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ECMO临床应用及左心室辅助,李家琼 徐州中心医院,ECMO,ECMO(extracorporeal membrane oxygenation):以体外循环系统为基本设备，采用体外循环技术进行操作和管理的一种辅助治疗手段 将静脉血引流体外，经人工肺排除CO2并进行氧合，最后通过驱动泵输回体内 用于心肺功能不全的支持，为心肺功能恢复赢得时间,HISTORY OF ECMO,1960 - EXPERIMENTS INTO PROLONGED CPB 1972 - HILL - FIRST ADULT ECMO - AORTIC RUPTURE 1975 - BARTLETT - FIRST SUCCESSFUL NEONATAL 1979 - FIRST ADULT RCT 1986 - USA 18 CENTRES ECMO 1986 - GATTINONI - 50% SURVIVAL IN ADULT ECCO2R 1989 - ELSO REGISTRY 1994 - SECOND ADULT RCT 2001 - 120 CENTRES WORLD WIDE 2009 - THIRD ADULT RCT: CESAR trial,全球开展ECLS的中心,国内ECMO开展近况,CPB vs ECMO,600,1,6,0,-,22,0,Autotransfusion,Yes,No,Hypothermia,Yes,No,Hemolysis,Yes,No,Hemodilution,Yes,No,Arterial filter,Yes,No,CPB vs ECMO,模式：VV VA,VV,氧合后的体外灌注血液重新回到静脉系统中，并与全身各脏器的静脉回流血液混合，从而提高了右心房氧含量，降低了CO2含量 部分混合血液又回到体外循环系统中，称为“再循环” 患者肺功能状态不同，右心室血液流经肺循环后，动脉血中的氧与CO2含量可能会相应发生改变 但体循环血流量与患者左心室输出量有关，与体外循环血流量无关，对血流动力学没有明显影响,VA,心脏和肺的功能被人工器官所部分或完全替代 在部分VA转流过程中，体外灌注的血流在主动脉内与经过肺循环氧合的左心室射血混合 动脉血内的氧和CO2含量实际反映了从上述两个来源的血液混合后的结果 体循环血流是体外循环血流与通过自身心肺的血流之和,ECMO适应症,急性的, 严重的, 对常规治疗无反应, 2-4周内能恢复或改善的心肺功能衰竭,ECMO的技术选择,1.VV ECMO： 右心房内的静脉血直接氧合成动脉血 前提：心功能能满足全身灌注需要，无严重不可逆 肺动脉高压 优点：创伤小，易于管理 缺点：不能进行循环支持，“再循环”现象 是ECMO呼吸支持最常用的方法,ECMO的技术选择,2.VA ECMO 如果患者同时伴有严重的心功能不全或严重肺动脉高压,需要进行VA-ECMO或V-AV ECMO 优点：可同时进行循环支持 缺点： 管理难度高 需要考虑上、下半身的氧供不同的可能 肺血流减少（不利于肺恢复） 血栓进入动脉系统 左室后负荷增加进一步损伤左室功能,3. AV ECMO：主要用于排CO2, 氧合功能不明显,ECLS技术的应用,呼吸支持 氧合和 CO2 清除 VA 或 VV ，外周插管 AV，CO2 清除 心脏支持 V-A，颈动静脉，股动静脉，中心插管 替代体外循环(肺移植，脑外手术中心肺支持，无心跳的供体支持，急性肺栓塞抢救，气道手术) 其他：中毒、人工胎盘等,呼吸支持,新的开始,1975年，美国密西根大学医学院Bartlett等成功对一名因胎粪吸入综合症导致呼吸衰竭的女性弃婴施行ECMO抢救成功 兴奋的医护人员将该无名婴儿命名为Esperanza（希望）该患者目前已经是一名健康快乐的母亲,ECMO 与新生儿呼衰,新生儿ECMO获得了迅速发展 1986年，Bartlett发表新生儿呼吸衰竭ECMO支持的一项100例报告，总体生存率为72% 英国ECMO协作组：ECMO减少新生儿呼衰死亡风险，不增加严重残疾率 目前，一项临床一期及两项随机研究支持ECMO为对机械通气和药物治疗无效的新生儿呼衰的标准治疗,ECMO 与儿童呼衰,尚无随机对照研究 1980年 Bartlett报道传统治疗生存率小于10%，ECMO 大于30% 1996年，Green等多中心研究报告，ECMO与传统治疗或高频通气等治疗相比可显著降低死亡率（ECMO组生存率74% Vs 对照组53%） 2007年，ECLS 3500例儿童呼衰，生存率大于64%，出院达56%,适应症,肺部疾患所致呼衰 各种原因的重度ARDS,准入标准,不同疾患新生儿治疗结果,不同疾患儿童治疗结果,ECMO 与成人呼衰,首例成功应用长时间生命支持是在1971年由J Donald Hill及其团队完成 患者是1位患成人呼吸窘迫综合征（ARDS）的青年男性,Hill JD, et al. Prolonged extracorporeal oxygenation for acute post-traumatic respiratory failure (shock-lung syndrome). Use of the Bramson membrane lung. N Engl J Med 1972;286:629-34.VA ECMO for 3 days,历史的脚步,1975年，美国国立健康研究院（NIH）主持了一项有关成人严重ARDS VA-ECMO支持的第一项多中心随机对照研究，ECMO 治疗成人严重ARDS生存率8.7% vs 9.5%，与传统治疗无差别，NIH停止临床应用 由于NIH的结果，成人呼吸系统疾病进行ECMO治疗中止了将近10年，但在新生儿呼吸系统疾病治疗领域，ECMO技术却首先取得了成果,重燃希望,1986年 Gattinoni等报告对严重呼吸衰竭患者应用ECMO生存率为49%：激发了许多研究者的热情 1994年 Morris等进行有关成人严重ARDS ECMO支持的第二项多中心随机对照研究：生存率32% vs 42%，比之前提高20% 2000-2006年 Peek 等进行有关成人严重ARDS ECMO支持的第三项多中心随机对照研究（CESAR)：生存率63% vs 47%,结果分析,VA ECMO减少了肺血流，增加了肺内微血栓形成和纤维化的风险，VV ECMO维持全部肺血流，促进肺修复； NIH研究中部分中心没有ECMO经验，例数少，影响了结果； NIH研究中57病人为病毒性或细菌性肺炎，7的病人患肺栓塞而不是弥散性肺疾病，8的病人由于充血性心力衰竭容量负荷过大，不可恢复的心衰决定了这些病人的结果； Gattinoni的目的是让肺得到充分休息，而NIH研究中在ECMO同时仍保持较高的呼吸机参数； NIH组ECMO前高气道压和FIO2 100平均机械通气时间为5天； NIH组高并发症率，平均出血达到2500ml/天，第一天平均出血3.8L。,1988-2006 ELSO 1437例生存率50% 2009 H1N1 ANZ-ECMO 201例生存率75% Brogan TV. Extracorporeal membrane oxygenation in adults with severe respiratory failure: a multi-center database. ICM， 2009;35(12): 21052114. Davies A, Extracorporeal membrane oxygenation for 2009 influenza A(H1N1) acute respiratory distress syndrome. JAMA 2009; 302(17): 188895.,目前状况,成人呼吸疾患病例,适应征,急性、潜在可复性、威胁生命的、对传统治疗无效的呼吸衰竭是ECMO的指征,准入标准,2. ARDS呼吸衰竭严重性指征,准入标准,2. ARDS呼吸衰竭严重性指征,ELSO的进入和排除标准,不同疾患成人治疗结果,小结,ECMO辅助的意义不仅在于提供有效的气体交换，而且在于可以使保护性机械通气和治疗战略得以实施。ECMO同时不进行保护性机械通气效果也很差 用于传统治疗无效或不平稳的可恢复的呼吸衰竭病人，介入标准防止滥用或延误,ECMO循环支持,短期心肺支持 为进一步治疗赢得时间 恢复 移植 长时间辅助装置安装 手术 放弃,Robert H. Bartlett, M.D.,1972年， Bartlett对2岁心脏术后行ECMO，36h脱机,准入标准,禁忌征,尤其注意脑功能的可恢复性,VA-ECMO,机械循环支持(25%) 心脏术后心源性休克 移植或心室辅助的过渡 (ECMO VAD HTx) 急性心肌炎 AMI 心源性休克 扩张性心肌病：治疗或过渡,不同年龄ECMO支持效果,不同病种ECMO支持效果,ECPR,小儿ECPR,15家医院多中心的研究，由PECARN （小儿急诊监护应用研究网）发起和资助 353病人 (0-18, 医院内骤停, 心脏按压或除颤) 49% 存活出院 77% 有好的神经系统的转归 (PCPC)（小儿大脑表现分类）,Meert K, Donaldson A, et al. Pediatr Crit Care Med. 2009 May 15,成人ECPR心肺复苏,1992-2007 ELSO 数据库 297例成人 ECPR (18岁) 平均年龄 52岁 75%为心脏病人 27%存活 29%的非存活者为脑死亡,Ann Thorac Surg 2009;87:77885,适应证,绝对禁忌证,相对禁忌证,急诊室ECMO,急性心肌梗死心肺复苏患者ECMO辅助下实施介入治疗，ECMO,院前急救及转运,感染性休克,45例儿童，墨尔本, Australia 极限剂量缩血管药物无反应 中心插管，高流量支持 47%存活出院 14%有中度以上并发症或后遗症,MacLaren. Ped CCM, 2007,ECMO成功的医疗因素,充足的病例数量，合适病例选择 适宜的时机 良好的ICU基础，精心的ECMO 管理 不断改进完善,心室辅助装置,VAD是将心房或心室 的血液引流到辅助装 置，通过血泵升压后， 再回输到动脉系统， 起到部分或全部替代 心脏做功，维持血液 循环,心室辅助装置,右心辅助：血泵的流入管插入右心房，流出管与肺动脉端侧吻合； 左心辅助：血泵的流入管可与左心房或左心室相连，流出管均与主动脉相连 双心室辅助：血泵与自然心脏并联，即血泵流入管与自然心脏左右心房或心室相连，血泵流出道管与自然心脏主动脉和肺动脉相连,左心辅助装置的种类,IABP 离心泵 离心泵是CPB装置的之一，可用于心脏手术后心力衰竭病人的左、右或双心室的临时辅助 搏动泵 ：第二代，搏动血流，CO可达（610）L/min。 体外搏动泵:心术后提供短期或中期的心室功能的支持.需肝素抗凝，不受电磁干扰 植入性搏动泵：用于LVAD后右心失功和晚期CHF心脏移植的等待期。腹前壁或腹腔内，需经皮肤引出电缆线，感染可能，轻度抗凝治疗，但易受电磁干扰,左心辅助装置的种类,非搏动泵 非搏动泵属LVAD中较新类型，由电力驱动，产生非搏动性血流，泵速调节范围较广,常用心脏辅助装置,机制,LVAD可减轻或免除左心室负荷 在基因、生化、组织及功能的水平上为心室重构创造了条件,左心辅助的适应症,左心辅助的三步法则：首选药物支持，药物支持加IABP,最后选择左心辅助 LVAD主要用于 心脏手术后心脏功能不全 心脏移植前的临时支持 晚期心力衰竭的治疗,血液动力学指标,CI20mmHg 主动脉收缩压2100dyn.sec/cm5,LVAD的禁