登录  注册

心血管病学学术中心

吉冰洋:体外生命支持系统(ECLS)在心脏移植围术期的临床运用

ECLS USED IN PERIOPERATIVE PERIOD OF HEART TRANSPLANTATION

发布者:《门诊》杂志 发布时间:2016-7-15

中国医学科学院阜外医院 吉冰洋

体外生命支持系统(extracorporeal life support system,ECLS)是利用机械、物理、化学或生物材料等方法,对可逆性脏器损伤进行辅助支持,通过暂时性替代重要脏器功能,帮助其恢复正常的生理功能。ECLS作为一种新的救治手段,为抢救与救治急危重症患者赢得时间和空间,提高急危重症患者的生存率。ECLS包括主动脉内球囊反搏(intra-aortic ballon pump, IABP)、心室辅助装置(ventricular assist device, VAD)、体外膜肺氧和技术(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)、连续性肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy, CRRT)以及人工肝技术(molecular adsorbent recirculating system, MRAS)。近些年,中国医学科学院阜外医院(简称阜外医院)开展一系列体外生命支持系统的临床工作,并对相关临床经验与问题进行总结探索。

一、心脏移植背景介绍

心力衰竭是一组复杂的临床症状群,为各种心脏病的终末期阶段。据不完全统计,我国有近400万心力衰竭的患者,其中重症心力衰竭患者占到15%[1]。导致终末期心力衰竭最常见的原因是扩张型心肌病,其他原因还包括缺血性心脏病、瓣膜性心脏病、肥厚型心肌病等等。对终末期心脏病来说,心脏移植是唯一公认的有效的外科治疗方式[2]。20世纪60年代,Barnard医师首次在南非开普敦进行人类第一例心脏移植手术[3]。截至2014年6月30日,国际心肺移植协会报道注册的心脏移植数量达到120,992例,其中成人心脏移植达到108,151例[4]。我国内地各心脏移植中心心脏移植数据报告也在逐步增加,截至2015年12月31日,阜外医院累计心脏移植数量达到552例。

随着心脏移植中免疫抑制治疗技术与供体心脏保存技术的提高,移植术后患者的生存率也在逐步提高。有研究报道,2002年至2008年期间进行的心脏移植,其术后患者的1年生存率为84%,而2009年至2013年期间的心脏移植术后1年生存率提高到86%( P<0.05) [4]。虽然心脏移植相关技术水平不断提高,但脑死亡供体的维护、供体心脏的保护以及高危受体等问题影响着术后患者生存率。针对潜在的脑死亡供体进行有效地维护,是心脏移植成功的前提与基础。脑死亡供体往往存在着血流动力学不稳定,导致心肌灌注不足,并且大量的血管活性药物运用造成心肌损伤。目前,临床中使用低温心脏保存液浸泡保存供体心脏,但其安全保存时限为4~6小时,供心的保存质量直接影响着术后的患者生存率[5]。对于限制性心肌病的移植患者来说,其较早地出现肺血管病变,导致肺动脉高压的产生,影响着术后供心功能的恢复。面对新时期心脏移植面临的各种挑战,进行围术期体外生命支持系统合理运用,辅助患者度过危险期与提高生活质量。

二、心脏移植围术期ECLS临床运用进展

1. ECLS与心脏移植前桥接治疗

心脏移植是治疗终末期心脏病的有效手段,但供体心脏数量的短缺等问题限制着移植患者等待时间。在漫长的等待时间里,部分患者会出现心功能进行性恶化,严重影响着生存率。在心脏移植前合理运用ECLS,对移植患者进行桥接治疗,为等待供体心脏的患者赢得宝贵时间。

国外临床实践中,移植患者需要进行短期循环辅助支持时,选用IABP或ECMO进行辅助,但对于需要长期循环辅助支持的患者选用VAD进行辅助,部分移植患者在VAD辅助支持下,可能出现心功能逆转,无需再进行心脏移植。IABP是一种机械辅助循环支持系统,其通过放置于降主动脉内的气囊装置,提高平均动脉压与心肌血供,降低后负荷与心肌氧耗。Smith等报道一位68岁移植患者等待期间出现血流动力学不稳定,通过使用IABP进行短期辅助循环支持,辅助支持10天进行心脏移植后顺利出院[6]

当IABP提供的循环辅助不能满足临床需求时,就需要VAD或ECMO进行辅助支持。VAD可以辅助支持移植患者度过较长的等待时间,还可以更好地提升供体心脏等待阶段的生活质量。虽然,植入VAD会引起较大的创伤,但Castleberry等对美国联合器官共享网络(United Network for Organ Sharing, UNOS)回顾性分析得到,相比微创性IABP植入,使用VAD进行桥接治疗,二者移植术后患者生存率并无差异[8]。当移植患者出现严重的血流动力学不稳定时,选择ECMO不仅可以提供双心室辅助,还可以提供呼吸辅助支持,及时通过外周血管建立辅助循环系统[7]。相比于VAD而言,ECMO需要特殊的监护管理,并非可穿戴式设备。Goldman等回顾性分析22例小儿心脏移植临床数据,发现ECMO相比于VAD来说,其更能有效地降低移植患者等待期间的死亡率[9]

目前,我国临床实践普遍采用IABP或ECMO作为心脏移植前桥接治疗,但长期辅助支持易导致出血与感染等并发症的产生。由于移植患者经济条件所限与国产化VAD设备缺乏等原因,导致VAD未能在国内进行广泛的临床运用。

2. ECLS与心脏移植后辅助循环支持

心脏移植术后,由于各种原因导致脱机困难,利用ECLS可以很好地帮助度过危险期,辅助脏器功能恢复。供体心脏在保存期间一直处于低温冷缺血状态,随着冷缺血时间增加,移植患者术后生存率降低[10,11]。供体心脏保存质量欠佳或急性排异反应导致的心肌损伤,这种病理过程往往是可逆的,及时给予移植患者辅助支持治疗,供体心脏功能会逐步恢复。供体心脏恢复灌注时,不可避免地出现缺血再灌注损伤,发生心肌顿抑或心肌冬眠。供心功能不全的患者,对前、后负荷较为敏感,并且过多的正性肌力药不利于心功能的恢复。

临床实践中,术后单独或联合使用IABP、ECMO、VAD及CRRT进行辅助支持。IABP植入过程简单,对移植患者创伤性较小,对部分左心功能不全者可以提供有效地辅助循环支持,但是不能对右心或肺功能不全的移植患者提供辅助支持,并且对股动脉较小管径、存在粥样斑块及血栓的移植患者不适用。

ECMO是将移植患者静脉血引流至体外,经气体交换与变温后再输入动脉,暂时性替代心肺功能,辅助支持供体心脏功能恢复。部分移植患者术前通常合并有肺动脉高压,移植术后容易发生右心衰竭。ECMO不仅可以提供循环和呼吸辅助支持,还可以进行右室减压辅助右心功能恢复,为肺血管阻力提供恢复时间。部分移植患者术前全身情况较差,移植术后会出现不同程度的肾功能不全,可以进行CRRT辅助支持。

Stevens等回顾性分析患者移植术后使用CRRT进行辅助支持,可以有效地提高肌酐清除率,肾功能逐步恢复。针对部分心、肺及肾功能不全的移植患者,可以在ECMO管路中连接CRRT进行辅助支持。移植患者脱离体外循环困难者,及时安装VAD可以提供足够的辅助循环支持,但由于其植入过程的复杂性,对于急诊病例并不适用。

3. ECLS与患者转运

面对患者出现的各种突发情况,使用ECLS进行辅助支持,维持生命活动,将需要器官移植的患者转运至器官移植中心。当患者转运途中出现血流动力学不稳定时,及时建立IABP可以提供有效地辅助循环支持[12]

Matsuwaka等报道一例18岁扩张型心肌病患者在LVAD辅助循环支持下,经过17小时的航程,由日本大板转运至美国休斯敦进行心脏移植[13]

Lebreton等报道循环支持移动单位(circulatory support mobile unit, CSMU)的建立,心肺功能衰竭患者在ECMO辅助支持下,通过空中转运方式得到有效地治疗[14]。在ECLS辅助支持下,患者的转运需要预先制定流程标准,需要整个团队的通力合作,还需要转运途中的严密关切,以保证顺利转运至目标地点[15]

4. ECLS与DCD供体维护

患者利用ECLS可以进行辅助支持,维持生命活动,当出现不可逆性脑死亡或循环衰竭时,可在ECLS辅助下进行潜在供体器官维护。根据《中国心脏死亡捐献器官评估与应用专家共识》建议,如果器官捐献患者出现心脏骤停或循环不稳定,可在征得家属书面同意后建立ECMO进行供体器官维护,并且对供体进行脑死亡判断[16]。临床实践中,ECMO可用于心脏死亡器官捐献(donation after circulatory death,DCD)和血流动力学不稳定的脑死亡(donation after brain death, DBD)的供体器官维护。ECMO为供体自身血液提供氧气与营养,使已经受到热缺血损伤的器官得以恢复,以达到常温下移植物复苏的目的,并且还可以在器官移植前对移植物状态进行精确与及时的评估。有研究报道,在常温ECMO辅助维护下,边缘性DCD供体用于肝移植,术后移植效果良好[17]

三、阜外医院ECLS辅助经验

阜外医院临床实践中,采用IABP、ECMO、CRRT或联合方式进行心脏移植围术期辅助支持。2004年至2015年期间,533例心脏移植死亡率仅为5%,其中共有42例进行ECMO辅助支持,28例存活,存活率为66.7%。心脏移植术后早期应用IABP进行辅助支持率为23%,ECMO辅助支持率为12%。

ECMO可以有效地帮助患者安全度过危险期,辅助供体心脏功能恢复。心脏移植围术期ECMO辅助指证与时机为早判断、早介入、早撤离,通常辅助支持时间维持3~5天。通过对ECMO安装时机与院内存活率相关因素分析得到,手术室建立ECMO的院内存活率高于ICU建立(78.2% vs.33%, P<0.05)。

在ECMO辅助支持期间,需要预防下肢并发症的发生。通常在切开直视下进行股动静脉插管,并且需要单独进行下肢远端供血,注意监测下肢血流流量,预防下肢回流障碍。ECMO系统中较高的入口端负压与附着血栓的膜式氧合器等会导致溶血的发生,导致红细胞携氧能力降低与肾小管损伤,需要及时有效地监测游离血红蛋白含量。如果移植患者在ECMO期间需要再次手术时,建议在ECMO辅助下进行再次手术,床旁操作可以避免体外循环(CPB)与ECMO转换,但缺点是增加感染的风险,无动脉微栓滤器,还需要负压辅助静脉引流(VAVD)与单独晶体停跳液灌注装置。

心脏移植术后出现肾功能不全,及时建立CRRT辅助支持。CRRT可以独立使用或联合ECMO系统使用,辅助支持移植患者肾功能恢复。阜外医院在心脏移植围术期中,单独或联合方式采用IABP、ECMO、CRRT进行辅助支持,获得非常满意的临床效果[18]

综上所述,通过ECLS辅助支持可以帮助移植患者安全过渡心脏移植围术期。临床实践中,ECLS的建立时机、方法以及管理等经验仍需不断积累。建立中国人体器官获取组织联盟(OPO联盟),保证人体器官获取分配过程实现公平公正公开。进行合理的社会科教,提高公民器官捐献意识,有利于我国移植事业的健康发展。

顶一下(0
来源: 《门诊》杂志
《门诊》杂志介绍:《门诊》杂志创刊于2009年夏,是以心血管临床最新动态为主要传播内容、现代传播学为基本理念的医学类杂志,其宗旨是及时反映心血管领域的临床新技术、新成就、新进展,由上海东闻文化传媒有限公司独立运营。临床学术跟踪是国际高端医学媒体应用的信息开发概念,它能帮助媒体及时掌握最新的临床动态。《门诊》杂志在中国第一次建立了初步的临床学术跟踪体系,全面跟踪并报道医师的最新观点,最新临床进展,最新病例,最新科研成果及数据分析。 马上访问《门诊》杂志网站www.menzhen.org

发表评论

学科影响因子排名more

 会议回顾 more

  • 《美国心脏病学会心血管介入杂志(中...

  • 《美国心脏病学会心血管介入杂志(中...

  • 2015国际血栓与止血学会(IST...

 热门病例 more

 热门指南  more

Elsevier中国网站
爱唯医学网
爱思唯尔科技部
NursingChina
柳叶刀中文版
大通医疗决策
医大爱思唯尔
Elsevier医学数据库
CK
Journal Consult
Procedures_CONSULT
ClinicalPharmacologyLogo
3D Interact Anatomy
Mosby’s Nursing Consult
NursingChina
Science Direct