2. 郑州大学第一附属医院体外循环中心,郑州 450000
2. Extracorporeal Life Support Center, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450000, China
在世界范围内,心脏骤停(cardiac arrest, CA)是致死致残的主要原因之一。流行病学研究显示每年有(40~45)万人死于心脏骤停,病死率极高[1]。国内研究显示,每年成人院外心脏骤停事件的发生率为80.6/10万,郑州城区居民为44.05/10万[2]。心肺复苏是心脏骤停初始治疗的基石,但传统心肺复苏(conventional cardiopulmonary resuscitation, CCPR)仅能为心脏和脑提供10%~30%和30%~40%的正常血液供应,复苏成功率为20%~30%,神经系统预后良好的生存率不足10%[3-4]。体外心肺复苏(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation, ECPR)是指在潜在的、可逆病因能够祛除的前提下,对已使用传统心肺复苏不能恢复自主心律或反复心脏骤停而不能维持自主心律的患者快速实施静动脉体外膜肺氧合(venoarterial extracorporeal membrane oxygenation, V-A ECMO),为机体提供暂时的循环及氧合支持的技术[1, 4-5]。
CA患者在复苏后4~7 h内容易发生心肌收缩功能障碍,使用ECMO能够促进心脏恢复收缩及舒张功能,避免CA反复发生。此外,体外循环允许在心肺复苏期间快速实施目标温度管理,降低脑组织氧耗,迅速恢复有氧代谢,减轻脑水肿,促进神经功能恢复[6-7]。但ECPR是一个复杂的救治过程,需要训练有素的团队、专业的设备和多学科支持[3, 8-9]。目前尚无统一的ECPR适应证,2019年美国心脏病协会(American Heart Association,AHA)指南更新中指出目前没有足够证据推荐CA患者常规使用ECPR,但CCPR失败且有条件可快速实施ECPR时可选择性实施ECPR[4]。随后在2020年,AHA指南更新了ECPR的适应证:目前没有足够证据支持对CA患者使用ECPR,但在一定的复苏时间窗内,对于那些选定的、由于可逆原因导致的CA可尝试ECPR进行抢救[1]。2021年体外生命支持组织(extracorporeal life support organization,ELSO)提出对于年龄小于70岁、旁观者心肺复苏且无血流时间小于5 min、初始心律为可除颤心律、在常规心肺复苏过程中出现间歇性自主循环恢复或复发性心室颤动等“生命体征”可能是一个CA患者预后良好的积极预测因素[10]。2023年《成人体外心肺复苏专家共识更新》更推荐初始心律为室速/室颤(ventricular tachycardia/ventricular fibrillation, VT/VF)的可除颤心律的CA患者使用ECPR治疗[2]。目前,国内ECPR的开展仍处于探索阶段、各中心救治水平参差不齐,而本研究中心较早成立ECPR多学科团队,且发展出较为成熟的ECPR急救流程。因此,本文旨在对本院开展的95例ECPR患者进行回顾,分析导致ECPR患者预后不良的危险因素,为临床更高效进行心脏骤停急救及合理应用ECPR提供参考。
1 资料与方法 1.1 研究对象本研究为单中心回顾性研究,纳入2020年1月至2023年5月收住本院接受ECPR的患者。纳入标准:(1)ECPR的适应证:①年龄≥18周岁;②CA发生时有目击者并进行旁观者心肺复苏、且无血流时间(no-flow interval)小于5 min,持续不间断CPR时间超过15 min未恢复自主循环、血流动力学不稳定或恢复自主循环但出现反复心脏骤停者;③导致CA的病因为可逆性,如心源性、肺栓塞、药物中毒等;(2)住院时间超过24 h且临床资料完整。排除标准:(1)ECPR的禁忌证:①CA前意识状态严重受损;②多器官功能障碍、肿瘤终末期; ③创伤性出血无法控制;④有明确拒绝心肺复苏意愿;⑤左心室血栓;⑥严重主动脉瓣关闭不全。(2)住院时间少于24 h;(3)病例资料不完善。本研究经本院伦理委员会批准(伦理审批号:2023-KY-0394),豁免知情同意。
1.2 研究内容收集入选患者的住院资料,包括人口学特征: 年龄、性别、体质量指数(body mass index,BMI),既往病史、CA的原因及地点,低血流时间、总停搏时间(低血流时间:指第一次胸外按压并持续到ECMO运转达到目标血流量之前的时间。总停搏时间是指从CA到ECMO运转达到目标血流量之前的时间,是低血流时间和无血流时间的总和),初始心律是否为可除颤心律(可除颤心律是指室颤或无脉性室速,不可除颤心律是指心搏停止和无脉性电活动),ECMO上机时间、CA后首次抽血结果(包括动脉血气、肝肾功能、血常规、心肌酶等实验室检查结果),序贯器官衰竭估计评分(sequential organ failure assessment, SOFA )、急性生理学和慢性健康状态评分Ⅱ系统(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ score,APACHE Ⅱ)、临床预后(包括出院时存活状态和出院1个月后神经功能预后情况)。
根据患者出院存活状态,分为存活组及死亡组,出院1个月后存活患者电话随访采用格拉斯哥-匹兹堡脑功能(cerebral performance classification, CPC) 评分评价神经系统结局,神经系统功能预后良好指CPC评分1~2级、神经功能预后不良指CPC评分3~5级。分别比较两组患者临床资料的差异。通过二元Logistic回归分析确定与患者死亡相关的危险因素。
1.3 ECPR实施流程不管是院内心脏骤停(in hospital cardiac arrest, IHCA)还是院外心脏骤停(out of hospital cardiac arrest, OHCA),由目击者或医护人员立即进行高质量心肺复苏,同时立即电话呼叫ECMO团队进行ECPR适应证的评估、家属谈话及ECMO上机前准备(包括超声准备、穿刺备鞘、ECMO设备准备及管道预充等),持续高质量心肺复苏15 min未恢复自主循环,或者反复发生CA者在家属签署知情同意书后展开ECPR急救流程:超声引导下行股动静脉经皮穿刺插管,采用ECMO设备(MAQUET公司德国产)及膜肺管路套包,插管使用MAQUET(德国产)引流及灌注管。ECMO辅助模式均为V-A模式。设置初始流速为4.0~5.0 L/min,ECMO辅助期间根据凝血检查结果给予肝素抗凝,并依据患者血氧饱和度、血流动力学变化适当调整流速。考虑心肌梗死导致CA在ECMO辅助下转运至介入手术室,行冠状动脉造影(coronary angiography, CAG),有明确闭塞血管者行经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention, PCI)。ECMO术后常规亚低温治疗,按2018年《成人体外膜氧合循环辅助专家共识》进行流量管理、抗凝管理、并发症评估、撤机评估等[11]。满足条件者进行撤机试验,逐步降低ECMO流量、夹闭氧气进气口,患者生命体征稳定维持4 h,判定为撤机试验成功,采取股动脉缝合、股静脉压迫处理穿刺血管进行撤机。
1.4 统计学方法采用IBM SPSS 25.0软件对收集数据进行分析,采用Kolmogorov- smirnov法对定量资料进行正态性检验,符合正态分布的计量变量用均数±标准差(x±s)表示,非正态分布的计量资料用中位数[四分位数] M (P25,P75)表示。满足正态分布且方差齐的计量资料,两组之间采用独立样本t检验;偏态分布的计量资料两组之间的比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以率或构成比表示,使用χ2检验来比较组间的差异。将单因素分析中P<0.05的变量用多因素二元Logistic回归确定ECPR预后不佳的独立危险因素。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 基本资料本研究共纳入95例患者,其中男性70例(73.7%),女性25例,平均55.5岁,其中院内心脏骤停46例(48.4%),院外心脏骤停49例(51.6%),所有院外心脏骤停者均有目击者。其中,64例(67.4%)在ECMO辅助下行急诊CAG,有60例(93.7%)术后发现有闭塞血管,并行PCI再通闭塞血管。出院时存活33例(34.7%),存活患者1个月后随访,神经功能预后良好21例(63.6%)(如图 1)。存活组和死亡组的性别、年龄、BMI、既往病史占比差异无统计学意义。两组患者在血红蛋白、血小板、白细胞、CKMB、pro-BNP、PaO2、AST、Cr方面差异无统计学意义,但在pH、乳酸、APACHE Ⅱ评分和SOFA评分方面差异有统计学意义(P<0.05),如表 1。
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图 1 纳入患者流程图 Fig 1 Flowchart of inclusion patients |
|
项目 | 总ECPR(n=95) | 存活组(n=33,34.7%) | 死亡组(n=62,65.3%) | 统计值 | P值 |
人口学特征 | |||||
年龄(岁) | 55.5±13.7 | 54.8±14.1 | 55.8±13.6 | 0.34a | 0.735 |
性别男[n (%)] | 70(73.7) | 24(72.7) | 46(74.2) | 0.024b | 0.877 |
BMI [kg/m2,M (P25,P75)] | 24.68 (23.18,26.56) | 24.68 (23.07,26.77) | 24.68 (23.54,26.47) | -0.177c | 0.859 |
既往史 | |||||
查尔森合并症指数[M (P25,P75)] | 4(2,5) | 4(2,5) | 4(2.75,5) | -0.667c | 0.505 |
高血压(n,%) | 45(47.4) | 15(45.5) | 30(48.4) | 0.074b | 0.785 |
糖尿病(n,%) | 35(36.8) | 11(33.3) | 24(38.7) | 0.268b | 0.605 |
心脏病(n,%) | 45(47.4) | 19(57.6) | 26(41.9) | 4.447b | 0.108 |
IHCA (n,%) | 46(48.4) | 11(33.3) | 35(56.5) | 4.609b | 0.032d |
心肌梗死导致CA(n,%) | 63(66.3) | 24(72.7) | 39(62.9) | 0.931b | 0.335 |
实验室检查 | |||||
pH | 7.114±0.190 | 7.162±0.168 | 7.089±0.198 | -1.792a | 0.076 |
PaO2(mmHg) | 135(87.7,399) | 116(74.7,420.5) | 164(98,400.75) | -1.161c | 0.246 |
Lac(mmol/L) | 13.043±5.178 | 11.23±4.718 | 14.008±5.188 | 2.562a | 0.012d |
Na+(mmol/L) | 140.23±5.711 | 138.31±4.941 | 141.25±5.868 | 2.411a | 0.018d |
阴离子间隙(mmol/L) | 22.463±8.124 | 20.456±0.971 | 23.324±8.503 | 1.259a | 0.213 |
WBC(×109 /L) | 15.33±6.35 | 14.06±5.81 | 16.00±6.56 | 1.429a | 0.156 |
Hb(g/L) | 110.588±34.359 | 107.676±34.375 | 112.139±34.529 | 0.601a | 0.549 |
PLT(×109 /L) | 186.63±96.88 | 199.36±93.59 | 179.85±98.66 | -0.934a | 0.353 |
CKMB(U/L) | 33.5(8.1,156) | 25.8(7.7,94.41) | 38.775(9.06,240.025) | -1.148c | 0.251 |
pro-BNP(pg/mL) | 1158.5(265,5123.75) | 2095.5(431.25,7055) | 1095(233.5,4742.5) | -1.124c | 0.261 |
AST(U/L) | 264(91.5,554) | 210(66.5,477) | 305.5(145.75,580.5) | -1.1c | 0.271 |
SCr(μmol/L) | 112(86,172) | 100(79.65,158.5) | 125.55(90,191.25) | -1.556c | 0.12 |
APACHEⅡ | 28.63±7.76 | 25.88±7.68 | 30.1±7.45 | 2.6a | 0.011d |
SOFA | 12(10,15) | 10(9.5,13) | 12(10.75,16) | -2.762c | 0.006d |
注:at值;bχ2值;cZ值;dP<0.05 |
两组患者上机地点: 抢救室39例(41.1%),导管室15例(15.8%),重症监护室41例(43.2%),两组患者低血流时间和总停搏时间比较差异有统计学意义(P<0.05),在死亡患者中总停搏时间更长、ECMO上机前恢复自主心律占比更低,ECMO维持时间和住院时间更短,ECMO联合主动脉球囊反搏(intra-aortic balloon pump counterpulsation, IABP)占比更低,差异有统计学意义(见表 2)。但是两组在ECMO合并CAG、PCI、连续肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy, CRRT)占比方面差异无统计学意义,患者住院情况及ECMO维持时间比较,见表 2。
项目 | 总ECPR(n=95) | 存活组(n=33,34.7%) | 死亡组(n=62,65.3%) | 统计值 | P值 |
ECPR期间 | |||||
低血流时间[min,M(P25,P75)] | 35(30,50) | 30(24.5,40) | 40(30,52.5) | -2.623c | 0.009 |
总停搏时间[min,M(P25,P75)] | 36(30,50) | 30(24.5,40) | 40(30,52.5) | -2.848c | 0.004 |
可除颤心律(n,%) | 45(47.4) | 17(51.5) | 28(45.2) | 0.349b | 0.555 |
ECMO前自主心律恢复(n,%) | 51(53.7) | 28(84.8) | 23(37.1) | 19.751b | < 0.001d |
ECMO上机地点(n,%) | |||||
抢救室 | 39(41.1) | 19(30.6) | 20(60.6) | 10.535b | 0.05 |
ICU | 41(43.2) | 34(54.8) | 7(21.2) | ||
导管室 | 15(15.8) | 9(14.5) | 6(18.2) | ||
联合治疗(n,%) | |||||
CAG | 64(67.4) | 25(75.8) | 39(62.9) | 1.619b | 0.203 |
PCI | 60(63.2) | 24(72.7) | 36(58.1) | 1.99b | 0.158 |
CRRT | 21(22.1) | 7(21.2) | 14(22.6) | 0.023b | 0.878 |
IABP | 25(26.3) | 14(42.4) | 11(17.7) | 7.096b | 0.029d |
住院时间[M(P25,P75)] | |||||
总住院时间(d) | 7(2,15) | 19(13.5,31) | 3(2,7.25) | -6.884c | < 0.001d |
ECMO辅助时间(h) | 42(23,72) | 62(44,80.5) | 26.5(17,50) | -4.063c | < 0.001d |
撤机后住院天数(d) | 1(0,8) | 14(7.5,24.5) | 0(0,1) | -7.734c | < 0.001d |
注:at值;bχ2值;cZ值;dP<0.05 |
将95例患者中单因素分析差异有统计学意义的指标代入多因素二元Logistic回归中进行统计分析,包括IHCA、APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、乳酸、低血流时间、总停搏时间、ECMO前自主心律恢复。其中ECMO前自主心律恢复[OR=0.089,95%CI: 0.023~0.280;P<0.05]是保护因素,乳酸(OR=1.124,95%CI: 1.013~1.260;P<0.05)、SOFA评分(OR=1.176,95%CI: 1.000~1.430;P>0.05)、IHCA(OR=3.830,95%CI: 1.310~12.370;P<0.05)是ECPR患者预后不良的独立危险因素。见表 3。
变量 | β | SE | Wald | P值 | OR | 95% CI | |
下限 | 上限 | ||||||
ECMO前自主心律恢复 | -2.421 | 0.625 | -3.871 | < 0.01 | 0.089 | 0.023 | 0.280 |
乳酸 | 0.117 | 0.055 | 2.134 | 0.033 | 1.124 | 1.013 | 1.260 |
SOFA | 0.162 | 0.091 | 1.774 | 0.076 | 1.176 | 1.000 | 1.430 |
IHCA | 1.343 | 0.567 | 2.369 | 0.018 | 3.830 | 1.310 | 12.370 |
注:Hosmer-Lemeshow拟合优度检验:χ2 =8.5725, df=8, P =0.3796 |
近年来,CA发生率逐年上升且有年轻化趋势,具有不可预测性[12-13]。20世纪60年代,有学者报道使用ECMO对CA患者进行循环辅助治疗可以部分恢复心脏血流[3]。自此,ECPR开始逐渐应用到CA救治过程中,并得到持续的发展[14-15]。1989年美国成立了ELSO,截止2022年10月,体外生命支持组织注册的成人ECPR病例共12 125例,其中42%的患者能成功撤除ECMO,30%能够出院或者等候至器官移植[2]。可见,ECPR的综合获益不仅源于其对心肺功能的支持,更源于其为后续治疗提供桥接作用[16]。但是由于缺乏随机队列研究的循证依据,目前ECPR适应证并没有统一的标准。2020年AHA指南[1]提出严格的患者选择和适应证的把握是提高患者生存率的关键因素。对于难治性院外心脏骤停患者,不加选择的ECPR的实施未见明显获益[17],因此,对于ECPR患者预后危险因素的选择至关重要。
本研究发现,急性心肌梗死是导致CA的重要原因(n=63,占比66.3%),这与我国流行病学调查结果类似。对于心脏骤停时,是否应该在ECMO辅助下行紧急冠脉造影、对闭塞血管进行血运重建,国内外也展开了诸多临床试验[18]。日本的一项多中心队列研究[19]对81例CCPR无反应患者行紧急冠脉造影,61例(75%)发现有闭塞血管,并在ECPR期间行PCI,30 d生存率和良好的神经转归率分别为29%和24%。阿尔弗雷德医院的CHEER实验(包括机械CPR、治疗性亚低温和ECMO)[7]和明尼苏达复苏协会[20]对院外难治性室颤的紧急再灌注生命支持策略同样显示较高的生存率和神经功能良好率(分别为54%和50%)。本中心开展类似的紧急冠脉造影策略,64例(67.4%)行急诊CAG,其中有60例(93.7%)发现闭塞血管,并行PCI再通闭塞血管,ECPR联合急诊PCI显著提高了CA患者的抢救成功率。ECMO上机地点不同,对出院生存状态不同的影响也考虑与上述因素有关[21]:即抢救室上机者考虑急性心梗导致CA者行急诊PCI治疗;而导管室上机多是由于冠脉病变严重、多支冠脉血管病变,在PCI期间出现难治性室颤、室速,多次除颤无效后ECMO辅助支持;在ICU上机患者多由严重的脓毒症休克、低氧血症及肺栓塞导致CA,年龄大、基础情况差,病情严重、并发症多,导致预后不佳。此外,本研究还发现存活组患者联合IABP占比明显高于死亡组(42.4%vs.17.7%,P=0.029),这与Kagawa等[19]的研究一致。研究发现在V-A ECMO辅助期间,逆行的动脉灌注会增加左心室后负荷从而影响左心功能。IABP能够增加舒张压,提高大脑中动脉的前向平均血流[22],增加冠状动脉血流灌注,同时能够降低左心室后负荷,ECMO联合IABP能够提高ECMO的脱机成功率,并降低病死率,但对长期神经功能预后的保护作用尚不确定[2, 23-25]。
Kawashima等[26]指出CA时出现可除颤心律的患者接受ECPR治疗后,神经预后良好率显著高于不可除颤心律患者。低血流时间较短、旁观者CPR以及首次记录的可除颤心律是神经预后良好的预测因素[2, 26-29]。本研究并未发现低血流时间和可除颤心律在ECPR患者生存预后中有明显的预测作用,考虑由于受限于各种现实因素,本中心ECMO上机时间多在30~60 min内,只有少数IHCA患者实现20 min内上机,导致低血流时间在多因素Logistic回归中差异无统计学意义。日本的一项全国回顾性队列研究发现,在低血流时间的前35 min内,预计生存率随低血流时间的延长急剧下降约20%(每延长5 min下降约3%),随后时间内生存率出现小幅下降[21]。所以尽快实施ECMO转机、恢复组织的血供、氧供,对提高ECPR患者预后有显著影响。这些差异也可能本研究样本较少,以及排除住院时间不足24 h的患者数较多,导致统计学误差。而且对于选择实施ECPR对象本身就是一个选择的过程,不同中心存在很大差异,这会造成研究对象的异质性。但笔者发现ECMO上机前有自主心律恢复的患者,尽管没有达到自主循环恢复的标准,预后的生存率和神经功能预后良好率都有明显的提高,而没有自主心律恢复则是预后不良的独立危险因素。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
作者贡献声明 王君君、仝帅、王宏:采集数据、论文撰写;雷如意、贾新雅、杨褚君:整理数据、统计学分析;周岩、李仁杰、朱星强:图表制作、文献校对;宋晓东、张唐娟、兰超:论文修改、技术指导
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