何在提高PCCS患者生存率的同时减少并发症的发生,改善患者预后,仍需要我们不断的思考与实践。

 

另外,ECMO患者为了防止回路凝血,常常需要抗凝,而抗凝又存在出血风险。因此抗凝管理十分重要。活化凝血时间(ACT)被广泛使用,但是其并不完全体现肝素的水平,且受多种因素的影响。因此,目前临床常常使用能够为我们提供凝血启动、凝血块强度和溶解有关信息的血栓弹力图(TEG),结合部分凝血活酶时间(PTT)比率,指导临床肝素使用。然而对于不同辅助模式的最佳抗凝方案仍无明确答案。

 

2.ECMO在介入手术中的应用

 

2.1经皮冠状动脉介入治疗

 

急性心肌梗死(AMI)是导致心源性休克(CS)最常见原因,占CS病因的80%左右。5%~10%的AMI患者可能发展为CS,病死率达70%~80%。对于计划性冠脉介入(PCI)或搭桥手术的AMI伴发CS患者,使用IABP不能降低病死率。而大量研究显示,AMI伴发CS患者,应用ECMO治疗后,出院存活率为30%~79.2%。

 

目前我科体外生命支持团队(ECLS)与心脏内外科合作,将ECMO与PCI结合治疗AMI伴发CS患者,较以往单纯的IABP辅助的PCI有更高的存活率。通过数据分析,提示ECMO介入的时机非常重要。国外研究也提示顽固性CS患者建立ECMO越早越好。

 

同时,由于ECMO辅助下PCI患者本身的病情所致,术后常常需要继续进行12~24h的短期ECMO辅助治疗,但心脏内科医生对体外生命支持技术、重症患者镇痛镇静、机械通气等一系列治疗措施的综合运用有所欠缺,这使得AICU成为这类患者术后理想的收治场所,无论在体外生命支持、镇痛镇静、机械通气亦或是器官功能维护方面,麻醉医生均可充分发挥其专业优势,保障患者安全,提高患者救治成功率。

 

2.2急性肺动脉栓塞取栓术

 

大面积肺栓塞是威胁生命的急性事件,尽管采取了最先进的治疗措施,但大面积肺栓塞的病死率仍在30%左右,10%的大面积肺栓塞患者死于发病后1h以内。大面积肺栓塞患者发生休克或心脏骤停后,常规心肺复苏(CCPR)效果不佳,因肺动脉梗阻不能消除,右心室衰竭,左心前负荷降低,进而心输出量降低,终末器官灌注不足,神经功能损伤,多脏器功能衰竭。

 

CCPR时间越长,患者神经功能损伤越严重。因此,需要在CCPR基础上有所突破,提高患者生存率。20世纪70年代“体外膜肺氧合辅助心肺复苏(ECPR)”开始应用于急救复苏。近年来应用ECPR的患者逐年增多,且多项研究表明,成人ECPR总存活率达29%,且CCPR9~21min后行ECPR的患者具有良好的神经预后。因此,国内专家共识推荐经过20min高质量心肺复苏仍不能恢复自主循环的患者应立即行ECPR。

 

近期我科ECLS与血管外科合作,将ECMO用于大面积肺栓塞患者抢救中,给更多常规治疗手段无法维持呼吸循环的患者赢得了进一步诊治的机会。同样证实,早期ECMO介入非常重要,一旦患者已经出现不可逆的脏器功能损害,再行ECMO治疗效果可能不理想。

 

2.3经导管主动脉瓣置换术(TAVR)

 

TAVR已成为高手术风险的老年重度主动脉瓣狭窄患者的标准治疗方法。然而,围手术期仍会出现危及生命的并发症,如严重主动脉瓣反流、急性冠状动脉闭塞、环形或心室穿孔或主动脉夹层,并可能导致需要紧急血流动力学支持的急性循环衰竭。近年来有研究表明术前预防性应用ECMO维持手术过程中的血流动力学稳定,较术中紧急ECMO辅助治疗的患者手术成功率高且术后神经功能缺损的发生率低。

 

然而,由于ECMO相关并发症及费用情况,术前预防性应用ECMO辅助手术受到一定的限制。并且重度主动脉瓣狭窄患者临床表现到何种程度需要术前预防性应用ECMO辅助手术尚无定论。

 

3.ECMO在ARDS中的应用

 

目前ARDS的治疗依旧是一个充满未知及挑战的世界性难题。虽然ECMO已逐步成为治疗ARDS的主要手段之一,但人们对ECMO的认识依旧不足,即使是医疗专业人员对ECMO的了解也并不深刻。

 

自新型冠状病毒肺炎疫情爆发以来,人们才开始意识到ECMO在重症ARDS患者中应用的重要性及不可或缺性。ECMO利用人工膜肺和离心泵,在患者自身心肺功能不能充分发挥作用时,将患者的血液引出体外并进行氧合后回输给患者,以便为患者提供充足的气体交换和全身灌注。

 

ECMO可以使肺部得到充分的休息并得以从原发疾病中恢复,同时由于ECMO的使用,还可最大限度地减少医源性的呼吸机引起的肺部损伤。在重症监护环境中,ECMO被证明可以提高ARDS患者的生存率和预后。我科ECLS成功地将ECMO用于胸外科肺叶切除术后发生严重ARDS的患者,为围术期ARDS患者的救治积累了一些经验。但是在ECMO应用实践过程中我们还是有许多的问题亟待解决。

 

3.1出血

 

一项Meta分析研究表明,虽然接受ECMO辅助的ARDS患者通常都会存在出血的问题,但是除脑出血外,一般该类问题对患者病死率的影响较小。须注意的是,将ECMO用于外科手术后的患者,尤其是肺叶切除术的患者,手术部位的出血可能是致命的。因此,在启动ECMO辅助之前,应当对这类患者凝血系统的功能进行综合评价,当患者有较高出血倾向时,应当考虑在ECMO辅助期间使用无肝素技术,以减少肝素用量,也可考虑给予一定量的鱼精蛋白来拮抗肝素的抗凝血作用,以便维持患者正常的凝血功能。

 

3.2氧合能力下降

 

ECMO的氧合器氧合能力下降的最主要原因是由于流经氧合器中的血液出现血浆外渗,从而导致血浆渗漏堵塞氧合器的中空管道所致,同时也可能是由于ECMO运转时间过长、流量过大超过氧合器氧合能力所致。

 

3.3急性肾功能衰竭

 

一项调查研究显示,在使用ECMO辅助的外科手术患者中,约有超过一半以上的患者会发生急性肾功能不全,虽然其肾功能不全的严重程度不尽相同,因此,对于使用ECMO辅助治疗的ARDS患者来说,还是应当严密监测其肾功能变化,最大程度地防止肾功能不全的发生。虽然ECMO为治疗ARDS带来了希望,但是由于ARDS的病因复杂、个体差异大等原因,使用ECMO的过程中还是会出现各种各样棘手的问题,因此,这就提示我们需要在以后临床应用与实践ECMO的过程中不断的探索并寻找出解决这些棘手问题的方法。

 

4.ECMO在困难气道中的应用

 

对于麻醉医生来说,ECMO是处理困难气道的终极手段。与常规方法相比,ECMO具有更好的氧合功能,不干扰手术野,可以维持患者血流动力学稳定等优点。而对于全麻期间严重困难气道患者无法进行有效的气道管理时,ECMO可能是唯一能维持氧合功能的一种安全有效的方法。目前ECMO用于围手术期困难气道时多为以下几种情况。

 

4.1气道梗阻

 

对于严重的气道梗阻患者来说,特别是本身就存在气管解剖结构异常的患者,ECMO可能是唯一有效的能够改善患者氧合状态的一种治疗方式。Gourdin等报道了1例在VV-ECMO辅助下维持氧合功能的患者,通过支气管镜进行手术操作,成功取出2个阻塞性气管支架。国外有学者研究报道了多例因双侧主支气管口堵塞而导致无法进行正常通气的气管肿瘤患者,在使用VV-ECMO后患者的氧合状态逐渐得到改善,并在VV-ECMO辅助期间进行了支气管镜下肿瘤切除的手术。

 

4.2气管畸形

 

严重的气道畸形会逐渐进展为心肺功能的异常,因此ECMO在延缓病情进展以及辅助治疗等方面具有一定的作用。多篇文献研究报道,对于气管畸形的患者来说,在VV-ECMO辅助下不仅可以有效地维持患者的氧合状态,解决患者通气困难的问题,还可以降低该类患者气道受损的风险。

 

4.3插管、气切后引起的气道狭窄

 

长时间的气管插管或气管切开后会因气管黏膜充血水肿而继发气管狭窄。ECMO可以维持这类气道狭窄患者的氧合功能,但ECMO在此类患者中只能起到生命支持的作用,对原发疾病可能无任何帮助,并且现阶段也没有足够的证据表明使用ECMO能够逆转这类患者的气道狭窄,更不能有效地降低这类患者气管狭窄的发生率。

 

将ECMO应用于困难气道患者的优势在于,即使在无法建立人工气道的情况下,仍然能够有效地维持和替代患者肺的氧合功能,以降低患者因严重困难气道而随时可能出现的窒息风险,同时ECMO还可为该类患者之后的人工气道建立争取宝贵的时间并提供生命安全保障。因此,除了常规的人工气道建立及通气方法外,ECMO的应用应当被视为围手术期气道管理的一种基本的通气方法。

 

对于困难气道患者,早期的多学科评估以及建立综合性多学科气道管理计划会直接影响治疗结果。但ECMO也存在价格昂贵难以普遍应用以及安全性和并发症尚未明确等不足。因此,对需要ECMO支持的患者需要进行进一步的安全性研究,以确保患者的安全。

 

5.ECMO在心肺移植中的应用

 

ECMO在移植前的桥接、移植术中及术后并发症的治疗中,均发挥了巨大的作用。ECMO可以保障供体器官的质量,同时为受体争取等待的时间。临床上可以根据患者的心肺情况,选择不同类型的ECMO。肺移植患者术前桥接治疗常常选择可以避免镇静、气管插管和机械通气相关并发症的清醒ECMO。

 

对于术前已使用ECMO桥接治疗的移植患者,或者预计术中可能出现突发顽固性低氧血症、高碳酸血症和循环不稳定的肺移植患者,均应考虑使用ECMO,并且不影响患者术后的生存率。对于术中无法脱离CPB,以及术后出现难以纠正的呼吸循环衰竭、移植物无功能等并发症的心脏移植患者,ECMO则为其有效的过渡治疗手段。

 

综上所述,AICU的成立为麻醉科ECLS管理麻醉重症患者提供了条件和平台,无需像以往一样需要通过重症医学科跨学科管理ECMO患者。同时,无论是ECMO管道的建立、最佳上机时间的要求以及ECMO患者手术间的转运,AICU均有其他ECLS无法替代的优势。且AICU周转较快,更适合短期ECMO辅助治疗的患者。通过AICU有效的治疗,在保障患者安全的基础上加快周转,节约医疗资源。

 

尽管ECMO技术已相对成熟,作为围术期许多危重症患者有效的替代治疗手段,逐渐应用于AICU患者的管理中。但现有的ECMO相关研究主要以回顾性队列研究和病例报道为主,缺少随机对照研究作为指导。对于ECMO辅助时机选择、适应证、辅助期间患者的管理及并发症发生率等相关问题,不同的ECMO中心存在一定差异。我们仍需要不断的总结经验、把握上机适应证、选择最佳上机时机、积极预防相关并发症,并争取更多的随机对照研究为临床提供指导意见,最大程度地提高危重症患者的生存率。

 

来源:徐桂萍,石文剑,马琳,张宇轩.体外膜肺氧合在麻醉重症监护病房的应用进展[J].广东医学,2022,43(09):1071-1074.

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