第二章 体外膜肺与急诊（一）
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，成功率为20%～30%，神经系统预后良好的生存率不足10%。应用体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）辅助心肺复苏也称为体外心肺复苏（extracorporeal cardiopulmonary resuscitation，ECPR），作为心脏骤停后的治疗措施越来越受到人们的关注。与传统心肺复苏相比，体外心肺复苏可以提高生存率，更好的保护神经系统功能，因此成为研究的热点并逐渐进入临床领域，本文将体外心肺复苏在心脏骤停中应用进展进行综述。
一、ECPR的历史及国内外应用现状
心脏骤停患者进行体外心肺复苏可以恢复血流，特别是对于心肺复苏时间延长的患者，这一认识是在1966年确立的[1]。此后，ECPR先后用于儿科和成人患者。为了更好地普及体外支持系统（extracorporeal life support，ECLS）知识和建立登记体外支持患者的数据库，1989年美国成立了体外生命支持组织（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO），到2012年注册使用ECLS的患者达53 190例。依据ELSO的定义，体外生命支持是为组织持续提供氧供的改良的心肺旁路，而体外心肺复苏则是将体外生命支持系统应用于传统心肺复苏失败的心脏骤停患者。可见，依据这一定义，ECPR所指的是在传统心肺复苏当中，或者在传统心肺复苏10分钟以上仍未恢复自主心律的心脏骤停患者应用体外生命支持。而心肺复苏后，已经恢复自主心律但处在低心排状态的患者应用ECMO治疗，并不符合体外心肺复苏的定义。
目前ECPR的应用仍处于研究探索中，尚无随机对照临床试验，但有一些有价值的研究提示ECPR在特定人群的获益。ECPR对于难治性院内心脏骤停患者是有效的[2-6]，其中较有影响的一项研究入选18～75岁有目击者的院内心脏骤停并复苏10分钟以上的患者，共入选172例，ECPR组59例，CCPR组113例。该研究得出30天累计生存率为34%[3]。与传统心肺复苏相比，ECPR能够提高除颤成功率并延长复苏时间，减少认知损伤的发生。在30分钟内开始ECPR治疗的患者出院存活率为50%，但随心肺复苏至ECPR开始的时间延长，生存率相应降低。
Shin及其团队回顾性分析了自2003—2009年18～75岁的院内心脏骤停的患者共406例，CCPR组321例，难治性心脏骤停心肺复苏10分钟后进行ECPR 85例。最终得出ECPR组出院生存率及6个月神经功能预后良好的生存率均高于CCPR组。多变量回归分析得出，ECPR是出院生存率及6个月生存率的独立预测因素[7]。其他ECPR治疗院内心脏骤停的研究所得生存率与此相似，为34%[8]和53%[4]。这些研究均表明，从心肺复苏开始至ECPR，相隔时间越长，预后则越差。因此，ECRP在院内心脏骤停患者中是较有价值的选择，特别是对于病因可逆的患者，一旦对CCPR治疗无效，应尽快实施ECPR。我国关于ECPR的研究较少，集中于院内心脏骤停[9]及心脏术后心脏骤停[10]的救治，出院生存率约21%～35%[11，12]，与国外研究结果接近。
与院内心脏骤停相比，院外心脏骤停由于心肺复苏不及时，质量无法保证，转运至医院的时间长，以至于ECPR开始时间更晚，但ECPR对于院外心脏骤停的救治仍有积极的意义。台湾团队的一项前瞻性研究在5年内入选230例ECPR患者，并将院外心脏骤停（31例）与院内心脏骤停（199例）的数据进行对比，得出两组的出院存活率基本相近（OHCA 38.7vs IHCA 31.2%），两组较好的预后比率也相近（OHCA 25.5%vs IHCA 25.1%），两组内缺血时间小于75分钟的患者生存率接近，约为33%。该研究提示，在院外心搏骤停患者中延长复苏时间并有选择的进行ECPR可以提高生存率并改善神经系统预后。因此，院内和院外心脏骤停预后的差异主要在于心脏骤停持续的时间，而不是地点的不同[13]。日本团队于2013年进行一项前瞻性研究，入选162例院外心脏骤停患者，进行体外心肺复苏或传统心肺复苏治疗。初级终点为3个月神经系统预后良好的生存率，结果得出ECPR组较CCPR组有更好的生存率（29.2%vs 8.3%）。这项研究直接比较了ECPR和CCPR治疗院外心脏骤停的预后，且ECPR组得到较好的结果，但是这项研究并非随机试验。另外一项由日本团队完成的研究包括46个医疗中心，共有454名初始心律为室性心动过速或心室颤动的院外心脏骤停患者入选（ECPR组n=260，CCPR组n=194）。每个参加研究的医疗中心均可进行经皮冠状动脉介入治疗及亚低温治疗。结果显示ECPR组的1个月生存率和6个月生存率均显著高于CCPR组（12.3%vs.1.5%，11.2%vs.2.6%）[14]。但该研究也有一定局限之处，如每个中心仅进行ECPR或CCPR，这是统计学方法无法校正的偏倚，另外ECPR组较CCPR组进行了更多的包括亚低温、主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump，IABP）等积极治疗。可见，ECPR的综合获益不仅源于其对心肺功能的支持，更源于其为后续的有效治疗提供了可行的平台。
二、ECPR的适应证
2010年的心肺复苏指南并未推荐将ECPR常规应用于成人心肺复苏，然而在ECPR可用的条件下，如果血流停止时间短暂，且引起心脏骤停的原因是可逆的，如意外低体温、药物中毒等；有条件进行心脏移植、再血管化治疗，则可以考虑应用[15]。而2015年的美国心肺复苏指南提出对于发生心脏骤停且怀疑心脏骤停的病因可逆的患者，可以考虑体外心肺复苏替代传统心肺复苏。由于ECPR是一个复杂的过程，需要训练有素的团队、专业的设备以及当地医疗系统的跨学科支持，而目前没有关于ECPR的大规模临床试验，此前发表的大部分研究纳入的患者为年龄18～75岁，合并症较少，推测为心源性的心脏骤停，并在接受了10分钟传统心肺复苏后未恢复自主循环，因此医护人员在选择潜在ECPR候选患者时，应该考虑以上的纳入标准[16]。
三、ECPR提高心肺复苏成功率的病理生理机制
ECMO的基本构件包括血管内插管、连接管、动力泵、氧合器、供氧管、热交换水箱及监测系统。患者行深静脉及动脉置管，深静脉血液经过ECMO气体交换，排除二氧化碳，吸收氧气，变成氧浓度高的血液，在离心泵的驱动下返回到静脉（V-V通路，呼吸支持），也可经过血泵返回动脉（V-A通路，心肺支持）（图1-2-1）。ECPR开始后，血流动力学迅速改善，为缺血缺氧的组织提供更多氧合血液，减轻酸中毒，促进其他代谢产物的清除，因此可以促进自主循环恢复，减轻认知功能的损害。对于患者时常合并的心肌顿抑和肺水肿等心肺复苏后的常见并发症，ECMO可以支持、替代直到心肺功能恢复，从而阻止了器官损伤以及后续的多脏器功能不全。
四、ECPR的缺点和局限性
ECPR的医疗费用昂贵，且对人力资源需求密集。由于技术要求较高，仅能在综合水平高的医学中心进行，团队需要经过专业的训练，并随时待命，且ECPR有其机械和运行所致相关并发症（表1-2-1）。中空纤维膜氧合和离心泵的出现有望减少机械引起的并发症，改善患者的预后。随着置管技术、纳米技术、生物人工膜技术以及其他工程技术的不断发展，人们对ECPR认识的逐渐深入，操作技术的日趋娴熟，ECPR并发症将越来越少。
五、ECPR应用前景及展望
选择适合的治疗群体，是提高ECPR预后的关键。较为理想的情况是有目击者的心脏骤停，尽快由目击者或专业团队进行心肺复苏，迅速通知医院的ECMO团队，同时给予高质量的心肺复苏直至ECMO运行。随着ECPR技术的发展，设备功能的完善和体积的缩小，ECPR有望在院外急救现场进行，进一步缩短心肺复苏时间，改善患者的生存率。
ECPR为寻找心脏骤停的潜在病因及治疗提供了机会，由于急性心肌梗死所致心脏骤停比例较高，ECPR联合冠状动脉再血管化治疗显著改善了患者的预后[17]。部分患者可在ECPR支持下等待心脏移植。脑保护和复苏后综合征的预防是另外一个前沿的问题。ECPR可以通过温度控制进行复苏后治疗性低温，与保护性机械通气同时进行，限制多种氧自由基的生成和预防缺血再灌注损伤，提高脑和其他器官保护效果。另外，出现急性肾损伤的病人可在ECPR支持下联合持续性肾脏替代治疗，减轻体内液体潴留和代谢产物蓄积。
随着ECPR的应用，心脏骤停后死亡的判定，成为一个重要的伦理学问题。一些患者ECPR后，始终未恢复心脏活动，同时判定为脑死亡，可自愿选择是否进行器官捐献。ECPR可以改善器官缺血，增加器官捐献的可能。Megarbane等仅报道了1例ECPR存活者，但有6例被判定为脑死亡，其中3例成为器官捐献者[18]。Fagnoul等[19]认为器官捐献的增加应作为ECPR的重要终点事件，因此该团队报道了包括存活率和器官捐献率的高达40%的复合终点事件。
六、结论
体外心肺复苏对于传统复苏失败的心脏骤停是重要并且临床可行的治疗措施。在院内心脏骤停的患者中40%～50%可达到神经系统预后良好，而在院外心搏骤停患者中该比例也可达到15%～30%。心脏骤停至ECPR开始之间的时间，是ECPR预后的决定性因素。对于神经系统预后极差的患者，ECPR可以保证其他重要器官供血，从而增加器官捐献的可能。但ECPR的广泛应用仍需要大规模随机对照研究提供更多依据。
（苏文亭 马青变）
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