ECMO期间心脏不射血?不要急,看看我们还能做什么
译者:刘炳炜
审校:顾乔
目的:心源性休克是与组织灌注不足、器官衰竭相关的心功能不全的最后共同途径。除了病因治疗外,临时机械循环辅助可以起到支持作用。目前看来体外膜肺氧合可以有效预防低氧血症和终末器官功能障碍,但是关于患者选择、风险和并发症方面的研究仍然欠缺。
数据来源:临床观察
研究选材:病例报告和文献回顾
数据提取:相关的临床信息。在线数据库,包括PubMed,Web of Science,Scopus和OVID等,搜索先前资料。
数据生成:我们报道了6例复杂的难治性心源性休克接受急诊股静脉 - 动脉体外膜氧合支持,超声心动图表明主动脉根部没有血流,有血液沉降,并有血栓形成。
结论:接受股静脉 - 动脉体外膜肺氧合的心源性休克患者有可能心脏无射血并在主动脉根部形成血栓。超声心动图是诊断和记录治疗效果的基石。考虑到此时在主动脉根部形成血栓的倾向,我们为高风险患者提出了一种治疗方法。
背景
心源性休克是与组织灌注不足和器官衰竭相关的心功能不全的最后共同途径。在像冠脉血运重建这样的病因治疗以外,临时机械循环支持可以作为难治性休克或心脏骤停患者支持治疗的一项措施。虽然体外膜氧合(ECMO)可以有效预防低氧血症和终末器官功能障碍,但还没有随机试验证明他可以降低心源性休克的死亡率或发病率。对于ECMO在心脏骤停中的应用我们称为“体外—心肺复苏术(E-CPR)”。
心内血栓在大面积心肌梗死或严重左室功能抑制的患者较为常见。ECMO支持期间主动脉瓣血流的减少不仅容易导致心室内血栓,还有主动脉根部血栓的可能。最近一项单中心观察研究报道心内血栓的患病率为3.9%(3/77),有一个病例系列介绍了ECMO期间9例心内血栓形成和5例主动脉根部血栓形成。即使在治疗性抗凝剂量下,从自发回声改变到形成血栓到变成血凝块的过程依然是时间依赖性的。在股静脉 - 动脉ECMO过程中,胸主动脉和主动脉弓的逆向血流以及主动脉瓣正向血流的缺乏,会促使主动脉根部的血液沉降和血栓形成。因此,因此主动脉瓣关闭导致的外周动脉搏动消失是ECMO支持期间的报警信号。
病例1
26岁年轻女性,ECPR转运至医院,入院考虑“米诺环素”诱导的超敏反应,心肌活检提示伴嗜酸性粒细胞增多的坏死性心肌炎。通过TEE随访,提示双侧心室的功能障碍、室壁增厚、主动脉瓣关闭;发现早期的血流的血流瘀滞与主动脉根部早期血栓形成逐渐演变为主动脉根部血栓。患者最终出现脑缺血表现,重复的颅脑磁共振明确了梗塞的发生。图中为TEE下中食道长轴切面,*为主动脉根部血栓,+为左室血栓
病例2
19岁女性癫痫患者,入院后发现无脉与濒死呼吸,CPR15分钟后行ECMO支持循环。常规抗凝下,TTE提示左室收缩消失及主动脉瓣暂时停止开放,此时升主动脉血流瘀滞。TEE提示主动脉根部血栓形成。外科行动脉管转接至升主动脉,另取静脉端放置左侧上肺静脉,术中即发现主动脉瓣重新开放且血栓消失。50小时后患者心功能恢复,撤离ECMO,无神经功能障碍。心脏骤停的原因为紫衫中毒。图中为TEE下中食道短轴切面,*为主动脉根部血栓
病例3
55岁男性胸痛患者,入院后询问病史时出现心跳骤停,ECG提示心搏停止。短暂CPR后患者ROSC,造影提示严重三支病变,在尝试开通右冠(罪犯血管),患者出现多形性室速到室颤,在除颤后患者心电恢复,但仍伴有严重的心源性休克。在成功的PCI之后予患者ECMO支持,置管过程中的TEE检查发现心室收缩弱,主动脉瓣短暂关闭,几分钟后患者主动脉瓣根部出现回声改变。予正性肌力药物及调低流量后患者瓣膜再次开放,血流瘀滞随即改善。患者最终成功撤离ECMO,且神志功能、血流动力学恢复。图中为予正性肌力药物及调低流量后,3分钟内患者瓣膜再次开放、回声改变消失。
病例4
70岁男性,因8天间断的典型心绞痛入院,入院时即伴严重的心源性休克。在室颤除颤后,短暂CPR后患者ROSC。TEE提示收缩功能的障碍,前壁运动异常,造影提示左前降支梗塞。由于治疗过程中患者血流动力学不稳定,VA-ECMO支持下,成功行血管开通,但转运至ICU后发现动脉搏动消失。TEE提示左室无射血,主动脉无冠瓣及左冠瓣血栓形成,且伴有大量的心包渗出。持续外科引流后患者主动脉瓣短暂开放。最终患者全循环辅助下,患者多脏器功能衰竭持续,左室收缩无改善,患者在放弃进一步治疗后死亡。
病例5
51岁男性患者院前发现室颤后予以持续CPR,入院时患者意识丧失,四肢湿冷及脉搏微弱。大剂量儿茶酚胺药物及反复除颤使用下,患者血流动力学与心电不稳定。造影提示严重三支病变,行VA-ECMO支持。TEE提示左室无射血及主动脉根部血栓形成。在纠正严重的代谢性酸中毒后,记录到患者主动脉瓣开放。患者最终预后不良,患者由于严重的脑损害(伴持续的肌阵挛)死亡。
病例6
71岁女性因上腹痛6小时在地区医院检查发现ST段抬高性侧壁心梗。转运至中心医院途中患者心脏骤停,患者途中通过心肺复苏机(LUCAS系统)复苏。到达抢救室后,患者ROSC,但是需要大剂量血管活性药物。冠脉造影提示左主干梗塞,在血管重建后患者尽管心律稳定,但需大量正性肌力药物维持。启动ECMO后发现患者血流动力学持续不稳定,原因是LUCAS心肺复苏机在CPR过程中造成的肝脏裂伤在持续性的腹腔内出血。外科止血后予患者小剂量肝素抗凝,TEE提示左室无射血,主动脉瓣处血栓形成。患者最终心功能未能改善,ECMO支持下表现为持续的休克后中止治疗。
讨论
没有血液穿过非开放的主动脉瓣进入主动脉,这种状态我们称之为“心脏无射血”。我们通过超声在所有类似的病例中均观察到主动脉根部无血流、血液沉降、血栓形成,且肝素的应用并不能阻止这种现象。我们认为它是一种独特的现象,不同于众所周知的心肌梗死中见到的典型的心室血栓。更进一步,我们假设所有病例的进展都是由于左室收缩下降伴主动脉根部血液淤滞造成的。这也被动物模型支持,外周静脉 - 动脉ECMO下左室后负荷增加和长时间主动脉瓣关闭的动物模型上证实了这一点。我们的观察和理解与先前发表的病例报道一致,病例中ECMO期间有9例心内血栓形成,5例主动脉根部血栓形成,另有一名患者,两种现象同时发生。尽管如此,理想的抗凝治疗仍然至关重要,以防止其他ECMO相关并发症。
股静脉 - 动脉ECMO期间发生非射血的心脏原因是多方面的。严重的左室心肌功能障碍似乎是先决条件,可能由急性炎症(病例1),中毒(病例2),严重代谢紊乱(病例5)以及最常见的由冠心病急性缺血引起(病例3-6)。除左室功能不全外,股静脉 - 动脉ECMO期间主动脉弓和降主动脉的逆向血液使后负荷增加,易促使血液淤滞和主动脉内血液沉降,从而加重左室无射血状态。这反过来又引起冠状动脉血流减少和左室功能进一步受损的恶性循环。除了收缩功能的储备,左室的负荷对于维持主动脉瓣前向血流至关重要。股静脉 - 动脉ECMO的启动立即降低左室的前负荷,但升高左室的后负荷。此外,如病例6中的血容量不足和全身性炎症反应综合征减少前负荷。局部心包血肿或心包积液患者(病例4),进行性右心室(RV)衰竭的患者,例如由于肺栓塞,RV梗塞或机械通气下不恰当的胸腔高压,都可引起左室受损。在主动脉瓣持续不开放几分钟后,可观察到主动脉根部的血液淤滞和血液沉降,一旦主动脉瓣重新打开,这种现象似乎是可逆的(病例3)。没有射血和观察到自发回声改变不等于临床相关血栓的存在。然而,自发回声改变增加了心内血栓和中风的风险。在案例2和3,主动脉根部间断的血流淤滞和自发的回声改变没有导致血栓并发症和影响患者的完全临床康复。无射血时间长短可能会影响血栓形成的风险,甚至少许不定时的左室射血可以防止主动脉根部从回声改变发展到血栓形成。另一方面,在主动脉瓣尖一旦确实存在血栓,即使是主动脉瓣上单一的左心室前向搏出血流就可引起破坏性的栓塞并发症。
在外周动脉血压无法检测到搏动血流的情况下,我们建议按照上图的流程继续治疗。这是基于我们机构报道的案例的经验,并在临床实践中实施。及时行超声心动图是必要的,以确认持续关闭的主动脉瓣并评估主动脉根部血栓的存在。如果没有血栓形成的迹象,我们应该采取措施以恢复主动脉瓣搏动的血流,如纠正可能的血容量不足,心律失常或心包充盈受限,以及在抗凝同时调整滴定ECMO的参数来达到理想的左室收缩性和后负荷(图3)。恢复搏动性血流的策略包括将股静脉动脉ECMO流量降至维持重要器官灌注所需的最小值(静脉血氧饱和度60%以上是可以接受的,重复检查乳酸水平),使用正性肌力药物和可能减少后负荷的药物。争取脱离ECMO支持是非常重要的。如果需要持续的机械循环支持,可转变成中心插管ECMO或左室辅助装置,如Impella。如果外周置管VA-ECMO需要保留,额外植入Impella可以减轻左室后负荷并为升主动脉提供血流。另一种选择是在VA-ECMO支同时植入IABP,但应在只有超声心动图证实主动脉瓣开放的情况下放置。我们强烈反对行左心房导管引流、房间隔造口术或者Tamdemheart辅助,因为这些干预措施可能会减少左心房的容量/前负荷,并诱使心室持续的不射血。
如果高度怀疑主动脉根部血栓形成,必须从多学科的角度个性化的评估与制定患者的治疗策略与预后。做出让主动脉瓣重新开放还是抑制搏动血流的决定取决于患者左室停止搏动的持续时间,可能的血栓大小和位置,心包积液和心律失常等并发因素,最重要的还有患者的基础疾病和最终预后。因此,超声心动图明确区分血栓形成中(可能已存在微血栓)和已经形成坚固的血栓通常是不可能的。治疗应该由经验丰富的医生根据多学科讨论决定。如果想手术切除血栓,建议ECMO泵速度提高,以防止主动脉瓣开放,直到紧急手术。在选定的病例中,紧急心脏移植或植入永久性LV辅助装置可能是治疗的选择。
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