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静脉-动脉体外膜肺氧合(venoarterial extracorporeal membrane oxygenation，VA-ECMO)主要用于各种原因导致的难治性心源性休克病人[1]。随着经皮穿刺技术的进步及超声引导的使用，股动静脉经皮置管已成为VA-ECMO最常用的置管方式。但由于循环衰竭及股动脉插管的闭塞作用，病人存在下肢灌注不良甚至缺血的风险。有研究[2-4]显示，急性肢体缺血(acute limb ischemia，ALI)是VA-ECMO常见的血管并发症，且与死亡率增加相关。即使进行了积极的筋膜切开减压术，其仍然与高住院死亡率相关[5]。近年来研究[6-8]显示远端灌注管(distal perfusion catheter，DPC)的缺失是ALI的独立危险因素，预防性放置DPC可以减少ALI的发生，但并不能完全避免。但也有研究[9-10]认为预防性放置DPC并不能减少ALI的发生，反而可能会导致或加重相关并发症，建议DPC仅用于治疗ALI。ALI轻者可能遗留有肢体功能障碍，重者将会导致截肢，甚至死亡, 因此，如何早期发现肢体灌注不足并及时干预，防止产生不可逆的肢体损伤是值得研究的重要内容。经皮血氧监测可以无创、快速、持续监测皮肤组织的经皮氧分压(transcutaneous oxygen pressure，PtcO2)和经皮二氧化碳分压(transcutaneous carbon dioxide pressure，PtcCO2)可以用来反映局部组织灌注水平[11]。但目前该技术在VA-ECMO肢体缺血并发症中的应用研究极少。因此，本研究通过对VA-ECMO病人实施下肢经皮血氧监测，发现PtcO2、PtcCO2在ALI方面的预测价值，以及进一步明确DPC在ALI中的应用价值，现作报道。
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选择2021年1月至2023年10月接受蚌埠医科大学第一附属医院重症医学科VA-ECMO治疗的50例病人作为研究对象。其中男31例，女19例，平均年龄(55.80±15.15)岁。原发疾病：急性心肌梗死19例，暴发性心肌炎13例，心脏术后低心排综合征9例；其他9例；ECMO运行时间(128.40±37.86)h。根据有无发生ALI，分为缺血组(n=15)和未缺血组(n=35)。ALI的诊断主要依靠临床表现和血清生化标志物(肌酸激酶、肌红蛋白)[12]，具体包括动脉置管侧肢体较对侧肢体是否出现苍白、皮温发凉、花斑、肢体肿胀、关节活动度下降、足背动脉搏动减弱或消失、毛细血管再充盈时间明显延长(>4.5 s)等。本研究遵循赫尔辛基宣言和中国有关临床试验研究的法规，经蚌埠医科大学第一附属医院伦理委员会审查通过(伦科批字〔2022〕第153号)，取得病人或近亲属知情同意并签署知情同意书。
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纳入标准：(1)年龄≥18岁；(2)接受股动静脉置管的VA-ECMO治疗；(3)早期置入DPC。排除标准：(1)置管时即出现严重血管并发症，如大出血、动脉夹层、动脉撕裂等；(2)其他ECMO模式及血管入路；(3)既往有下肢动脉闭塞症及缺血表现；(4)存在经皮血氧监测禁忌，如皮肤溃烂、过敏、瘢痕或重度水肿等；(5)临床资料缺失；(6)经皮血氧监测未完成，放弃治疗。
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所有病人在接受VA-ECMO治疗时，血管入路均选择股动静脉。在置管前常规进行超声检查，明确血管有变异、钙化、狭窄等病变，以及测量血管直径。根据血管条件选择合适的插管，静脉插管直径为20F或21F，动脉插管直径为15F、16F、17F，DPC使用直径为6F动脉鞘管。ECMO静脉引流管首选从右侧股静脉进入，动脉回输管从左侧股动脉置入，动静脉插管置于病人两侧肢体，但必要时动静脉插管也可置于病人一侧肢体。所有置管方式均在床旁超声引导直视下采用改良Seldinger法置入，置管顺序为静脉引流管、DPC、动脉回输管。在体外心肺复苏时，因需要尽快恢复组织灌注，可以先置入动脉回输管再及时置入DPC。DPC置入后予以肝素盐水封管，暂时不接入ECMO环路。
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VA-ECMO转机成功后，使用丹麦雷度公司经皮血氧监测仪(TCM4)，选择动脉插管侧小腿内侧为探测器测定部位，局部加热平衡10~15 min，待读数逐步稳定后，记录基础PtcO2、PtcCO2，然后立即行氧负荷试验(oxygen challenge test，OCT)，ECMO氧体积分数由50%增加至100%，记录增氧10 min后PtcO2、PtcCO2，10 min-OCT值=OCT后PtcO2-基础PtcO2。然后密切监测病人ALI临床表现，考虑到病人安全，需每小时至少观察1次病人下肢情况，并详细记录，最长观察时间为3 h，根据观察期间有无肢体缺血表现分为缺血组和未缺血组。记录病人有缺血表现时PtcO2、PtcCO2，未缺血组记录第3小时PtcO2、PtcCO2。当观察到有肢体缺血表现时，及时接入DPC增加下肢血供，未缺血组为预防晚期肢体缺血的发生，在第3小时将DPC接入至ECMO环路。在DPC开始供血1 h后，再次记录PtcO2、PtcCO2及肢体缺血情况。
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除记录PtcO2、PtcCO2外，同时记录病人性别、年龄、体质量指数、病因、基础疾病、ECMO持续时间、置管部位、插管型号、乳酸水平、APACHE Ⅱ评分、SOFA评分等基线资料，以及2组病人的撤机成功率及撤机后28 d存活率。
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采用t检验、χ2检验及受试者工作特征曲线(ROC曲线)。
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2组病人在年龄、性别、体质量指数、原发病、基础疾病、置管部位、ECMO持续时间、插管型号、乳酸水平、APACHE Ⅱ评分、SOFA评分、撤机成功率、28 d存活率方面差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。
分组 缺血组(n=15) 未缺血组(n=35) χ2 P 年龄/岁 61.60±10.38 53.31±16.29 1.81* >0.05 男 10 21 0.20 >0.05 体质量指数/(kg/m2) 24.98±3.45 24.39±3.48 0.56* >0.05 原发病 急性心肌梗死 5 14 暴发性心肌炎 4 9 0.47# >0.05 心脏术后低心排综合征 3 6 其他 3 6 基础疾病 高血压 7 12 0.68 >0.05 糖尿病 2 9 0.36▲ >0.05 置管部位 同侧股动静脉 3 5 0.03 >0.05 双侧股动静脉 12 30 0.01▲ >0.05 动脉插管型号 15F 5 18 16F 6 10 1.51# >0.05 17F 4 7 ECMO持续时间/h 140.93±37.78 123.03±37.14 1.55* >0.05 APACCHE Ⅱ评分/分 28.47±6.53 28.77±5.10 0.18* >0.05 SOFA评分/分 13.93±4.30 13.23±4.24 0.54* >0.05 乳酸水平/(mmol/L) 10.13±5.02 9.62±4.82 0.34* >0.05 撤机成功 13 28 0.03▲ >0.05 28 d存活 8 23 0.68 >0.05 *示t值; ▲示校正χ2值; #示Fisher确切概率 表 1 研究对象的一般资料比较(x±s)
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2组病人在OCT前基础PtcO2、PtcCO2比较差异均无统计学意义(P>0.05)；2组病人在OCT后PtcO2和10 min-OCT比较差异均有统计学意义(P < 0.01)，但PtcCO2比较差异无统计学意义(P>0.05)；缺血组病人在OCT前后PtcO2、PtcCO2比较差异均无统计学意义(P>0.05)；未缺血组病人在OCT前后PtcO2比较差异有统计学意义(P < 0.01)，PtcCO2比较差异无统计学意义(P>0.05)(见表 2)。
分组 n OCT前 OCT后 10 min-OCT PtcO2 PtCO2 PtcO2 PtcCO2 缺血组 15 48.93±15.73 37.73±6.34 50.40±16.34 39.27±6.61 1.47±8.31 未缺血组 35 58.43±13.36 35.80±7.07 88.17±23.44** 37.03±4.73 29.74±15.67 t — 2.18 0.91 5.66 1.36 8.30 P — >0.05 >0.05 < 0.01 >0.05 < 0.01 注：与OCT前比较**P < 0.01 表 2 OCT前后2组病人PtcO2、PtcCO2及10 min-OCT比较(x±s；mmHg)
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2组病人在DPC接入前PtcO2、PtcCO2比较差异均有统计学意义(P < 0.01)；2组病人在DPC接入后PtcO2、PtcCO2比较差异均无统计学意义(P>0.05)；缺血组病人在DPC接入前后PtcO2、PtcCO2比较差异均有统计学意义(P < 0.01)；未缺血组病人在DPC接入前后PtcO2、PtcCO2比较差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 3)。
分组 n DPC接入前 DPC接入后 PtcO2 PtcCO2 PtcO2 PtcCO2 缺血组 15 53.33±16.08 66.00±13.85 95.27±12.62** 41.67±5.25** 未缺血组 35 89.94±17.94 45.94±8.32 94.46±11.97 44.20±4.54 t — 6.81 5.22 0.22 1.73 P — < 0.01 < 0.01 >0.05 >0.05 与DPC接入前比较**P < 0.01 表 3 DPC接入前后2组病人PtcO2、PtcCO2比较(x±s；mmHg)
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通过ROC曲线分析显示，10 min-OCT、OCT后PtcO2、DPC接入前PtcO2和PtcCO2的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.945(95%CI: 0.934~1.000)、0.904(95%CI: 0.821~0.987)、0.939(95%CI: 0.870~1.000)、0.874(95%CI: 0.766~0.983)(见表 4)，均具有较好的预测价值，并对上述4个指标ROC曲线进行两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)(见图 1)。
指标 AUC 截断值 95%CI P 敏感度/ % 特异度/ % 约登指数 10 min-OCT 0.945 14.5 0.887~1.000 < 0.01 82.9 100.0 0.829 OCT前PtcO2 0.677 58.5 0.508~0.846 < 0.05 54.3 80.0 0.343 OCT后PtcO2 0.904 75.5 0.821~0.987 < 0.01 62.9 100.0 0.629 DPC接入前PtcO2 0.939 62.5 0.870~1.000 < 0.01 100.0 73.3 0.733 DPC接入后PtcO2 0.511 79.0 0.332~0.691 >0.05 100.0 11.4 0.114 OCT前PtcCO2 0.576 33.5 0.411~0.742 >0.05 80.0 45.7 0.257 OCT后PtcCO2 0.599 38.5 0.416~0.782 >0.05 60.0 62.9 0.229 DPC接入前PtcCO2 0.874 55.5 0.766~0.983 < 0.01 80.0 85.7 0.657 DPC接入后PtcCO2 0.634 45.5 0.460~0.809 >0.05 45.7 80.0 0.257 表 4 不同指标对VA-ECMO病人ALI发生的预测价值
图 1 不同指标预测VA-ECMO病人ALI发生的ROC曲线
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近年来VA-ECMO在临床中的应用越来越多[13]，但相关血管并发症的发生率仍然较高[2, 14]。BLAKESLEE-CARTER等[2]研究显示在所有类型的ECMO中，有23.6%(54/229)病人的血管并发症需要接受血管外科手术治疗，其中ALI是最常见的并发症，整体发生率为16.5%(38/229)，但在外周VA-ECMO中ALI发生率高达22.8%(26/114)，并与住院生存率降低相关。本研究中ALI的发生率为30.0%(15/50)，较该研究结果略高。想要避免ALI并发症造成的严重不良后果，需要早期发现、诊断及干预。6P综合征是ALI的典型临床表现，主要包括疼痛、苍白、无脉、感觉异常、肢体发凉和运动障碍，临床上常采用卢瑟福分级系统从感觉、运动、血流多普勒信号三个方面对ALI进行分级[15]。但对于VA-ECMO病人，这些指标具有一定的局限性，不利于ALI早期诊断。如VA-ECMO的非搏动性血流可能会导致远端动脉搏动减弱或消失，难以进行脉搏检查，也影响血流多普勒检查的准确性；VA-ECMO病人早期常需较深的镇痛镇静，导致对疼痛、感觉及运动的检查受限；此类病人因严重的心源性休克及血管活性药物的使用，外周肢体往往变得更冷，导致皮温检查受限，且这些指标存在一定的滞后性和主观性影响。在这些情况下，需要一种更灵敏的工具来检测早期ALI, 因此，在中国成人经股动脉VA-ECMO治疗期间下肢缺血防治专家共识中推荐流程化监测下肢血供，建议使用经皮血氧监测仪持续监测下肢灌注情况[16]，但并未给出监测方案的具体步骤及判断ALI的具体标准。
PtcO2、PtcCO2监测在临床中的应用已有几十年，其原理是通过特殊电极对皮肤加热，皮肤毛细血管床血供增加，氧和二氧化碳进而从毛细血管中弥散出来，扩散到皮下组织、皮肤，被电极监测到。研究[17-18]表明PtcO2和PtcCO2的变化呈血流依赖性，可用于反映脓毒症休克时微循环障碍、监测液体复苏疗效及判断预后。潘飞艳等[19]回顾性研究发现经皮氧分压用于预测病人发生下肢缺血的截断值为67.5 mmHg，AUC为0.937，具有较高诊断效能，但该研究没有对ALI的诊断标准及PtcO2、PtcCO2监测数据采集时间点进行描述，导致其临床应用受限。本研究详细描述了经皮血氧监测方案同时进行了OCT，研究结果表明缺血组病人由于血流受限，在OCT前后PtcO2、PtcCO2比较差异无统计学意义，而未缺血组病人在OCT后PtcO2升高明显，间接说明未缺血组病人下肢存在足够的血流，导致2组病人在OCT后PtcO2、10 min-OCT比较差异有统计学意义。通过ROC曲线判别分析发现OCT后PtcO2、10 min-OCT、DPC接入前PtcO2和PtcCO2对ALI的发生具有重要预测价值，且预测效能接近，但由于DPC接入前PtcO2和PtcCO2指标的延迟性，早期OCT可以将ALI发现时间提前，有利于ALI的早期诊断。同时经皮血氧监测的无创性和持续性，可作为ALI临床症状和体征的补充，在一定程度上可以减少医护工作量。
研究[20]显示急性筋膜室综合征引起的缺血可在创伤后3 h内引起肌肉坏死。本研究对ALI的观察时间窗设为3 h，研究期间一旦发现病人存在肢体灌注不足的症状及体征，立即予以DPC接入环路，增加下肢血供。通过比较DPC接入前后PtcO2、PtcCO2的变化，可以发现缺血组病人PtcO2明显下降、PtcCO2明显增高。当开通DPC增加下肢血流后，PtcO2、PtcCO2可逐渐恢复正常，缺血的临床表现好转。研究中所有病人均未因ALI进行筋膜切开减压术或截肢手术，且2组病人ECMO撤机成功率及28 d存活率相似。说明DPC对VA-ECMO病人下肢血供恢复起到重要作用，可用于预防和治疗ALI。尽管仍有研究[9-10]表明DPC的预防放置会增加血流感染和出血，其被用于ALI的治疗而不是预防，但更多的研究[6-8, 21-22]表明DPC是预防ALI的保护因素，近年DPC已作为ALI的标准预防手段写入国内外VA-ECMO指南[1, 16]。结合本研究ALI的高发病率及DPC改善灌注的明确作用，同时考虑到ALI的严重后果及DPC后期放置的技术难度，建议在VA-ECMO置管期间常规放置DPC。
本研究不足之处：首先，研究时间较短，未对病人晚期ALI的发病原因进行统计分析；其次，由于仪器原因，未同时监测病人双侧下肢PtcO2、PtcCO2水平，以进一步发现双侧肢体的差异；再则，未同时采集病人动脉血行血气分析，探讨血气指标和PtcO2、PtcCO2比值对ALI的预测价值；最后，本研究为单中心研究，纳入样本量有限，需要进一步的研究来验证截断值的准确性。
综上所述，经皮血氧监测可以作为VA-ECMO病人并发ALI的有效监测手段，通过OCT可以更早地识别出ALI的发生。DPC可以明显改善VA-ECMO病人的下肢血供，建议在ECMO置管时常规放置。
经皮血氧监测及远端灌注管在静脉-动脉体外膜肺氧合急性肢体缺血并发症中的应用价值
Application value of transcutaneous oximeter and distal perfusion catheter in acute limb ischemia in patients with venoarterial extracorporeal membrane oxygenation
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摘要:
目的探讨经皮血氧监测及远端灌注管(DPC)在静脉-动脉体外膜肺氧合(VA-ECMO)急性肢体缺血(ALI)并发症中的应用价值。 方法选择接受VA-ECMO治疗的50例病人作为研究对象，所有病人均采用超声引导下外周股动静脉置管，并留置DPC。根据有无发生ALI，分为缺血组(n=15)和未缺血组(n=35)。使用经皮血氧仪监测动脉插管侧下肢经皮氧分压(PtcO2)和经皮二氧化碳分压(PtcCO2)，并进行氧负荷试验(OCT)。比较2组病人一般临床资料、OCT前后PtcO2和PtcCO2、10 min-OCT、DPC接入前后PtcO2和PtcCO2的差异，并利用受试者工作曲线(ROC曲线)评估其对ALI发生的预测价值。 结果未缺血组病人在OCT后PtcO2明显升高，2组病人在OCT后PtcO2、10 min-OCT比较差异均有统计学意义(P < 0.01)，缺血组病人在OCT后PtcO2、PtcCO2无明显变化(P>0.05)；2组病人在DPC接入前PtcO2和PtcCO2比较差异均有统计学意义(P < 0.01)，但缺血组病人在DPC接入后PtcO2明显升高、PtcCO2明显降低，2组病人在DPC接入后PtcO2和PtcCO2比较差异均无统计学意义(P>0.05)；ROC曲线分析显示，10 min-OCT、OCT后PtcO2、DPC接入前PtcO2和PtcCO2对ALI的发生具有较好的预测价值，ROC曲线下面积分别为0.945(95%CI: 0.934~1.000)、0.904(95%CI: 0.821~0.987)、0.939(95%CI: 0.870~1.000)、0.874(95%CI: 0.766~0.983)，且两两比较差异均无统计学意义(P>0.05)。 结论经皮血氧监测可以作为VA-ECMO病人并发ALI的有效监测手段，通过OCT可以更早地识别出ALI的发生。DPC可以明显改善VA-ECMO病人的下肢血供，建议在VA-ECMO置管时常规放置。 Abstract:ObjectiveTo investigate the application value of transcutaneous oximeter and distal perfusion catheter (DPC) in acute limb ischemia (ALI) complications of venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (VA-ECMO). MethodsA total of 50 patients who received VA-ECMO treatment were selected as the study subjects.All patients were treated with ultrasound-guided peripheral femoral arteriovenous catheter and indwelling DPC.The patients were divided into ischemia group (n=15) and non-ischemia group (n=35) according to the occurrence of ALI.Transcutaneous oxygen pressure (PtcO2) and transcutaneous carbon dioxide pressure (PtcCO2) of lower extremity on the side of arterial catheterization were monitored, and oxygen challenge test (OCT) was performed.The general clinical data, PtcO2 and PtcCO2 before and after OCT, 10 min-OCT, and PtcO2 and PtcCO2 before and after DPC access were compared between the two groups.The predictive value of PtcO2 and PtcCO2 was evaluated by receiver operating characteristic (ROC) curve. ResultsPtcO2 was significantly increased after OCT in patients without ischemia, resulting in statistically significant differences in PtcO2 and 10 min-OCT between the two groups (P < 0.01), while there were no significant changes in PtcO2 and PtcCO2 after OCT in patients with ischemia (P>0.05).There were statistically significant differences in PtcO2 and PtcCO2 between the two groups before DPC access (P < 0.01), but PtcO2 was significantly increased and PtcCO2 was significantly decreased in the ischemic group after DPC access, resulting in no statistically significant difference between PtcO2 and PtcCO2 between the two groups after DPC access (P>0.05).ROC curve analysis showed that 10 min-OCT, PtcO2 after OCT, PtcO2 and PtcCO2 before DPC access had good predictive value on the occurrence of ALI, and the area under ROC curve was 0.945 (95%CI: 0.934 -1.000), 0.904 (95%CI: 0.821-0.987), 0.939 (95%CI: 0.870-1.000), 0.874 (95%CI: 0.766-0.983), and pairwise comparison of the ROC curves of the above four indicators showed no statistical significance (P>0.05). ConclusionsTranscutaneous oximeter can be used as an effective means to monitor ALI in VA-ECMO patients, and the occurrence of ALI can be identified earlier by OCT.DPC can significantly improve the lower extremity blood supply of VA-ECMO patients, and it is recommended to be routinely placed during VA-ECMO catheter placement. -
表 1 研究对象的一般资料比较(x±s)
分组 缺血组(n=15) 未缺血组(n=35) χ2 P 年龄/岁 61.60±10.38 53.31±16.29 1.81* >0.05 男 10 21 0.20 >0.05 体质量指数/(kg/m2) 24.98±3.45 24.39±3.48 0.56* >0.05 原发病 急性心肌梗死 5 14 暴发性心肌炎 4 9 0.47# >0.05 心脏术后低心排综合征 3 6 其他 3 6 基础疾病 高血压 7 12 0.68 >0.05 糖尿病 2 9 0.36▲ >0.05 置管部位 同侧股动静脉 3 5 0.03 >0.05 双侧股动静脉 12 30 0.01▲ >0.05 动脉插管型号 15F 5 18 16F 6 10 1.51# >0.05 17F 4 7 ECMO持续时间/h 140.93±37.78 123.03±37.14 1.55* >0.05 APACCHE Ⅱ评分/分 28.47±6.53 28.77±5.10 0.18* >0.05 SOFA评分/分 13.93±4.30 13.23±4.24 0.54* >0.05 乳酸水平/(mmol/L) 10.13±5.02 9.62±4.82 0.34* >0.05 撤机成功 13 28 0.03▲ >0.05 28 d存活 8 23 0.68 >0.05 *示t值; ▲示校正χ2值; #示Fisher确切概率 
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表 2 OCT前后2组病人PtcO2、PtcCO2及10 min-OCT比较(x±s；mmHg)
分组 n OCT前 OCT后 10 min-OCT PtcO2 PtCO2 PtcO2 PtcCO2 缺血组 15 48.93±15.73 37.73±6.34 50.40±16.34 39.27±6.61 1.47±8.31 未缺血组 35 58.43±13.36 35.80±7.07 88.17±23.44** 37.03±4.73 29.74±15.67 t — 2.18 0.91 5.66 1.36 8.30 P — >0.05 >0.05 < 0.01 >0.05 < 0.01 注：与OCT前比较**P < 0.01
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表 3 DPC接入前后2组病人PtcO2、PtcCO2比较(x±s；mmHg)
分组 n DPC接入前 DPC接入后 PtcO2 PtcCO2 PtcO2 PtcCO2 缺血组 15 53.33±16.08 66.00±13.85 95.27±12.62** 41.67±5.25** 未缺血组 35 89.94±17.94 45.94±8.32 94.46±11.97 44.20±4.54 t — 6.81 5.22 0.22 1.73 P — < 0.01 < 0.01 >0.05 >0.05 与DPC接入前比较**P < 0.01
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表 4 不同指标对VA-ECMO病人ALI发生的预测价值
指标 AUC 截断值 95%CI P 敏感度/ % 特异度/ % 约登指数 10 min-OCT 0.945 14.5 0.887~1.000 < 0.01 82.9 100.0 0.829 OCT前PtcO2 0.677 58.5 0.508~0.846 < 0.05 54.3 80.0 0.343 OCT后PtcO2 0.904 75.5 0.821~0.987 < 0.01 62.9 100.0 0.629 DPC接入前PtcO2 0.939 62.5 0.870~1.000 < 0.01 100.0 73.3 0.733 DPC接入后PtcO2 0.511 79.0 0.332~0.691 >0.05 100.0 11.4 0.114 OCT前PtcCO2 0.576 33.5 0.411~0.742 >0.05 80.0 45.7 0.257 OCT后PtcCO2 0.599 38.5 0.416~0.782 >0.05 60.0 62.9 0.229 DPC接入前PtcCO2 0.874 55.5 0.766~0.983 < 0.01 80.0 85.7 0.657 DPC接入后PtcCO2 0.634 45.5 0.460~0.809 >0.05 45.7 80.0 0.257
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