左心室功能參數(shù)監(jiān)測(cè)經(jīng)靜脈-動(dòng)脈體外膜肺氧合輔助患者心功能

易仁鳳，郭 娟，周 青，宋宏寧，周燕翔，姚 雪，郭瑞強(qiáng)

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院超聲科，湖北 武漢 430060)

作為采用體外循環(huán)技術(shù)進(jìn)行生命支持的有效循環(huán)輔助手段，靜脈-動(dòng)脈體外膜肺氧合(venous-arterial extracorporeal membrane oxygenation， V-A ECMO)同時(shí)具有呼吸支持功能，能快速改善失代償期心功能不全、呼吸衰竭患者低氧血癥和循環(huán)狀態(tài)[1]，可用于多種原因所致心力衰竭，包括嚴(yán)重難治性心源性休克、心搏驟停、難治性室性心律失常及心臟移植前過(guò)度治療及術(shù)后心排血量較低[2]。V-A ECMO輔助期間，血液直接從右心房排出，心臟前負(fù)荷降低，通過(guò)向主動(dòng)脈中穩(wěn)定注入含氧血液而增加心臟平均后負(fù)荷，所致血流動(dòng)力學(xué)變化具有重要生理意義[3]。本研究采用超聲心動(dòng)圖觀察V-A ECMO支持期間左心室功能參數(shù)變化，評(píng)價(jià)其指導(dǎo)臨床脫機(jī)的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2018年6月—2019年8月18例于武漢大學(xué)人民醫(yī)院接受V-A ECMO輔助治療患者，男11例，女7例，年齡28～70歲，平均(51.9±16.9)歲；其中6例暴發(fā)性心肌炎，5例急性心肌梗死后心源性休克，7例瓣膜置換術(shù)后低心排血量綜合征。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡>18歲；②竇性心律；③ECMO插管方式為外周血管通路。排除標(biāo)準(zhǔn)：①因右心衰竭而接受ECMO支持；②ECMO持續(xù)時(shí)間<24 h；③超聲顯示聲窗不佳。根據(jù)成功脫機(jī)與否分為成功組12例、失敗組6例。

1.2 儀器與方法 采用MAQUET ECMO管路，以肝素涂抹，選擇V-A ECMO模式，于右側(cè)股動(dòng)脈、股靜脈穿刺置管，使引流管位于下腔靜脈與右心房交界處，回流管安置于降主動(dòng)脈股動(dòng)脈發(fā)出端。記錄其他輔助設(shè)備使用情況、ECMO持續(xù)時(shí)間和結(jié)局。ECMO電路切除48 h無(wú)死亡為脫機(jī)成功。

采用GE Vivid-q彩色多普勒超聲診斷儀，M5S探頭，探頭頻率1.7～3.3 MHz，采集幀頻50～70幀/秒，由1名具有3年以上工作經(jīng)驗(yàn)的心臟超聲科醫(yī)師于ECMO支持第1天、脫機(jī)前1天及脫機(jī)即刻獲取圖像并上傳至EchoPAC工作站，采用改良雙平面Simpson法測(cè)量左心室舒張末期容積(left ventricular end diastolic volume， LVEDV)、左心室收縮末期容積(left ventricular end systolic volume， LVESV)和左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fraction， LVEF)；以脈沖多普勒獲取左心室流出道頻譜，測(cè)量速度-時(shí)間積分(velocity-time integral， VTI)、主動(dòng)脈瓣口前向血流頻譜，并測(cè)量主動(dòng)脈最大前向血流速度(maximum velocity of aortic valve， AV-Vmax)、二尖瓣口舒張?jiān)缙诜逯笛魉俣?E)；以組織多普勒頻譜獲取舒張?jiān)缙诙獍戥h(huán)間隔壁位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度(e')，計(jì)算E/e'，收縮期二尖瓣環(huán)側(cè)壁位點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度(tissue Doppler imaging mitral latera annular systolic velocity， TDI lat s')；分別記錄5個(gè)連續(xù)心動(dòng)周期的心尖四腔、二腔及三腔心長(zhǎng)軸觀二維圖像。于3個(gè)心尖切面手動(dòng)標(biāo)定左心室心內(nèi)膜邊界，利用二維斑點(diǎn)追蹤成像(two dimensional speckle tracking imaging， 2D-STI)追蹤組織中各點(diǎn)在整個(gè)心動(dòng)周期的運(yùn)動(dòng)軌跡，形成ROI，對(duì)顯示不佳節(jié)段進(jìn)行手動(dòng)微調(diào)。系統(tǒng)自動(dòng)生成各節(jié)段峰值縱向應(yīng)變、應(yīng)變率及相應(yīng)曲線。左心室整體縱向應(yīng)變(left ventricular global longitudinal strain， LVGLS)及應(yīng)變率(left ventricular global longitudinal strain rate， LVGLSR)為左心室17個(gè)節(jié)段的均值。對(duì)上述參數(shù)均在不同心動(dòng)周期測(cè)量2次，取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)和百分率表示，以Fisher精確概率法比較組間差異；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示。以獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較2組臨床資料、ECMO流量及超聲參數(shù)，以配對(duì)樣本t檢驗(yàn)比較組中各時(shí)間點(diǎn)ECMO流量及超聲參數(shù)。繪制脫機(jī)前1天TDI lat s'、VTI、LVEF、AV-Vmax及LVGLS預(yù)測(cè)成功脫機(jī)的受試者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲線，計(jì)算曲線下面積(area under the curve， AUC)，判斷各參數(shù)預(yù)測(cè)效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

12例成功脫機(jī)，其中1例脫機(jī)2天后再發(fā)室性心律失常，死于心搏驟停，1例脫機(jī)4天后死于神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥；6例因無(wú)法撤離ECMO而放棄治療。總脫機(jī)成功率為66.67%(12/18)，30天存活率55.56%(10/18)。2組年齡、原發(fā)病、主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏泵(intra aortic balloon pump， IABP)使用率及ECMO輔助時(shí)間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。成功組連續(xù)性腎臟替代治療(continuous renal replacement therapy， CRRT)需求率低于失敗組(P<0.05)，見(jiàn)表1。

2.1 各時(shí)間點(diǎn)ECMO流量及超聲參數(shù) ECMO支持第1天，各參數(shù)組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均>0.05)；脫機(jī)前1天，成功組LVEF、TDI lat s'、AV-Vmax、VTI、LVGLS及LVGLSR均高于失敗組(P均<0.05)，ECMO流量低于失敗組(P<0.05)。

成功組脫機(jī)前1天LVEF、TDI lat s'、AV-Vmax、VTI、LVGLS及LVGLSR均高于、ECMO流量低于ECMO支持第1天(P均<0.05)；脫機(jī)即刻LVEDV、LVEF、TDI lat s'、AV-Vmax、VTI、LVGLS及LVGLSR均高于ECMO支持第1天(P均<0.05)；LVEF、TDI lat s'、VTI及LVGLS較脫機(jī)前1天進(jìn)一步增加(P均<0.05)。失敗組脫機(jī)前1天ECMO流量及各超聲參數(shù)與ECMO支持第1天比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表2。

2.2 脫機(jī)前1天左心室功能參數(shù)預(yù)測(cè)成功脫機(jī)的ROC曲線分析 LVEF、TDI lat s'、AV-Vmax、VTI和LVGLS預(yù)測(cè)脫機(jī)成功的AUC分別為0.926、0.917、0.861、0.944和0.981；截值分別為34.50%、9.40 cm、5.50 cm/s、-6.75%和85.00 cm/s時(shí)，敏感度分別為88.90%、88.90%、77.80%、100%和88.90%，特異度分別為83.30%、83.30%、83.30%、83.30%和100%，見(jiàn)圖1。

表1 V-A ECMO輔助治療患者臨床資料

表2 V-A ECMO輔助患者各時(shí)間點(diǎn)ECMO流量及超聲參數(shù)

圖1 左心室功能參數(shù)預(yù)測(cè)脫機(jī)成功的ROC曲線

2.3 成功組各時(shí)間點(diǎn)左心室縱向應(yīng)變曲線 ECMO支持第1天，左心室縱向應(yīng)變曲線一致性較差，且各節(jié)段應(yīng)變值均較低，部分波形反向，達(dá)峰時(shí)間較離散；經(jīng)ECMO輔助支持，脫機(jī)前1天曲線一致性均較前改善，達(dá)峰時(shí)間較集中，且各節(jié)段應(yīng)變值均提高；脫機(jī)后曲線一致性較高，達(dá)峰時(shí)間集中，各節(jié)段應(yīng)變值較脫機(jī)前進(jìn)一步提高，見(jiàn)圖2。

3 討論

超聲心動(dòng)圖可通過(guò)評(píng)估心臟形態(tài)和心功能而監(jiān)測(cè)V-A ECMO支持期間心功能變化并指導(dǎo)脫機(jī)[3]。ECMO輔助期間，超聲心動(dòng)圖連續(xù)監(jiān)測(cè)可早期發(fā)現(xiàn)心功能恢復(fù)跡象，為臨床選擇ECMO支持流量提供參考，并指導(dǎo)脫機(jī)。適當(dāng)選擇脫機(jī)時(shí)機(jī)并使患者順利脫離ECMO輔助是提高救治率的關(guān)鍵[4]。本研究成功組在ECMO支持過(guò)程中左心室收縮功能參數(shù)均顯著提高(P均<0.05)，而失敗組無(wú)明顯變化(P均>0.05)，提示成功組具有更好的左心室收縮功能儲(chǔ)備；成功組脫機(jī)前ECMO流量較低，反映其對(duì)急性輔助設(shè)備的需求減少；組間反映左心室舒張功能充盈壓力(E、E/e')的參數(shù)均差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，提示2組前負(fù)荷相近，該參數(shù)不能用于預(yù)測(cè)脫機(jī)結(jié)果，與既往研究相符[5-6]，提示ECMO輔助循環(huán)支持可為機(jī)體提供血氧灌注，即使心肺功能不佳，也無(wú)須通過(guò)增加左心室充盈壓或增大容積提高LVEF。因此，ECMO支持下左心室收縮功能參數(shù)評(píng)價(jià)心功能恢復(fù)和預(yù)測(cè)成功脫機(jī)優(yōu)于舒張功能相關(guān)參數(shù)。

圖2 患者女，33歲，暴發(fā)性心肌炎 ECMO支持第1天(A)、脫機(jī)前1天(B)及脫機(jī)即刻(C)左心室縱向應(yīng)變曲線

脫機(jī)前1天左心室收縮功能參數(shù)ROC曲線顯示LVGLS、VTI、LVEF、TDI lat s'及AV-Vmax均具較高診斷效能，以LVGLS、VTI、LVEF、TDI lat s'為佳。DOUFLé等[7-8]發(fā)現(xiàn)，脫機(jī)過(guò)程中，ECMO流量逐步減低至最小時(shí)，超聲心動(dòng)圖指標(biāo)LVEF>35%、左心室流出道VTI>10 cm、TDI lat s'>6 cm/s以及無(wú)左心室擴(kuò)張和心臟壓塞支持ECMO停機(jī)。本研究預(yù)測(cè)成功脫機(jī)左心室收縮功能參數(shù)截?cái)嘀稻陀诩韧芯?，可能原因如下：①以脫機(jī)前1天數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，此時(shí)ECMO流量尚未完全降至最低，右心房前負(fù)荷低于流量最低時(shí)，而左心室后負(fù)荷相對(duì)較高，使左心室收縮功能相對(duì)減低，負(fù)荷變化符合ECMO設(shè)備和預(yù)估影響；②目前尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)脫機(jī)指南，各中心脫機(jī)標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，無(wú)法準(zhǔn)確定義超聲脫機(jī)參數(shù)[9]。

重癥患者病理生理狀況復(fù)雜，需要采用更準(zhǔn)確地非侵入性方法定量分析心功能[10]。2D-STI技術(shù)已成為評(píng)價(jià)心肌功能的有效方法[11]。本研究顯示LVGLS預(yù)測(cè)成功脫機(jī)的AUC為0.981，截?cái)嘀禐?6.75%，提示斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可準(zhǔn)確定量分析ECMO支持患者心肌組織運(yùn)動(dòng)情況，診斷效能較高。

本研究的局限性：①樣本量較??；②未采集ECMO支持前超聲資料；③脫機(jī)由主管醫(yī)生決定，具有主觀性和選擇偏倚。

綜上，超聲心動(dòng)圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)接受ECMO支持患者，并以左心室收縮功能參數(shù)評(píng)價(jià)其左心室收縮功能變化，可為監(jiān)測(cè)心功能和選擇脫機(jī)時(shí)機(jī)提供重要參考。