临床研究
ECMO联合CRRT技术在脑死亡伴心肺功能不全供者器官功能维护中的应用
中华器官移植杂志, 2019,40(5) : 293-297. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-1785.2019.05.009
摘要
目的

探讨体外膜肺氧合(ECMO)联合连续性肾脏替代治疗(CRRT)技术对于捐献前出现心肺功能不全的脑死亡器官捐献者肝功能的维护作用,提高边缘性捐献者肝的利用率。

方法

收集并分析2015年7月至2017年5月应用ECMO联合CRRT技术进行器官功能维护的5例心肺功能不全的脑死亡器官捐献者的临床资料及相应受者的临床资料。观察维护前后捐献者血压变化、血管活性药物使用剂量变化及肝、肾功能的变化以及尿量的改变情况,观察对应肝移植受者术后肝功能的恢复情况,并与18例非边缘性捐献者及接受其肝脏的受者术后肝脏功能恢复情况相比较。

结果

应用ECMO联合CRRT技术维护后,捐献者的血压由维护前血容量充足情况下大剂量升压药物也无法维持在高于90/60 mmHg达到100~140/60~90 mmHg,并且应用血管活性药物剂量明显减少,尿量较维护前上升。通过维护后4例捐献者肝脏可以使用,1例因总胆红素过高弃用。共获取4个肝脏,10个肾脏,对应的肝移植受者肝功能在术后与对照组受者无明显差异。

结论

应用ECMO联合CRRT技术可以改善伴有心肺功能不全的潜在捐献者供肝质量,提高器官捐献率和利用率。

引用本文: 赵明坤, 许传屾, 王峰, 等.  ECMO联合CRRT技术在脑死亡伴心肺功能不全供者器官功能维护中的应用 [J] . 中华器官移植杂志, 2019, 40(5) : 293-297. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0254-1785.2019.05.009.
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对于脑死亡捐献者出现血容量充足情况下需使用大剂量血管活性药物维持血压[1],或在大剂量血管活性药物作用下仍存在低血压[2]时,体外膜肺氧合(ECMO)是不可替代的治疗技术。但因在使用ECMO时由于大量补液、血液处于无脉性流动、血液与管壁接触引起系统性炎症反应等,使得患者出现液体超载、水电解质紊乱及急性肾衰竭的概率大大增加[3,4]。而通过CRRT治疗和预防肾功能衰竭、液体量超载,帮助维持水电解质平衡,清除患者体内各种细胞因子、炎性介质,代谢废物、毒物,可以促进器官功能恢复。可保护捐献器官,使受者术后平稳恢复。本中心对5例"中国一类"捐献者在血压、心率等生命体征不平稳时的器官功能维护中,利用ECMO联合CRRT支持治疗,术后移植物功能能够良好恢复。现进行回顾性分析,探讨联合应用ECMO和CRRT治疗对于伴心肺功能不全的脑死亡器官捐献者器官功能的保护及改善作用。

对象与方法
一、研究对象

本中心于2015年7月至2017年5月期间的5例血压、心率等生命体征不平稳的脑死亡器官捐献者(研究组)及18例生命体征平稳的脑死亡器官捐献者(对照组)纳入研究。纳入标准:(1)两组均经我院脑死亡判定专家判定符合我国脑死亡判定标准与技术规范(成人质控版)[5]。(2)两组捐献者家属均已签置器官捐献知情同意书及相关文件,对各项检查及治疗均知情同意。(3)研究组捐献者:在补充有效血容量的情况下应用大剂量血管活性药物(多巴胺≥20.0 μg·kg-1·min-1;肾上腺素或去甲肾上腺素≥1.0 μg·kg-1·min-1),仍处于低血压状态(收缩压<90 mmHg);明显的炎症反应综合征的表现(心率>90次/min,呼吸频率>20次/min,体温>38 ℃);存在尿量<0.5 ml·kg-1·h-1。(4)对照组捐献者:无需血管活性药物即可维持血压在90/60 mmHg以上;心率≤90次/min,呼吸频率≤20次/min,体温≤38 ℃;尿量≥1000 ml/d。

二、研究方法

当器官捐献者有效血容量充足应用大剂量血管活性药物仍无法维持收缩压在90 mmHg以上,我们启用ECMO支持系统,对捐献者进行支持治疗。ECMO治疗采用V-A模式,应用MAQUET公司的ECMO系统、肝素涂层的成人氧合器套包及动、静脉穿刺管。经左侧股动脉、右侧股静脉分别应用Seldinger技术进行置管。动脉通路选用17 F规格管道,静脉通路选用19 F规格管道,ECMO流量在2~3.5 L/min,转速控制在3000~5000转/min之间。

建立ECMO通路后,若仍存在少尿、水电解质紊乱、全身炎症反应综合征,则将德国费森尤斯公司(Fresenius)的CRRT管路连接至ECMO循环内,CRRT动脉端及静脉端均接在ECMO的离心泵后,动脉端接在氧合器前,静脉端接在氧合器后。以避免空气栓塞及返流,并保证所有血液均经过氧合[6,7]。超滤量根据供者的具体情况进行个体化处理,具体情况包括每小时尿量、中心静脉压(CVP)等指标情况进行随时调整,将CVP控制在8~10 cmH2O,设定超滤值在100~300 ml/h之间,根据尿量的变化进行调整。

5例研究组捐献者在经过维护后血压、心率等生命体征得到改善,均在ECMO支持下进行器官获取。采用经门静脉、腹主动脉联合灌注,将肝肾同时灌注获取,获取后再进行进一步分离。

三、统计学分析

数据采用SPSS(22.0版)、GraphPad Prism 5进行统计处理,数据正态分布结果采用t检验比较两组间差异。非正态分布采用Mann-Whitney U检验比较两组间差异,并用中位数与四分位数表示数据结果。P<0.05表示差异有统计学意义。

结果
一、研究组供者ECMO与CRRT支持治疗前后各项指标的变化与比较
1.研究组各项指标及对照组各项指标:

研究组治疗前均存在一定时间的低血压,且需应用大剂量的升压药物来维持血压,3例存在少尿,对照组应用小剂量升压药物即可维持血压在正常范围;在应用ECMO联合CRRT支持治疗后,研究组5例应用小剂量升压药物即可维持血压在正常范围,并且改善了3例供者少尿症状。

2.肾功能:

5例供者在应用CRRT后肾小球滤过率较前改善(图1)。

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图1
研究组供者估算肾小球滤过率(eGFR)恢复情况
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研究组供者估算肾小球滤过率(eGFR)恢复情况
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表1

两组供者的一般资料

表1

两组供者的一般资料

供者年龄性别体重 指数基础 疾病低血压持续 时间(h)血压(mmHg)肾上腺素 (μg·kg-1·min-1)去甲肾上腺素 (μg·kg-1·min-1)多巴胺 (μg·kg-1·min-1)尿量 (ml·kg-1·h-1)
T1T2T1T2T1T2T1T2T1T2
研究组               
13030.9脑外伤>1247/31105/400010~20<520~302~50.0650.46
25121.3脑外伤>1282/66105/610010~20<520~302~52.224.25
36027.9脑外伤>2068/51152/860010~20<520~302~52.334.09
44424.2脑出血>1258/35110/710010~20<540~502~50.243.78
51722.5脑出血>2464/42130/608~12030~40<502~50.152.75
对照组               
12822.9脑外伤0114/67 0 0 2~10 6.18 
24316.9脑外伤0110/75 0 0 2~10 1.53 
35720.8脑外伤0110/68 0 0 0 2.43 
43229.4脑外伤0101/56 0 0 0 1.78 
52723.7脑外伤0117/68 0 0 2~8 3.45 
65123.2脑出血0158/85 0 0 0 2.35 
75533.2脑出血0120/90 0 0~1 2~10 2.4 
85022脑出血0121/61 0 0 2~5 1.99 
95320.6脑出血0113/82 0 0 0 2.33 
103023.9脑外伤0128/68 0 0 0 4.44 
114425.4脑外伤0160/90 0 0 2~5 1.6 
122324.8脑外伤0124/72 0 0 2~5 1.55 
132632.9脑外伤0134/76 0 1~4 2~10 2.76 
143325.8脑出血0136/80 0 0 0 0.51 
154726.1脑外伤0113/71 0 0 2~10 1.19 
164824.5脑外伤0135/88 0 0 0 0.83 
176020.8脑外伤092/61 0 1~4 2~10 0.67 
184727脑出血0119/84 0 0~1 2~10 1.62 

注:T1为应用ECMO联合CRRT支持治疗前,T2为应用ECMO联合CRRT支持治疗后

3.肝功能研究组与对照组对比:

两组供者间AST和TB的差异有统计学意义(P<0.05),而两组供者间ALT和血清钠浓度的差异无统计学意义(P>0.05,表2)。

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表2

两组供者肝功能指标的比较[中位数,(四分位数)]

表2

两组供者肝功能指标的比较[中位数,(四分位数)]

组别例数ALT(μmol/L)AST(μmol/L)TB(μmol/L)血清Na(mmol/L)
实验组583.5(34.8,143.3)110.0(70.0,458.0)21.2(18.5,23.1)146.0(130.5,153.0)
对照组1815.0(11.0,17.0)14.0(10.0,17.0)10.7(9.6,12.7)134.0(131.8,136.3)
P 0.88<0.01<0.010.38

注:ALT为丙氨酸转氨酶,AST为天冬氨酸转氨酶,TB为胆红素总量

二、研究组供者捐献器官情况

研究组5例供者中,2例肝功能较支持治疗前改善,3例无明显改善。应用ECMO后3例存在液体超载,3例存在高钠血症,1例存在低钠血症,2例在应用ECMO前即存在感染性休克,1例因胆红素高(>110 μmol/L),肝组织病理检查显示,肝细胞水肿、气球样变性伴淤胆,轻度脂肪变性,汇管区小胆管增生、纤维增生伴急、慢性炎细胞浸润,因而弃用。其余4例供肝均行肝移植,术后恢复顺利。10个肾脏均行肾移植,术后恢复顺利。

三、供肝移植术后移植肝功能的恢复与比较

两组受者肝移植术前肝功能的差异均无统计学意义(P>0.05),术后移植肝功能的差异亦均无显著性差异(P>0.05,表3)。

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表3

供肝移植前后肝功能的比较[中位数,(四分位数)]

表3

供肝移植前后肝功能的比较[中位数,(四分位数)]

组别例数丙氨酸转氨酶(μmol/L)天冬氨酸转氨酶(μmol/L)
术前术后1 d术后3 d术后7 d术后14 d术后1个月术前术后1 d术后3 d
研究组435.0(19.0,65.0)202.0(116.7,1223.3)152.0(85.5,554.8)30.0(15.0,109.5)74.9(38.7,89.5)30.0(19.3,47.5)55.0(28.0,60.0)495.5(349.0,1168.3)94.7(63.6,440.5)
对照组1838.5(17.3,56.3)694.0(465.3,1141.0)389.0(163.8,550.3)115.0(76.8,135.5)39.5(22.8,101.5)25.0(22.0,60.5)61.0(34.0,82.0)787.0(499.3,1482.0)191.0(132.8,332.3)
P 0.910.100.230.110.670.450.210.420.25
组别天冬氨酸转氨酶(μmol/L)总胆红素(μmol/L)
术后7 d术后14 d术后1个月术前术后1 d术后3 d术后7 d术后14 d术后1个月
研究组34.0(16.8,102.3)66.0(41.5,84.5)36.0(21.7,60.3112.0(53.8,125.0)128.5(58.3,214.0)59.5(34.4,108.5)35.5(24.8,83.0)30.3(15.4,44.6)19.9(12.4,27.5)
对照组33.0(19.5,64.0)32.0(12.8,53.8)22.0(17.0,28.5)42.3(32.8,111.4)53.8(43.3,106.8)45.7(29.9,65.6)45.4(25.3,88.9)30.1(17.4,45.1)15.6(13.4,28.5)
P0.900.120.180.120.120.500.640.770.75
讨论

为了维持脑死亡器官捐献者的生命体征,保证其在符合捐献标准情况下的器官捐献利用率,利用ECMO技术是达到此目的最好选择。而在使用ECMO前,由于捐献者心肺功能衰竭,已处于缺血缺氧状态一段时间,器官内的炎性介质和细胞因子的升高,肝、肾等主要器官的受损为在所难免。且颅脑损伤引起的脑水肿,大量补液导致的体内水钠潴留等情况也急需缓解,故使用CRRT进行血液净化治疗来排出体内过载液体、维持水电解质平衡,并防止肝、肾等器官进一步受损、减少炎性介质、治疗急性肾损伤[8,9]

ECMO与CRRT的连接可以分别建立独立通道,或是连在一起进行支持治疗。分开连接两设备容易造成额外抗凝引起的出血,并且另外开放静脉通路易造成感染和通路的流出不畅等问题[10]。而我们选择将CRRT接入ECMO的回路中,这样做的好处是:操作简单,不需要另外开放静脉通路,减少的深静脉置管引起出血及感染的风险。并且我们均为先连接ECMO通路后连接CRRT通路,可以直接将CRRT通路连接到ECMO环路中。Santiago等[7]报道在此种连接方式下可以延长滤过装置的使用时间,减少肝素用量,并且可以更精确的监测管路压力与超滤量。Symon等[11]也报道了将CRRT接入ECMO管路中可以提供更准确的液体管理。我中心使用的是MAQUET公司的ECMO系统,选择VA模式进行循环。将CRRT的流入道路连接在膜肺之后,流出道接在膜肺之前,这样做可以减少空气进入管路的可能性。Seczynska等[6]报道称,此种连接方法可以避免气体进入管路,并且ECMO可高流量运转,在不更换管路情况下可以持续运行ECMO 381 h。

ECMO治疗后会出现许多并发症,如体液超载、水电解质紊乱、急性肾损伤、出血、感染、高血压、心律失常及末梢循环不良等。这些并发症持续存在会影响器官功能。Zwiers等[12]报道,在新生儿伴有急性肾损伤的患者使用ECMO会增加其慢性肾疾病和高血压的风险。加之患者本身处于循环衰竭状态,全身炎症反应已经激发,引起损伤加重。因此在利用ECMO稳定患者病情后,应及时应用CRRT技术维持血流动力学稳定,以保持血压和有效肾灌注[13],进行炎症物质的排除,保护肝肾等器官功能。

在应用ECMO的过程中,CRRT应用最多见的原因是液体超载或预防液体超载[6]。本研究在应用ECMO后3例供者存在水钠潴留,入量明显大于出量。我们应用CRRT将体内多余液体超滤出来,并且透析滤过炎症介质等有害物质,减少对机体的损伤。超滤量的设定根据患者每小时尿量以及CVP等指标来进行调整,CVP控制在8~10 cmH2O。同时我们观察到,在应用ECMO后有3例供者存在高钠血症,1例存在低钠血症,2例存在感染性休克,通过CRRT治疗,纠正水电解质紊乱,清除自由基,减轻炎症反应,阻断全身炎症反应综合征的发展,进而改善器官功能[1]

在常规使用CRRT治疗时,需同时进行抗凝,防止管路中形成血栓[14,15],这增加了出血的风险。而在使用ECMO联合CRRT时,因为ECMO的管路上有肝素涂层,只需在管路中添加肝素,对于其凝血功能的检测,则每隔4 h测量捐献者活化部分凝血活酶时间(APTT),将其数值控制在55s以上(正常值上限的1.5倍以上),ACT在180~220s之间[16]

在对脑死亡供者维护过程中,我们遵循应用ECMO的适应证为:(1)心脏骤停、心肺复苏史(心脏按压20 min以上);(2)平均动脉压:成人<60~70 mmHg;儿童<50~60 mmHg;婴幼儿<40~50 mmHg;(3)心脏指数<2 L·min-1·m-2(>3 h);(4)在血容量正常情况下应用大量血管活性药:多巴胺>20 μg·kg-1·min-1;(去甲)肾上腺素1.0 μg·kg-1·h-1;(5)血生化:急性肝肾功中、重度损害;(6)少尿:尿量<0.5 mL·kg-1·h-1;(7)其他:心电图ST-T改变明显或难以纠正的代谢性酸中毒(>3h)[1]

我们认为ECMO联合CRRT的适应证是:(1)在补充有效血容量情况下使用ECMO支持后仍少尿:尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,应尽早应用CRRT;(2)出现全身炎症反应综合征;(3)水电解质及酸碱代谢紊乱;(4)组织水肿明显。

本研究中所有捐献者在应用ECMO联合CRRT治疗前,3例出现尿量<0.5 ml·kg-1·h-1,考虑在治疗前已存在一定程度的肾损伤,为避免使用ECMO增加肾损害,应用CRRT进行肾脏替代治疗,改善肾功能。从应用治疗后eGFR的上升可以看出,支持治疗可以改善肾功能,最终10例肾脏均得到应用。本研究中未观察到ECMO造成的急性肾损伤。研究组捐献者在治疗前后有2例肝功能改善,最终4例肝移植受者均平稳恢复。

综上所述,通过ECMO联合CRRT技术进行器官功能维护,可以挽救边缘性捐献者的供器官,使在接受最大限度传统支持性治疗仍无法应用的供器官得到应用,不但改善了供器官的质量,更有效提高了器官利用率。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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