心脏骤停(cardiac arrest,CA)病死率、致残率高,严重威胁人类生命健康。2016年美国分别有约35万例患者发生院外心脏骤停(out-of-hospital cardiac arrest,OHCA),20.9万例患者发生院内心脏骤停(in-hospital cardiac arrest,IHCA)[1]。目前心脏骤停复苏效果的评估主要采用出院生存率和神经功能恢复两个指标,评估神经功能恢复主要采用大脑功能评分(cerebral performance categories scale,CPC)进行判断,其中CPC评分1~2分为神经功能恢复良好,3~5分为神经功能恢复不良。传统心肺复苏(conventional cardiopulmonary resuscitation,CCPR)仅能提供心脏骤停前心输出量的25%~40%,复苏效果不理想。2015年CARES(改善心脏骤停复苏成功率)组织统计院外心脏骤停患者复苏生存率仅为10.6%,神经功能预后良好者约8.56% [2],基于此,机械辅助的循环技术应运而生。
体外心肺复苏(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation,ECPR)是指在体外膜氧合技术(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)辅助下对复苏困难的心脏骤停患者进行心肺复苏。2015年美国AHA心肺复苏指南建议,对于发生心脏骤停且怀疑病因可逆的特定患者,可考虑使用ECPR技术代替CCPR(Ⅱb级,LOE C-LD)[3]。理论上,ECMO可提供紧急呼吸、循环支持,保证心脑等重要器官灌注、促进心脏骤停后自主循环恢复,避免缺氧损伤,提高存活率、改善神经功能预后。ECPR已广泛应用于新生儿和儿童心脏骤停患者,可以明显改善生存率和神经预后;在成人心脏骤停患者中,尽管越来越多的系统性回顾或荟萃分析表明应用ECPR可以获益,但目前仍缺乏大规模随机临床对照试验,因此究竟ECPR是否真的优于CCPR尚无统一定论。本文主要围绕ECPR的应用现状,与CCPR进行比较复苏效果差异,以及ECPR入选标准和应用流程等方面进行阐述。
1 ECPR应用现状体外生命支持组织(extrocroporeal life support organization,ELSO)是目前全球最大的ECMO注册机构,主要用于儿童及成人呼吸、循环衰竭及心脏骤停病例的登记和统计。截止2018年1月,经ELSO统计的新生儿及儿童ECPR患者共5 575例,成人ECPR患者4 745例,出院存活率分别为40%、42%和29%。ELSO登记的中国大陆开展体外生命支持的医院或地区共10个,分布在广州、上海、北京、济南、杭州、长沙和金华等地。
2 ECPR与CCPR对于改善预后的差异比较 2.1 院内心脏骤停住院患者一般均存在多种合并症和并发症,目前尽管心肺复苏技术不断提高,但院内心脏骤停(in-hospital cardiac arrest, IHCA)患者生存率和神经功能恢复比例仍较低,据统计IHCA平均出院生存率约15%,其中仅有约一半患者恢复良好神经功能[4]。研究表明在IHCA患者中,实行ECPR相对于CCPR可以明显获益[5-7]。其中证据质量级别较高的分别是Chen等[5]和Blumenstein等[6]的研究。在Chen等人的单中心前瞻性研究中,共纳入113例接受CCPR和59例接受ECPR的患者,进行1:1倾向性评分匹配,发现在IHCA患者中开展ECPR,可较CCPR明显改善患者出院存活率、短期和长期生存率(分别指出院30 d和1年)。在Blumenstein等[6]的一项共353例IHCA病例的回顾性研究中,同样按1:1匹配ECPR组和CCPR组患者各52例,同样发现ECPR在改善患者短期生存率和长期预后方面比CCPR存在明显优势(分别为27% vs. 17%,23.% vs. 11.5%)。除以上前瞻性或回顾性单中心研究外,在2016年Ahn等[8]的荟萃分析中,共汇总高质量IHCA研究4篇、991例患者,结果仍然表明ECPR在提高生存率、和改善神经功能预后方面,可以比CCPR明显获益,其优势比(OR值)分别为2.4和2.63(异质比I2分别为0和3%)。
2.2 院外心脏骤停OHCA患者能否从ECPR中获益尚不明确。理论上OHCA患者一般年龄较轻、多无基础疾病、心脏骤停病因以心源性为主,立即启动心肺复苏存活率高,但现实却并非如此,EPCR在实行过程中受诸多因素影响,比如是否存在目击,启动初始心肺复苏是否及时,旁观者CPR质量,初始心律是否为除颤心律,以及ECMO上机是否及时等,故ECPR在OHCA中开展存在挑战。2010年至2016年ELSO共登记OHCA患者实行ECPR 217例,出院存活率约27.6%[9]。2013年日本Maekawa等[10]通过一项单中心前瞻性观察研究,纳入162例OHCA患者,进行ECPR和CCPR组1:1倾向性匹配各24例,经Kaplan-Meier生存分析表明ECPR组生存率明显高于CCPR组(29.2% vs. 8.3%),该研究的不足之处在于并非随机试验,且纳入的组内病例数较少。之后在Sakamoto等[11]的多中心研究中,纳入了46家医院、454例患者,分ECPR组234例、CCPR组159例,通过意向治疗性分析(intention-to-treat analysis)也得出类似结论,ECPR可以明显改善OHCA患者1个月和6个月的神经功能预后(分别为12.3% vs. 1.5%;11.2% vs. 2.6%,P < 0.05)。这篇研究也存在一定缺陷,首先是没有遵循Utstein心肺复苏评估模式,其次各中心医院在病例入选中存在明显选择偏倚,再次很多中心在开展ECPR的同时应用了亚低温和主动脉球囊反搏(IABP)等集束化治疗策略,同样会对预后产生影响。为寻求OHCA开展ECPR疗效的证据,Grunau等[12]从Medline、Embase、Pubmed等数据库上检索从2005年至2017年关于OHCA患者启动ECPR的高质量综述和荟萃分析共5篇[8, 13-16],其中除Ahn等人的荟萃分析外,其他研究结论均表明,在改善出院生存率方面ECPR比CCPR具有明显优势,其相对危险度(RR)为2.69。在Ahn等的研究中,尽管包含上述Maekawa、Sakamoto等多人的数据,并纳入Lee等[17]的前瞻性观察试验,但结论却并没有发现ECPR相较CCPR存在优越性(OR值1.43,异质比I2高达83%)。韩国的Choi等[18]进行了一项共纳入320例的队列研究,尽管应用了协变量调整和倾向性评分匹配等统计分析方法,但最终他们也并没有得出ECPR在改善预后方面优于CCPR。造成以上结果的原因首先是上述研究并非随机对照试验,试验对象存在选择偏倚,尽管可以通过多因素分析和倾向性评分匹配等方法进行校正,但仍无法完全消除混杂因素干扰,ECPR只有在经选择的特定个体中才可以发挥明显优势,当应用于大样本量的整体研究时,ECPR的优势难以体现;其次目前ECPR的启动主要依据临床医师的经验判断,仍缺乏统一的标准化流程,;最后,ECMO上机操作可能延误心肺复苏时间,后期还面临严重感染、出血等一系列并发症,均可能对预后产生影响。
因此ECPR的优势仍需要大规模临床随机对照试验加以验证。目前国际上已有几项随机临床对照试验正在进行,首先是来自奥地利的单中心前瞻性随机试验,拟收集有目击的院外心脏骤停患者,随机分为标准心肺复苏组(ACLS)和急诊体外循环组(ECPB),ECPB组在给予高级生命支持15 min后未恢复自主循环时启动ECPR,分别比较两组的24 h生存率、ICU转出率、出院生存率及6个月神经功能恢复(CPC评分)等[19]。另外一项是多中心随机研究,也称为“布拉格院外心脏骤停试验”(编号NCT 01511666)[20, 21],该试验针对有目击的OHCA患者,当经高级生命支持5 min未恢复自主循环时,随机分为标准组和侵入性操作组,在侵入性操作组包含血管内低温、及ECMO等技术,分别比较两组在30天神经功能和心功能恢复情况,及出院6个月的神经预后等。我国大陆地区尚无心脏骤停后心肺复苏的试验研究。
3 ECPR流程探讨 3.1 入选标准决定ECPR发挥优越性的关键因素在于选择合适的纳入对象及制定相应的适应征和启动条件。AHA指南建议对于心脏骤停病因可逆、且心肺复苏时间特定的患者可以考虑ECPR,但现实是,对于大多数患者临床医生通常无法在短时间内迅速决策患者心脏骤停病因是否可逆。因此,有人提出严格的入选标准,主要包括:有目击的心脏骤停,旁观者实施CPR质量,呼末CO2水平监测,较短的无/低血流时间,初始心律为可除颤心律等[22-23]。
3.2 ECPR的流程和技术要求目前关于开展ECPR尚无统一标准,不同国家和地区正在尝试制定较为全面的标准化流程,并尝试积累初步经验。澳大利亚Stub团队制定了关于OHCA的集束化治疗策略,包含机械胸外按压、低温治疗、ECMO和早期冠脉造影及PCI术等,也称为“CHEER研究”[24],该研究提出了较为详细的ECPR的初步流程,包括病例入选及排除标准,并从启动标准CPR、医护团队介绍、ECMO上机/撤机、亚低温实施,及判断神经预后和平均住院时间等各步骤进行详细阐述,最终患者均具有良好的生存预后。该研究的缺陷仍然是非随机试验,且入选病例数偏少。德国的Swol等[25]总结了IHCA患者实行体外生命支持的团队结构、设备要求、技术操作,及复苏后护理等相应流程,并重点讨论了关于ECMO上机操作中置管技术的步骤及并发症等。
急诊ECPR团队在美国尚处于起步阶段,在2016年美国共有36家中心开展急诊ERCP项目,这其中只有约13家医院能够提供较成熟的操作流程。Tonna等[26]及其团队首次调查了全美急诊心脏骤停患者开展ECPR情况,介绍了急诊ECPR团队成员组成及任务分配,并且推荐多学科协作。
ECPR技术成功实施与多学科协作密不可分,这其中涉及院前急救系统、急诊科、心脏外科、心血管内科、麻醉科及灌注师、护师等多科室参与,并且对技术和设备存在较高要求。超声引导下辅助置管,及荧光透视定位导丝位置等新技术为ECMO上机赢得时间,并且可以明显降低穿刺并发症的发生率。最近一项单中心回顾性研究建议在超声和荧光双重引导下经皮穿刺置管,不但不会延长ECMO上机时间,同时可以使穿刺并发症下降约十个百分点,其中超声引导可以提高穿刺血管的安全性,而荧光造影可以减少导丝发生偏移和打折的可能[27, 28]。
开展ECPR费用昂贵,Ryan等[29]回顾了2005年至2013年应用ECMO的150例患者资料,分为心脏切开术后综合征组、需要CPR的心源性休克组,未行CPR的心源性休克组,和呼吸衰竭组等四组,通过趋势和相关性分析发现ECMO相关费用为(74 500±61 400)美元/人,约占住院总费用的6%。其中,在心源性休克组中,应用ECMO会使住院费用比未行CPR组增加大约2倍(P=0.04)。但目前尚缺少非心脏手术心脏骤停患者应用ECPR费用的文献。
4 ECPR的未来ECPR的优势在越来越多的文献研究和临床病例中得以体现,关于ECPR包含亚低温、急诊冠脉血运重建等在内的治疗束也越来越成为趋势,但目前仍缺乏严谨的干预数据,和随机对照试验,未来需要制定严格的入选和排除标准,统一试验流程和数据管理,尽可能开展系统性的前瞻性研究和多中心随机对照试验,从而正确评价ECPR在心脏骤停中的有效性[30]。
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