重症呼吸衰竭的治疗策略——体外膜肺氧合(上

2018-01-17 21:45 常见问题

  ECMO在严重呼吸衰竭治疗中的地位正随着各中心应用经验的增加和基于临床医师在应用中的意见而做出的技术改进的发展而持续上升。从2009年H1N1禽流感的大流行开始,ECMO在严重呼吸衰竭治疗中的应用日益增加。本文的目的在于促进ECMO团队中的多学科成员在潜在ECMO患者治疗中的有效协调。目前已有大量可用于评估患者是否可从此种侵入性治疗手段中获益的评分系统。虽然目前没有严重呼吸衰竭的明确定义,但是,由氧合、呼吸末正压需要,顺应性和胸部X线结果组成的Murray评分仍然是金标准。目前没有适用于所有可能需要ECMO支持的严重呼吸衰竭患者的,ECMO支持前标准治疗方案。每个中心应基于自身的资源、专业方向及推荐意见制定自己的多学科治疗方案。对ECMO团队而言,至关重要的是应根据ECMO候选患者制定现实的治疗目标并制定有关在何种水平的生理衰竭情况下ECMO应该被考虑应用,启动或被认为无法获益的指南。

  尽管来自1970年代后期的早期证据表明ECMO支持并不能使患者获益,但随着对急性呼吸窘迫综合症(ARDS)的理解、呼吸机管理和ECMO技术的进步,ECMO已经成为了ARDS治疗的博弈改变者。Webb和Tierney描述了被命名为“呼吸机相关肺损伤(VILI)”的,由呼吸机导致的肺部炎症反应和损伤。理解ARDS是一个炎症反应过程是ARDS及其后续的MOF治疗的关键所在。ARDS治疗中至关重要的一点是尽可能减少持续性的肺损伤。经典的ARDS net研究制定了目前的金标准:通过减少容积伤来减少VILI。此外,多项随机对照研究支持小潮气量机械通气与死亡率的降低相关。细胞因子水平的降低减少了多器官功能衰竭的发生或许可以从生理学的角度上解释这种(小潮气量与死亡率降低相关)结果。检测的致炎因子在ARDS生存者体内均呈现出降低状态。当应用ECMO时,显而易见的,当应用ECMO时,ECMO本身并不是细胞因子水平得到改善的原因,实际上,启动ECMO即可启动炎症反应的发生。ECMO为能够降低VILI发生的低通气和低驱动压机械通气策略的实施提供了机会。

  吸入氧浓度的降低是ECMO的另一个获益机制。ECMO支持的基本前提是其在ARDS背景下为肺脏提供了一个休息的机会。总的来说,ECMO是减少可加重ARDS的VILI的手段。“肺应力”是一个新型的ARDS机械通气概念。以驱动压形式测量的肺应力(平台压减呼气末正压)的增加被认为与ARDS的不良结局相关。15厘米水柱或更高的驱动压与不良结局相关并可作为一个寻找适用ECMO患者的标准。Serpa Neto和同事们基于呼吸机设置对应用ECMO的患者的结局进行了研究,结果发现驱动压是唯一一个与院内死亡率相关的(机械通气参数)。将ECMO作为避免VILI和让肺得到休息的手段进行启动的时机仍不明了。早期的呼吸机相关性损伤可在ARDS发生前即被识别,但通过减少早期系统因子释放以避免失控的炎症反应的策略并不能明确为7天后即应启动ECMO。

  启动ECMO以避免VILI和让肺得到休息的合适时机仍不明了。早期的机械通气相关肺损伤在ARDS前期即可被识别出来,但是降低早期的细胞因子释放以避免炎症反应失控的,7天后启动ECMO的策略仍不明确。早期ECMO的支持者们相信MOF的发生和及其严重程度可被早期启动ECMO所改善。但是,目前没有随机、前瞻的人类研究对启动时机进行对比。一个观察性研究表明早期启动ECMO可降低死亡的发生,但带来了住院时间的延长。一个在由烟熏制造的ARDS模型小羊中进行的研究没有显示出早期启动ECMO的益处。众所周知,器官衰竭可通过ECMO恢复,但是早期ECMO是否能够避免MOF仍不确定。但明确的是ECMO前的长期机械通气确实可带来不良后果。Pranikoff和同事们进行的一项回顾性研究结果显示死亡率同ECMO启动前的呼吸衰竭持续时间相关。CESAR研究揭示了识别和(将患者)转运至具有ECMO能力的中心共同改善了ARDS患者的结局。因拥有丰富治疗经验和ECMO能力的中心可改善ARDS患者的结局,这种获益似乎超过了单纯启动ECMO。

  ECMO适用于直至(患者)自身肺功能恢复前的急性呼吸衰竭患者的肺功能支持或作为慢性呼吸衰竭肺移植前的过渡。记录ECMO应用的体外生命支持组织(ELSO)从1985年至2015年已经记录了包含接近9000例因呼吸功能障碍的应用的接近20000例ECMO在成人患者中的应用。本章节聚焦于VV-ECMO的常见适应症。

  因拥有最高级别的证据,ARDS是最常见的ECMO呼吸适应症。ARDS可由肺炎、脓毒症、吸入性损伤、胰腺炎、创伤、肺挫伤和可导致上皮/内皮的不同机制损伤的原因所致。ECMO应用于ARDS以纠正低氧和呼吸性酸中毒以及避免VILI。来自意大利和澳大利亚的数据表明,应用ECMO支持的由H1N1流感所致的ARDS患者生存率分别为68%和71%。

  根据体外生命支持组织指南的建议,在预期死亡率高于50%(吸入氧浓度高于90%的情况下氧和指数低于150及Murray评分在2-3之间)时,应考虑启动ECMO。

  ECMO适用于预期死亡率高于80%(吸入氧浓度高于90%的情况下氧和指数小于100及Murray3-4之间,无论合适的治疗持续时间是否大于等于6小时)。应再次证明ECMO作为一个支持工具的CESAR研究应用Murray评分对呼吸衰竭进行定义。CESAR研究中ECMO的适应症包括机械通气时间少于7天的,伴严重的可逆转的呼吸衰竭的患者,Murray评分大于2.5分或PH值低于7.20的失代偿性高碳酸血症。PRESERVE评分和RESP评分可作为帮助预测ECMO患者生存率。尽管这些工具存在缺陷,他们仍可帮助确定哪些应用ECMO的患者可能具有较差的结局。这一点将在以后进行讨论。

  ECMO在ARDS患者中应用的禁忌症通常具有中心特异性,但通常由解剖因素(严重肥胖、困难置管)和临床因素(机械通气大于7天,凝血功能障碍或存在抗凝禁忌症,免疫抑制、恶性肿瘤化疗其、干细胞移植、肺纤维化和并发症或神经损伤导致的预后不良)。最终,患者个体应用传统机械通气以保证气体交换及降低肺损伤的获益是否大于体外生命支持的风险是否做出启动ECMO的决定。

  ICU中ECMO适应症的制定不仅基于传统的适应症和禁忌症,也参照了之前的多专业介入的研究经验。ECMO一般考虑应用于年轻,应用机械通气时间小于7天,呼吸衰竭可逆转的患者。相对禁忌症包括BMI超过45,神经系统结局不佳,存在抗凝禁忌症,免疫抑制、菌血症、血管炎、肺纤维化、MOF和存在卵圆孔未闭(PFO,存在反常性全身性栓塞风险)。最终,由一个多专业团队在经过对之前所提到的所有考虑进行讨论之后基于每个患者的特点做出是否启动ECMO的决定。

  ECMO作为肺移植的过渡手段在2009年之后大幅增长。4个已发表的队列研究显示,123例患者,74-89%的患者在平均4-14天后成功的度过了过渡期。ECMO也可作为肺移植后(包括初次肺移植失败)患者的支持治疗手段。基于中心的不同,启动ECMO的适应症存在差异,但一般都包括拥有最大机会痊愈的年轻,单器官功能衰竭的移植后患者。在这个亚组中的另外一个适应症是终末期非插管肺移植患者等待移植的过渡手段。

  ECMO和体外CO2清除已被应用于一系列其他肺疾患中支持气体交换或阻塞性肺疾病、弥漫性肺泡出血和严重的肺漏气综合症等疾病中以减少机械通气的影响。然而,关于(ECMO应用于这些疾病)的证据仍然停留在初级阶段,因而(应用)并没有得到广泛的接受。这些适应症中最有前途的应该是体外CO2清除应用于慢性阻塞性肺疾病急性加重期伴高碳酸血症呼吸衰竭中以避免有创机械通气。一个初步研究表明可通过一根导管应用低流速进行CO2清除。除了避免机械通气的临床意义之外,其可能潜在的通过降低ICU和医院住院时间来降低医疗花费。同样,也有一些有关ECMO应用于吸入性和军事损伤、因器官损伤导致的严重出血和支持患者渡过复杂的呼吸病变过程。

  没有单独的,被证明最有益于向ECMO过度的机械通气策略。肺保护性通气策略在有关2000年的ARMA研究的ARDSnet研究组的文献发表树立了肺保护性通气策略作为避免VILI的标准治疗的地位。此研究在861例接受机械通气的ARDS患者中将传统12ml/kg预测体重潮气量和等于或小于50厘米水柱的平台压与6ml/kg预测体重潮气量和等于或小于30厘米水柱的平台压进行了对比。尽管早期恶化了氧和状况,小潮气量组被发现相对传统潮气量组绝对死亡率降低了8.8%(39.8%vs31.0%; P =0 .007),更长的非机械通气天数(10vs 12; P= 0.007),和更长的不伴非肺外器官衰竭天数(12 vs 15; P=0 .006)。尽管通过增加呼吸频率来获得了分钟通气量,小潮气量机械通气策略仍可导致程度不同的呼吸性酸中毒。例如,Hickling和同事们报告了在ARDS患者中应用保护性肺通气策略时平均Paco2和PH值分别可达67mmHg和7.2。其他的研究也同样的证明了如果ARDS进程早期应用此种策略可改善患者的结局和2年的生存率。医师必须允许一定程度的高碳酸血症,以期让患者得到在ARMA研究中表明的生存获益。若无法获得满意的氧和、机械通气和血流动力学平衡(即使应用了联合治疗,后文讨论),临床医生应改变模式。不幸的是,尽管理论上可以获益,但仍缺乏支持改变通气模式的证据。转换为ECMO治疗的决定依然基于改善氧和的策略与机械通气间的平衡。一旦氧和策略严重的恶化了通气,反之亦然,应考虑进行ECMO。

  除了辅助/控制通气之外,其他模式亦应用于ARDS患者中。气道压力释放通气通过在设定的时间间隔内,在高压和低压间切换压力提供持续的气道正压,并允许在两个压力水平下进行自主呼吸。大部分观察到的APRV的益处均是为患者保留自主呼吸提供了机会。因此,此模式不应被用于需要深镇静或应用神经肌肉阻滞剂(NMB)的患者,而此类患者在重度ARDS中非常常见。已有部分随机对照研究对APRV在ARDS患者中的应用进行了评估,但已发表的研究都为小样本,并不优于ARDS患者的标准机械通气治疗,并且这些研究的结果存在矛盾。因此没有足够的证据去推荐或反对APRV应用于ARDS患者。对APRV而言,最常见的混杂因素是肌松剂的早期应用,后者则阻碍了APRV的应用。

  高频振荡通气(HFOV)是一种通过振荡器产生高频率压力波动在相当高的频率下递送低潮气量呼吸,同时维持一个恒定的气道压的机械通气模式。此模式最初好像可以作为避免ARDS患者VILI的理想策略,然而,两个2013年发表的前瞻性、随机、多中心研究表明其并不能为患者带来益处。Ferguson和他的同事们进行的OSCILLATE研究在548例中—重度ARDS患者中对HFOV与标准肺保护通气策略进行了对比。同对照组(肺保护通气策略组)相比,HFOV组院内死亡率更高(47% vs 35%; [RR], 1.33; 95% [CI], 1.09–1.64; P 5 .005),且HFOV组患者接受了更多的血管活性药物、NMB和镇静。YANG和同事们在398例中—重度ARDS患者中进行的OSCAR实验对HFOV和常规治疗进行的对比得出了相似的结论。两组患者的30天总体死亡率基本相同(41.7% vs41.1%),但HFOV组患者较常规治疗组患者再次接受了更多的血管活性药物和肌松。基于这两个研究,HFOV不能被推荐常规用于ARDS患者。在我们的机构中,HFOV在OSCILLATE和 OSCAR研究显示其不能带来益处并可能有害后,其在成人患者中的应用已经显著减少。