CPR和ECMO:下一个前沿（上）

      心脏骤停的定义是心脏失去机械活动，导致前向血流的突然丧失。这导致重要器官的灌注明显减少或消除，如果循环系统不能重新恢复，就会迅速导致死亡。美国每年有超过35万的院外和超过20.5万的院内心脏骤停患者，心脏骤停占心脏死亡总数的60%以上。心脏骤停的初始节律包括心室颤动、无脉性室性心动过速、无脉性电活动(正常电活动，但心功能不全或极低)和心搏停止。对付所有这些节律的最初方法包括启动心肺循环。

       复苏的一个主要指导原则是增加复苏过程中产生的前向血流量，增加存活的机会。心肺复苏术(CPR)与除颤联合治疗可休克性心律失常(室颤和无脉性室性心动过速)，可消除致命心律失常，恢复复苏过程中的血流。CPR的一个主要组成部分是应用胸部按压来增加胸内压，进而增加平均血压和促进血液流动。然而，所提供的压缩的质量可能因提供者的物理能力而不同。救援者疲劳是人工心肺复苏的一个局限性，但可以通过频繁更换提供者来缓解，或者，在可能的情况下，使用自动化设备，也可以提供更一致的按压。在复苏过程中增加血流量的其他方法，如腹部捆绑也被研究过，可能是有益的，尽管它们尚未被纳入临床实践。除了机械方法外，标准方案包括使用肾上腺素和抗心律失常药物来增加外周血管抵抗，消除心律失常，并提高平均血压。然而，尽管在技术和技术上有差异，CPR的总体成功率在10%到20%之间，并且经常伴有肺水肿、肋骨断裂、胃扩张和胸骨骨折。

体外膜氧合(ECMO)是一种机械循环支持形式，它由体外血泵和氧气发生器组成。ECMO技术传统上用于各种心肺状况，最近被用于心脏骤停。

       ECMO有两种常见配置，可以针对性的设置参数。一般来说，对于氧合受到影响的呼吸支持，如严重反复发作的急性呼吸窘迫综合征，静脉-静脉ECMO (VV-ECMO)可用于从静脉系统中取出缺氧的血液，通过氧合器，然后通过静脉系统将氧合的血液返回到循环中。然而,在心力衰竭的情况下含氧血液在这期间不能充分循环到全身,可以通过额外的支持来达到(VA-ECMO)(图1)。即静脉血从静脉系统中引出，然后通过有足够压力的氧合器，从外周血管(通常是股动脉)回输到体内，保证终末器官的灌注流量恢复。

     目前，ECMO的启动和管理是很麻烦的，因为它需要熟练和有经验的提供者进行插管，以及系统抗凝治疗，并需要一名灌注师进行床边管理。当应用于难治性心力衰竭时，ECMO在儿科患者和成人患者中的存活率分别接近60%和40%。与ECMO相关的不良事件包括手术和套管部位出血、感染、肾功能衰竭、高胆红素血症和氧合器机械故障。其他常见的并发症包括血栓和纤维蛋白淤积、溶血、空气栓塞、左心室负荷过重、南北综合征和肢体缺血。

        最近的研究发现，当有适当的资源可用时，ECMO是传统CPR在心脏骤停情况下的一种合理的替代方法。使用VA-ECMO治疗由于心脏机械活动减弱而突然失去脉搏的患者被称为体外CPR (E-CPR)。以往发表的研究通常基于出院生存率和长期神经功能评估E-CPR的有效性，其中院外心脏骤停(OHCA)和院内心脏骤停(IHCA)被独立考虑。

     体外膜氧合(ECMO)可用于心脏骤停时心脏鲜有或无内在活动时的血流恢复。应用于心脏骤停时，ECMO可以使患者的生存率提高一倍，即使在停搏50分钟后。此外，最近的一项研究表明，在停搏后30分钟内开始ECMO的患者生存率为100%，在75分钟内开始ECMO的患者生存率为25%。值得注意的是，在88例经历IHCA的患者中，常规CPR (C-CPR)的平均持续时间为13分钟(n=48)，而复苏失败的平均持续时间为28分钟(n= 40)。

     与C-CPR相比，证据通常支持E-CPR的使用。然而，证据各不相同。一个系统回顾25例观察研究得出的结论是,由于低质量的证据，E-CPR和C-CPR在研究中没有明显的优势。而另一项研究表明，在OHCA时，E-CPR和C-CPR的存活率相似。相相反，一项荟萃分析显示，与C-CPR相比，E-CPR提高了生存率和良好的神经系统结果，尤其是停搏后3 - 6个月。另一项对2260名患者的荟萃分析也基于出院生存率和远期神经功能情况，支持E-CPR而不是C-CPR。在另一项531例患者的单次研究中，有38例患者因非休克性OHCA接受了E-CPR，结果发现E-CPR组的生存期和脑功能结果均高于C-CPR组。在一项对454名OHCA患者的前瞻性观察研究中，与接受C-CPR治疗的患者相比，接受E-CPR治疗的患者在停搏后1个月和6个月的良好神经系统评分显著高于接受E-CPR治疗的患者。通过对前瞻性观察队列数据的事后分析，48例OHCA患者倾向匹配，E-CPR组的完整生存期明显高于C-CPR组。在一项406例IHCA患者的回顾性观察研究中，有30例患者的倾向匹配，同样发现E-CPR相对于C-CPR有生存优势。 

比较E-CPR对OHCA和IHCA的有效性的研究尚无定论。对15项OHCA研究和7项IHCA研究的系统回顾表明，两组均没有证据支持或否定E-CPR的使用。另一项对77例患者的研究发现，IHCA患者的结果比OHCA患者更好，但这种差异是由患者因素和E-CPR启动时间延迟造成的。423例接受E-CPR的患者中，尽管后者从昏迷到E-CPR的时间显著延长，但IHCA组的良好神经系统转归率(34%)明显高于OHCA组(9%)。在85例非心脏术后患者中，33例IHCA组(42%)和OHCA组(15%)的生存期差异更为显著;然而，IHCA组的C-CPR持续时间明显缩短，这一发现更为复杂。

    一项对顽固性OHCA的系统回顾发现生存率为22%，神经系统恢复率为13%，这与260例E-CPR神经系统恢复率为12%相当。一项对525例E-CPR OHCAs的前瞻性登记研究报告生存率为8%。一项涉及258例E-CPR OHCAs的多中心回顾性研究发现，重症监护病房(ICU)生存率为24%，19%的神经系统预后良好。此外，一项涉及20例心室颤动的E-CPR OHCAs的回顾显示，自发循环(ROSC)持续恢复95%，出院时生存率50%，出院后1年生存率50%，出院时神经功能正常40%。一项有1796名E-CPR OHCA患者参与的队列研究报告，到出院时生存期为29%，而在整个队列中生存期没有显著变化;这与24例E-CPR OHCA患者的倾向匹配研究中描述的比率相似。

            患者类型、复苏时间和病人的年龄可能是E-CPR结果的决定因素。以65岁为基础，停搏并接受现场CPR，无重大合并症，并在停搏后1小时内启动ECMO治疗的患者，神经系统预后可能改善20%。25例类似的研究报道44%拥有良好的神经功能恢复,病人选择基于停搏的心脏或肺引起,心跳骤停一直被目击,胸外按压在10分钟内开始,最初的节律是心室纤颤或室性心动过速,有机械CPR设备与医护人员,从心跳骤停到达医院不到60分钟。这些严格选择患者的发现被一项荟萃分析所强化，该荟萃分析发现，当进行人工心肺复苏超过30分钟时，生存率呈负趋势，另一项研究中，当心脏骤停超过40分钟后，神经系统存活率从30%下降到15%。在另一项研究中，病人年龄也与1个月的存活率降低减少有关，该研究得出结论，70岁以上的病人可能不适合接受E-CPR。

       E-CPR预后标志物的识别和验证对患者的选择有价值。然而，一篇综述明确指出，OHCA后E-CPR的预后指标不可用，而另一篇综述则将心脏节律、目击事件和可逆的停搏原因描述为有利的预后因素。其他决定脑功能预后好坏的独立因素可能还包括E-CPR的使用和从心跳骤停到住院的时间。一项对10名OHCA患者的研究表明，瞳孔直径≥6mm可能是一种预后不良指征。

 资源需求

虽然ECMO的机械循环支持仍然是一种有希望提高复苏效果的治疗方法，但目前ECMO资源密集，发病率高，限制了更广泛的应用。在ECMO中需要一个灌注师来启动、消除泡沫和管理系统，而这在紧急情况下通常是不可行的。外科医生需要放置大口径套管，使静脉引流和允许足够的血流，也可能不是即时可用的。此外，大插管会增加血管并发症，特别是插入部位的肢体缺血和出血。套管的大小在儿科中更为重要，在儿科中，由于相对动脉狭窄，使用小套管可能会限制足够的血流。

专业知识与培训

目前，ECMO专家的培训和继续指南建议医生要“成功地完成临床专家的机构培训要求”。因此，对于打算在患者身上使用ECMO的医生并没有普遍的要求。虽然这是有益的，因为它的限制较少，可能会有利于患者进一步接受ECMO治疗，但如果没有丰富的外科/介入/ECMO经验的医生遇到设备和管理相关的并发症时，它可能是有害的。

ECMO有效性

从2006年到2011年，美国成年人使用ECMO的人数增加了433%，全球范围内也出现了类似的趋势，从1986年到2015年，随着执行率提高，适应证标准扩大，体外生命支持组织(ELSO)报告的数量增加了5倍。然而，ECMO仍然主要在城市地区的大型学术医疗中心提供。尽管如此，随着ECMO变得更加可用，ECMO使用的传统限制因素(如人员时间和成本)将会减少。随着ECMO可用中心的数量和适应症的增加，有望继续改进。

如果能够填补这些知识的空白，ECMO在未来的成功率将会大大提高，尤其是在应用于心脏骤停的时候。

灌注充足的决定因素

VA-ECMO的目的是提供足够的灌注，以实现血流动力学的稳定，恢复和维持重要器官的氧合。在评估ECMO血流时，必须考虑各种血流动力学参数。为了达到正常的动脉氧合，ECMO流量一般需要达到正常心输出量的60%。这是通过使用各种类型的血泵来实现的，这些血泵提供压力来驱动血液通过电路。因此，每分钟转数(RPM)，流量(L/min)，流入和流出压力，和混合静脉血氧饱和度(SvO2)都需要积极监测。这些参数的变化可以表明电路的内在和外在问题。例如，在设定一个稳定的RPM时，流速下降可能反映了前负荷减少(低血容量、出血、张力性气胸)或后负荷增加(膜血栓、动脉插管扭结或系统血管阻力升高)。

平均动脉压(MAP)是灌注的另一个指标，在所有血流动力学受损的患者中都要仔细监测。MAP可以粗略地近似为舒张压和收缩压的函数，也可以替代心输出量、中心静脉压和全身血管阻力。在VA-ECMO中，MAP是由自身心功能和电路泵输出的组合决定的，它可以根据相对驱动力有无脉动发生。因此，血流是根据多种参数来调整的，包括MAP、本身的心功能、全身性血管阻力，或需要正性肌力药物或其他机械循环支持装置的额外支持。VA-ECMO起始血流速为30ml /kg/min（理想体重），理想的中心静脉血氧饱和度为70%。然而，一般成人靶灌注为60 ml /kg/min。气体流量，也被称为气体清除，控制二氧化碳的清除量，并被调整以保持血液pH值和二氧化碳分压分别为7.40和40 mmHg。在评估最佳全身灌注的可用参数中，最客观和临床相关的是氧饱和度(SpO2)和乳酸水平，因为它们与组织灌注直接相关。理想的设置将有利于平衡氧的输送和吸收，维持静脉血氧饱和度70%和血清乳酸水平低于2.2 mmol/L或趋于正常。如果在ECMO支持下SvO2和乳酸不能在合理的时间内恢复，则可能是ECMO动力不足(例如脓毒症高心排休克时)，或者可能是氧输送不充分，这可能需要增加流量或输血。

    尽管灌注的血流动力学和生理指标对ECMO管理策略至关重要，但仍有很大的局限性。首先，这些指标是基于人口平均水平，因此可能不适用于个别病人。其次，这些指标是针对全身生理的，因此不能代表一个特定的器官需要什么，而不是它正在接受什么。最后，氧和血流量输送需求可能会因许多因素而改变，如CPR和ECMO病人的躁动和血液分流到肠道（如果病人在ECMO时可以吃东西的话）。虽然后者与ECMO应用于心脏骤停无关，但所有这些局限性都源于不知道组织灌注水平、器官特异性、以及实时的氧供氧耗关系。