2023年体外心肺复苏进展

介绍

心脏骤停后的存活率很低。在这种情况下，体外心肺复苏术（ECPR）于 1966 年作为终极复苏术首次问世。近 60 年后，体外生命支持组织（ELSO）登记在册的 ECPR 病例已超过 15,000 例，存活率为 30%。本综述将讨论 ECPR 的背景、适应症、挑战和局限性。

ECPR 的基本原理

院外心脏骤停（OHCA）患者的存活率约为 8%，不同国家和队列之间的存活率差异很大，从 0% 到 18% 不等。据报道，院内心脏骤停（IHCA）的存活率在 15% 到 34% 之间。预测存活率的主要因素之一是心跳骤停与自主循环恢复之间的延迟时间。传统心肺复苏（CCPR）15-20 分钟后，神经功能良好的存活概率约为 2%。CCPR 仅能达到原生心输出量的 25% 至 30% ，导致组织逐渐缺氧，最终导致死亡，这可能是造成这一结果的原因。循环不足的 CCPR 持续时间被称为低流量持续时间。快速恢复重要器官的灌注和供氧对心脏骤停后患者的生存链和生活质量起着至关重要的作用。ECPR 可确保没有 ROSC 的患者获得足够的器官灌注，包括大脑。在解决了低流量期间预后的渐进恶化问题后，就可以解决导致骤停的原因。

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定义

ECMO（体外膜氧合）或 ECLS（体外生命支持）在文献中同义使用。根据插管，ECMO 使用两种主要操作模式：用于肺衰竭的静脉（V-V）模式和用于循环衰竭或 ECPR 的静脉动脉（V-A）模式。本次审查将专门涵盖 ECPR 背景下的 V-A ECMO。

ECPR 被定义为难治性心脏骤停期间的 V-A ECMO 插管。顽固性心脏骤停被认为是尽管进行了 15 至 30 分钟的适当心肺复苏，但仍没有恢复自主循环。此外，ECPR 包括进行开/关 CPR 的患者和没有稳定 ROSC 的患者。由于稳定的 ROSC 被定义为至少 20 分钟的自主循环，无需胸外按压和持续循环，因此 ROSC 后 20 分钟内的 V-A ECMO 插管也被视为 ECPR。不幸的是，ECPR 定义没有具体说明 V-A ECMO 插管的哪一部分必须在潜在稳定的 ROSC 后 20 分钟内完成，以便仍然符合 ECPR 的资格（仅有插管意图、成功穿刺血管、放置两个插管或运行中的 ECMO 系统）。理论上，具有潜在稳定 ROSC（只是不符合 20 分钟标准）的患者与真正难治性骤停的患者之间，疾病严重程度和结果可能存在很大差异。ECPR 定义不够明确会阻碍科学研究的可比性，从而引入潜在的偏差。根据 Utstein 定义，在 CPR 期间（原发性肺衰竭）放置静脉 ECMO (V-V ECMO) 不被视为 ECPR。

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ECMO系统

ECMO 系统由六个组成部分组成：血管通路插管、管路、泵、氧合器、热交换器和接口。许多不同的插管是可商购的，它们在操作和技术特征上有所不同。对于 V-A ECMO，典型的引流插管范围为 21 至 27 Fr.，而返回插管更小且更短（15 至 19 Fr.）。引流管连接至泵。对于成人来说，大多数离心泵用于通过 ECMO 回路循环患者的血液，并提供维持整个 ECMO 系统的恒定血流并返回患者所需的压力 。接下来是氧合器。氧合器由半透膜组成，可以进行气体交换。ECMO回路的这一核心部件负责在患者血液中富氧并减少二氧化碳。V-A ECMO 回路的最后一部分是动脉（返回）插管。为了避免意外体温过低并进行有针对性的温度管理，将热交换器连接到回路。最后，ECMO 由界面控制，向医疗团队提供反馈。氧合器模仿肺部的气体交换功能，而泵提供高达 6 升/分钟的血流量。最大血流量取决于插管的选择，较小的插管会产生较高的阻力，导致剪切应力增加和 ECMO 流量较低。通过调节吹扫气流及其氧气浓度，氧合器内氧气和二氧化碳的传输可以根据患者的需求进行定制。在 V-A 模式下，ECMO 通过提供逆行机械循环支持，在功能上可以近似于完全心肺转流。

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插管

一般而言，采用两种插管技术：中央插管和外周插管。对于中央插管，需要进行胸骨切开术，以便将插管直接放置在右心房和升主动脉中。与这种高侵入性方法相比，外周插管的侵入性要小得多。文献报道，比较中央插管和外周插管的神经系统结果、死亡率和外周缺血相似，而中央插管的出血并发症更常见。由于外周插管不需要胸骨切开术，因此更容易获得，因此实际上是 ECPR 场景中唯一应用的技术。在三项大型随机对照 ECPR 试验中，使用了外周插管。具体来说，大口径插管通过患者的腹股沟血管（股总静脉和股总动脉）引入，其尖端分别位于上腔静脉和主动脉或髂总动脉。该手术通常使用 Seldinger 技术在超声引导下经皮进行。在某些情况下，可以采用透视检查来提供进一步的帮助，特别是当手术在心导管插入术实验室中进行时。手术切除也是一种选择，通常不用作一线方法。为了引流静脉血，使用 21 至 27 French 插管（内径 7.0 至 8.9 毫米），最好延伸至上腔静脉。该插管的远端有一个大开口，并且有许多侧面开口，使其能够从相当大一部分的上腔静脉和下腔静脉以及患者的右心房抽取血液。返回的动脉插管通常具有 15 至 19 French（内径 5.0 至 6.3 毫米），并将血液逆行返回患者体内。对于经验丰富的团队来说，整个插管和连接过程大约需要 10-15 分钟。

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患者选择

确定 ECPR 的合适候选人非常复杂。讨论的因素包括目击心脏骤停、旁观者心肺复苏、初始心律、医疗状况和生物年龄（与预期寿命相关）。目前，明确的纳入和排除标准仍存在模糊性。国家建议不同，前瞻性随机研究使用了不同的纳入标准。表 1 中提供了 ELSO 提出的纳入标准作为说明性示例。

ECPR 后的生存率不仅受到复苏持续时间和事件情况的影响，而且还受到患者年龄和既往医疗状况的显著影响。因此，老年患者、已有严重器官损伤的患者或癌症未受控制的患者通常不考虑进行 ECPR。最近一项利用全球体外生命支持组织登记处数据进行的调查显示，从 40 岁开始，死亡风险显著上升，这与预期时间有所不同。这强调了与患者选择相关的挑战，即使在传统上被认为很容易界定的类别中也是如此。

追求 ECPR 的决定通常依赖于有限的初始数据，这些数据后来可能会被证明是无效的，所有这些都是在时间敏感和情绪激动的背景下进行的。

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低灌流

CCPR 期间神经系统良好存活的可能性会迅速降低。在 ECPR 中，存活率同样随着之前 CCPR 的持续时间而下降，但存活率较高（20 分钟时高达 30%，60 分钟时高达 10-15%）。低灌流持续时间可以说是结果最关键的决定因素，显示出几乎线性的关系。这导致了普遍接受的范式，即 ECPR 应尽早进行，最好在“黄金时段”内进行，以减少低灌流并改善结果。在崩溃和 ECMO 流程之间通常需要许多步骤；参见图 1。认识到短期低灌流的重要性，有效的 ECPR 计划的重点是改进流程，以最大限度地减少低灌流。对于训练有素的团队来说，插管本身需要 10-15 分钟。如此快速的插管只能在针对 ECPR 优化的环境中实现。在最近发表的 Inception 研究中，从到达医院到开始插管的中位间隔为 16 分钟（四分位数 IQR 11 至 22）分钟，插管持续时间为 20 分钟（IQR 11 至 25）分钟，该研究以其与现实世界的高度相关性而著称。; 见图 1。每个急救系统和医院的复杂性使得建立普遍适用的 ECPR 流程具有挑战性。考虑到不同国家和地区的应急系统和医疗机构的运作框架不同，本地化工作至关重要。类似于 STEMI（ST 段抬高型心肌梗塞）设定的时间基准，其中从入院到球囊插入的间隔作为质量控制，类似的原则也应适用于 ECPR。

图1，ECPR 中的低灌流。给出了随机对照试验 (RCT) 中观察到的复苏（低灌流）时间。三项随机对照试验研究了体外心肺复苏 (ECPR) 在院外心脏骤停 (OHCA) 患者中的作用。时间在 ECPR 中起着至关重要的作用，因为预后与低灌流持续时间呈强烈负相关。介绍了难治性 OHCA 的三个主要时间间隔——现场花费的时间、运输期间的时间以及 ECMO 插管的时间。未显示非 ECPR 这三个主要方面之一（现场时间、交通和插管）造成的延误。值得注意的是，“Arrest”和“Prague OHCA”试验都是单中心试验，而“Inception”试验是多中心试验

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ECPR 的时机

前面已经讨论了结果和 CCPR 持续时间（低灌流量持续时间）之间的相互关系。因此，通过尽早开始 ECPR 插管来缩短低灌流持续时间似乎很直观。然而，过早进行 ECPR 可能会带来风险，即没有难治性骤停的患者将接受不必要的高侵入性治疗。为了确定从 CCPR 到 ECPR 的最佳过渡时间点，我们付出了许多努力。国际上采用了不同的紧急医疗服务系统。有些地区优先考虑“就地抢救”的策略，而另一些地区则强调“拉了就跑”的策略；参见图 2。来自美国的数据表明，超过 15-20 分钟的 CCPR 的“就地抢救”策略没有任何好处。然而，在继续复苏的同时运送患者时，存活率会提高。这些观察结果与建议从 CCPR 过渡到 ECPR 的 12 分钟阈值的研究一致。建立从传统到 ECPR 的快速过渡需要克服后勤方面的挑战，以尽量减少低灌流持续时间；见图3。

图2，ECPR 场景以及 OHCA 到 ECPR 中心的距离。与院外心脏骤停 (OHCA) 中心附近的体外复苏 (ECPR) 实施的潜在场景有关。主要目标是尽量减少低灌流时间。在“拉了就跑”场景中，OHCA 发生在 ECPR 中心附近。一旦 ECPR 被指定为治疗目标，同时 ECPR 团队集合，受害者就会被迅速转运。当预期运输时间较长时，“现场插管”可以节省时间。当发现符合 ECPR 资格的 OHCA 患者时，ECPR 团队会收到警报，并尽快将团队运送到现场。尽管在插管之前没有运输时间，但由于不寻常的条件，插管过程本身可能具有挑战性。在更偏远的地区，遵循“明尼苏达模式”的“启动医院会合”可能是最佳选择。患者和 ECPR 团队聚集在这些专门的医院，医院配备了经过培训的人员。在所有情况下，理论上都可以在小于 60 分钟的低流量时间内实现 ECPR 插管和体外膜肺氧合 (ECMO) 运转。该图中给出的时间是估计值，并非来自临床试验。

图3，体外复苏的挑战，节选。体外复苏 (ECPR) 必须与高度复杂的场景完美融合。与患者相关的因素、各种利益相关者和机构变量都会对结果产生影响。必须不断处理和调整众多因素，以确保流程简化。除本文概述的方面外，根据当地标准和患者路径的不同，还有许多方面可能具有重要意义。

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在重症监护室

ECMR 后患者的治疗是资源密集型的，费用高昂，需要大量人员参与。许多患者在 ECMO 启动后的头几天内死亡。在 ELSO 登记册中，尽管进行了 ECPR，死亡率仍高达 70%，这对主治医生和护理人员来说尤其沉重。还应考虑患者亲属承受的压力 . ICU 的初始护理包括标准的复苏后治疗、ECMO 维护以及并发症的预防和治疗。为重症 ECPR 患者制定以患者为中心的个性化疗法是一项艰巨的挑战，即使是经验丰富的团队也不例外。有关 ECMO 治疗的伦理问题常有报道。关于重症监护室治疗的深入讨论超出了本综述的范围。

目前，ECMO 并非常规治疗方法，而是在可以使用 ECMO 的情况下，为特定患者提供的最后治疗选择。一般来说，ECMO 治疗是在患者有希望或预期病情好转时作为康复的桥梁，或者在出现不可逆转的器官衰竭时，作为器官移植或植入耐用左心室辅助装置 (LVAD) 的桥梁。

ECPR 后，约三分之一的患者死于缺氧性脑损伤。在脑死亡情况下可以进行器官捐献，其结果与常规器官捐献相同。在一些国家，循环系统死亡后也可进行器官捐献（心脏循环系统确定死亡后的捐献，DCDD）。在这种情况下，可在停止维持生命的 ECMO 支持一段时间（通常为 5-15 分钟）后取回器官，在此期间，心脏骤停持续存在。

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并发症

ECPR 是一种高度侵入性的介入治疗。除了与 CCPR 相关的并发症（如骨折、插管错位、血气胸和气胸）外，ECPR 还有一些特有的短期并发症。这些并发症包括入口处出血和插管错位，主要由插管过程引起。其他典型并发症将在下文讨论。

凝血

在 ECPR 期间，关注血栓并发症、溶血和出血事件至关重要。这些问题源于患者血液与 ECMO 表面接触或机械应力导致的凝血紊乱。毫无疑问，这是 ECMO 治疗中最容易被低估的并发症之一，需要持续提高警惕并适当分配资源。

缺血

动脉套管可能堵塞插入其中的股动脉的管腔，导致远端缺血。为了避免该灌注区域的缺血性损伤，应将额外的套管顺行引入动脉套管穿刺部位远端的股动脉（通常为股总动脉或股浅动脉），并连接至返回的ECMO套管。通过这种方式，富含氧气的血液被引导到下肢的外周血管中。如果常规使用顺行腿部灌注套管可以改善结果，这是有争议的，因为存在进入部位出血的风险。最近的数据表明，双侧插管，动脉和静脉插管置于相对两侧，可以减少并发症，包括降低出血率、减少血管修复需求和降低住院死亡率。选择性灌注：将动脉ECMO套管插入股总动脉，产生非生理性反向层流。丑角综合征的特点是上半身缺氧，尽管下半身有足够的氧合。在ECPR期间的V-A ECMO支持中，由于肺衰竭，来自肺部的含氧量低的血液可能进入左心室，然后流入主动脉。氧气供应不足可导致缺血性脑损伤或缺血性心肌。该分水岭的位置取决于ECMO系统的容量状态、心脏射血性能和血流量。在临床实践中，确定分水岭的确切位置往往具有挑战性。为监测脑氧合，应进行右上肢脉搏血氧测定以排除脑缺氧。此外，近红外光谱（NIRS）可用于评估脑组织氧合，并提供脑氧供应不足的早期指示。

心功能

当代复苏后指导原则主要来自于对非ECMO 患者的研究。因此，血流动力学管理通常强调血压、静脉饱和度和乳酸水平等传统参数，而不是血流量。然而，V-A ECMO 主要通过在原生心输出量的基础上增加高达 6 升/分钟的血流量来支持循环。由于必须考虑 V-A ECMO 患者血流动力学监测的几个特定点，因此量化原生心输出量具有挑战性。此外，通过引流血液，右心室的前负荷可能会降低，内源性心输出量可能会减少。主动脉中的高血流量和高压力会增加左心室的后负荷，同时增加平均动脉压。在心力衰竭的情况下，左心室功能可能会受损，以至于在这些条件下无法维持足够的心输出量（前负荷降低，后负荷保持不变），从而导致肺充血，并在瘀血的情况下导致心内血栓形成。为了应对这种情况，只要认为内在心输出量不足，就应考虑采取左心室减压措施。除使用肌力或舒张药物调节后负荷外，最常用的方法是主动脉内球囊反搏（IABP）和 Impella 装置。这些干预措施的适应症具有挑战性，目前还没有关于最佳手术时机和类型的确切数据，因此需要根据具体情况进行仔细评估。正在招募的 Unload-ECMO 试验可能会对这一领域有所启示。在先前描述的丑角综合征和伴随的肺衰竭的情况下，在个别情况下，可能有必要在实施左心室卸载装置之前将V-A ECMO系统扩展为静脉-静脉-动脉（V-VA）系统，以确保左心室中的血液充氧充足。

复苏后综合征

除上述器官系统外，所有其他器官都受到缺血再灌注损伤，导致多器官功能衰竭。全身缺血综合征具有异质性，需要根据表现采取以患者为中心的对症治疗。通常需要支持的器官是肺、血管和肾脏。

动物数据

动物 ECPR 研究很少见。2023 年，Ijuin 和共同作者发表了一篇范围综述，仅发现了 37 项有关 ECPR 的动物研究。超过 90% 的研究使用猪模型进行 ECPR。70%以上的研究通过电刺激诱发心室颤动，然后是中位 10 分钟的常温无血流期。很少有研究使用更长的无灌流持续时间，最长可达 20 分钟。只有一半的动物在 ECMO 支持前进行了复苏。这些事实凸显了现有动物模型（诱发心室颤动的年轻健康动物）与人类 ECPR 现实情况（患者年龄大、昏迷原因持续存在、昏迷后立即进行复苏，而且往往一有时间就进行降温）之间的根本差异。由于无血流持续时间较长，根据现行指南，这些动物将不被视为 ECPR 的候选者。现有动物数据的另一个问题是，与人类研究相比，神经系统结果很少被用作主要结果。在将令人鼓舞的结果从实验台带到临床时，需要考虑这些事实。

临床证据

首次公布的 ECPR 随机试验是 2020 年公布的 ARREST 试验，结果显示 ECPR 组的良好神经存活率（6 个月后 CPC 1-2）达到惊人的 43%，而无 ECPR 组为 0%；见表 2。乍一看，这似乎是有道理的，因为 OHCA 和 IHCA 后，随着低灌流持续时间的延长，存活率会大幅下降。但重要的是，即使低灌流持续时间较长，某些患者（有目击者、立即进行 CCPR、年龄较小、可电击心律、可治疗的停搏原因等）在不进行 ECPR 的情况下死亡率也不是 100%。在 CCPR 中预测更好结果的因素（见上文）被认为是 ECPR 的首选标准，这绝非巧合。包括精心挑选的患者在内的两项较大的随机试验无法证明 ECPR 的优越性。虽然倾向评分匹配登记处的数据报告了相互矛盾的结果，但最新的随机试验荟萃分析表明生存率有所提高；见表 3。最终，还需要更多数据来证明 ECPR 的益处，并确定最有可能获益的患者。

结论

ECPR具有侵入性且资源密集性。OHCA和ECPR后患者生存获益的数据来源于回顾性登记和荟萃分析。为了改善结果，ECPR团队必须融入当地应急系统，并朝着减少低灌流的方向进行改进。

来源：Wengenmayer. Extracorporeal cardiopulmonary resuscitation in 2023. ICMx 2023;11:74.斌哥话重症

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