体外膜肺氧合技术在心脏移植围术期的应用

陈洪磊（天津市第一中心医院心血管外科 天津 300192）

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是将静脉血从体内引流到体外，再经氧合器氧合后由驱动泵将血液泵入体内的中短期心肺支持技术，通过对循环呼吸的有效辅助为心肺功能的恢复赢得时间。ECMO是体外循环技术范围的扩大和延伸，可对需要外来辅助呼吸和（或）循环功能不全的危重患者进行有效的呼吸循环支持［1］。

经典ECMO技术的适应证包括心脏术后心源性休克、急性心肌炎、急性肺栓塞右心衰竭、严重新生儿肺部疾病、肺移植及某些神经外科手术等。近年来随着技术迅速发展，ECMO因其安全、可靠、疗效显著的优势成功应用于心脏移植围术期，包括心脏移植术前过渡、术中代替常规体外循环以及术后心功能衰竭辅助治疗［2］。

1 ECMO在心脏移植术前的过渡作用

心脏移植是治疗终末期心脏疾病的有效方法［3］，但是由于供体短缺，相当一部分患者在等待过程中死亡。机械辅助装置成为等待心脏移植患者的过渡支持手段。ECMO操作简便，费用较低，能同时进行心肺支持，已被临床广泛应用［4］。在等待供心期间许多诱因可引发急性心源性休克，对突然出现心力衰竭的紧急病例，在心脏移植术前进行有效的过渡支持成为治疗的关键。ECMO将静脉血从体内引流到体外，经膜肺氧合后再经驱动泵将血液灌注到体内，能迅速稳定循环、呼吸功能，逐步偿还氧债，纠正代谢性酸中毒，恢复内环境的稳定状态，为心脏移植赢得时间。

与心室辅助装置相比，ECMO的优势在于［5］：① ECMO的费用比心室辅助装置低很多。② ECMO可在病床旁局部麻醉下安装，操作简便迅速，一般可在30分钟内完成，避免了患者转运、全身麻醉和手术操作的风险。③ ECMO同时提供呼吸和循环支持，严重心力衰竭患者常有程度不等的心源性肺水肿，心、肺同时支持有利于心、肺功能的恢复。

在心脏移植前，机械支持治疗过渡可以有效降低患者等待供心的病死率。ECMO以其优势为抢救患者生命赢得宝贵时间。

2 ECMO在心脏移植术中代替体外循环

由于供体短缺，往往会应用边缘供体，包括体重偏小、缺血时间较长、年龄偏大的供体。边缘供体会增加术后风险，在进行心脏移植术后移植衰竭的发生率大。考虑到可能出现的风险，韩杰等［6］对于冷缺血较长时间供体，采用ECMO代替常规体外循环。ECMO代替体外循环技术的优点在于：① 应用于边缘供体手术，可以提供更稳定的心脏移植术后辅助，减轻心脏前后负荷，预防并治疗右心功能衰竭，有利于心肌损伤后的心脏功能恢复。② 术后直接辅助，避免可能发生的低灌注、心律失常及心脏骤停带来的危害，能更好地保证围术期安全。③ 术野只有上腔插管，使手术操作不受管道干扰。④ 手术操作结束后，不需要停止体外循环辅助的过程，可以缩短手术时间。⑤ 节省常规体外循环耗材，可以节省费用。⑥ 术后直接心肺辅助，避免二次被动辅助，变被动应用为主动应用，可以同时承担心脏移植手术操作和术后监护室内的短期心脏支持。

3 ECMO在心脏移植术后的应用

心脏移植已成为治疗终末期心脏病最有效的方法，随着移植手术技术及免疫抑制剂的不断发展，心脏移植成功率显著提高［7-8］。心脏移植术后早期移植物功能衰竭是术后严重并发症，是导致心脏移植患者术后早期死亡的重要原因之一。当药物治疗移植物功能衰竭无效时，ECMO成为较为有效的治疗手段。

心脏移植术后移植物功能衰竭，主要表现为血压低、少尿、右心增大、中心静脉压（central venous pressure， CVP）升高。早期移植物衰竭常由多种因素所致，主要的原因包括术前肺动脉高压、供体-受体匹配程度，供体心脏的手术处理和缺血时间等［9］。国际心肺移植学会的资料表明，高达19%的术后早期死亡是由急性右心衰所致。心脏移植术后发生右心衰的确切原因目前尚不清楚，可能与患者术前受体肺动脉高压、供心保护不良、超急性排异反应、供受体体重不匹配以及手术本身的因素等有关［10］。Marasco等［11］研究显示，供心冷缺血时间＞4小时，术后早期移植物衰竭的发生率增加43%。ECMO虽然不是决定性因素，但是对于心脏移植术后患者的顺利康复，起到了非常重要的机械辅助过渡作用。

心脏移植术后患者因严重肺高压及再灌注损伤可能需要约120小时的逆转［12］。移植术后早期心肌顿抑和血管内皮细胞损伤会加重心功能不全，理论上，心肌顿抑可逆且内皮损伤可减轻，此时给予充分的机械性循环和呼吸支持，移植心功能有望得到恢复［13］。在心脏移植术后发生右心衰竭时，ECMO可减轻心脏的前负荷，减少三尖瓣反流的发生，且ECMO比右心室辅助装置的效果更好［14］。ECMO能同时对右心、左心功能提供支持，在减少正性肌力药物使用的同时，使心肌得以充分休息，增加组织氧供和能量储备［15］。潘禹辰等［16］提出对于心脏移植患者术前存在以下情况，术中、术后极有可能需要使用ECMO辅助：① 肺血管阻力高，长期强心、利尿治疗。② 边缘供心的应用：如供体体重较轻、供心冷缺血时间超过6小时，供心心肌保护不理想等。③ 术前曾接受过其他心脏手术的病例。ECMO应用的临床指征：① 收缩压＜80 mmHg（1 mmHg＝ 0.133 kPa）。② 心指数每分钟＜2.0 L/m2。③ CVP＞20 mmHg。④ 尿量＜0.5 ml/kg。

对于心脏移植术后早期移植物衰竭，ECMO支持是一种有效的循环呼吸支持疗法，能显著降低终末期心脏病患者心脏移植术后早期的病死率，改善危重心脏移植患者的临床疗效。

4 ECMO的撤除

撤除ECMO的指标：① 胸部X线片显示肺部清晰，肺顺应性、动脉血氧分压、二氧化碳分压和气道峰压值均良好。② 心脏功能恢复良好；强心药剂量较低，静脉血氧饱和度在70%以上；心脏左心室射血分数（ejection fraction， EF）＞40%，CVP≤12 mmHg。ECMO的撤除程序为：ECMO撤除前可以适量上调正性肌力药或血管活性药的用量，然后逐渐缓慢减少ECMO的流量，观察心率、血压、CVP等指标的变化情况。当流量减至最高辅助流量的1/4以下时，可考虑停机。停机前根据最近1次激活凝血时间（activated clottingtime，ACT）检查结果，适量追加10 mg或20 mg肝素，使得ACT约为200秒，可减少撤除管道时血栓形成的风险。

5 ECMO应用过程中的风险

ECMO为心脏、肺脏提供支持的同时，也存在一些风险。在应用期间，如果抗凝不足，有形成血栓的风险；而抗凝过度又常引起致命的出血并发症，因此维持合适的抗凝状态至关重要。 其他风险包括：机械故障、感染、肢体缺血、栓塞、肝肾功能不全以及神经系统障碍等［17］。

综上，围术期应用合理应用ECMO，既能在心脏移植受体术前起到过渡支持作用，又能在术后移植物功能衰竭、右心衰竭中发挥良好的治疗效果，从而改善心脏移植患者预后。