ECMO 在危重病人抢救中应用

ECMO 在危重病人抢救中应用

1.ECMO的发展历史

鼓泡式氧合器于1953年成功应用于体外循环心脏直视手术,但鼓泡式氧合器并发症较多,其应用时间仅限数小时。1956年,Clowes等研发了气体交换膜,随着交换膜材料的持续改进,仿生呼吸的膜式氧合器(膜肺)逐渐在临床普及使用,膜肺的气体交换水平强、生物相容性好、血液破坏少、气栓发生率低,尤其是纤维膜肺的研制,其良好的稳定性和安全

性为长时间体外氧合应用提供了可能【1】。

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。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【2】。四年之后,Bartlett等报道了首例新生儿急性肺损伤应用ECMO技术治疗并存活。此后ECMO的应用

逐渐增多,多项研究表明ECMO可显着降低新生儿急性肺损伤及小儿急

性呼衰的死亡率【3-5】,这是吸入NO、高频振荡通气、肺泡表面活性物质替代等治疗措施都无法实现的,因而ECMO已经成为了新生儿急性

肺损伤的标准治疗手段。1989年以来,登记在体外生命支持组织(ELSO)临床应用ECMO的例数超过24,000例,多数为新生儿。ECMO对成人肺损伤的疗效尚存有争议,但普遍认为此技术是一项安全有效的维持生命的临时救治手段。

简单地说,ECMO治疗时先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患者体内。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【6】。

ECMO的管道回路模式分二种,即静脉-动脉体外氧合(VA-ECMO模式)和静脉-静脉体外氧合(VV-ECMO模式)。VA-ECMO模式经静脉置管到达右

心房引流静脉血,通过动脉置管到主动脉弓处将排除了CO2的氧合血回输动脉系统。新生儿一般选择右侧颈内静脉和颈总动脉置管,而成人可

选择股动静脉。VA方式的优点是可同时提供心肺支持。其缺点是干扰

了正常循环的血液分配和搏动方式,可造成脑、肺、心肌的损害,气栓

的发生率较高;此外动脉置管结扎后尤其在小儿容易发生血管重构畸形。VV-ECMO模式是将血液在右心房水平实行氧合并去除CO2,一般认为其

只提供肺功能的支持,其缺点是血液重复转流,效率低于VA模式,因而

不适用于心功能不能即时纠正的心衰患者。VV模式的优点是对血液和

机体的影响较小,避免了动脉插管及其相关的栓塞等严重并发症。体外

二氧化碳清除(ECCO2R)的实际上也是VV-ECMO的一种方式,膜肺在此的

作用主要是清除多余的CO2,结合低频正压通气(LFPPV：f=3~5/min)用

于治疗成人ARDS【7】。

3ECMO的临床应用

3.1新生儿肺疾病适合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,因最终都导致肺损伤、低氧血症甚至持续性

肺动脉高压。一般认为,新生儿氧合指数(OI)≥40时为ECMO启用标准(氧合指数=平均气道压力×吸入氧浓度×100÷动脉氧分压)。ECMO的

目标是维持机体正常气体交换,通常VA方式应维持回路中静脉血氧饱

和度高于75%,而VV方式时脉搏氧饱和度监测应在85%以上。一旦转流

稳定,肺内机械通气一般调整为低呼吸频率(5~10次/min)、低气道压(<25cmH2O)和一定的PEEP(4~10cmH2O),FiO2在21~40%。因新生儿很少有慢性肺疾病基础,应用ECMO支持后生存率相对最高。胎粪是一种无

菌异物,ECMO的过渡治疗为新生儿清除胎粪赢得时机,使治疗成功率大

为提升。先天性隔疝若在出生后6小时内表现出相对应症状者绝绝绝

大多数不能存活,ECMO替代治疗可使此类患儿的死亡率降至50%以下。

新生儿严重感染时,ECMO是一种挽救生命的手段,但此时感染导致的生

理功能紊乱增加了ECMO治疗的难度和维持时间【8】。此外,对药物和

常规呼吸支持治疗无效的持续性肺高压患儿,采用ECMO治疗,在保证充

分氧供的同时,避免了常规机械通气对肺的进一步损伤,并可降低肺血

管阻力,为患儿重新建立正常体肺循环和存活创造了条件。

3.2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

的适合症,特别适用于小儿或成人的急性肺损伤。但作为一种操作复杂、管理繁琐、费用昂贵的治疗手段,临床上通常在常规呼吸支持和辅助治

疗无效后才考虑使用ECMO。临床病例报道显示采用传统呼吸支持治疗

为主的综合治疗,呼吸衰竭患者的生存率约为18%~44%,但同期相同严重水准的呼衰患者经ECMO和保护性机械通气等治疗措施,生存率可达66%【9】。所以,在传统方法治疗过程如病情继续进展或伴心血管功能不

稳定的呼衰患者,为保持良好的气体交换、避免通气过度和气道高

压,ECMO也不失为一种临时挽救生命的手段。当前对何时该启用ECMO

尚无统一标准,成人ARDS的一个入选指标是吸入纯氧2小时

PaO2<50mmHg。但上述指标的合理性和严谨性仍需进一步评估和统一。

因为ECMO仅仅暂时的替代措施,所以不适用于不可逆的心肺脑疾病和

预后不良的患者。相对禁忌症则包括老年、免疫抑制、脑外伤、左心衰、肝素诱导血小板减少症等。

3.3心脏手术因为VA-ECMO的血流灌注可达心输出量的75%,所以有人

将ECMO尝试用于CPB脱机困难的心脏手术病人。治疗期间必须保证正

常肺通气以防肺不张,并注意维持正常的血CO2和O2分压。至于在先

天性心脏病新生儿心脏手术前使用ECMO,尚存有争议【10】。

3.4肺梗塞或气道梗阻对急性肺梗塞和气道梗阻的患者,快速建立ECMO是一种有效的抢救措施。

3.5心肺移植手术ECMO不但可为晚期心肺功能衰竭而等待移植手术的患者争取充足的时间,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。肺移植术后的再灌注水肿和呼吸衰

竭是临床治疗的难点,所以有人在肺移植术中建立ECMO代替CPB,并将ECMO支持时间延长到术后,这对危重病人的管理和肺功能的恢复非常有利,尤其是肺动脉高压行单肺移植者【11】。在心脏移植术后,心肌顿

抑常导致顽固性的心功能衰竭,而ECMO支持则为心肌顿抑的恢复创造