1ECMO的临床应用概述

基本原理
ECMO 基本回路跟CPB 类似,一路导管将体内 血液引流至储血罐,然后由机械泵将血泵入氧 合器,经膜肺将血液氧合、排出CO2 并加温后 再通过另一路管道回输体内。
引流体外和泵入体内的管道之间有一备用的 短路,其作用是一旦回路或机械故障时可迅速 将机体与ECMO 系统脱离,从而确保临床使用 安全。
而在病情的变化过程中还需要不断更改转流 方式。例如:
在心肺功能衰竭急救过程中选择了V-A转流方 法，经过治疗心功能恢复而肺还需要时间恢 复。为了肺功能的快速恢复，转为V-V模式。
不合理的模式选择则可能促进原发病的进展， 降低成功率；正确的模式选择可对原发病起 积极作用，提高成功率。
ECMO适应症
行体外膜肺氧合（ECMO）时动静脉 置管方式可分为：
直接切开法
经皮穿刺置管法
有一定条件的医院可行经皮穿刺置 管法，其优点为置管时间短，对病 人损伤小。
ECMO方式的选择
ECMO方式的选择是要参照病因、病情， 灵活选择。总体来说:
V-V转流方法为肺替代的方式， V-A转流方法为心肺联合替代的方式。 心脏功能衰竭及心肺衰竭病例选V-A； 肺功能衰竭选用V-V转流方法； 长时间心跳停止选A-A-A模式。
Hill 等于1972 年采用ECMO 技术成功治 愈了一位24 岁合并呼吸衰竭的复合伤患 者。
但是，20世纪70年代中期，欧美各国用 ECMO与机械通气进行多中心对照研究， 两种方法治疗ARDS的病死率都在90% 左右。这些结果使ECMO的研究沉寂多 年。
20 世纪70 年代, Bartlett 等报道使用经动 静脉插管进行体外循环为患有严重呼吸 功能不全的新生儿行氧合支持。
静脉—静脉（V-V）转流：
经静脉将静脉血引出，经氧合器氧合并排除 二氧化碳后泵入另一静脉。通常选择右侧股 静脉引出，右颈内静脉泵入，管道连接：右 股静脉—离心泵—膜肺—右颈内静脉，也可 根据病人情况选择双侧股静脉。近年来有一 种双腔导管应用于临床，从颈内静脉置入后， 其一个腔的开口位于右心房内，另一腔的开 口位于上腔静脉处，管道连接为右颈内静 脉—离心泵—膜肺—右心房。
（3）神经精神系统并发症
神经精神系统并发症主要表现为脑出血 及脑栓塞所引起的中枢神经系统异常, 以及撤离ECMO 后的抑郁躁狂状态。
引起神经系统并发症的原因包括低氧血 症、栓塞及出血。
(4)心肌顿抑 临床上可见ECMO 辅助早期患者自身的收缩
压下降, 脉压差缩小, 心脏的输出量极大程度 依赖ECMO 的流量。超声心动检查显示心肌 收缩无力, 左心室扩张。 ECMO 导致心肌顿抑的可能原因有: ①心肌缺 血再灌注损伤。②ECMO 将提高左心室的后 负荷, 从而增加左室壁张力, 增加心肌的氧耗 ③ECMO 系统对左心室的引流不充分将导致 左室前负荷增加④冠状动脉灌注血氧分压低, 造成的心肌缺氧。
环技术。
概念
体外膜肺氧合(Extracorporeal
Membrane Oxygenation ,ECMO)是一种 非心脏手术的体外循环技术。其原 理是将体内的静脉血引出体外，经 过预肝素处理的管道经膜肺氧合后 通过离心泵和管道再注入病人动脉 或静脉系统，起到部分心肺替代作 用，维持人体脏器组织氧合血供。
V-V转流的原理是将静脉血在流经肺之前 已部分气体交换，弥补肺功能的不足。 V-V转流适合单纯肺功能受损，无心脏 停跳危险。可在支持下降低呼吸机参数 至氧浓度〈60%、气道压〈 40cmH2O，从 而阻断为维持氧合而进行的伤害性治疗。
需要强调V-V转流只可部分代替肺功能， 因为只有一部分血液被提前氧合，并且 管道存在重复循环现象。重复循环现象 是指部分血液经过ECMO管路泵入静脉后 又被吸入ECMO管路，重复氧合。
体外膜肺氧合 （ECMO）技术 在临床中的应用
江苏省人民医院 徐鑫荣
历史和背景
1953年5月，Gibbon应用动脉氧合和灌 注技术第一次成功的支持了开心脏手术。
1955年在美国的梅欧医院Kirklin也应 用了改进装置并成功的进行了房间隔缺 损修补术。
20 世纪60 年代末,有人尝试用体外心肺 支持技术治疗呼吸功能衰竭,并提出 ECMO 的概念。
疗中必须采用全身肝素化以避免血液的 凝固和血栓形成, 长期的肝素化使出血 的风险增加。③ECMO 使用时血小板消
耗严重。④血细胞损伤所致的血小板功 能下降, 凝血激活物的匮乏以及纤溶亢 进。
(2)栓塞
其中包括脑血管栓塞、左心大量血栓、肢体 血管栓塞。
分析其原因可能为长时间ECMO 支持导致大 量血液成份破坏, 全身炎症反应, 以及抗凝不 充分等因素均可导致血栓形成, 造成栓塞。而 ECMO 流量过大, 造成左心血流不足, 流速缓 慢则可能导致左心内血栓。
相对禁忌症：
静脉－静脉转流的相对禁忌症： ①机械通气>7d ②正性肌力药物治疗后心肌功能仍然差的
(CI<3.5)
③重度肺动脉高压（MPAP>45或>75%体循环压） ④心脏停搏 ⑤年龄>60岁；
静脉－动脉转流的相对禁忌症： ①机械通气>7d ②不可逆的慢性的心功能不全 ③年龄>60 岁
（6）心跳呼吸骤停 这是近几年研究的热点
其他：
ECMO 在临床难于处理的代谢性酸中毒、 心肌炎、顽固性休克、无心跳供体的脏 器保护等方面也能发挥其特殊的治疗价 值。
禁忌症
绝对禁忌症：
①禁忌抗凝者 ②没有救治希望的终末期疾病 ③潜在的中重度慢性肺部疾病 ④高龄多器官功能衰竭综合征 ⑤对治疗无反应的脓毒性休克 ⑥无法控制的代谢性酸中毒 ⑧中枢神经系统损伤 ⑨重度免疫抑制
心脏手术病人。由于血液充分氧合后有 利于心肌供氧和降低肺血管阻力,有助于 心功能的恢复,故近年来有人研究用VV 方式来提供心脏支持。
（4）肺栓塞或气道梗阻 对急性肺栓 塞和气道梗阻的患者,快速建立ECMO 是 一种有效的抢救措施。
（5）心肺移植手术 ECMO 不仅可为 晚期心肺功能衰竭等待移植手术的患者 争取足够的时间,也可改善全身状况，对 预后有利。ECMO 还为顺利度过手术和 术后恢复期保驾护航。
中空纤维型膜肺：易排气，但临床使用 超过48小时后易出现血浆渗漏，对血液 成分的破坏相对较大，但由于安装简便 仍为急救首选。如需要，稳定病情后可 于一至两日内更换合适的氧合器。
动力泵（人工心脏）
离心泵（人工心脏）：动力泵一般选用 离心泵，因其安装移动方便，管理简便， 血液破坏小；在合理的负压范围内有抽 吸作用且不易产生气栓，可解决某些原 因造成的低流量问题；新一代的离心泵 对小儿低流量也易操控。
出血是ECMO 最为常见的并发症, 包括 手术区域的出血和其他重要脏器的出血, 例如导管留置处的出血, 心脏创面出血 导致的心包压塞等, 而重要脏器则以脑 出血最为严重。
出血原因：: ①手术技术的缺陷, 管道固 定的不可靠, 患者清醒时带管的活动均 可能造成手术区域的出血。② ECMO 治
1979 年Gattinoni 首次报道应用静脉- 静 脉ECMO 治疗成人严重呼吸功能不全的 案例。
五十多年来，随着医学科学日新月异的 发展，仪器设备的更新换代，虽然体外 循环的原理没有改变，但概念却在不断 更新，其含义已远远超出了心脏手术这 一固定的内涵，体外循环已不再是心脏
手术的专有名词，凡是需要心肺支持、 血液暂时的旁路循环，都可使用体外循
并发症
ECMO 并发症主要包括两部分, 即患者 机体并发症和ECMO 系统的异常。
患者机体常见并发症有手术创面及插管 部位的出血、栓塞、神经系统功能异常、 心肌顿抑、肾功能不全、溶血、感染以 及末端肢体缺血等。
ECMO 系统异常包括氧合器氧合不良、 血浆渗漏及泵失灵等。
（1)出血
肝素预处理
肝素预处理（肝素涂抹表面HCS）技术：在管 路内壁结合肝素，肝素保留抗凝活性，这就 是肝素涂抹表面（HCS）技术。目前常用的有 Carmeda涂抹。
HCS技术的成功对ECMO技术有强大的促进作用。 HCS技术可减少肝素用量、减少炎症反应、保
护血小板及凝血因子。因此HCS可减少ECMO并 发症，延长支持时间。
（6）溶血
患者表现为血色素下降, 血红蛋白尿, 血浆游 离血红蛋白水平升高, 严重者造成急性肾功能 衰竭。引起溶血常见原因有: ①静脉端引流不 良, 造成泵前负压过大, 引起红细胞机械性破 坏; ②离心泵轴心处产生血栓, 造成泵的转动 不平衡或血栓在泵内的转动,直接破坏红细胞; ③泵的转动及管道的内表面的直接破坏。
ECMO与传统的体外循环的不同点
1、ECMO是密闭性管路，无体外循环过 程中的储血瓶装置，体外循环则有储血 瓶作为排气装置，是开放式管路；
2、ECMO由于是由肝素涂层材质，并且 是密闭系统管路无相对静止的血液。激 活全血凝固时间（ACT）120－180s，体 外循环则要求ACT〉480s；
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（2）急性呼吸衰竭、ARDS 和急性肺 损伤 用于急性呼吸功能衰竭的替代治 疗是研制ECMO 的初衷。一般认为,误吸、 创伤、严重肺部感染、脓毒血症等直接 或间接造成肺损伤,继而引起的呼吸衰竭 和ARDS 是ECMO 的适应症,特别适用于 小儿或成人的急性肺损伤。
（3） 心脏手术 由于VA － ECMO 的血流灌注可达心输出量的75 % ,因此 有人将ECMO 尝试用于CPB 脱机困难的
（5）肾功能不全
肾功能不全也是ECMO 常见的并发症之一。 发生率占ECMO 支持者的16.7%～27.2%。 ECMO 辅助期间, 肾功能不全的发生原因尚不 明了。可能与溶血、血栓栓塞、全身炎性反 应等因素有关。肾功能不全的主要病变是急 性肾小管坏死, 常为可逆性改变, 通过积极的 治疗多数患者肾功能可恢复正常。
静脉－动脉（V-A）转流：经静脉将静 脉血引出经氧合器氧合并排除二氧化碳 后泵入动脉。成人通常选择股动静脉； 新生儿及幼儿由于股动静脉偏细选择颈 动静脉；也可开胸手术动静脉置管。
V-A转流是可同时支持心肺功能的连接 方 式 。 V-A 转 流 适 合 心 功 能 衰 竭 、 肺 功 能严重衰竭并有心脏停跳可能的病例。
3、ECMO维持时间1-2周，有超过100天 的报导，体外循环一般不超过8小时；
4、体外循环需要开胸手术，需要时间 长，要求条件高，很难实施。ECMO多数 无需开胸手术，相对操作简便快速。
体外膜肺氧合（ECMO）的方式
ECMO主要分为两种方式： 静脉—静脉（V-V）转流 静脉—动脉（V-A）转流
ECMO的基本结构
动静脉插管 连接管 离心泵（人工心脏） 膜肺（人工肺） 供气管道（氧气、空气） 以及监测系统
膜肺
膜肺的功能是将非氧合血氧合成氧合血， 又叫人工肺。ECMO氧合的膜肺分为有硅 胶膜型与中空纤维型两种。
硅胶膜型膜肺：相容性好，少有血浆渗 漏，血液成分破坏小，适合长时间辅助。 例如支持心肺功能等待移植、感染所致 呼吸功能衰竭。但其价格较高。
ECMO适应症因其强大的心肺替代功 能并且操作简单而非常广泛。由于 ECMO的出现使许多危重症的抢救成 功率明显上升，如ARDS、心跳呼吸 骤停、急性严重心功能衰竭、急性 严重呼吸功能衰竭等。
（1）新生儿肺疾病 适应ECMO 治 疗的新生儿肺疾病包括胎粪吸入综合征、 先天性隔疝、肺部感染等,因这些疾病最 终都导致肺损伤、低氧血症甚至持续性 肺动脉高压。
由于V-A转流ECMO管路是与心肺并联的 管路，运转过程会增加心脏后负荷，同 时流经肺的血量减少。长时间运行可出 现肺水肿甚至粉红泡沫痰。这也许就是 ECMO技术早期对心脏支持效果不如肺支 持效果的原因。
当心脏完全停止跳动，V-A模式下心肺 血液滞留，容易产生血栓而导致不可逆 损害。如心脏完全停止跳动>3小时则应 立即开胸手术置管转换成A-A-A模式。 两条插管分别从左、右心房引出经氧合 器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。这 样可防止心肺内血栓形成并防止肺水肿 发生。