體外膜肺氧合（ECMO）循環(huán)回路中有氣體是一種危急情況。對于這種罕見但致命的并發(fā)癥，人們提出了不同的治療方案，但其療效鮮有報(bào)道。我們報(bào)告了本機(jī)構(gòu)在Cardiohelp HLS ECMO系統(tǒng)中管理回路氣體的經(jīng)驗(yàn)。2009年10月至2020年7月期間，116名患者中有4名在ECMO回路中出現(xiàn)氣泡或全身性氣體栓塞。我們報(bào)告了這些患者的臨床特征、氣體來源、動(dòng)脈端氣體或泵氣閘的存在、心肺功能、用于重建血流的技術(shù)、ECMO停機(jī)時(shí)間、神經(jīng)系統(tǒng)和其他臨床結(jié)局。在所有病例中，都找到了氣源，其中三例位于回路的靜脈端。兩名患者離心泵氣閘導(dǎo)致ECMO血流停止。用于重建ECMO流量的策略包括更換回路或使用倒沖技術(shù)進(jìn)行排氣。所有患者均撤離ECMO，其中三人存活出院。通過有效的管理，在回路內(nèi)出現(xiàn)氣體的緊急情況下可以避免系統(tǒng)性氣體栓塞。倒沖洗技術(shù)是克服HLS系統(tǒng)離心泵氣閘的一種安全有效的排氣方法。

      據(jù)報(bào)道，體外膜肺氧合（ECMO）回路氣體或全身氣體栓塞的發(fā)生率為1.4～4.6%，結(jié)果往往是致命的1-4。應(yīng)始終采用預(yù)防策略，包括仔細(xì)的循環(huán)回路啟動(dòng)、消除不必要的連接（尤其是在靜脈端管路上），以及使用氣體監(jiān)測警報(bào)。當(dāng)回路出現(xiàn)大量氣體時(shí)，應(yīng)立即將患者與ECMO阻斷，以防止氣體栓塞，確定并糾正氣體來源，并盡快恢復(fù)ECMO流量。重啟ECMO的選項(xiàng)包括排氣或更換管路。在排氣程序中，通過將氣體從泵頭轉(zhuǎn)移到可以排出氣體的非依賴區(qū)域，以解決離心泵中的氣閘問題。這通常是通過將泵頭入口、出口和氧合器從下到上形成一條直線實(shí)現(xiàn)的，以使注射器能夠?qū)⒖諝鈴难鹾掀鞒槌?。然而，在小型心肺支持系統(tǒng)中，例如Cardiohelp HLS（德國拉斯塔特市馬奎）的排氣尤其具有挑戰(zhàn)性。雖然其集成泵和氧合器設(shè)計(jì)有助于快速部署和運(yùn)輸，但在這種配置中，離心泵的入口夾在其出口和氧合器之間。從泵入口到氧合器的路徑類似于“傘形噴泉”，這使得從氧合器抽出空氣非常困難。回路中出現(xiàn)氣體是緊急情況，需要快速響應(yīng)。ECMO中心應(yīng)該制定方案和培訓(xùn)，為這種罕見但致命的并發(fā)癥做好準(zhǔn)備。然而，這些方案的實(shí)施和危機(jī)管理的有效性卻鮮有報(bào)道。我們報(bào)告本機(jī)構(gòu)在Cardiohelp HLS系統(tǒng)中管理回路氣體的經(jīng)驗(yàn)。

設(shè)置

我們機(jī)構(gòu)是一個(gè)23張床位的成人綜合醫(yī)療和外科三級教學(xué)醫(yī)院ICU，在香港年度招生超過1700。我們提供venovenous（VV）和Venoarterial（VA）ECMO支持，每年的ECMO運(yùn)行量為15到20次不等。有48名ICU護(hù)士、13名重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)師、5名心臟外科醫(yī)生、10名麻醉醫(yī)師和8名灌注師提供了包括脫產(chǎn)實(shí)踐在內(nèi)的ECMO培訓(xùn)。

患者識(shí)別和數(shù)據(jù)收集

自2009年10月以來，我們在ICU建立了一個(gè)數(shù)據(jù)庫，以收集所有接受VV或VA ECMO的患者的信息。這些數(shù)據(jù)每半年提交給ELSO注冊中心。在這項(xiàng)研究中，我們從數(shù)據(jù)庫中確定了2009年10月至2020年7月期間出現(xiàn)回路氣泡或系統(tǒng)性氣體栓塞的所有患者。我們描述了患者的臨床特征、ECMO配置、導(dǎo)致回路氣泡的觸發(fā)事件、氣體來源、動(dòng)脈端氣體或泵氣閘的存在、心肺功能、用于重建血流的技術(shù)、ECMO停機(jī)時(shí)間、神經(jīng)系統(tǒng)和其他臨床結(jié)果。這項(xiàng)研究得到了中國香港大學(xué)新界東臨床研究倫理委員會(huì)的同意（2020.517）。

HLS回路氣體/全身氣體栓塞的管理方案

患者和回路應(yīng)同時(shí)管理，角色分配明確。回路管理由三部分組成，包括將患者與ECMO回路分離、識(shí)別和消除氣體進(jìn)入源，以及重新建立流量。在我們機(jī)構(gòu)的方案中，決策樹取決于兩個(gè)因素，即氣體是否越過氧合器到達(dá)動(dòng)脈端回路（動(dòng)脈空氣），以及離心泵是否因氣體停機(jī)（圖1）。在存在動(dòng)脈端氣體的情況下，應(yīng)立即夾閉回路并更換。另一方面，如果泵在沒有動(dòng)脈端氣體的情況下通過氣閘停止，則應(yīng)夾閉回路，同時(shí)應(yīng)識(shí)別和糾正氣體來源。隨后，通過倒沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)排氣，以重新建立ECMO流量（圖2）?；蛘撸绻妙^中沒有氣閘且ECMO流量未受干擾，則在仔細(xì)評估患者和回路的氣體來源并排除持續(xù)的微氣泡溢出后，可以考慮繼續(xù)ECMO，然后嘗試用注射器從氧合器頂部抽出氣體。

4名患者從接受VV /VA ECMO的116名 (3.4%)患者的隊(duì)列中被識(shí)別出。所有患者均使用 Cardiohelp HLS ECMO系統(tǒng)。調(diào)查結(jié)果總結(jié)在表 1 和圖 3 中。所有的空氣來源均被確認(rèn)同時(shí)被隔離。3例在 ECMO 回路的靜脈端。所有人均沒有出現(xiàn)動(dòng)脈回路中有空氣或系統(tǒng)性空氣栓塞。兩名患者的ECMO運(yùn)轉(zhuǎn)被離心泵氣閘停止，并且這兩人中有一名患者沒有遵循排氣方案。而是用注射器從氧合器中抽吸，但是不能解決，20分鐘后發(fā)生心臟驟停。最后更換了ECMO回路。兩例患者因此導(dǎo)致的ECMO停機(jī)時(shí)間分別為30分鐘和23分鐘。在所有病例ECMO血流都恢復(fù)了，并沒有出現(xiàn)后期回路并發(fā)癥。

這四名患者均沒有因管路內(nèi)空氣事件而出現(xiàn)直接后遺癥。然而由于停機(jī)時(shí)間延長，回路內(nèi)空氣事件可能會(huì)影響患者1（表1）的ECMO持續(xù)時(shí)間。所有患者均行ECMO撤機(jī)和拔管。四名患者中有三名存活出院?；颊?（表1）在ECMO撤機(jī)拔管后6天死于無脈性室性心動(dòng)過速復(fù)發(fā)。推測心律失常的原因是冠脈缺血。

      據(jù)我們所知，我們是首次報(bào)告連續(xù)隊(duì)列ECMO管道氣體規(guī)范化處理結(jié)果。我們在患者1和4中的發(fā)現(xiàn)支持這樣的假設(shè)：即在HLS復(fù)雜路徑的泵氣閘期間，通過簡單的抽吸不容易排氣，而需要使用如倒沖技術(shù)或更換管道等替代方法進(jìn)行。我們在患者1身上的經(jīng)歷促使我們在實(shí)驗(yàn)室對這種倒沖技術(shù)進(jìn)行了體外試驗(yàn)，并隨后進(jìn)行了團(tuán)隊(duì)的模擬訓(xùn)練。在患者4發(fā)生ECMO管路氣體時(shí)，71名ICU醫(yī)生和護(hù)士中有67人至少接受了兩次模擬培訓(xùn)，如果工作人員接受了適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，由此產(chǎn)生的良好臨床結(jié)局進(jìn)一步支持了該技術(shù)的可行性。

       雖然更換管道一直是一種選擇，但我們還是主張?jiān)谖覀兊臋C(jī)構(gòu)中采用倒沖技術(shù)。首先，盡管一些數(shù)據(jù)表明，預(yù)處理ECMO管道可以保持無菌長達(dá)65天，但低容量中心的細(xì)菌定植和管道過期仍然令人擔(dān)憂。第二，倒沖技術(shù)可能比新的管道安裝需要更少的時(shí)間。我們的培訓(xùn)記錄顯示，通過倒沖程序完成排氣的時(shí)間從6到13分鐘不等，而新管道安裝的時(shí)間為15到40分鐘。雖然倒沖排氣在訓(xùn)練條件下似乎更好，但在我們的案例中所需的時(shí)間要長得多。在充滿壓力的臨床環(huán)境中，人和環(huán)境因素對團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)的影響仍有待進(jìn)一步研究。

      我們沒有在患者HLS的動(dòng)脈肢管路中檢測到大氣泡(直徑≥5mm)。由于氧合器充當(dāng)氣體過濾器，大氣泡溢出到管道動(dòng)脈端的可能性很低。然而，氣體微栓子（微氣泡直徑≤500μm）的危害不應(yīng)忽視，尤其當(dāng)ECMO流量中斷時(shí)，如患者2和3。需要強(qiáng)調(diào)的是，只有45–75%的微氣泡被氧合器過濾。事實(shí)上，在正常的ECMO操作中，靜脈注射藥物后，氣體微栓子已被證明會(huì)通過氧合器，并被認(rèn)為是VA-ECMO中神經(jīng)認(rèn)知損傷的一個(gè)原因。盡管由于肺過濾VV-ECMO的風(fēng)險(xiǎn)可能較小，但要警惕持續(xù)的微氣泡（低于超聲波探測器的檢測極限(≥5毫米））溢出，需對其進(jìn)行維護(hù)。即使管道氣體出現(xiàn)后沒有流量中斷，也應(yīng)考慮定期進(jìn)行神經(jīng)系統(tǒng)和隨后的顱腦影像學(xué)檢查。

      動(dòng)脈肢管路存在大氣泡時(shí)，我們認(rèn)為應(yīng)立即鉗夾和更換管道，原因有兩個(gè)：首先，動(dòng)脈段排氣的復(fù)雜性和額外操作使系統(tǒng)性氣體栓塞的風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)。其次，一旦動(dòng)脈肢管路出現(xiàn)氣泡，即使在完全排氣后，也無法保證動(dòng)脈肢管路中的微氣泡消失。

      我們的研究有幾個(gè)局限性。首先，由于我們所有的患者在管路氣體事件期間都有殘余的自然心輸出量，完全依賴ECMO的患者的結(jié)局可能不同。其次，該研究為回顧性研究，患者數(shù)量較少。盡管存在這些局限性，我們的研究結(jié)果表明，在恰當(dāng)?shù)奶幚硐?，管道空氣緊急事件中系統(tǒng)性氣體栓塞是可以避免的。倒沖技術(shù)是一種安全有效的排氣方法，可以克服心臟輔助HLS系統(tǒng)中因靜脈氣體而導(dǎo)致的離心泵氣閘。