体外膜肺氧合和主动脉内球囊反搏治疗心脏外科术后合并心原性休克的短期效果

王跃堂 张晶 王旭 徐东辉 罗新锦 王巍

100037 中国医学科学院阜外医院，国家心血管病中心，结构性心脏病二病区

心原性休克(cardiogenic shock，CS)是最严重的心脏外科手术并发症之一，起病急且进展快，可伴有严重致死性心律失常、多脏器功能衰竭，死亡率极高[1]。合并CS的患者预后严重不良，目前临床中常应用临时机械循环支持。然而，我国植入式心室辅助装置的应用尚不多，短期内无法在临床推广应用。短期循环辅助装置，包括体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)和主动脉内球囊反搏(Intra-aortic balloon pump，IABP)，能迅速改善患者的血流动力学，在一定时期内仍然是心脏术后CS患者的重要救治方法[2]。理论上，IABP能增加冠脉血流，减轻左心负荷。而ECMO能显著改善氧合，但逆灌注会增加左心室后负荷，减少冠脉血供。一些小型观察性临床研究发现，ECMO能降低难治性CS患者的短期死亡率[3]；与IABP相比，ECMO能显著提高30 d生存率[4]，而Gass等[5]研究发现，与使用ECMO相比，应用IABP是降低院内死亡的独立预测因子。因此，ECMO和IABP治疗心脏外科术后合并CS的效果仍有争议。本文回顾性观察阜外医院2010年1月至2018年12月收治的56例应用IABP或ECMO治疗心脏外科术后合并CS患者的临床资料和预后情况，分析两种治疗方式的短期效果。

1 对象和方法

1.1 研究对象

回顾性分析2010年1月至2018年12月阜外医院收治的56 例心脏外科术后合并CS患者的临床资料，男性31例(55.4%)，平均为(51.2±5.3)岁，多数为冠状动脉旁路移植术后(37例，66.1%)和心脏瓣膜术后(12例，21.4%)。根据治疗方法分为ECMO组 (24例)和IABP组(32例)。入选病例均符合CS诊断标准[6]：(1)心肌收缩功能障碍导致低心排(心排指数<2.2 L·min-1·cm-2)，肺毛细血管楔压≥15 mmHg，X线胸片有肺淤血的影像学改变；(2) 低血压(收缩压<90 mmHg至少持续>30 min，或需要应用儿茶酚胺才能将收缩压维持在90 mmHg)；(3)组织低灌注，表现为精神改变、四肢湿冷、尿少(≤30 ml/h)或乳酸>2.0 mmol/L[7]。

1.2 方法

记录病例基线资料、血流动力学、药物治疗、连续肾脏替代治疗及机械通气应用情况。记录入室至置入机械循环辅助装置时间及辅助时间、并发症及离院时存活情况。

1.3 并发症的诊断

(1)出血： 穿刺插管位置出血或消化道出血且需要输血或血红蛋白下降≥50 g/L[6]。(2)感染：临床诊断的肺部感染、泌尿系感染、血行感染并应用抗生素。(3)下肢缺血及栓塞：下肢动脉搏动消失伴有肢体疼痛、皮温降低、肢体颜色改变。B超可见动脉或静脉血栓形成和栓塞。(4)神经系统损伤：脑出血、脑梗死、缺血缺氧性脑病。(5)多脏器功能不全综合征：严重感染、休克、等因素导致机体在同时或相继出现两个及以上的器官或系统功能障碍或衰竭[7]。(6)急性肾损伤：根据改善全球肾脏病预后组织发布的《KDIGO急性肾损伤临床实践指南》，符合下列情形之一者即可定义为急性肾损伤：①在48 h内血清肌酐(Serum creatinine，SCr)上升≥26.5 mmol/L；②已知或假定肾功能损害发生在7 d内，SCr上升至≥基础值的1.5倍；③尿量<0.5 ml·kg-1·h-1，持续6 h[8]。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 ECMO组和IABP组的基线资料

两组患者的年龄、性别、心率、舒张压、血钾和多巴胺应用率均无明显差异(均为P<0.05)，但ECMO组患者病情重，两组的左心室舒张末期内径、收缩末期内径、左室射血分数、肌钙蛋白Ⅰ、肾功能、B型利钠肽、乳酸和去甲肾上腺素、肾上腺素应用率均有明显差异，见表1。ECMO组从入室到置入ECMO时间为(8.5±6.5)h，辅助时间为(140.5±65.0)h。IABP组从入室到置入IABP时间为(11.4±9.0)h，辅助时间为(107.1±50.3)h。

2.2 ECMO组和IABP组的血流动力学情况

ECMO和IABP置入后2、12和24 h，较置入前两组的平均动脉压、中心静脉压、中心静脉血氧饱和度等血流动力学指标均明显改善(均为P<0.05)，乳酸水平显著降低(P<0.05)，但两组间血流动力学指标和乳酸水平无显著差异(均为P>0.05)(表2)。

2.3 预后和危险因素分析

住院期间，ECMO组患者应用连续肾脏替代治疗率高于IABP组(62.5%比40.6%)，但无明显统计学差异。但ECMO组的有创机械通气明显多于IABP组(87.5%比34.4%)，而无创机械通气明显少于IABP组(20.8%比53.0%)(均为P<0.05)。Kaplan-Meier生存分析显示，ECMO和IABP组的病死率无明显差异(37.5%比31.3%，χ2=1.26，P=0.26)(图1)。多因素logistic回归分析发现，高B型利钠肽、高乳酸和低中心静脉血氧饱和度是住院期间死亡的危险因素(表3)。

表1 ECMO组和IABP组的基线资料比较

表2 ECMO组和IABP组的血流动力学和乳酸水平变化情况

图1 ECMO组和IABP组的Kaplan-Meier生存分析图

危险因素β值SE值Wald χ2值OR值95%CIP值B型利钠肽0.2171.3900.0241.2421.081～19.0440.002乳酸1.2070.4019.0673.3451.527～7.3280.003中心静脉血氧饱和度0.6560.2169.2371.9281.256～2.9600.003

2.4 并发症

ECMO组出血8例，IABP组出血5例。ECMO组6例发生肺部感染，4例血行感染；IABP组4例肺部感染，1例泌尿系感染，2例血行感染，ECMO组发生感染的比例明显高于IABP组(41.7%比21.9%，P<0.05)。9例出现下肢缺血或栓塞，5例为ECMO组，4例为IABP组。ECMO组1例出现复苏后重度脑损伤；IABP组出现脑损伤1例。ECMO组出现急性肾损伤12例，IABP组有9例；10例合并多脏器功能不全综合征，5例为ECMO组，5例为IABP组。

3 讨论

ECMO能部分改善CS患者的预后，甚至降低病死率。ECMO能帮助患者渡过CS急性期，稳定血流动力学。目前，ECMO救治成功率约30%～60%[9]。多项研究证实，ECMO可明显提高CS患者的生存率[9-10]。回顾性分析13项临床研究，荟萃分析提示较IABP相比，ECMO可降低CS患者的病死率[11]。通常采取股动静脉切开或者手术正中切口，经心尖、右心房腔房管植入导管。ECMO能够提供的血流量3.0～4.0 L/min，使得患者的心脏得到休息，给予心肌修复的时间，并纠正组织低灌注、保证重要脏器氧供、防止发生多脏器功能不全综合征。但是，既往研究多为回顾性研究，需要更多高质量随机对照研究证实ECMO治疗CS的效果[12]。

IABP能否降低CS患者的病死率仍有争议。IABP主要通过增加冠脉灌注，减轻左室后负荷，增加心排血量，降低心肌耗氧并保证重要脏器的血流灌注[13]。IABP在急性心肌梗死合并CS的病例中应用广泛，可以通过减轻心脏后负荷达到辅助心脏渡过急性病变过程的目的，但IABP-SHOCK、IABP-SHOCK Ⅱ多项研究证实IABP并不能降低病死率[14-15]。荟萃分析证实，IABP虽然可改善CS患者的血流动力学，但并不能降低短期和长期病死率[16]。本研究中，IABP组的预后虽然优于ECMO组，但ECMO的患者病情较重，而应用IABP的患者为较早收录的病例，病情较轻。IABP虽然能改善血流动力学，但辅助力度有限，仅能增加心排血量0.3～0.5 L/min，且依赖于稳定的心律，因此判断置入的时机尤其重要。我们发现，高B型利钠肽、高乳酸和低中心静脉血氧饱和度是住院期间死亡的危险因素。我们既往研究证实，根据年龄、脑卒中史、血糖、血肌酐、血乳酸和冠脉TIMI血流分级等计算的IABP-SHOCK Ⅱ评分，可有助于对急性心肌梗死合并CS的患者进行危险分层，对IABP-SHOCK Ⅱ≤4分的轻中度危险患者，可行IABP置入；而对IABP-SHOCK Ⅱ≥5分的高危患者，需给与进一步的机械辅助装置，如TandemHeart系统、Impella系统，甚至联合应用ECMO[17]。

较IABP，ECMO的并发症发生率高。最难处理的并发症是感染、出血和神经系统并发症[18]。本研究中IABP组出现脑损伤1例，经治疗后好转，ECMO组出现1例复苏后重度脑损伤，意识不能恢复。两组急性肾损伤发生比例及需连续肾脏替代治疗比例均较高。ECMO组感染发生率较IABP组高。本研究虽未发现其它并发症有明显差异，考虑与研究入选病例少有关。

联合应用ECMO和IABP可进一步改善CS的治疗效果。目前，我院联合应用ECMO和IABP救治心脏术后合并CS的应用逐渐增多。我们通过回顾性分析我院既往11年的60例联合应用ECMO和IABP患者的临床资料，发现IABP同期安装ECMO是生存出院的独立预测因子(OR=0.177，95%CI：0.044～0.718)[19]。既往研究证实，虽然积极的ECMO治疗和IABP治疗相比患者短期预后有所改善，但IABP作为操作简单、并发症少，故CS患者可考虑首先使用IABP，在IABP辅助无效、病情危重、迅速恶化的患者可联合应用ECMO和IABP，迅速改善患者的血流动力学，减少静水压性肺水肿发生率，延长自主呼吸时间，甚至降低短期病死率[20-22]。

本研究为单中心病例总结，例数少，病例纳入时间长，治疗方案不同，因此存在局限和不足。总之，ECMO和IABP治疗心脏外科术后合并CS患者的短期效果相似，高B型利钠肽、高乳酸和低中心静脉血氧饱和度是住院期间预后不良的危险因素，但尚需高质量随机对照临床研究评估ECMO和IABP、特别是联合应用二者治疗高危心脏术后合并CS患者的效果。

利益冲突：无