体外膜肺氧和技术解读

ECMO的发展史自20世纪70年代体外膜肺氧和（ECMO）应用于临床以来，至今已有四十余年的历史。1972年HILL医师首次用ECMO技术（经过75h的ECMO）成功救治了一名24岁的因多发性创伤导致呼吸衰竭进行性加重的男性患者，到2011年SwineFluTriagestudy（猪流感分流研究），ECMO的适用领域不断扩大。2009年H1N1大流行，导致ARDS发病率明显升高，Maclaren等研究发现早期应用常规机械通气治疗，患者住院病死率达80%以上，但采用ECMO治疗后病死率则下降至21%，此结果令人震惊。但是因为ECMO技术复杂、对人力、物力的消耗量大、治疗所需费用较高等，到目前为止国内能做ECMO的医院为数不多。体外膜肺氧和的原理体外膜肺氧和（ECMO）：是体外循环技术的扩展和延长应用，通过引流患者的静脉血，经过人工肺氧和变成动脉血后通过机械泵（大多为离心泵）将血液经动脉或静脉输回患者体内。通过ECMO改善患者的低氧血症，排除二氧化碳，使衰竭的心肺得以休息，降低肺动脉压力，减轻心脏负担，为心功能恢复赢得时间，并避免了长期机械通气可能造成的气道压伤或氧中毒。CPB与ECMOECMO的设备体外循环机离心泵CPB与ECMOCPBECMO设备体外循环机至少3个泵、热交换水箱生命支持系统，只要一个泵、恒温水箱氧和器开放式、聚丙烯中空纤维膜肺或鼓泡肺密闭式、硅橡胶膜肺、表面涂层（气体交换性能好、血液破坏小、不易渗漏）建立途径开胸心脏插管股部或颈部血管插管抗凝常规全身肝素化、ACT大于480秒部分肝素化、ACT维持在180-200秒溶血重(滚压泵）轻微（离心泵）时间1-4小时数天到数周CPB与ECMOECMO的转流方式静脉—静脉（VV）ECMO静脉—动脉（VA)ECMOECMO的转流方式动脉——静脉（AV）ECMO动脉——静脉转流常应用于血液透析及血液滤过，而不常用于心肺辅助。静脉—静脉（VV）ECMOVV-ECMO的血流动力学VV-ECMO时从静脉中引流出来的血量与输回静脉的血量是相等的，故对血流动力学影响甚微，但此方法不能提供充足的氧合血，不能有效的降低心脏的前负荷，故仍需要较高的FiO2和高流量的机械通气才能维持机体氧供，并且无法对心功能起辅助作用。心功能相对正常转流开始会有短暂血压下降对低体重患儿尤其重要转流前液体准备：胶体VV-ECMO的治疗作用改善氧和与通气：供应氧气排除二氧化碳肺休息：减少对呼吸机的要求，避免长期高浓度氧气吸入和高气道吸入压所致的肺损伤VA-ECMOV-AECMO的血流动力学VAECMO时，绝大多数的静脉血经中心静脉引流出来，经动脉输回体内，因此可称为心肺转流。此法可降低肺动脉压力，减少对人工呼吸的依赖性。可部分或者完全性的。部分VA时，经人工泵输入动脉内的血与经自体肺到左心室后射出的血液混合，患者的动脉血O2和CO2含量由以上两个因数决定。全身血流量也由体外转流输入的血流量和患者的心排血量两者决定。V-AECMO的治疗作用提供呼吸和循环双重支持,故可用于心力衰竭的支持治疗,特别是一些心脏手术体外循环难以撤离的患者。ECMO中的气体交换ECMO时的供氧由膜肺中的氧和、ECMO的血流量、肺对氧的摄取量及心脏的排血量决定。膜肺中CO2的排除与膜肺的面积和吹入气体的流量有关。（与血流量的改变相对无关，与入血口PCO2有中等度关系）ECMO的优越性有效地改善低氧血症，有效的循环支持，避免长时间高氧吸入所致的氧中毒，避免机械通气所致的气道损伤，长期支持性灌注为心肺功能恢复赢得时间，对酸碱及水盐电解质进行可控性调节。ECMO支持的心脏标准心脏指数<2l/(m^2/min)持续3小时代谢性酸中毒、BE<-5mmol/l持续3小时MAP：新生儿<40mmHg、婴幼儿<50mmHg、成人<60mmHg持续3小时LAP>15mmHg(20mmHg);CVP>12mmHg;SvO2<60%。心脏术后、大量血管活性药物效果不佳、应用IABP辅助治疗、脱机困难者（基于确切手术）ECMO支持的肺标准原发病可逆的急性患者ARDS：SaO2<85%至少1小时，氧和指数PaO2/FiO2<100，PEEP>10cmH2O至少6小时；PH<7.25；SvO2<65%,HCT>30%同时应用血管活性药物。年龄<65岁；传统机械通气<7天（成人标准）新生儿呼吸衰竭:肺泡-动脉氧分压差AaDO2>605-620mmHg持续4-12小时；PaO2<35-60mmHg持续2-12小时；PH<7.25>2小时合并低血压；PaO2急剧下降至30-40mmHg。无抗凝禁忌对持续的积极治疗无禁忌ECMO支持的适应症循环支持：急性心衰，无法以药物或主动脉内球囊反搏维持足够的循环时，可考虑使用ECMO.心脏手术后的心源性休克急性重症心肌炎心肌梗塞引起的心源性休克心脏移植前的过渡心肺复苏术后呼吸支持：急性呼吸衰竭、无法以传统呼吸器、甚至高频呼吸器维持时，可考虑使用ECMO取代肺脏功能、维持足够的换气、并降低呼吸器设定，减少过高的呼吸器设定直接对肺的损伤重症肺炎ARDS肺移植前的过渡新生儿呼吸衰竭的应用：体重>2Kg、胎龄>34w，年龄<10天的新生儿持续肺高压、胎粪吸入肺炎所致呼衰、新生儿透明膜肺疾病、病毒性肺炎和B组链球菌肺炎、先天性膈疝(但是患儿肺发育不全越重则存活率越低）。

ECMO支持的适应症普通体外循环的替代：神经外科手术肺移植急性肺栓塞手术大气道手术心脏停跳（死亡)器官捐献者的支持其他：脓毒症（既往认为脓毒症为ECMO的禁忌症，但现阶段的研究认为ECMO可以有效的对脓毒症患者提供支持，改善低氧血症和心输出量不足，为抗生素和其他治疗争取时间）药物中毒ECMO支持的禁忌症早产儿：体重:<2Kg、胎龄<34w在ECMO肝素化后易发生颅内出血、死亡率高合并其他重要畸形或其他重要脏器的严重损伤，如：严重的先天性肺发育不全或严重的支气管肺发育异常，严重的染色体异常，用ECMO难于纠正的实际的或可能的严重脑损害长时间休克状态，代酸、BE<-5mmol/l>12hours.尿量<0.5ml/kg/h>12hours，长时间的低心排，MAP：新生儿<40mmHg、婴幼儿<50mmHg、成人<60mmHg长时间的机械通气（新生儿>10-14天、成人>7天），长时间的人工通气可导致肺组织纤维化和严重的气压伤不可逆改变心脏停跳、脑损害，终末性疾病（无法治疗的疾病、转移性癌、获得性免疫缺陷综合征）有活动性出血ECMO的合并症及预防出血：较常见,(中枢神经系统、胃肠道、泌尿道、皮下组织、插管部位、手术部位等)预防措施:1.及时监测ACT，合理使用肝素，2.必要时输注血小板、新鲜冰冻血浆，3.适当应用氨基乙酸等止血药，4.应用肝素化管路系统、可少用或不用肝素以减少出血并发症。栓塞：VA-ECMO中可发生血块、空气、颗粒物的栓塞。循环管路中增加气泡捕捉器可减少气栓的发生。ECMO的进展膜肺是ECMO系统的关键组成部分，延长膜肺的安全使用时间及提高生物相容性是研究的热点。制作膜肺的材料：表面覆盖薄层硅膜的聚丙烯中空纤维、表面肝素化的中空纤维膜、硅胶中空纤维膜肺、新型材料氟聚亚胺等。首都医科大学附属北京朝阳医院呼吸与危重症医学科詹庆元结束语ECMO作为严重呼吸功能不全和心功能不全的机械支持技术，在国内重症医学界受到越来越多的重视。时至今日，呼吸衰竭仍然是ICU的最常见疾病，而ARDS作为其最严重形式已经成为威胁重症患者生命的主要杀手之一，病死率高达20-41%。一旦进展为重症ARDS,病死率则上升至90%，主要死因为顽固低氧血症。机械通气作为目前改善低氧血症的主要措施并不能纠正所有的低氧血症，而且机械通气相关并发症逐渐被人们认识并重视，传统机械通气在ARDS治疗中的地位逐步受到挑战。当前ECMO技术的成熟，使临床医生在面对低氧血症时，有了其他的选择，不在束手无择。随着临床经验的不断积累、对ECMO各种问题的深入理解，ECMO有可能成为严重ARDS患者的一线治疗方法，ECMO技术将会广泛的应用于临床。谢谢！2000年ELSO在国际上统计的四组患者使用EC