在美国，心源性休克每年住院人数约有,人。尽管医疗管理策略有所改进，但住院死亡率仍然高得令人无法接受。已经开发了多种机械循环支持（MCS）装置，目的是在这一人群中提供血流动力学支持并改善预后。静脉-动脉体外膜氧合(VA-ECMO)是目前最先进的临时性生命支持系统，其独特之处在于它能提供即时和完整的血流动力学支持以及伴随的气体交换。在这篇综述中，我们讨论了VA-ECMO支持治疗各种原因的心源性休克患者的基本概念和血流动力学方面。此外，我们还回顾了与VA-ECMO使用相关的常见适应症、禁忌症和并发症。
一、简介
本文的主要目的是对静脉-动脉体外膜氧合(VA-ECMO)在成人难治性心源性休克(CS)治疗中的应用进行综述。
二、心源性休克定义的演变
心源性休克通常被定义为一种低心输出量的状态，在正常心脏充盈压的情况下，这种状态不足以支持全身灌注需求。器官低灌注是CS的主要特征。由此导致的组织缺血和营养供应减少，如果持续下去可能会导致多器官衰竭，包括精神状态改变，尿量30ml/h的少尿，脉压差变小，动脉乳酸水平超过2mmol/L。
从历史上看，临床医生和研究人员通过选择异常的血流动力学参数和终末器官功能障碍的证据相结合来确定CS的存在。因此，各种具有里程碑意义的临床试验采用了不同的定义来诊断CS(表1)。最常使用以下标准：(1)严重低血压，收缩压(BP)80-90mmHg至少30分钟，平均血压较基线下降30mmHg或更多，尽管进行了充分的液体复苏，但仍需要血管活性药物将收缩压维持在90mmHg以上；(2)中心静脉压(CVP)高于10mmHg，肺毛细血管楔压(PCWP)超过15mmHg时，双心室充盈压升高；(3)心脏指数显著降低(1.8L/min/m2或血流动力学支持时2.2L/min/m2)和(4)低混合静脉血氧饱和度（由于低灌注增加外周血氧摄取）。大多数CS患者的体循环血管阻力(SVR)明显升高。虽然在常规临床实践中计算SVR对于确定休克类型至关重要，但由于患者最初可能表现为正常甚至低SVR，因此它并未包括在里程碑式临床试验所使用的CS定义中。低SVR的存在尽管是低血压、低心输出量、组织低灌注和血管扩张不当的结果，但这可能意味着终末期CS。因此，它与微循环功能障碍、更严重的全身性炎症反应(细胞因子风暴)以及最终更差的临床结果相关。冠脉灌注压和冠脉血流量可能由于严重的心室充盈压升高和全身性低血压而显著降低。这将进一步恶化心肌缺血和收缩力，导致CS的恶性循环。
直到最近，CS的诊断是二元的(存在或不存在)，并建立在上面详细描述的不同血流动力学参数的组合基础上。然而，越来越清楚的是，符合CS最低标准的患者的临床情况是明显不同的。它可能包括低心输出量的门诊患者，需要单次正性肌力药物输注的患者，以及需要双心室机械循环支持(MCS)的终末期患者。认识到这一人群血流动力学不稳定的连续性，心脏血管造影和干预学会(SCAI)最近发表了一份专家共识声明，定义了CS从危险到极端的五个阶段。每个阶段都由易于识别的血流动力学参数、生化标志物和体检结果来定义。这个简单有效的框架旨在通过将药物治疗的强度和机械支持水平与每个人的CS阶段相匹配来促进有针对性的管理。此外，医生可以快速而多次地重新评估患者的CS分期，并相应地调整管理。利用这一策略有望减少并发症，改善临床结果，并提高存活率。
三、心源性休克的流行病学
准确地确定CS的发病率很困难，而且根据收集的数据和所用定义的不同，CS仅在美国每年就有,人次住院。针对心肌梗死(MI)患者的各种研究和随机临床试验报告，CS的发病率为6-10%，随着时间的推移略有增加。
急性冠脉综合征是CS最常见的病因，占全部病例的80%。虽然在ST段抬高心肌梗死(STEMI)患者中更为常见，但它也可能使非STEMI复杂化。在药物治疗和介入治疗取得进展之前，心肌梗死后CS的住院死亡率达到80%，其中近一半发生在发病后24小时内。虽然强调最佳的药物治疗、MCS的使用以及早期血运重建策略的广泛采用使死亡率显著下降，但CS合并ACS的死亡率仍高达30-50%。老年患者(年龄75岁)、女性和有糖尿病或既往心肌损伤的患者尤其危险。
虽然心肌梗死后CS的发病率在过去几十年中有所下降，但由其他原因引起的CS的发病率却随之增加。最常见的原因包括急性或慢性心力衰竭(HF)、暴发性心肌炎、高危肺栓塞、应激性心肌病、严重瓣膜病、脓*症和血流动力学不稳定的心律失常。在年至年全国住院样本中记录的万HF住院中，发病率从每千例HF住院中的4.1‰上升到15.6‰。在同一时期，一项大型分析发现，心肌梗死后CS入院患者的比例从65.3%显著下降到45.6%。这一人群的总体住院死亡率最初为42.4%，但已大幅下降至27.1%。
四、心源性休克的机械循环支持策略
在过去的几十年里，已经开发了多种MCS设备，目的是提供不同水平的血流动力学支持，以改善与CS相关的高发病率和死亡率。基本原理是心室支持和减压可以减少心肌壁应力和氧耗，同时增加末梢器官的灌注。
常规临床实践中使用了几种类型的MCS设备。主动脉内球囊反搏(IABP)最早出现于20世纪60年代，至今仍是最常用的经皮临时MCS装置。虽然它仅能适度增加心输出量，但却增加了舒张期冠脉流量，降低了心肌耗氧量。较新的经皮心室辅助设备(pVAD)可以提供更高水平的血流动力学支持，包括TandemHeart(LivaNova,London,UK)和Impella(AbiomedInc.,Danvers,MA,US)。越来越多的VA-ECMO系统(Centrimag,Abbott,Chicago,IL,USandCardiohelp,Maquet,Rastatt,Germany)可提供完整的血流动力学支持和气体交换。因为受限于低登记人数、CS的定义高度可变（表1）等因素，直接比较使用这些设备取得的疗效和结果的随机临床试验很少。
表1：用于定义心源性休克的广泛标准
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五、VA-ECMO简介
VA-ECMO是一种临时性机械循环支持系统，在心源性休克和心脏骤停时能够提供完全和即时的心肺支持。它包括一个能够推动高达8L/min血液的离心泵和静脉引流及动脉回流套管。中空纤维膜氧合器被连接到管路中，不仅提供血液氧合，而且可以清除二氧化碳(CO2)。后一种功能是与其他MCS设备(如IABP和pVADs)的关键区别特征。VA-ECMO也可以通过外科手术放置，特别是在心脏手术后，氧合的血液直接回流到升主动脉(中心插管技术)。然而，这篇综述主要集中在外周放置VA-ECMO的使用，因为这是心脏骤停或难治性CS中建立的最常见的支持类型。
经皮VA-ECMO的首选方法是股动脉和静脉插管。成人18-28Fr导管引流静脉血的尖端位于右心房中段或上腔静脉-RA交界处。穿过“膜肺”后，经过15–19Fr尖端通常位于髂动脉动脉的插管将含氧血液通过血管回到体循环。选择合适直径的导管不仅可以降低血管损伤的风险，还可以避免明显的负流入压力(最好是50mmHg)和高流出压力(mmHg)。为了减少肢体远端缺血的风险，在我们中心的股浅动脉常规插入一个8fr的远端再灌注插管，并将其接到回路的动脉肢体上。
VA-ECMO越来越多地被用作一种短期支持策略，用于治疗出现心脏骤停、严重的双心室心衰和CS阶段C-E期的患者，而不受病因的影响。即使在正在进行的心肺复苏(CPR)期间，经验丰富的医生也可以在心导管室非常短的时间内启动它。根据当地的机构*策和特定的临床情况，也可以在现场(流动ECMO计划)、ICU的床边或手术室建立这种机制。全面的VA-ECMO支持不仅使患者有时间进行诊断和治疗干预，同时保持稳定的血流动力学和气体交换，而且还为潜在的器官恢复提供了时间。目前正在进行多项临床试验，目的是解决早期VA-ECMO启动在不同患者群体中的潜在临床益处。
六、VA-ECMO支持的血流动力学问题
VA-ECMO用于CS的治疗是因为它能够减少心肌作功(压力-容积面积)，同时提供完整的血流动力学和呼吸支持。心肌压力-容积面积可视为心肌势能和每搏输出功之和。两者都被认为在CS中由于不适应神经激素和血管机制所致恶性循环而显著增加。
在CS中典型的VA-ECMO设置中，静脉流入插管直接从下腔静脉或RA引流血液。这显著降低了右心室(RV)前负荷、跨肺血流量，从而降低了左心室舒张末期容积(LVEDV)和左心室舒张末期压力(LVEDP)。因此，VA-ECMO可能通过降低LVEDV和LVEDP促进CS和心脏骤停时的血流动力学稳定。因此，在急性心肌梗死引起的CS的模型中，VA-ECMO已被证明可以减少心脏做功。一旦建立VA-ECMO支持，撤除正性肌力和血管升压药可进一步降低心肌的压力-容积面积和心肌势能。众所周知，这些药物可以显著增加心肌耗氧量和左心室(LV)作功。
VA-ECMO的使用也改善了全身灌注。典型的情况是，VA-ECMO启动后平均动脉血压升高，而RA的大量静脉血转移降低了中心静脉压。因此，体动静脉压力梯度增加，从而增强体循环。这可能与改善门脉循环器官(如肝脏和肾脏)的血流特别相关。通过将连续静脉-静脉血液透析机(连续肾脏替代疗法CVVHD)连接到VA-ECMO回路中，可以进一步增强液体清除和缓解静脉充血。通过提供大量的含氧血流，无论心脏的内在功能如何，器官灌注都可以得到支持。重要的是，由于VA-ECMO减少了对跨肺血流的依赖，自然右心室功能对提供全身灌注(如像使用IABP和一些pVADs那样)并不那么重要。
尽管VA-ECMO好处是公认的，但关于长期使用VA-ECMO对血流动力学的影响，文献中仍有几项严重的空白。最值得注意的是，在临床(人体)环境中，缺乏使用有创心室插管来定义心肌工作方式和整体压力-容积面积受影响的数据。目前，大多数已发表的显示不同水平VA-ECMO支持效果的压力-容积环路数据都是基于计算机模拟或动物实验，而不是基于实际的患者数据。许多这些研究在进行分析时使用了至少一个固定参数(例如，左心室收缩强度)。然而，在现实生活中这些变量是相互依赖的，根据Frank-Starling方程，收缩强度会有所不同。此外，尚不清楚基础左室射血分数正常和降低、左室腔正常和扩张和/或右室功能不全的患者对VA-ECMO支持的血流动力学反应有何不同。据推测，这些心力衰竭亚型有多种血流动力学机制，所有这些机制在活体内仍很大程度上尚不清楚。
动脉逆行血流对LVEDV/LVEDP和LV负荷的影响仍存在争议，值得特别