翻译：罗佳鑫
摘要
缺血性卒中是体外膜氧合（ECMO）患者的严重并发症和主要死亡原因。我们的综述旨在总结现有证据，深入研究接受 ECMO 支持的急性缺血性卒中患者的诊断和治疗。根据 ECMO 类型、支持持续时间和患者特征等多种因素的不同，缺血性卒中的发病率估计在 1% 到 8% 之间，而死亡率则在 44% 到 76% 之间。导致 ECMO 期间发生 缺血性卒中的几种机制已经确定，其中血栓栓塞事件和脑灌注不足是最常见的原因。然而，考虑到大多数 ECMO 患者病情严重或处于镇静状态，缺血性卒中症状往往诊断不足。多模式监测和日常临床评估可能是有用的预防技术。早期识别神经功能缺损对于及时采取治疗措施至关重要。所有疑似脑卒中的 ECMO 患者都应立即接受CT和 CTA检查，以确定大血管闭塞（LVO）并评估侧支血流。CTP可进一步帮助检测存活组织，尤其是在发病原因不明的脑卒中病例中。需要进行导管血管造影来确认 CTA 上检测到的 LVO。由于大多数患者正在接受积极的抗凝治疗，静脉溶栓疗法通常是禁忌症。因此，在有证据显示 LVO 的病例中，机械取栓术是首选治疗方案。应由介入放射科医生和 ECMO 团队讨论选择何种动脉血管通路进行机械血栓取出术。缺血性卒中急性期的抗凝治疗应在仔细权衡血栓栓塞风险和出血风险后进行个体化治疗。采用多学科方法对接受 ECMO 治疗的患者进行缺血性卒中的最佳管理至关重要。
1. 引言
体外膜肺氧合（ECMO）是一种临时生命支持措施，用于对优化治疗干预无效的严重心脏或呼吸衰竭患者。ECMO 支持主要有两种类型：静脉-动脉 ECMO（VA-ECMO）和静脉-静脉 ECMO（VV-ECMO）。VA-ECMO 同时提供心脏和呼吸支持，主要用于难治性心源性休克或难治性心脏骤停（E-CPR）患者。然而，静脉-静脉 ECMO（VV-ECMO）适用于常规治疗难治性急性呼吸衰竭患者的呼吸支持。尽管最近的随机对照试验并未显示这些患者的死亡率有明显降低，但 ECMO 支持仍是医生在常规治疗无法维持外周器官供氧时的一种抢救治疗策略。决定 ECMO 或其他机械循环装置（MCS）（如 Impella 植入治疗心源性休克）的正确时机对临床结果至关重要，尤其是在复杂的临床情况下，应根据预先确定的临床、生化、超声心动图和血流动力学标准深思熟虑后做出决定。
ECMO 循环包括一个离心泵和一个膜氧合器，离心泵提供持续的血流，膜氧合器则对血液进行氧合和排出二氧化碳处理。在 VA-ECMO 中，回路包括一个从静脉系统（腔静脉）引流血液的插管和一个根据组织灌注情况通过股动脉或腋动脉接入适当血泵流量将含氧血液送回动脉系统的流出插管。为避免肺水肿和左心室血栓形成，从而改善临床结局，VA-ECMO 患者进行左心室卸荷的时机和患者选择至关重要。
在大多数情况下，作为一线左心室减压方法，主动脉内球囊反搏泵（IABP）改善冠状动脉灌注是必要的，但其他左心室支持措施，如 Impella、Tandem Heart 和 ProtekDuo，对经过全面筛选的患者也有帮助。患者的选择主要基于个体超声心动图和血流动力学评估。在不增加额外机械循环支持（MCS）装置导致并发症风险的情况下卸载左心室是一项复杂的决定，需要多学科团队的合作。出血、凝血功能障碍、血管并发症（肢体缺血、血栓栓塞）和溶血是附加机械循环支持装置可能出现的主要并发症。
在 VV-ECMO 中，流出插管有助于向右心房输送氧合血液，确保通过股动脉或颈静脉通路进行正常的血气交换。近年来，VV-ECMO 的使用范围显著扩大，主要原因是 COVID-19 重症患者。
ECMO 支持对某些危重病人和危及生命的情况有利，但它仍是一种复杂的高风险干预措施，与多种并发症有关，包括影响患者预后和生活质量的脑血管事件。ECMO 的使用主要与血栓并发症有关。因此，接受 ECMO 支持的患者应始终启动抗凝治疗。然而，尽管抗凝治疗实施得很谨慎，但出血事件的风险仍然很大。因此，应谨慎权衡血栓栓塞风险（包括急性缺血性中风的风险）与出血风险（包括颅内出血的风险）。决定所需的 ECMO 类型与特定脑血管并发症的发生有关：VA-ECMO 主要与缺血性卒中相关，而 VV-ECMO 则与出血性卒中相关。早期识别脑血管事件对 ECMO 患者的及时治疗至关重要。
虽然脑卒中是一种严重的并发症，也是导致 ECMO 患者死亡的主要原因，但有关 ECMO 期间缺血性脑卒中的发生率、风险因素和处理方法的数据却十分有限。本综述旨在总结现有证据，为 ECMO 支持下缺血性脑卒中患者的诊断和治疗提供更多见解。
2. ECMO患者脑血管并发症的流行病学研究
与使用 ECMO 相关的急性中枢神经系统（CNS）并发症包括缺血性中风、颅内出血、缺氧性缺血性脑损伤、蛛网膜下腔出血和癫痫发作。一些研究还报告了中枢神经系统并发症中的脑死亡。总体而言，不同研究中此类并发症的发生率从 4.5% 到 16% 不等，而死亡率则高达 50-89%，如表 1 所示。
缺血性脑卒中是 ECMO 患者常见的并发症。在所有观察性研究中，缺血性脑卒中的发病率介于 1% 和 8% 之间，死亡率介于 44% 和 76% 之间。与女性相比，缺血性脑卒中在男性患者中更为常见。据报道，在 ECMO 支持下发生缺血性脑卒中的患者中位年龄介于 50 岁至 62 岁之间。
值得注意的是，中枢神经系统并发症，尤其是急性缺血性卒中的真实发病率可能高于观察性研究的报告。事实上，一些尸检报告显示，脑梗塞的数量被低估了。大量临床未报告的脑梗塞可能是由于缺乏全面的临床评估，而患者病情的严重性和镇静剂的使用又进一步混淆了这一点。此外，对这些患者进行神经影像学检查在后勤方面也具有挑战性，因为他们被转移到放射科病房的风险特别高。
就支持类型而言，VA-ECMO 比 VV-ECMO 更常见神经系统并发症。这可能是由于在体外心肺复苏（E-CPR）中使用了 VA-ECMO 的缘故。在排除接受体外心肺复苏的患者后，VA 和 VV-ECMO 的神经系统总并发症发生率没有差异。然而，在使用 VA-ECMO 期间，缺血性中风的发生率仍然明显更高。在 COVID-19 患者中也观察到同样的情况。与其他患者组相比，接受 ECMO 支持的 COVID-19 患者中枢神经系统并发症的发生率更高，死亡率也更高。然而，因 COVID-19 而接受 ECMO 支持的患者的缺血性脑卒中发生率与其他疾病类型患者类别并无明显差异，急性缺血性卒中的发生率介于 2% 与 6% 之间。
儿科 ECMO 患者缺血性脑卒中并不常见，但对发育中的大脑影响严重，有可能造成终身神经损伤。据报道，儿科 ECMO 患者卒中的总体发病率在 3% 至 6% 之间。事实上，年龄较大的儿童（1-18 岁）中风的诊断率明显高于婴儿（小于 1 岁），但患有先天性心脏病的儿科 ECMO 患者中风的发生率明显较高，且大多发生在出生后的第一年以后。
3、病理生理学及危险因素
ECMO期间缺血性脑卒中的几种机制已经确定，其中大多数是血栓栓塞事件和脑灌注不足。这一点尤为重要，因为血栓栓塞引起的脑卒中死亡率较高，且功能预后较差。关于梗死的起源，小的局灶性缺血性病变与空气或血栓性微栓子有关，而较大的病变则与较大的血栓性栓子有关。血栓形成的机制既与 ECMO 循环的特殊性有关，也与患者潜在的血栓前状态有关。更具体地说，血液成分与 ECMO 电路复合材料表面之间的界面可激活凝血级联反应，而患者的合并症和危重疾病则易导致血栓和出血并发症。接受 ECMO 治疗的患者脑灌注不足的病理生理学涉及潜在血流动力学不稳定导致的脑自动调节功能丧失，即脑血管收缩。其他可能的机制包括 ECMO 回路绕过肺部，与动脉网直接连接，使栓塞物质直接进入脑血管。此外，VA-ECMO 提供平流血流，与自然搏动血流不同，可能导致内皮功能障碍和脑血管自动调节机制受损。另一个被提出的机制是差异性缺氧，这是一种原生心输出量向大脑提供低氧血的情况--低氧血来自功能障碍的肺部（肺不张、肺部感染、气胸、ARDS 等）--导致脑组织氧合障碍。
多项研究报告了预测缺血性卒中发生的风险因素。VA-ECMO 的使用与缺血性脑卒中发病率的增加有关。高血小板计数（>350×109/L）和 VA-ECMO 中心部位（而非外周）插管易导致急性缺血性卒中发生率升高。不过，最近的一项研究发现，不同插管部位之间没有明显差异。ECMO前酸中毒和较高的乳酸浓度（>10 mmol/L）与急性缺血性脑卒中独立相关，反映了患者在使用 ECMO 前的难治性呼吸窘迫或血流动力学不稳定状态。ECMO 支持第一天较高的 PaO2 水平与急性缺血性脑卒中的发生有关。众所周知，早期高氧与发生缺血性脑卒中的 ECMO 患者神经系统的不良预后有关。一种可能的解释是氧化应激增加导致再灌注损伤。研究还发现，在 ECMO 启动后的 24 小时内，PaCO2 水平的快速降低也是一个独立的风险因素。这与其他研究和已确立的生理机制一致，即较低的 PaCO2 水平（低碳酸血症）导致脑血管收缩，从而减少脑血流量。
最后，凝血功能障碍在 ECMO 患者中并不少见，它会导致微血栓形成、凝血功能失调和血栓栓塞事件。弥散性血管内凝血（DIC）、溶血和胃肠道大出血与急性缺血性卒中有关。
表2总结了有关急性缺血性卒中的所有独立危险因素。
