体外膜氧合(ExtraCorporealMembraneOxygenation,ECMO)又称体外生命支持,作为一种可经皮置入的机械循环辅助技术,可同时提供双心室联合呼吸辅助,近年来开始应用于常规生命支持无效的各种急性循环和/或呼吸衰竭。年ECMO首次成功应用于ARDS患者的救治,随后其适应症不断扩大。
医院曾创造过使用ECMO天后撤机存活的记录,至今仍无人超越,也曾创造过无心脏16天后行心脏移植存活的奇迹。现任台北市市长柯文哲因为众多使用ECMO成功救治重症患者的案例而被民众称之为“叶医师”(ECMO在台湾译为叶克膜)。在年台北的TED演讲中,“叶医师”向观众们讲述了ECMO的故事与他的生死观。
ECMO的原理并不复杂,主要由血管插管、循环管路、血流泵、氧合装置、加温器组成。根据患者的需求,可以进行完全的心肺功能替代(V-AECMO,静脉-动脉模式)或者仅替代肺功能(V-VECMO,静脉-静脉模式)。
ECMO结构,LawlerPR,Circulation,
ECMO部分管路排布方法,VentetuoloCE,AmJRespirCritCareMed,
V-AECMO中血流从腔静脉由泵抽吸进入氧合装置,再通过流出套管返回动脉系统,从而完全绕过心脏和肺。V-AECMO不依赖心脏输出,因此适合应用于心源性休克的患者。
插管可以位于中心或外周。在中心插管中,可以通过切开胸骨将静脉插管置入右心房,动脉插管置入升主动脉。外周插管可以置入股、颈内静脉和股、腋动脉。
如果选择外周插管,需要来自动脉插管的血流向降主动脉逆行并进入升主动脉以确保冠脉和脑血管的的血流。如果左心室输出量很小,逆行所需的流量也很小。然而,随着患者本身心脏功能恢复,主动脉内顺行血流将与来自股动脉插管的逆行血流抵抗,出现顺行缺氧血流(如果患者有呼吸衰竭)和逆行氧合血流的混合区域。随着患者心脏功能的恢复,顺行与逆行血流的抵抗会愈发严重,很可能造成心脑缺氧,因此可能需要将动脉插管的末端置于更近端。
由于逆行血流会增加左心室后负荷,可能导致左心室过度膨胀、肺水肿加重等副作用,使心肺功能的进一步受损。
相比之下,V-VECMO仅提供呼吸功能的替代,因此需要患者有正常的心输出量。因为流出与流入插管都位于静脉中,因此会出现缺氧血流与氧合血流的混合,使得SaO2不高(85%)。在这种情况下,心输出量正常就可以保证组织的氧气供应,同时由于不使用正压通气还可以增加心输出量。
两者的主要区别见下表。
ECMO的应用需要考虑到疾病的可逆性、进展程度、患者经济状况、ECMO团队配合等多种因素,经过多年的探索,目前可能的应用如下:
辅助循环呼吸:
急性心肌梗死、肺栓塞、爆发性心肌炎、急性心衰、难治的恶性心律失常、心脏术后心衰、等待心脏移植、脑死亡后器官供者等
单纯辅助呼吸:
急性呼吸窘迫综合征、重症肺炎、肺移植围术期、严重的哮喘、大气道阻塞、COPD等
目前在探索之中可能的额外应用:
脓*性休克、大面积烧伤、急性药物中*、先天性膈疝、新生儿呼吸窘迫综合征等
适应证不断扩展的同时,禁忌证越来越少。ECMO禁忌证存在不同的看法,笔者比较认同的是没有绝对禁忌证,但在患者存在抗凝禁忌证、主动脉瓣中重度关闭不全、主动脉夹层时(一些指南称以上为绝对禁忌证)务必谨慎。另外如果患者存在原发病可逆性小、具有严重的合并症与并发症、存在严重影响ECMO操作的社会经济因素、机械通气>7-10天、高龄(>75岁)等相对禁忌证需仔细评价ECMO的可能性与获益。
撤去ECMO指征目前也未达成统一共识,以下条件可供参考。
采用V-AECMO模式时,需观察患者心功能恢复情况。
心功能恢复的标志有:低剂量血管活性药物即可维持循环稳定,自身脉压≥20mmHg。心脏功能有所恢复时,可尝试逐渐减低ECMO流量至1.5L/min,观察患者全身情况和评估心脏功能。在可接受剂量的正性肌力药物帮助下,床旁超声心动检查提示左心室射血分数20-25%,左、右心室心肌活动协调一致,右室功能良好,患者血流动力学平稳,中心静脉压和静脉血氧饱和度无明显变化,外周组织和器官无灌注不良表现,自身心脏能够满足全身血液循环和氧代谢可考虑撤机。
采用V-VECMO时,脱机方法较为简单。
将机械通气参数(呼吸频率、平台压、PEEP、吸入氧浓度等)设置在患者断开ECMO后可以接受的水平,维持ECMO的血流量和抗凝不变,暂停氧供气流,监测患者的SaO2和PaCO2,如果在上述机械通气参数的支持下患者的肺功能足以维持lh以上的时间,则可考虑撤机。
尽管各家报道的比例不同,但ECMO相关的并发症都集中在血栓、出血、神经系统损害、感染、肢体坏死等几方面。
ECMO期间凝血功能的影响因素,MurphyDA,TransfusMedRev,
血栓的真实发生率很难评价。管路中因为无血管内皮覆盖、存在湍流等原因而容易出现血凝块,有报道称氧合器中出现血凝块风险为13%,另外患者心脏运动差时也容易在心内形成血栓。目前ECMO抗凝最常用的是普通肝素,因为其价格低廉、方便监测并且作用可逆。为防止出现管路中凝血,我们可以监测d-Dimer(尽管在使用ECMO期间受影响较大),另外需