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本文综述了四种新出现的血管内出血控制和体外灌注技术，用于治疗包括出血引起的创伤性心脏骤停在内的严重失血性休克患者。这些包括复苏血管内球囊闭塞主动脉（REBOA），选择性主动脉弓灌注（SAAP），体外生命支持（ECLS）和紧急保存与复苏（EPR）。我们总结了支持这些技术使用的临床前和临床研究，也为这些新兴技术在资源丰富和环境严峻的创伤患者的未来护理中如何应用提供一个综合概念框架。躯干不可压迫性出血(NCTH)是患者死亡的主要原因。新兴的血管内出血控制和体外灌注技术可以解决创伤复苏中的关键空白，包括对未控制的NCTH的有效管理和对出血性外伤性心脏骤停(HiTCA)的逆转。复苏血管内球囊阻断主动脉（REBOA）可控制膈下动脉出血。选择性主动脉弓灌注（SAAP）可恢复正常心血管衰竭和HiTCA患者的自主循环和血管内容量。体外生命支持(ECLS)可通过支持灌注和气体交换稳定心肌或肺功能障碍患者，为恢复争取时间。对于难治性外伤性心脏骤停患者，紧急保存和复苏(EPR)采用深度低温来降低代谢和“争取时间”，同时实现手术止血。这些技术构成了一个补充干预的“工具箱”，可以维持患者生存，直到实现手术止血。本文综述了这些新兴的血管内和体外技术在外伤失血病人复苏中的应用。 不可控制的出血是创伤相关死亡的主要因素，约占40%-85%。其中，NCTH占战伤和平民创伤死亡人数的50-70%，而非战创伤中有可能幸存。快速控制血管内出血通过限制持续的失血和增加近心端灌注压力，可以作为通向最终手术和最终恢复的桥梁。
第一次关于血管内出血控制的报道是在朝鲜战争期间，当时在两名奄奄一息的伤员身上使用了主动脉球囊导管。虽然两者最终都失效了，但是第一个病人的血压有了显著的改善。随后使用主动脉内球囊反搏导管的系列试验报告了良好的效果。导管技术的进步使得血管内出血控制在创伤处理中具有主导作用。复苏性主动脉球囊阻断术(REBOA)是现代的基于主动脉球囊导管出血控制的改进(图1)。这是血管外科医生通过使用主动脉球囊导管来控制腹主动脉瘤出血置入术的支架。治疗战伤的军事外科医生认识到这些导管可能可以转用到失血性休克患者身上。
然而这一应用需要概念研究的验证和转化临床评估来支持。由军事血管和创伤外科医生进行的临床前实验室研究为将血管内出血控制转化为临床创伤复苏打下了基础。在控制性髂出血和肝裂伤合并失血控制的模型中系统研究了REBOA的现代概念。这些研究表明，在NCTH猪模型中，REBOA控制出血的效果与胸主动脉钳夹、胸上主动脉钳夹和无主动脉钳夹的直接出血控制的效果相同。此外，REBOA比开胸主动脉夹闭术造成的生理紊乱更少。这些研究也证实了，膨胀的球囊头部的使主动脉压立即升高，反映了伴随主动脉闭塞而出现的全身血管阻力的大幅增加。主动脉I区(胸降主动脉)和III区(肾下腹主动脉)REBOA升高了中心平均动脉压(MAP)，可有效控制膈下和盆腔部位的出血。这些研究还发现，闭塞胸主动脉后脑氧供改善。然而，生理上对主动脉闭塞和半肢体缺血的耐受性还需要进一步研究。REBOA可以防止快速失血，但它会引发尾端至球囊的极低血流或无血流缺血性状态。特别值得关注的是，主动脉I区返流可能导致永久性神经功能缺损的脊髓下段缺血。因此REBOA是与时间赛跑，在实现手术止血然后迅速通过球囊收缩恢复主动脉远端灌注。实验室研究评估了REBOA在30分钟和90分钟胸主动脉闭塞后的生理和组织学影响。REBOA会增加血乳酸水平，并且在主动脉阻断90分钟后乳酸水平更大。然而，在30分钟和90分钟组，在手术止血和球囊放气后，乳酸水平恢复到正常水平。主动脉阻断90分钟后，没有脊髓坏死、水肿或炎症的迹象。最近的猪控制性出血存活模型与对照组相比，分别在I区或III区闭塞60分钟，量化了功能恢复时间、终末器官缺血程度和脊髓缺血程度。虽然REBOA组恢复时间较长，而且I区组有脊髓缺血加重的趋势，但在生存率上没有差异。部分主动脉球囊阻断已成为减少远端缺血的一种方法，目前正在进行多项临床前研究来评估这种方法。总之，这些动物研究表明，尽管尽量缩短阻塞时间和仅在绝对必要时使用I区可能会优化幸存者的功能结果，但长达90分钟的主动脉球囊阻塞可能是可以忍受的。REBOA对躯干不可压迫性出血的控制已转入临床应用。对于NCTH和失代偿性休克患者，REBOA可改善血流动力学，使患者有时间到达手术室进行手术止血。在主动脉阻断研究中，REBOA通常可以避免紧急开胸手术，并证明对于没有进展为创伤性心跳骤停的主动脉开放闭塞患者，REBOA比开放主动脉闭塞患者的生存率更高。伦敦的空中急救服务最近报告表明，医院前REBOA安置也具有显著的经验和良好的生存率。同样，这种技术的使用也扩大到艰苦的战场环境并取得良好的早期结果。未来的工作将需要继续解决主动脉长时间闭塞可能导致的缺血性并发症，以优化REBOA术后的结果，并使院前和长期野外护理应用等扩展应用成为可能。多个利益相关者组织最近的立场声明清楚地描述了目前实施这种先进复苏能力的最佳做法。
创伤性心脏骤停的生存率很低，尤其是钝性创伤。大出血引起的低血容量使胸外CPR无效。紧急开胸手术允许同时夹住主动脉和开胸CPR，但效果仍然很差。替代复苏方法必须同时处理出血控制、保障重要器官灌注和血管内容量充盈以提高生存率。选择性主动脉弓灌注(SAAP)是一种结合了胸主动脉闭塞的技术(如主动脉I区REBOA)和增加心和脑灌注以实现恢复心脏骤停后的自发循环（ROSC）,包括创伤性心跳骤停(图2)。没有影像学检查情况下，SAAP使用大号球囊阻塞导管通过股动脉插入胸降主动脉和,使球囊位于左侧锁骨下动脉和膈肌之间(图2A)。与REBOA一样，球囊充气可作为功能性阻断胸主动脉，控制近端出血。SAAP导管允许体外灌注含氧液体(血红蛋白、氟碳化合物或血液)，其流量仅限于胸主动脉血管系统(冠状动脉、颈动脉、锁骨下动脉和胸穿支动脉)。SAAP也可以作为主动脉内药物治疗的途径，输注肾上腺素和减轻缺血再灌注的药物。
在医学(非创伤性)心脏骤停的实验室室颤模型中，SAAP首次被报道用于改善ROSC。医用心脏骤停的限制因素是在血管内容量过载之前注入的外源性载氧液体的容量发展。因此，SAAP的部分序贯策略是在SAAP初始阶段使用外源性氧载体进入股静脉，以允许自体血液抽离、充氧和SAAP导管回流。如果需要还可继续体外心脏和脑灌注支持，直到ROSC。从功能上说，这种SAAP表现的是与ECLS与主动脉分离。在心脏骤停中，当ROSC达到适当的血压时，SAAP导管气球放气。如果需要，可以使用SAAP回路为全身提供低流量的ECLS，直到患者的血流动力学恢复正常或为常规的高流量静脉-动脉ECLS插入较大的套管。SAAP进行胸主动脉球囊闭塞、快速血管内灌注和复苏重要器官灌注在HiTCA中有明显的适用性。严重的肝裂伤和失血性休克导致HiTCA的实验室模型证明，SAAP使用含氧血红蛋白氧载体(HBOC)、全血和填充红细胞成功地实现了ROSC。由于HBOC-201具有室温稳定性和较长的保质期，因此首先对其进行了研究。在不使用胸外CPR或肾上腺素情况下，使用HBOC-201的SAAP，在2-3分钟内(6/6只动物)产生持续ROSC，与使用乳酸盐水的SAAP相比，林格氏液加主动脉内肾上腺素( 2/6只动物) 产生ROSC。然而，缺乏监管机构批准的临床使用非血液载氧器，迫使研究使用含血液的SAAP。SAAP与存储的异体全血或浓缩红细胞也产生高ROSC率，但需要在主动脉内联合使用钙来中和柠檬酸抗凝剂相关低钙血症。最近的临床前实验比较SAAP和全血和林格氏或HBOC-201与猪出血性休克心跳骤停模型显示出了HBOC-201极大的生存优势的全血LR (90% vs 10%,术中;0.001)和类似的ROSC率和ROSC4小时后生存率。10 mL/kg/min 的SAAP可在3 - 4分钟内可以恢复40 - 50%总失血。因此采用全血等载氧载体的SAAP体外灌注可以恢复正常的心电活动，促进活心肌收缩能力，并迅速填充血管内容量。在一些HiTCA实验中，如果SAAP 2分钟后早期心脏收缩力较弱，主动脉内肾上腺素的可以帮助实现ROSC和足够的MAP。初步的实验进一步证明了SAAP可以在HiTCA合并心包填塞中实现ROSC。尽管SAAP的概念已经在临床前研究中得到广泛的评价，但在临床环境中还没有应用。目前尝试这种方法的局限性，包括缺乏一个FDA认可的装置，可以完成主动脉闭塞和近端闭塞的清除装置用含氧复苏液进行复苏。SAAP的初步临床研究是使用一个带有快速输液泵的原型导管对HiTCA患者进行治疗。ECLS最近有许多技术进步，也很普遍称为体外膜氧合(ECMO)。更简单，更自动化和便携式的体外灌注设备正在扩大ECLS的使用频率和适应症。静脉-静脉(V-V)和静脉-动脉 (V-A) ECLS用于儿童和成人重症监护的呼吸衰竭和心脏衰竭方面有广泛的经验。ECLS在创伤中的应用也在增加，主要集中在急性肺损伤中V-V ECMO的氧合支持。最近ECLS在创伤后早期心血管支持中的潜在价值已经引起了人们的关注，在血流动力学失代偿中V-AECLS可作为一种提供生存手段，是通向最终的外科治疗和康复的桥梁。当肺保护性通气和抢救性氧合策略无法稳定急性呼吸窘迫综合征患者时，提倡使用V-V ECLS。第一份关于钝性外伤合并呼吸衰竭患者的V-V-ECMO报告是在1972年，在过去的20年里有多个创伤病例系列报道。最近的多中心回顾性研究发现，V-V-ECLS是与创伤合并严重低氧血症呼吸衰竭患者生存率提高相关的独立因素。这项研究可能反映出ECLS设备的稳步改进，以及根据创伤合并严重呼吸衰竭患者的经验改进治疗策略。一项体外生命支持组织（ELSO）登记的回顾性研究同样表明，使用ECMO治疗呼吸衰竭的创伤患者有良好的生存率（63%）。ECLS也被用于严重创伤和早期低氧血症的战斗伤员和外伤性脑损伤患者。多项前瞻性研究需要进行，以进一步明确ECLS在创伤中的适应症和潜在益处，但目前的证据表明，ECLS在一些伴有呼吸衰竭的创伤患者中有生存益处，而出血风险没有明显增加。在创伤患者中使用V-A-ECLS通常被认为是禁忌症，因为肝素抗凝在持续出血的严重损伤中有潜在的不良后果，特别是在有潜在或已知的创伤性脑损伤的情况下。然而最近有成功使用V-A-ECLS的报道，包括一例右心室刺伤并填塞的病人，在最初的创伤复苏中迅速发展为心脏骤停。V-A ECLS成功地将病人稳定的从急诊科(ED)转运到手术室(OR)，进行心脏损伤修复，最终病人存活。使用肝素结合设备，至少在最初没有全身肝素化的情况下，可以让ECLS更容易用于外伤失血患者。便携式ECLS设备的发展使得病人的转移在医院内部和医院之间可能。这些技术进步使ECLS能够作为多器官支持疗法（MOST）概念的一部分，在严酷的环境中应用于危重伤员。随着进一步的研究和开发，这种疗法可能在长期的野战护理中应用。此外，无论是术中还是术后V-V和V-A ECLS在手术修复和术后恢复过程中，都明显具有处理气管支气管损伤、严重呼吸衰竭和心血管不稳定的潜力。最后，V-V和V-A ECL都是本综述中描述的其他血管内复苏技术的潜在辅助。特别是，在ROSC术后早期，心肌功能不全是一个常见的问题，局部或全身V-A-ECLS的加入可以证明是维持患者存活到手术室一个重要的因素。紧急保存和复苏（EPR）是一种新的治疗创伤后心脏骤停的方法。（图4）EPR可能特别适用于胸部大出血或穿透性心脏损伤，如SAAP和早期的ECLS可能只有限的好处，甚至可能被证明是有害的。EPR包括在长时间的停循环期间快速冷却全身以减少代谢需求，然后使用全体外心肺循环（CPB）延迟复苏。
目的是为外科医生手术止血争取时间。在Safar大型动物复苏研究中心使用临床相关模型，证明，冷却至鼓膜温度10°C，可提供最多2小时的循环停止。研究中添加有利于脑保护的药物，在该模型中没有显示出临床意义上的显著益处，除了抗氧化剂四甲基哌啶。在一项研究中，通过剖腹手术和脾脏损伤导致创伤性心脏骤停，在10℃下诱导1小时的EPR可使大多数动物存活而无神经功能缺损，而用血液和心肺复苏术复苏后没有幸存者。其他研究者开胸模型中使用了在连续低流量CPB.这组患者证明快速冷却，缓慢复温可提供最佳结果。他们还证明了这种技术可以修复复杂的损伤。基于这些临床前数据，FDA批准了对HiTCA患者进行EPR安全性和可行性临床试验的研究装置豁免，创伤后心脏骤停的紧急保存和复苏（EPRCAT）试验（NCT01042015）。79名潜在受试者必须是18-65岁穿透性创伤患者，他们在入院前、急诊室或手术室心脏骤停。如果他们在气道管理、液体复苏和降主动脉夹闭术后不能恢复脉搏，则可以通过将一个大的CPB套管直接推进夹持器近端的主动脉来启动EPR。快速注入冰冷的生理盐水，直到鼓膜温度达到10°C。打开右心耳，允许静脉引流。一旦达到目标温度，无脉搏的病人就会被迅速送到手术室进行进一步的治疗。当创伤外科医生专注于控制出血的时候，心脏外科医生会用CPB对病人进行复苏。理想情况下，总循环停止时间应少于1小时，以减轻神经损伤的风险。手术止血已达到后，缓慢CPB的复温将以0.5°C/min的目标速率开始。本试验的主要终点是无严重神经功能缺损的出院存活率。次要终点包括存活28天、6个月和12个月时的神经功能转归（格拉斯哥预后量表扩展版，SF-36）、器官系统功能障碍和该技术的直接并发症。由于该方案的复杂性，只有精选的创伤外科医生接受过这项技术的培训。如果一个潜在的受试者在所有关键团队成员都不在场时出现（EPR培训的创伤外科医生、EPR培训的麻醉师、灌注医生和心脏外科医生），则该患者被登记为并发对照患者。将招募10名EPR患者和10名对照患者。然后对数据进行审查，接下来的10名EPR和10名对照受试者，可能会考虑对纳入标准或方案的可能改变。这个迭代过程可以持续到开发出令人满意的协议为止。马里兰大学已经开始招纳人员，其他中心也可能在不久的将来加入这项研究。这项试验的结果预计在2021年。REBOA、SAAP、ECLS和EPR是一个补充生命维持工具，根据特定的损伤模式、血流动力学状态和对先前干预措施的反应，可采用治疗性干预措施稳定创伤患者。这些干预措施的使用将根据个体患者的需要而定。（图5）患有膈肌以下NCTH和早期失代偿症状的患者可通过REBOA（I区或III区）加静脉液体复苏充分稳定，无需SAAP或ECLS。如果在REBOA的情况下发生了失代偿，SAAP和ECLS可以根据需要启动。
对于严重失代偿的创伤患者，在开始血管内复苏时，可使用SAAP进行治疗，以实现ROSC并迅速恢复血管内容量。之后ROSC，SAAP导管球囊可以保持充气状态，提供I区REBOA支持，直到手术止血。在术前、术中或术后，接受REBOA或SAAP治疗的持续性创伤性呼吸衰竭或心血管不稳定的患者可能需要V-V或V-A-ECLS支持。对REBOA、SAAP或ECLS无反应或较差的患者，但似乎有潜在的可存活损伤，则可候选EPR。在急诊室接受检查的病人已经因穿透性创伤而停止心跳，在等待EPR-CAT试验的结果之前，最好立即用EPR治疗。这个血管内工具箱的概念是有一套选项，可以根据个体创伤患者的需要应用，以改善生存前景。这些辅助技术在失血性创伤患者中的恰当和最佳应用需要精心设计的多中心临床试验。急诊医生、创伤外科医生和灌注专家（通常与心胸外科和血管外科医生协商）等应急小组启动这些高级干预措施时，需要经过充分培训和协调。血管内技术和体外灌注的进展提供了一套综合的，互补的干预措施，可以潜在地提供一个生存桥梁到达最终的外科止血。围手术期复苏中启动REBOA、SAAP、ECLS和EPR可在无控制出血和失代偿性失血性休克的，并伴有即将发生或实际的心血管衰竭。在这些情况下，当功能性生存的时间窗很窄时，这些干预措施提供了一个复苏工具包，可以根据个别患者的需要进行定制。未来的研究应为严重受伤的平民和军事创伤患者评估这些积极的复苏措施的最佳适应症和时机。
DOI: 10.1097/TA.0000000000002747
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