郑传东 综述 闵苏
重庆医科大学第一附属医院麻醉科
CPCR发展至今，其过程已经程序化、规范化和社会化，逐步形成标准CPCR，但复苏后的存活率仍很低，无神经后遗症的生存者更少。本文综述CPB在CPCR中的应用及其研究现状和进展。
急症体外循环在CPCR中的作用
现代CPCR不仅是心脏的复苏，更重要的是脑复苏，恢复病人的神经学功能为CPCR的最终目的。标准CPCR的对象为无原发严重器质性心脏病的心跳骤停的心脏，并分为BLS、ALS、PLS三个阶段，具有固定的程序和规范，新的概念强调〔1～3〕：1.重视院前急救；2.尽早除颤，同步或非同步除颤；3.早行开胸心脏按压；4.大剂量肾上腺素和血管加压素；5.低温和脱水为主的综合性脑复苏治疗。但标准CPC
R仍存在一些难以解决的问题：1.由在场者(standerby)实施有效的CPR并不容易，这需要对非医护人员进行基础CPR的训练。2.对心跳骤停实施标准胸外心脏按压只能提供相当于正常10%的脑血流和5%的冠脉血流，而开胸心脏按压也仅能使之增加一倍〔4〕。虽然开胸心肺复苏与闭胸心肺复苏相比较，前者生理功能恢复更好，但出院后一年生存率却较后者为低〔5〕。3.CPCR过程中处于持续缺血状态的心肌对电除颤的反应能力减弱，即使除颤成功，此时的心肌处于一种“昏迷”或“冬眠”状态〔6.7〕，仍然不能有效泵血。4.大剂量肾上腺素和血管加压素并未提高标准CPCR的复苏成功率〔8〕，却可能对CPCR产生负面影响〔9〕。5.复苏后神经功障碍的发生率仍然很高。
标准CPCR不能提供有效的心肌灌注因而缺血心肌不能有效泵血，以至形成“低心输出量—心肌缺血加重—心跳骤停复发”的恶性循环，导致心脏不能复跳，自主循环不能实现。而迅速恢复自主循环是CPCR中脑复苏最有效的治疗措施〔7.10〕。标准CPCR不能改善复苏结局的原因可能在于其产生的心脑低灌注不足以维持生物学生命。
CPB是用于心脏直视手术以代替心肺功能的一种技术，随着CPB灌注理论和技术的发展，CPB的建立最快可在5min内完成并用于CPCR〔11-13〕，为心跳骤停的病人提供最快的心肺功能支持，称为急症体外循环(emergency cardiopulmonary bypass,ECPB)复苏。与标准CPCR相比较，ECPB可以提供足够心输出量，改善心、肺、脑等重要脏器的灌流，从而建立有效人工血液循环，保证心、脑及肺、肝、肾等重要
生命器官灌流的同步性，为赢得抢救时机和提高抢救质量提供了又一途径。
ECPB复苏技术及其进展
一、复苏技术
1.经皮心肺支持(percutaneous cardiopulmonary support, PCPS) PCPS系统的组成：1.组件包括：离心血泵，氧气瓶和带有充电器的蓄电池。2.一次性用品(成人用)：能够快速连接的静脉管道，离心泵头，低位氧合器/热交换器装置，与经皮穿刺套管相连接的动脉管道。3.所有组件装载在一辆手推车上。
经皮穿刺动脉套管的常用型号为17—21F，而静脉套管的型号为20—24F。从股静脉或颈静脉经皮穿刺抽出血液，在离心泵的作用下，首先通过热交换器，经过膜肺进行氧合，然后回输给病人，这种PCPS可以提供相当于3～4L/min的心输出量〔14〕。
2.体外膜肺氧合技术(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO) ECMO系统的基本组成与PCPS相同，其独特之处为用于循环支持的ECMO系统要求相对较高的灌注容量，因此，其所用导管型号要比PCPS的大，而且要求有双向作用的周围血管插管(bidirctional cannulation of peripheral vessels)或者选用中央血管插管；ECMO是为较长时间(数周)使用而设计，所用氧合器要么是防止血浆渗漏的无孔型硅胶膜肺，要么采用肝素涂抹技术以减少抗凝，或者两者都采用〔15〕；所选血泵如需长时间使用，则应定期更换泵管，滚压泵更换泵内导管，离心泵更换泵头。
二、ECPB复苏技术的研究进展
标准CPCR通过ALS阶段的治疗，对于心跳骤停和室颤，其优良复苏率分别为1.1%和3.2%。并认为这是ALS治疗的复苏极限〔16〕。Nagao等〔17〕采用ECPB结合冠脉再灌对急性心肌梗塞且ALS无效的室颤病人进行治疗，获得的自主循环恢复率和优良复苏率分别为88.5%和3.8%。因此认为，ECPB结合冠脉再灌能够控制心肌缺血的进展，是心脏复苏的有力手段，但其优良复苏率仍然很低，这是因为要达到脑复苏的最终目的，还需要采取进一步的措施，并提出了“急诊体外循环—冠脉再灌—亚低温”的CPCR模式：
1.ECPB—冠脉再灌—心脏复苏：ECPB的建立如前所述，冠脉再灌则是在建立起ECPB之后立即施行主动脉内球囊反搏术(IABP)，对疑有血栓栓塞性心肌梗死者可随后施行经皮腔内冠状动脉成型术(PTCA)，其主要目的都是为了恢复和加强心肌供血而促进自主循环恢复，从而实现进行CPCR的前提—心脏复苏。
2.亚低温(mild hypothermia,MH)—脑复苏。低温治疗在过去主要采用体表降温的方法治疗严重脑外伤〔18～21〕。国内学者在近年提出了以头部降温为重点的CPCR方法〔1～3〕。而Nagao等〔22〕人则采用直接降低血温即环路内降温的方法，将中心体温控制在34℃，谓之亚低温。当病人收缩压通过ALS阶段的治疗被提升到90mmHg之后，如果病人的格拉斯哥评分在3～5分之间，即开始亚低温的建立。与体表降温的方法相比，环路内降温更加简单易行，更易实现中心体温的准确控制，
脑复苏的效果也更令人满意，其优良复苏率达52.2%。Bernard等〔23〕人采用体表降温的方法实施亚低温(33℃，12h)对心跳骤停病人进行复苏治疗，其优良复苏率
为36.41%。
ECPB—IABP—MH复苏所获得的总体出院存活率和优良复苏率分别为30%和24%〔17〕。这相当于标准CPCR—ACLS治疗的3～6倍〔4，17，24〕，这是ECPB—IABP复苏所获良好的心脏复苏与亚低温治疗的肯定的脑保护效应共同作用的结果，并提示为获得无神经后遗症的心肺脑复苏，在ECPB复苏的基础上施行及时的亚低温治疗具有决定性的作用〔25〕。
三、ECPB复苏的适应证和禁忌证〔26～28〕
1.适应证 ECPB复苏主要用于心跳骤停、心源性休克、肺功能障碍、意外低温及严重创伤性休克。其中心跳骤停和心源性休克占全部ECPB复苏的80%以上。研究表明，解剖结构的缺陷或损伤可以通过手术治疗得到纠正的病人，其复苏结局较好；在医院内亲眼目睹发生的心跳骤停或心源性休克比非目睹而发生于院外者的复苏结局要好〔14〕。
肺功能障碍的病人的复苏结局也取决于其功能结构是否能够恢复。Markus等〔29〕采用ECMO成功治疗了对喷射性通气和支气管内使用表面活性物质治疗无效的肺水肿病人。
意外低温所致休克或心跳骤停之ECPB复苏获得了满意的复苏结局。Markus等〔29〕曾经对一例溺水30min的病人进行ECPB复苏，当时其鼓膜温度只有18。7℃，至建立ECPB其心跳呼吸停止时间约90min。经过ECPB复苏及一系列后续治疗，该病人在20个月之后未出现任何神经功能缺陷。Wollenek等〔30〕则认为对于体温严重降低并处于临床死亡状态的溺水儿童，除非获得有关预后的详细资料，即使不知其溺水时间有多长，也应进行CPR并及时送往有条件的医疗机构建立CPB。
由于全身肝素化导致术后出血和灌注需求增加，复苏结局很差，临床实践中鲜见ECPB用于严重创伤所致心跳骤停的复苏〔31〕。但随着肝素涂抹技术的临床使用、全身化肝素用量减少以及抗凝技术的改进，严重创伤的ECPB复苏结局较以前有很大改善〔32，33〕。
2．禁忌证 包括心肺脑等重要脏器的解剖结构遭到不可逆性坏、持续CPR超过30min及败血症性感染。严格而言，这些禁忌证大多是相对的，但败血症性感染通常被认为是ECPB复苏的绝对禁忌证〔14〕。不过，Meyer等〔34〕采用体外膜肺氧合技术进行呼吸支持治疗的研究认为，败血症性感染并不是影响ECPB复苏结局的独立因素，不能仅因败血症性感染而放弃ECPB复苏。
四、ECPB复苏展望
ECPB复苏尚存有诸多方面的问题
1.病人选择：现在尚无一种明确的标准可用以判定选择何种病人进行ECPB复苏，可以获得最佳的治疗作用。
2.插管技术：动、静脉插管是建立ECPB的第一步，对整个ECPB复苏过程具有举足轻重的作用。操作者必须迅速、顺利地完成动、静脉插管，否则，ECPB将无从建立，或延误时机而导致复苏失败。
3.设备性能〔14〕：膜肺功能障碍是最容易发生的机械性问题，ECMO常用的中空纤维膜存在着一个主要问题即出现血液渗漏而使膜肺功能异常，这是由中空纤维膜所具有的多微孔性决定的；而无论是滚压泵还是离心泵，应用ECMO的过程中都需要定期更换组件：前者由于存在有磨损的问题而需要更换泵内的导管部分，后者则由于存在有血液淤滞和局部积热的问题而需要更换泵头；还可出现导管破裂以及热
交换器及其它机械部分的功能障碍。
4.随着ECPB复苏应用的增多以及技术本身的发展，越来越多不同专业的医务人员将参与到这项工作中来，包括心胸外科、心内科、急诊室、麻醉科、重症监护室及其他许多科室的医生。为了迅速、成功地建立并完成ECPB复苏，要求各个专业人员在工作中密切配合，这就使工作难度加大、医疗成本增高〔13〕。
5.并发症〔7，13，14〕。与复苏结局密切相关的有三个：(1)出血性并发症，大约45%的病人出现过，包括手术位置的出血、颅内出血、胃肠道大出血、及其他脏器的出血，这些出血通常都是难治性的，因而也是致命的；(2)多器官系统衰竭(MSOF)，其损害由缺血与再灌注所产生的各种体液和生化的级联反应直接引起；(3)神经功能丧失，有些病人虽然其血液动力学参数已经稳定，但其神经功能迟迟不
能恢复，这是因为，由缺血与再灌注和复苏后疾病所诱导的体液和生化的级联反应导致了持续存在的颅内损害。
ECPB复苏的基础和临床研究尚在深入进行，许多可期待的突破将带给ECPB复苏新的发展：1.分子结构为聚烯烃的膜，其中的微孔已经闭合，如果用作膜肺的材料就不会有血浆渗漏的后顾之忧，因此，用聚烯烃膜制成闭孔性膜肺或真膜型膜肺成为改进膜肺的方向〔35〕。2.使用磁悬浮转子式离心血泵〔36〕，将不必担心在使用过程中会出现血液淤滞和局部积热，从而不必定期更换血泵组件。3.肝素表面涂
抹技术则大大改善了体外循环装置血液接触面的生物相容性，并使各种时间结构的全身化肝素用量显著减少，而且，Segesser等人认为，在这种情况下，如果要保持抗凝活性就应该避免使用鱼精蛋〔37〕，而通过使阳离子配体失活来达到体外去肝素化也许更为恰当〔38〕。如此，不仅可以减少出血性并发症的发生，用于大面积严重外伤病人的救治〔7〕，还避免了由于使用鱼精蛋白所导致的凝血—抗凝血功能失调〔28〕。4.为了获得最大程度神经学功能的恢复，除采取前述的ECPB—IABP—MH的复苏方法之外，探求一种能够阻断由缺血与再灌注及复苏后疾病所致体液与生化级联反应所介导的持续性脑损害的药物，配合强力抗感染、介入、手术等后续治疗，无疑将使ECPB成为更有效的复苏手段。
参考文献
1.曾祥龙,闫则玲,邓芳霞.心肺脑复苏进展.国外医学·麻醉学与复苏分册.1998,19:102-103.
2.顾卫东,陈群,曾因明,等.心肺脑复苏的现状和展望.国外医学·麻醉学与复苏分册,1999,20:260-263.
3.抗燕南,曹建国.心肺脑复苏的新概念.中华麻醉学杂志,2000,20:126-128.
4.梁继河,刘建平,刘维永.经皮穿刺体外循环与急诊体外循环支持.中国循环杂志,1993,8:377-379.
5.Gueugniaud PY,Mds P,Goldstein P,et al.A comparison of repeated high doses and repeated standard doses of pinephrine for cardiacarrest outside the hospital.N Engl J Med,1998,339:1595-1601.
6.Kloner RA,Przyklenk K,Patel B.Altered myocardiac states:the stunned and hibernating myocardium.Am J Med,1989,86:14-22.
7.Martin GB,Rivers EP,Paradise NA,et al.Emergency department cardiopulmonary bypass in the treatment of human cardiac arrest.CHEST,1998,113:743-751.
8.Tisherman SA,Valdevelde K,Safar P.Future directions for resuscitation research.V.Ultra-advanced life support. Resuscitation, 1997,34:281-293
.
9.Suominen P,Palo R,Sairanen H,et al.Perioperative determinents and outcome of cardiopulmonary arrest in children after heart surgery.Eur J Cardio-thoracic Surg,2001,19:127-134.
10.王建,谭小苹,王利春,等.心肺脑复苏的研究与应用.生物医学工程学杂志,1998,15:73-78.
11.徐经大,龙宏杰,尹聪堂.经股动静脉体外循环用于心肺复苏的实验观察.中国急救医学,1999,19:16-17.
12.张鲁英,姜冠华,张广福,等.急症体外循环抢救与治疗危重病人的临床应用.急诊医学,2000,9:187-188.
13.Ullrich R,Knelfel W,Fuchs M,et al.Portable cardiopulmonary support(ECPS)in the emergency room.Anesthesia,1998,53:6-8.
14.Ludwig K,Von Segesser.Cardiopulmomary support and extracorporeal membrane oxygenation for caradiac assist.Ann Thorac Surg,1999,68:672-677.
15.Von Segesser LK.Heparin bonded surfaces in extracorporeal membrane oxygenation for cardiacv support.ArifOrgans,1996,20:733-736.
16.Nagao K,Ohba T,Arima k,et al.Effects of sodium bicarbonate epinephrine hydrochloride in cardiac resuscitation in Japanese.J Jpn Assoc Acute Med,1992,4:99-107.
17.Nagao k,Satou k,Arima k,et al.Pathological conditions and strategies of patients with ventricular fibrillation complicating with acute myocardioinfarction 〔in Japanese〕.In:Furuse A editor,Frontiers in cardiol
ogy.Tokyo:International,1997.63-73.
18.Shinozaki T,Sugimoto H,Taneda M,et al.Effect of mild hypothermia on uncontrollable intracranial hypertention after severe head injury.J Neurosurg,1993,79:363-368.
19.Clifton GL,Allen S,Brrodale P,et al.A phase II study of moderate hyperthermia in esvere brain injuary.J Neurotrauma,1993,10:263-271.
20.Marion DW,Obrist WD,Carlier PM,et al.The use of moderate therapeutic hypothermia for patients with severe head injuries:a preliminary report,J Neurosurg,1993,79:354-362.
21.Marion DW,Fenrod LE,Kelsey SE,et al.Treatment of traumatic head injury with moderate hypothermia.N Engl J Med,1997,336:540-546.
22.Nagao K,MikiT,Okmoto K,et al.Blood cooling system using coil cooling for brain hypothermia 〔In Japanese〕.J Jpn Acute Med,1999,23:674-704.
23.Bernard SA,Jones BM,Horn MK,et al.Clinicial trial of induced hyporthermia in comatose survivors of out-of-hospital cardiac arrest,Ann Emergency Med,1997,30:146-153.
24.Herlitz J,Ekstrom L,Wennerblom B,et al.Adrenerline in out-of-hospital ventricular fibrillation.Does it make any difference?Resuscitation,1995,29:195-201.
25.Woods RJ,Prueckner S,Safar,P,et al.Hypothermic aortic arch flush for preservation during exsanguination cardiac arrest of 15 minutes in dogs.Journal of Trauma,1999,47:1028-1103.
26.Zwischberger JB,Bartlett RH,eds.Extracorporeal cardiopulmonary life support in critcal care.Extracorporeal Life Support Organization, 1995.
27.Vogel RA,Shaul F,Tommaso C,et al.Initial report of the National Registry of Elective Cadiopulmonary Bypass Supported Angioplasty. JACC,1990,15:23.
28.Hill JG,Bruhn PS,Cohn SE,et al.Emergent Applications of Cardiopulmonary Support:A Multi institutional experience.Ann Thorac Surg,1992,54:699.
29.Markus Thalman,Esrnst Trampitsch,Morbert Haberfellner,et al.Resuscitation in Near Drowning With Extracorporeal Membrane Oxygenation.Ann Thorac Surg,2001,72:607-608.
30.Wollenek G,Honarwar N,Golej J,et al.Cold water submersion and cardiac arrest in treatment of severe hypothermia with cardiopulmonary bypass.Resuscitation,2002,52:255-263.
31.Reichman RT,Joyo CL,Denbjitsky WP,et al.Improvde patient survival after cardiac arrest using a cardiopulmonary support sysrem.Ann Thorac Surg,1990,49:101.
32.Perchinsky MJ,Long WB,Hi JG,et al.Extracorporeal cardiopulmonary life support with heparin-bordedcircuitry in the resuscitation of massively injured trauma patients.Am J Sur,1995,169:488.
33.Ullrich R,Fuchs M,Hodl w,et al.Aggresssiue empolyment of veno-arterial ECMO for successful treatment of accute posttraumatic lung failure.Acta Anaaet hesiologica Scandinavica,1997,41:A105.
34.Meyer DM,Jessen ME and the Extracorporeal Life Support Organization.Results of extracorporeal membrane oxygenation in children with sepsis.Ann Thoarac Surg,1997,63:756-761.
35.Sasako Y,Nakatani T,Nonogi H,et al.Clinilical experience of percutaneous cardiopulmonary support.Artif
Organs,1996,20:733-736.
36.Mendler N,Podechtl F,Feil G,et al.Seal-less centrifugal pump with magenetically suspended rotor:rot a flot.ArtifOrgans,1995,19:620-624.
37.Von Segesser LK,Gyurech DD,Schilling JJ,et al.Can protamine be used during perfusion with heparitin surface coated equipment.ASAIO J,1993,39:M190-194.
38.Von Segesser LK,Mihaljevic T,Tonz M,et al.Coagulation patterns during deheparinization with immobilized polycation.ASAIO J, 1994, 40:M565-569.
