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背景
传统治疗对于各种疾病所致的儿科急性心肺衰竭(APCPF)患者的疗效仍不满意，其发病率和死亡率极高。对于难治性APCPF患者而言，体外膜氧合(ECMO)可能是最后的治疗手段之一。
方法
本研究回顾了儿科难治性APCPF患者ECMO支持的住院结局。
结果
年8月至年5月因心源性休克或严重低氧血症实施ECMO支持的儿科患者单中心队列研究。共22例接受ECMO治疗，其中男11例，女11例，平均年龄(7.0±6.3)岁。适应证包括急性暴发性心肌炎(AFM)6例，先天性膈疝(CDH)3例，急性呼吸窘迫综合征(ARDS)6例，肠道病毒71型3例，病毒性脓毒症2例，长QT综合征致顽固性室颤1例，肺水肿合并脑疝1例。18例采用静脉-动脉(VA)模式ECMO，4例采用静脉-静脉(VV)模式。ECMO支持6.1±3.1天，住院24.4±19.4天。AFM组存活率%(n=6)。14例(63.6%)ECMO成功撤机并顺利出院，5例(22.7%)ECMO撤机成功但仍院内死亡。ECMO撤机失败和院内死亡3例(13.6%)。
结论
ECMO复苏是APCPF患者的有效策略。
尽管有先进的药物和最先进的设备可用，由急性暴发性心肌炎(AFM)、先天性膈疝(CDH)或急性呼吸窘迫综合征(ARDS)等各种疾病所致的急性心肺衰竭(APCPF)仍然是儿科重症监护病房发病率和死亡率的重要原因。因此，对于APCPF患者，尤其是保守治疗难以奏效的情况下，安全有效的治疗策略对于儿科医生来说至关重要。
体外膜氧合(ECMO)救治小儿先天性膈疝、急性心肌衰竭或常规药物难治的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)已有数十年的历史。然而，报道有效的结果高度依赖于选择适当的患者和适宜的疾病。另一方面，在单一中心未指定病因的APCPFs患者中常规进行ECMO的临床结局尚未见报道。鉴于这些信息对于指导ECMO用于治疗APCPF患者的重要性，本研究报告单一儿科中心常规应用ECMO治疗各类疾病所致的APCPF患者的结局。
研究方法
这是一项观察性研究。机构人类研究审查委员会批准整个研究方案[机构审查委员会(IRB)编号:?B]。年8月以来，所有的APCPF患者均满足ECMO支持条件。我们回顾了年8月至年5医院儿童医疗中心实施ECMO的所有连续的APCPF儿科患者数据。前瞻性纳入22例儿科患者。引起APCPF的病因见表1。本研究获得每位研究对象的知情同意。
表1：研究患者的基线特征
ECMO适应症和ECMO插管途径
医院，实施ECMO适应症包括：(1)各种病因所致的心源性休克，传统治疗和大剂量正性肌力药仍不能保持血流动力学稳定；(2)严重呼吸衰竭不能通过机械通气和常规药物(伴或不伴低血压/休克)保持动脉氧饱和度(PaOmmHg)。
ECMO安装和超声心动图研究
本研究ECMO采用静脉-静脉(VV)或静脉-动脉(VA)模式。ECMO置管在手术室或儿科重症监护室完成。实施ECMO之前，首先给予肝素U/kg，然后给予维持剂量，维持ACT在-秒。
休克患者实施ECMO手术，维持最小剂量的正性肌力药物，以保持平均动脉压在新生儿为40mmHg，儿童50mmHg，青少年60mmHg。根据血流动力学状态来调整流速，保持SVO%和尿量1mL/kg/h。所有患者都维持正常体温。
ECMO支持前应用超声心动图评估心功能，即左室射血分数(LVEF)，ECMO实施后定期评估心功能恢复情况。昏迷量表通常用于评估患者意识水平。
ECMO管理
选择离心泵和肝素涂层中空纤维微孔膜氧合器(50%患者使用Terumo,Asitaka，Japan；另外50%患者为MedtronicCo.，Minneapollis，USA)。整个ECMO系统和所有用于血管评估的仪器放置在移动推车上，方便运送病人到手术室或儿科重症监护病房。
采用经股VA模式的患者，动脉插管末端插入到主动脉-髂交界处，而静脉插管末端位于下腔静脉和右心房交界处。影像学检查确认插管位置。如果远端肢体灌注不足，放置导管行逆行再灌注。
体重25kg患者经颈动脉置管。此外，颈动脉插管型号的选择为：(1)体重≥20和25kg选择15.5Fr，(2)BW≥10和20kg选择12.0Fr，(3)BW10kg选择10.0Fr采用经颈VA模式的患者，动脉插管末端调整至无名动脉与升主动脉交界处，静脉插管末端至右心房中间。采用经颈VV模式的患者，双腔插管末端置入到右心房与下腔静脉交界处，并经影像学和超声心动图确定插管位置。
下列情况的患者需要更换包括泵头和氧合器在内的回路：(1)明显的血浆泄漏；(2)血红蛋白尿和/或(3)回路血凝块形成。
ECMO撤机方案
所有的患者在ECMO支持72h后评估ECMO撤机的可能。休克患者在全身和血流动力学稳定并有证据提示左室收缩功能改善(LVEF40%)的情况下，可谨慎逐渐减少正性肌力药物。持续监测血氧饱和度，直到混合静脉血氧饱和度≥70%。在血流动力学无恶化的情况下，逐渐下调流量至mL/min。如果血液动力学状态持续保持稳定，可以撤除ECMO。
无休克的急性呼吸衰竭患者，如果动脉血氧饱和度90%，可考虑撤除ECMO。首先，ECMO氧合器的氧合分数(%)(FiO2)缓慢下调至21%。如果监测显示动脉血氧饱和度90%，可将血流量逐渐下降到ml/min。如果血流动力学和动脉血氧饱和度仍保持稳定，可撤除ECMO。
成功撤机定义为成功停止ECMO后存活时间超过72h。存活的定义为撤除ECMO并存活出院。
实验室研究结果和数据收集
本研究目的是前瞻性招募所有接受ECMO支持的患者。收集患者年龄、性别、诊断标准、ECMO应用前医疗、ECMO相关变量、入院时临床和血流动力学情况、实验室和超声心动图、影像学、院内不良事件和院内病死率。对上述数据进行前瞻性分析，并录入数据库。
统计分析
数据以均数±标准差表示。连续性数据采用Wilcoxon秩和检验，分类数据采用Fisher精确检验。采用Windows8.2版SAS统计软件(SASinstitute,Cary,NC,USA)进行统计分析。p值0.05认为有统计学意义。
结果
患者基线特征表1显示22例APCPF患者的基线特征和病因。存活组和死亡组的平均年龄为7岁，两组间无显著差异。两组患者在男性患者、心脏骤停、完全性房室传导阻滞以及体重、身高、ECMO应用前收缩压和舒张压等人体测量和血流动力学数据方面都相似。然而，存活组室性心动过速/室颤发生率明显高于死亡组。3例患者在住院期间发生颅内出血。1例甲流感染，1例ARDS合并高血压，3例病因不明。然而，两组的并发症发生率没有差异。
本研究纳入APCPF患者的病因[表1]，以AFM和ARDS最常见。另外，糖尿病酮酸中毒合并肺水肿和脑疝，以及常规药物难以奏效的长QT综合征合并室颤和心源性休克的发生率最低。2例颅内出血并脑疝在上ECMO前意识清楚。导致APCPF的疾病构成在存活组和死亡组之间并没有差异。与正常对照组(≥60.0%)相比，本研究纳入的患者ECMO支持前平均LVEF较低(45.7%)，但两组之间无差异。心衰组LVEF显著低于呼吸衰竭组(33.2±8.4vs57.2±16.3，p0.)。
机械辅助设备和实验室结果表2显示22例患者使用不同机械辅助装置的发生率和重要的实验室结果。高达90%患者经历急性呼吸衰竭，在实施ECMO之前需要机械通气。这一发现表明本研究的大多数患者处于极其不稳定的状态。
在我们的病例中，主动脉内球囊反搏的适应症包括ECMO实施后经胸超声心动图证实无脉性电活动、心跳骤停或主动脉瓣开放失败。4名AFM患者符合以上标准，并接受IABP。存活组和死亡率组IABP发生率没有差异。
表2临床不稳定情况下需要不同的机械支持和实验室检查结果
超过27%患者因急性肾功能衰竭需要临时血液透析。存活组和死亡组血液透析发生率无差异。两组患者使用一氧化氮、高频通气(HFV)及需要远端肢体灌注的发生率相似。此外，存活组和死亡组因完全性心脏传导阻滞而需要临时植入起搏器的发生率也相似。
ECMO支持前实验室指标包括白细胞计数、血糖、动脉血气(即酸碱度、血糖、二氧化碳、碳酸氢盐、乳酸和血氧饱和度%)、肝酶和肌酸磷酸激酶。除了发现死亡组的酸碱度和动脉血氧饱和度明显低于存活组外，两组的所有其他参数[表2]没有差异。
ECMO支持期间血清肌酸磷酸激酶、谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)水平显著升高。此外，ECMO期间肌酐水平也明显升高。然而，这些生化指标的波动在两组之间并没有不同。然而，肌酐峰值水平显著高于初始肌酐水平(ECMO置管前)(p0.)。
ECMO操作、结果和结局[表3]ECMO置管成功率为%。VA模式在本研究中使用频率最高。存活组和死亡组VA模式和VV模式发生率无差异。股(VA)和颈(颈内动静脉)入路是最常见的两种途径。ECMO术后27.3%的患者行颈动脉结扎术，临床随访期间无神经系统并发症。两组ECMO使用时间和住院时间相似。
存活组ECMO撤机成功率明显高于死亡组，但与撤机失败相关的死亡率明显低于存活组。
表3:体外膜氧合模式、结果和结果
单因素和多因素Logistic回归分析预测院内的病死率[表4]为了确定住院病死率的预测因素，本研究进行了单变量分析和多元逐步logistic回归分析。结果发现，AFM是无院内死亡的唯一独立预测因子。
表4：住院死亡率预测因素的单因素分析
讨论
本研究报道了APCPF患者常规应用ECMO单中心经验，具有多方面的临床意义。首先，尽管我们纳入不同病因的APCPF患者，但主疾病还是AFM和ARDS。其次，本研究表明，AFM患者院内预后最好。第三，整个队列患者的生存率为63.6％，与近期的报道相当。因此，在我们儿童中心常规应用EMCO治疗APCPF的疗效媲美世界其他大的中心。
尽管ECMO在个别疾病中的应用在以前的研究中已经得到了很好的描述，但ECMO在各种危及生命的情况下的临床结局却尚未见报道。据我们所知，这是第一份基于单中心经验的关于ECMO治疗不同病因APCPF患者安全性、有效性和结局的报告。尤为重要的是，我们的研究不仅证明了APCPF患者常规应用ECMO的可行性，并且显示了令人满意的生存率。
AFM患者的管理，特别是那些需要机械循环支持的患者，对于儿科医生来说仍然是一个艰巨的挑战。尽管初始复苏成功，但由于顽固性泵衰竭，一些幸存者最终还是心脏移植。先前的研究已报道ECMO治疗新生儿AFM获得良好结局，总体存活率和出院率达62.5-71%。在我们的研究中，AFM是APCPF的主要病因。研究结果显示，对于这一患者群体，治愈和出院成功率为%。特别重要的是，多变量分析表明，AFM为独立预测无住院死亡的因素。因此，我们的研究除了肯定此前的研究以外，结果也支持儿科AFM患者可以应用ECMO来改善他们的预后。
在本队列研究中，ARDS是APCPF患者第二位病因。与AFM患者%的住院生存率相比，我们研究中的ARDS患者住院生存率只有50%。相比之下，以往的研究报道ARDS患者住院生存率高达70%。我们的患者住院生存率相对较低的原因，可能是由于之前的研究和我们的研究在患者群体上的显著差异所造成。先前的研究主要纳入新生儿(1岁)或心脏直视手术后心力衰竭的儿童，而我们绝大部分患者(n=5)主要是导致ARDS的非心脏疾病/心脏手术的儿童(1岁)。同时，我们还指出，推迟ECMO支持可能是我们的ARDS患者住院生存率较低的另一个原因，因为非心脏科医生通常在诊断ARDS之后3天才开始ECMO会诊。因此，我们的研究结果强调ARDS患者需要及时转送ECMO的重要性。
技术挑战和ECMO相关神经后遗症在目前的研究中，由于股动脉管径小，高达45.5%患者需要经颈入路(颈内动静脉)进行ECMO置管。因此，这些患者的大部分颈动脉在ECMO撤机后被结扎。在我们的研究中没有观察到与颈动脉结扎相关的神经后遗症。此外，那些不推荐进行ECMO的体重15kg(40.9%)或年龄1岁(18.2%)的患者，也成功实施ECMO且没有并发症。我们的研究结果表明，ECMO支持对于新生儿和小婴儿来说可能是一种安全可行的挽救生命的措施。
研究意义及局限性目前，在台湾已允许ECMO用于治疗急性严重心肺衰竭的患者，也被大多数亚洲和西方国家所接受。此外，它不仅适用于成人，也适合儿科患者。在目前的研究中，不同的疾病和不同的ECMO模式，以及小样本量，正如所料的那样，将排除对统计意义的解释。因此，只能得出实验性的结论，还需要通过大规模随机临床试验来进一步验证。
尽管ECMO对于本研究的儿科患者的生存非常重要，调整包括如何选择股动脉插管、泵的类型,如何估算和控制ECMO流量，如何给予液体和营养支持,以及对于儿科医生和其他医疗人员来说，如何为病人和家庭提供精神支持非常重要。
结论
本研究的结果表明，由于ECMO支持简单有效，ECMO可作为拯救危及生命的APCPF患者生命的一线治疗工具。
往期回顾
发热和感染的危重病儿童允许性与限制性体温阈值：一项多中心、随机、临床先导试验
脓毒症合并急性肾损伤患者启动肾脏替代疗法的时机
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