
体外心肺复苏(ECPR)是指在传统心肺复苏(CCPR)未恢复自主循环(ROSC)后使用体外膜肺氧合(ECMO)来保证重要脏器的灌注,此种心肺复苏(CPR)称为ECPR。ECPR能使部分心脏骤停患者受益,但在具体实施中仍然存在一些争议和困惑,如ECPR患者的实施地点,ECPR启动前选择机械按压还是人工按压?ECPR在特殊患者中的应用,创伤性心脏骤停(TCA)、主动脉夹层以及免疫抑制的患者中能否应用?ECPR的年龄限制问题和相关的伦理问题等,本文将根据国内外研究现状对这些问题进行分析阐述,希望能为国内广大从事CPR的同道对ECPR的研究和应用提供新思路。
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心脏骤停是指心脏射血功能的突然停止,造成呼吸循环中断和意识丧失。在中国,超过2.3亿人患有心血管疾病,每年约有55万人发生心脏骤停,院外心脏骤停(out-of-hospital cardiac arrest,OHCA)的存活率不到1%[1]。北京地区一项研究表明OHCA出院生存率为1.3%,但总生存率低于北美和欧洲城市地区[2]。对于心脏骤停患者,第一目击者提供心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation,CPR)尤为重要,但传统心肺复苏(traditional cardiopulmonary resuscitation,CCPR)仅能提供25%~30%的心输出量。体外心肺复苏(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation,ECPR)是利用体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)的离心泵,把血液直接从右心房引出,经过膜氧和器充分氧合后通过股动脉直接泵入患者动脉系统,可提供足够流量保证几乎所有器官的灌注。体外生命支持组织(extracorporeal life support organization,ELSO)登记超过1.3万例的成年ECPR患者中,出院存活率为30%。近年来虽然不少研究表明ECPR可改善复苏后患者脑功能状态、提高存活率等,但其费用昂贵及并发症多的特点[3, 4],在实际开展过程中仍有很多的问题和挑战,本文将对实施ECPR中存在的一些问题和困惑进行分析和阐述。
ECPR作为限制性技术,不建议常规用于所有心脏骤停患者,目前实施ECPR缺乏统一标准,实施时可参考以下指标:年龄<75岁、存在可逆性的病因、有目击者、无灌流时间<5 min、从发生心脏骤停到ECMO全流量转机的时间要<60 min等[5, 6, 7]。ELSO则建议年龄70岁以下,初始心律为心室颤动、无脉性室速或无脉性心电活动,呼吸末二氧化碳分压>10 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),常规CPR期间间断出现恢复自主循环(return of spontaneous circulation,ROSC)或反复发作心室颤动作为纳入参考标准,若CCPR期间出现“生命迹象”可作为判断患者预后较好的指标[8]。我国《成人体外心肺复苏专家共识更新》建议:初始心律为心室颤动、无脉性室速的患者更推荐实施ECPR;虽然OHCA患者建议40 min以内实施ECPR,但对于年轻、有目击者、无终末期疾病且评估病因可逆的患者,即使60 min内也建议积极ECPR[9]。有研究表明纳入标准数量的增加与ECPR生存率的提高有关[10],虽然严格的实施标准会提高ECPR的生存率,但也意味着更少的心脏骤停患者达到这些标准,可能会使部分能从ECPR获益但没有达到启动ECPR标准的患者丧失“生”的希望。总之,ECPR启动标准,每个中心应根据自己的实际情况,可参考上述指标进行制定。
大多数ECPR研究都对患者年龄进行了限制,年龄是最常见的纳入和排除标准之一,2021年ELSO共识推荐ECPR的年龄<70岁[8],我国《成人体外心肺复苏专家共识》推荐患者年龄<75周岁[5]。年龄≥75岁甚至被视为ECMO的禁忌。日本的一项单中心回顾性研究表明年龄越大,生存率和神经系统预后越差,年龄≥70岁的OHCA患者实施ECPR或许不能获益[11]。
随着平均寿命的延长,老年患者的数量也在增加,世界卫生组织(WHO)发布了《2022年世界卫生统计》报告:中国人均预期寿命77.4岁。老年是死亡和不良神经预后的独立预测因素,但年龄不应该被视为ECMO的绝对禁忌证,如果除外其他危险因素,66岁以上的患者仍可从ECMO中获益[12]。一项研究表明在年龄超过75岁的心脏骤停患者中实施ECPR,30 min内转机,存活率达到25%,若超过1 h转机,则全部死亡,因此推断ECPR成功的最主要决定因素可能是从心脏骤停发生到ECMO全流量转机的时间,年龄>75岁的患者仍有可能从ECPR中获益[13]。因此实施ECPR时不能仅考虑年龄就将患者排除在ECPR之外。
一项日本的调查显示,针对OHCA的ECPR:67%的置管由急诊医生完成,ECMO上机地点近50%在导管室,31%在急诊抢救室。目前大多数ECPR的实施是在医院内进行的,院内ECPR在无菌条件、抢救设备、监测、检查、针对病因的各种辅助诊断及辅助治疗方面能得到充分保证。目前认为低灌流时间越短,预后越好[14, 15, 16]。有研究表明OHCA患者在到达医院前实施ECPR具有可行性并可提高患者生存率[17];而且已有不少院前ECPR的个案报道,例如在巴黎卢浮宫博物馆ECPR院前实施的案例[18],首例在马拉松比赛中出现难治性心脏骤停的患者在院外植入ECMO[19]。院前可在初始CCPR的同时进行ECPR来最大限度地减少低流量时间,现场不用转运、搬抬患者,也保证了复苏的质量,高质量的CPR可使ROSC率提高[20]。
但院前ECPR相比院内的环境更加复杂,缺乏无菌环境以及必要的设备和监测等,也会面临一些难题,例如当出现血管损伤和出血时,血液制品能否及时输注;预计经皮静脉-动脉ECMO(VA-ECMO)插管失败的发生率在院前环境中会更高;而且院前环境不会像手术室那样无菌,感染风险可能会增加[21]。此外,ECPR需成立专门的团队,需要多学科专家和配有适当设备的基础设施,团队成员之间的完美协调和沟通对ECPR患者的预后起着至关重要的作用。除了要建立一支可随时调动的院外ECPR团队,还需要完善成熟的院前ECPR的流程及方案[22],在技术难度和资源的配置方面都有很高要求[3]。因此在院内还是院前进行ECPR的选择上还存在争议。笔者认为,熟练的ECMO团队若能提供与院内无差别服务,完全可延伸到院前实施ECPR。
在心脏骤停的患者中,高质量的CPR是患者生存的关键决定因素。人工胸外按压的有效性取决于救援人员的技能和耐力,并且在转运患者期间人工按压很难保证按压质量,因此开发了机械胸外按压装置来改善CPR。不少研究表明人工按压与机械按压在自主循环恢复、生存率或神经预后等方面并无显著差异[23, 24]。且有研究表明机械按压创伤和出血性损伤的发生率高于人工按压[25]。2015年美国心脏协会CPR指南表明,虽然人工按压仍然是治疗心脏骤停的主流,但如果人工按压可能对施救者构成挑战或危险时,例如可用的救援人员有限、长时间的CPR、在低温心脏骤停期间、在移动的救护车上、在血管造影室、在准备ECPR期间,可考虑使用机械按压[18]。
目前多数ECPR实施时,建议采用机械按压[26, 27],机械按压可保证ECPR时的按压质量,把按压的人员解放出来做更多的事情,保证在实施动静脉穿刺时最大的无菌操作空间等,但目前仍然缺乏大量的研究数据来证明机械按压和人工按压对ECPR患者预后的影响。
主动脉夹层被视为ECPR的禁忌证之一,主要是由于是股动脉导管的逆流可能会灌注假腔,导致更严重的夹层;其次ECMO还可能增加主动脉根部周围的压力,从而增加通过瓣周扩张导致心包填塞的致命并发症的风险;并且插入股动脉导管本身也可损伤盆腔动脉内的夹层,导致大出血。但研究发现这些风险发生率相当低,绝大部分患者经股动脉插管不会导致假腔灌注[28]。主动脉夹层患者心力衰竭最常见的原因是心包填塞,且紧急心包穿刺术对主动脉夹层的患者通常无效,这些患者通过ECPR获得稳定ROSC,可有机会再进行胸主动脉增强CT检查和随后的补救性手术治疗。关于在主动脉夹层中使用ECPR的数据并不多,在一项应用住院患者数据库近8年的时间对10 107例主动脉夹层发生心脏骤停的患者回顾性分析中,3.9%的患者共398例实施了ECPR,7例(1.8%)存活出院,说明部分主动脉夹层的患者受益于ECPR[29]。
如果心脏骤停患者高度怀疑合并主动脉夹层,长时间恢复不了ROSC,可尝试在ECMO支持下做冠状动脉造影或胸主动脉增强CT,若确诊是主动脉夹层可再做相应的手术或介入等处理。
ECMO是拯救生命一种的方式,主要用于治疗难治性呼吸和循环衰竭,但其在肿瘤患者中的应用一直存在争议。临床上很多研究中心都把肿瘤、免疫抑制患者排除在ECPR之外,原因是此类患者并发症多且预后差,如ECPR并发严重的感染和出血等[30]。但随着肿瘤患者治疗的发展、ECMO管理、重症监护经验和呼吸机支持等方面的改进,近十年来ECMO在肿瘤患者中的应用急剧增加[31]。一项单中心回顾分析发现,247例接受ECPR治疗院内心脏骤停患者,其中43例患有活动性癌症,6个月的神经系统预后和存活率在活动期肿瘤患者和非活动期肿瘤患者无显著差异,因此推断活动期肿瘤患者在院内发生心脏骤停不应该视为ECPR的禁忌证[32]。此外,在儿童肿瘤患者也有非常成功的ECPR案例报道[33],这些表明ECMO与ECPR确实使部分肿瘤患者或免疫抑制的患者受益。在一项血液系统恶性肿瘤的患者中应用ECMO的结果与普通患者的结果相似,报告了14例应用ECMO治疗的血液系统恶性肿瘤患者,存活率为50%[34]。因此在患者的选择上除了需要专业的ECMO团队外,还需要结合内科、外科、肿瘤学科等多学科对肿瘤本身长期预后的评估来决定是否实施ECPR。心脏骤停的患者不应该仅仅因为肿瘤本身而被排除在ECPR之外。
由于ECMO需全身抗凝,可能会诱发不可控的大出血,因此对于创伤患者进行ECMO是相当具有挑战和争议的。有研究报告了体外生命支持在VA-ECMO治疗创伤后休克或心脏骤停的可行性以及经验,该中心治疗9例创伤后休克/心脏骤停,3例(33.33%)存活,VA-ECMO为患者进一步确切的止血手术和进一步治疗赢得了时间,并且提出对于ECPR治疗TCA需要多学科的紧密合作[35]。在一例致死性的胸部外伤的患者中,术中心脏骤停20 min,选用无肝素静脉-静脉ECMO(VV-ECMO)救治,最终患者存活并且未发生神经系统并发症[36]。近年来随着ECMO机器本身以及涂层等膜耗材的技术进步,在严重创伤中的应用包括TCA呈现递增趋势[29],一项研究回顾分析了1989至2016年ELSO登记的创伤患者ECMO的使用情况,2011至2016年例数为173例(62%),而过去23年的总和(1993至2016年)才是106例,在所有279例创伤患者ECMO使用中,ECPR有12例,存活率为25%,同期ELSO登记的所有ECPR存活率为29%[37]。此外ECMO的水箱可发挥特殊作用,对低体温的纠治相当于血管内升温,如雪崩后被埋藏失温的患者[38]。一项研究也发现,由意外低体温引起的CA患者中通过ECMO重新加温的生存率为37%[39]。在创伤和高出血风险的低体温心脏骤停患者,ECMO在有效复温后还可对心肺功能进行有效长时间支持[40]。虽然ECMO在创伤抗凝策略中挑战巨大,但是ECPR在创伤患者中显然发挥着重要的作用,创伤所致TCA不应该被认为是ECPR的禁忌证。
实施ECPR不仅要考虑ECMO实施的环境和系统,还要考虑更广泛的实施ECPR可能带来的伦理问题和经济负担。在ECPR应用过程中也会出现相应的伦理问题。ECPR能够给不可逆病情的患者提供一段依靠ECMO维持的生存期,但同时ECPR也会陷入困境:这些患者没有可能痊愈,依赖ECMO维持生命,无法走出重症监护室[41]。从医疗资源利用角度,虽然支持个人的治疗权很重要,但如何使稀缺的医疗资源效益最大化,确保医疗资源公平性和优先治疗原则,也是每个医务工作者在实施ECPR前应该认真考虑的。
ECPR作为挽救生命的最后利器,其费用也是非常昂贵的。Gravesteijn等[42]研究表明ECPR治疗每个符合条件的院内心脏骤停患者的预期成本约为23 000欧元。在澳大利亚的一项成本分析中院内心脏骤停的平均费用为(85 779±65 615)澳元,OHCA为(58 360±88 352)澳元。尽管费用昂贵,但从医疗保健的角度,ECPR可被认为是心脏骤停后一种具有成本效益的治疗[43]。现在国内所使用的ECMO机器绝大部分依赖国外进口,如果未来ECMO离心泵和膜肺氧合器实现彻底国产化,在成本方面或许能减轻患者经济负担,目前已有多个研究机构在进行国产ECMO设备的研发,并且几家机构已获取产品注册证,期待国产ECMO的应用能打破国外垄断从而降低费用成本。
综上所述,ECPR是一项昂贵、并发症高的限制性技术,其成功的关键包括:传统CPR的质量、患者的选择、ECPR团队的经验、住院期间重症监护病房管理质量等,目前心脏骤停患者常规使用ECPR的证据尚不充分,当CCPR失败时,应当对特定的人群快速启动ECPR。本文基于国内外ECPR发展现状以及一些临床经验总结和分析了ECPR的当前存在的一些问题和挑战,希望能给未来ECPR的发展提供一些思路,更希望ECPR在临床中的应用能够更加规范,为更多有ECMO指征的患者带来生的希望。
郭庆华, 周光居. 当前体外心肺复苏存在的问题与困惑[J]. 中华医学杂志, 2023, 103(31): 2355-2360. DOI: 10.3760/cma.j.cn112137-20230120-00120.
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