體外膜肺氧合在心肺功能輔助中的應用進展＊

楊 寧 劉宏生 綜述

（濟寧醫學院附屬醫院，山東 濟寧272029）

體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）又稱做體外生命支持系統（extracorporeal life support，ECLS），發展于20世紀70年代，其基本工作原理是將患者的靜脈血引流至體外，經氧氣氧合后，再回輸到患者的動脈或者靜脈，替代或部分替代心臟、肺臟功能，可在一段時間內持續維持患者基本生命體征，以爭取心、肺病變得到治愈及功能恢復的機會。ECMO是搶救垂危患者生命的一項新型技術。1972年Hill等人報道用ECMO成功的治療一名22歲的急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）的患者。1976年Bartlett等人成功地把ECMO用于治療新生兒的呼吸衰竭。1980年美國密執根醫學中心Bartlett醫師領導并建立了第一個ECMO治療中心，隨后世界各地相繼建立了多個ECMO治療中心。近10年來，隨著新的醫療方法的出現，ECMO有了較大的技術改進，應用范圍較以前也明顯擴大。ECMO的發展極大地改善了危重患者的預后。研究表明，經ECMO支持治療存活的絕大多數患者在治療的48～72h病情穩定好轉。隨著人們對ECMO認識的提高及新的治療方法的產生，ECMO將更合理地發揮其心肺功能支持作用。ECMO已經成為代表一個國家地區醫學技術水平的重要標志，隨著經濟的發展此項技術已經在我國逐步推廣。

1 ECMO在我國開展現狀

我國ECMO工作開展并不像理想的快速發展，由于高昂的經濟費用，人員未得到充分的技術培訓，未建立良好的技術協作團隊，ECMO技術只在規模較大的如阜外醫院，安貞醫院開展較多。但和發達國家的病例數相比仍有較大差距，隨著近幾年我國經濟發展，ECMO發展呈現增加趨勢。由于ECMO本身的搶救對象是極危重患者，此類病人轉運非常困難。因此此類病人一旦在無開展此類技術的地區和醫院發病即意味著只能面臨死亡。因此ECMO技術的發展和推廣不但有利于醫院水平的提高，更大層面上是對整個地區危重癥搶救水平和成功率的挑戰。目前我國ECMO的搶救成功率呈現增長趨勢。但總體死亡率仍處于高水平。據報道我國ECMO低成功率與ECMO期間嚴重并發癥的發生和處理不當有極大關系［1］。如何提高搶救成功率成為醫務工作者熱點研究內容。對理論的理解和實踐經驗的積累需要一個團隊的共同協作提高。這樣的團隊可能不僅僅限于醫院的個體，如果組成區域性，乃至全國性的協作組織和團隊，可以使各醫院經驗與教訓共享，通過更多的基礎和臨床研究，為ECMO的發展提供強大支持。總之，ECMO是一種重要的生命支持形式，涉及多學科，需要大量的工作，計劃和組織安排。

2 ECMO在呼吸衰竭方面應用研究

ECMO最早用于各種原因引起的急性呼吸功能衰竭的替代治療，臨床上通常應用在常規呼吸支持和輔助治療無效后才使用ECMO。ECMO可以代替肺臟的功能，在體外對血液進行充分的氧合，使已經嚴重受損的肺臟得到休息，因此“肺休息策略”成為最合理治療措施之一［2］。目前采用靜脈－靜脈（V－V）、動脈－靜脈（A－V）轉流的方式，成人插管一般選擇股動脈或股靜脈，小兒常選擇頸內靜脈。ECMO在呼吸衰竭的治療中取得了可喜的效果。近年來由于甲型H1N1流感在全球的肆虐，ECMO技術也越來越多地被應用于甲型H1N1流感所導致的重癥ARDS患者，并且取得了明顯的效果。在2009年至2010年甲型H1N1病毒流行期間，英國ECMO中心的研究結果顯示應用ECMO治療和未應用ECMO治療的病死率分別為23.7%和52.5%，ECMO明顯降低了甲型H1N1病毒所致重癥ARDS患者的病死率［3］。ECMO對呼吸衰竭的療效現已得到了普遍的肯定，已成為經機械通氣和藥物治療無效的新生兒呼吸衰竭的標準化治療，存活率也較前大有提高。經過多年的臨床研究與應用，ECMO的體外呼吸支持和或循環支持已成功地應用于新生兒呼吸衰竭領域，成為新生兒嚴重呼吸衰竭的標準治療方法。成人呼吸衰竭使用ECMO支持報道存活率達53%［4］。新生兒ECMO的總體生存率在75%～95%之間［5］。ECMO在重癥呼吸衰竭應用成功率受基礎疾病、應用時機等因素影響。但是，多年來國內外將ECMO應用在多種原因所致的ARDS治療方面卻一直處于探索階段。Lancet雜志發表了在英國常規通氣支持與ECMO治療成人重型呼吸衰竭研究報告，通過對180例ARDS患者的隨機對照研究發現，ECMO結合傳統治療方法后，治療組生存率為63%，而傳統治療組為47%，盡管對該研究的設計方法存在爭議，但其ECMO的應用價值仍得到了普遍認可［6］。目前呼吸衰竭應用ECMO無嚴格統一的標準，一般認為的適應癥和禁忌癥有：1）新生兒常見診斷：胎糞吸入綜合征，先天性膈疝，先天性持續性肺高壓，呼吸窘迫綜合征，感染敗血癥，重癥肺炎；2）嚴重創傷、嚴重肺部感染、敗血癥等通常會直接或間接造成肺損傷，繼而引起呼吸衰竭和ARDS。其中ECMO支持關鍵在于對患者病情可逆性評估和篩選。因此相對禁忌有：1）呼吸機高壓和高氧濃度通氣大于7d（標準為和／或FiO2＞80%或平臺壓＞30cmH2O）；2）過去24h嚴重創傷，顱內出血或其他肝素應用禁忌癥（過去24h創傷或手術如果出血得到控制或者能夠控制不是絕對禁忌癥）；3）患者瀕臨死亡或具有其他任何繼續積極治療搶救的禁忌癥［7］。ECMO的呼吸輔助功能為機體提供了良好的內環境，改善了機體的缺氧同時排除了體內多余的CO2。減少了呼吸機設置條件，為肺功能的恢復提供了有利條件。

3 ECMO在心功能衰竭方面應用研究

循環衰竭的患者應采用靜脈－動脈轉流的方式，插管一般選擇股靜脈插管，心臟手術后不能脫機的患者也可選擇沿用術中的主動脈和右房插管.現已證實，在心臟衰竭的患者中，ECMO至少可以提供大約30%～50%以上的心排血量。而靜脈動脈（V－A）模式，還能夠通過血液分流減輕心室前負荷，減少心肌耗氧，彌補心泵衰竭導致的心輸出量減少。由于患者一旦出現循環衰竭很快就可進展合并肺肝腎功能衰竭，即使應用ECMO挽救了心肺功能，并發癥的發生仍可導致最終治療失敗，導致患者死亡或遺留嚴重后遺癥［8］。因此選擇合適應用時機非常重要，多學科的應用培訓和新技術的推廣迫在眉睫。目前國內在心臟外科領域ECMO發展較快，阜外醫院報道了較多成功案例，對于心臟術后其他方法治療無效的心肺功能損傷，ECMO具有不可替代的作用，對搶救危重癥患者具有重要的意義，對提高醫院的整體醫療技術水平也具有重要的意義。盡管ECMO在心臟外科危重病人中的應用具有較高的死亡率，但它仍然是那些傳統療法無效的病人的有效治療手段。ECMO循環支持的適應癥：1）大劑量的正性肌力藥物治療［腎上腺素＞0.2μg／（kg·min）多巴胺或多巴酚丁胺＞20μg／（kg·min）］心功能得不到改善，心指數＜2L／（m2·min）；2）平 均 動 脈 壓 低 于60mmHg（新生兒低于40mmHg；嬰幼兒低于50 mmHg）；尿量低于0.5ml／（kg·h）；3）心臟手術畸形矯治后不能脫離體外循環；4）人工心臟，心臟移植的過渡等。禁忌癥：1）未明確的診斷；2）未矯治的先天性心臟缺陷；3）中樞神經系統損害；4）惡性腫瘤；5）不可逆的終末期器官損害（肺臟、腎臟、肝臟）；6）患者術后出現難以控制的出血等［7］。在實際臨床病例中ECMO的應用往往是心肺功能的聯合支持。在心血管領域多器官功能不全往往出現更早，因此ECMO的應用時機更為重要。有報道［9］動脈內球囊反搏泵（IABP）與V－A ECMO的聯合應用可以將V－A ECMO的非搏動性灌注由IABP轉換成搏動性灌注，使患者的灌注更接近于人體的生理狀態，因此IABP與V－A ECMO的聯合應用，可以減少ECMO運行的時間。文獻報道［10］急性心肌梗死合并心源性休克的救治經驗提示患者在藥物加IABP效果不佳后應用ECMO越早，心功能完全恢復的可能性越大。另外ECMO常用于重癥心力衰竭患者等待心臟移植的過渡期治療及圍術期的循環支持。對于心源性休克的患者，使用ECMO存活者的長期預后相對較好。但由于ECMO使用有較高的并發癥及病死率，應根據患者的個體危險分層來決定該裝置的應用［11］。ECMO在心臟輔助的研究一直在不斷延續。

4 展望

總之ECMO技術目前仍處于發展階段，目前討論的熱點集中在適應癥的選擇、技術的改進、并發征的預防和技術的規范化建設。經過多年的發展，ECMO的適應癥選擇不斷拓展［12］。ECMO期間相關并發癥的預防和處理直接關系到ECMO患者的成功和預后。由于受臨床病例數量的限制，許多ECMO期間的治療措施仍缺乏循證醫學證據。術后大量病例發生出血、溶血、血栓形成、肢體壞死、感染、多器官功能不全等并發癥。因此關于ECMO圍術期的治療研究顯得尤其重要。除了ECMO在院內應用外，ECMO已擴展到院外急救。隨著ECMO設備的不斷改進，可移動的ECMO在院內院外急救安全性不斷提高。另外體外生命支持系統將逐漸向小型化、智能化；并且更加接近生理，同時向多種器官功能支持的方向發展［13－14］。合理的適應癥，熟練的操作技術，精細化的圍術期管理，優秀的學習型團隊是ECMO成功的關鍵，相信不久的將來ECMO將成為一項常規技術從而挽救更多的生命。

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