体外膜肺氧合

体外膜肺氧合

一、历史

早在60年代末期就有人用体外膜肺氧合（ECMO）治疗呼吸衰竭，不幸的是这些患者颅内出血发生率高。1972年Hill首先报道了一例成人患者多脏器损伤合并衰竭用长时间体外循环支持的成功经验。紧接着一些医院用同样的方法抢救成人心功能不全和呼吸功能不全。1975年美国国立卫生研究院对此进行调查，结果是急性急性呼吸窘迫综合症（ARDS）用常规方法治疗生存率为8%，而用ECMO的生存率也仅为10%，两种疗法效果无明显差异。有三个因素导致ECMO 的疗效较低：①这些患者的肺大多为不可逆器质性改变；②在ECMO治疗时还继续应用60%氧浓度（FiO2）进行呼吸机支持，导致肺组织纤维化；③病因学上这些患者的ARDS为病毒和细菌感染所致，而ECMO对损伤、栓塞所致ARDS疗效较佳。Bartlett等报告用ECMO治疗羊水误吸综合征的成功经验。1982年他们总结45例新生儿ECMO病例，其生存率为55%。1988年Gomell等发表一篇临床报告，12例呼吸衰竭患儿用ECMO有11例存活，而用常规呼吸支持疗法的患儿无一例存活。

ECMO逐渐为人们认识，相应的方法和器械亦在不断完善。经皮插管方法可使ECMO在短时间内建立，同时避免开胸和损伤大血管。在新生儿呼吸衰竭的治疗中，一些医院采用经脐带血管建立ECMO，增加静脉回流。ECMO最常见的并发症为出血，其中以颅内出血最为严重，长期应用肝素和凝血因子消耗是主要原因。1988年Bindslev等报告用肝素涂抹新型膜肺建立ECMO，可减少肝素用量和出血。Cottrell等在ECMO治疗中应用抑肽酶保护血小板。一些医疗中心已组织专门ECMO医疗队伍。FaulRner报告在直升飞机运输的过程中进行ECMO的经验。1993年Zwushenberrger等对5000例ECMO治疗的呼吸衰竭患儿调查表明，其生存率为82%。而常规治疗死亡率为80%。目前认为ECMO对儿童特别是新生儿有很好的疗效，对成人的效果不理想，对呼吸衰竭的效果较佳，对感染和心衰的效果较差。Vats分析表明ECMO治疗中平均时间为9天，在ICU 时间为19.5天，整个住院时间为23.5天，其费用为20万美元。美国加洲落杉矶医学院ECMO100天成功，费用达100万美元。

二、ECMO的原理和方法

ECMO治疗期间，心脏和肺得到充分的休息，而全身氧供和血流动力学处在相对稳定的状态。此时膜肺可进行有效的二氧化碳排除和氧的摄取，体外循环机使血液周而复始地在机体内流动。这种呼吸和心脏的支持优越性表现在：①有效地进行气体交换。②长期支持性灌注为心肺功能恢复赢得时间。③避免长期高氧吸入所致的氧中毒。④避免了机械通气所致的气道损伤。⑤有效的循环支持。⑥ECMO治疗中可用人工肾对机体内环境如电解质进行可控性调节。

1．周围静脉－动脉转流

将静脉插管从股静脉置入，插管向上延伸至右房，引出的静脉血在氧合器中氧合，经泵从股动脉注入体内。此法可将80%回心血流引至氧合器，降低肺动脉压和心脏前负荷。缺点是股动脉低部位灌注使上半身的冠状动脉和脑组织得不到充分的灌注。有人将动脉插管延伸至主动脉根部以缓解这一难题，但这增加了血栓形成的危险，并有可能造成动脉机械性损伤。另外肺循环血流骤然减少，使肺的血液淤滞，增加了肺部炎症和血栓形成的危险性。此方法非搏动成分多，对维持稳定的血流动力学有一定困难。目前认为在ECMO治疗中维持一定肺血流和肺动脉压力，有利于肺功能和结构的恢复。

2．中心静脉－动脉转流

这是目前最常用的方法。由于右颈部血管对插管有很强的耐受，一般通过颈内静脉插管，经右房将血液引流至氧合器，氧合血通过颈动脉插管至主动脉弓输入体内。当流量达到120ml/kg.min时，心脏可处于休息状态。此法可降低肺动脉压力，人工呼吸依赖性成分少，适用于严重的呼吸衰竭的患儿。不足之处在于：①非搏动灌注成分多，血流动力学不易稳定；②插管拔管操作复杂，特别是结扎一侧颈部血管，对今后的脑发育有潜在危险。McGough等采用锁骨下动脉插管方法，能够保证双侧颈动脉的血液灌注，其要点为：插管外径应为无名动脉内径的75%，这样可保证在灌注时右侧血管有充分的血流；ECMO结束时进行动脉修复。由于婴儿小、插管细、颈内静脉引流往往不能满足灌注需要。Ford等利用髂血管引流取得了良好效果。还有学者利用新生儿的脐血管增加静脉引流量，因为胎儿期的脐血管血流量可达130ml/kg.min，但也可带来一些并发症如肝

内膜下出血、门脉高压、坏死性小肠结肠炎等。

3．周围静脉－右室转流

最早的方法是从股静脉插管，将插管延伸至下腔静脉的近心端或右房，引出的血液经氧合后从颈内静脉输入。此法不能提供充分的氧合血，心脏的前负荷不能有效地降低，需要较高的FiO2和高流量的机械呼吸才能维持机体的氧供。Wetterberg等设法将输送氧合血的静脉插管延伸至右房，再经三尖瓣口最后送至右室，由于三尖瓣能有效地分隔右室内的氧合血和右房内的非氧合血，80%血液可氧合，右室收缩氧合血注入肺动脉。这样保证了肺部的血液灌注，同时心脏搏动射血亦存在。本法适用于无心功能不全的呼吸衰竭患者，不需动脉结扎，操作简单。主要缺点是对心功能无辅助作用，新生儿重症呼吸衰竭时不宜使用。这种方法对PPHN无明显的治疗作用。由于导管在心腔内，易发生心律失常，此时可酌情用些镇静剂和β受体阻滞剂。也可用特制的双腔管经颈静脉插入，静脉血通过14F外管腔从腔静脉引流至体外，经氧合后从8F内管腔注入右心。此管有不锈钢丝加强，管壁仅有0.25mm厚。此法临床实践有限，报道的存活率为95%，而常规方法为87%.使用双腔管的患儿ECMO的时间短，神经并发症少，可保留颈动脉。但引流不充分是其不足。

三、ECMO的适应症

ECMO治疗效果主要取决于心脏和肺功能结构是否能恢复。Weber等在55例ECMO的临床分析认为，此方法对多脏器衰竭的婴幼儿的支持效果不佳。

可逆性呼吸衰竭患者均可考虑用ECMO，如急性休克、误吸、严重损伤、感染等造成的呼吸功能不全。新生儿先天性膈疝由于肺部没足够的空间扩张，呼吸交换困难，在第1个24小时的死亡率为50%，及时应用ECMO易于成功。由于长期的呼吸支持疗法不能缓解ARDS发展，一旦氧中毒或其它脏器损害，将直接影响ECMO的效果。

ECMO指征为：①肺氧合功能障碍，PaO2<50mmHg或DA-aO2>620mmHg；

②急性肺损伤后PaO2<40mmHg，pH小于7.3达2小时；③人工呼吸3小时后，PaO2<55mmHg，④人工呼吸出现气道压伤。一旦指征明确尽快进行ECMO。

ECMO的循环支持的应用没有呼吸支持普遍。Rogers等应用ECMO对严重