體外膜肺氧合輔助救治危重型新型冠狀病毒肺炎患者三例報道并文獻復習

李建朝，高潔，錢曉亮，程兆云，黑飛龍

由嚴重急性呼吸道綜合征冠狀病毒2型（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）所致的新型冠狀病毒肺炎（corona virus disease 2019，COVID-19）具有較強傳染力和高病死率［1］，目前尚無特效抗病毒治療藥物。危重型COVID-19患者病情進展較快，多數患者可發展為急性呼吸窘迫綜合征（acute respairatory distress syndrome，ARDS）［2］，為了防止機體缺氧導致器官損傷，當機械通氣無法維持患者氧合時，體外膜肺氧合（ECMO）可作為挽救性治療暫時、有效的替代心肺功能［3］，在提供氣體交換的同時允許保護性肺通氣，從而改善患者氧合并使其心肺得到休息，是一種可行的輔助手段。本研究通過介紹河南省人民醫院3例危重型COVID-19患者使用ECMO輔助治療的介入時機、模式選擇、管理方法及治療要點，探討ECMO的治療過程、交流經驗，有助于充分發揮ECMO技術在COVID-19疫情中的作用，同時為COVID-19的治療方法提供更多選擇。

1 病例簡介

1.1 病例1 患者，男，43歲，既往有支氣管哮喘病史，因“胸悶10 余天”而于2020-01-24就診于平頂山市傳染病醫院，行咽拭子反轉錄聚合酶鏈反應（RT-PCR）檢測顯示核酸陽性，確診為COVID-19，而后根據《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案（試行第七版）》［4］進行常規治療；入院第10天，患者靜息動脈血氧飽和度（SaO2）下降至88%，給予高流量面罩吸氧但效果欠佳；入院第12天，患者SaO2持續下降，進一步診斷為危重型COVID-19。2月16日，轉入河南省人民醫院。

患者收入河南省人民醫院時，SaO2為38%，氧合指數（OI）為 91 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），遂給予氣管插管連接呼吸機輔助通氣治療，其中呼吸機模式設置為P-A/C 模式：呼氣末正壓通氣（PEEP）為 10 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），壓力控制（PC）為 15 cm H2O，吸入氧濃度（FiO2）為100%，呼吸頻率為15次/min。經床旁超聲心動圖檢查示右心增大（右心房內徑為40 mm×70 mm），右房室瓣重度反流，中重度肺動脈高壓，考慮急性肺栓塞伴循環衰竭，故給予大劑量去甲腎上腺素，并于患者入院第2天給予靜脈-動脈（V-A）ECMO輔助治療，之后患者OI及肺順應性明顯改善；入院第8天，下調患者ECMO血流量至1 L/min，而后復查其床旁超聲心動圖示右心縮小（右心房內徑為35 mm×48 mm），肺動脈收縮壓（PASP）為 46 mm Hg，左心室射血分數（LVEF）為61%；下調ECMO血流量5 h后，患者血壓穩定，但SaO2下降、動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）升高，仍需ECMO，故更換為靜脈-靜脈（V-V）ECMO模式；經V-V ECMO模式治療14 d后，患者肺部實變、滲出情況仍較嚴重，但呼吸功能明顯改善；關閉ECMO氣源后，患者生命體征平穩，故撤機并調整呼吸機模式為壓力支持通氣（PSV），充分評估患者安全后于入院第27天拔除氣管插管，改為高流量氧療；入院第46天，復查患者肺功能、肝腎功能、電解質等正常，出院。

1.2 病例2 患者，男，58歲，既往有冠心病、高血壓病史，因“發熱10 余天”而于2020-01-23就診于淮陽縣人民醫院，行RT-PCR檢測顯示SARS-CoV-2核酸陽性，經胸部CT檢查示雙肺散在斑片狀及片絮狀高密度影，確診為COVID-19，并給予常規治療，后因“胸悶持續不能緩解”于2月5日轉入河南省人民醫院，入院診斷為COVID-19（危重型）合并Ⅰ型呼吸衰竭。入院后，立即給予面罩吸氧，氧流量為10 L/min，此時患者脈搏血氧飽和度（SpO2）為71%，動脈血氧分壓（PaO2）為 43 mm Hg。

入院第5天，患者突發呼吸困難，故行氣管插管并聯合呼吸機輔助通氣，呼吸機模式設置為P-A/C模式：PC為8 cm H2O，PEEP 為 12 cm H2O，FiO2為 100%，而后患者 SpO2升高至 88%～92%，但 OI低（60.8 mm Hg）；持續治療7h后患者OI仍較低，達到了《危重型新型冠狀病毒肺炎患者體外生命支持應用時機及模式選擇的專家建議》［5］中危重型COVID-19患者的上機標準，因患者心功能尚可，且血流動力學穩定，故采用V-V ECMO治療；治療15 d后，患者OI明顯改善，但肺部透亮度變差，故調整ECMO血流量為3.5～4.0 L/min，轉速為3 265～3 500 r/min，氣流量為 5.0～7.5 L/min，供氧濃度為100%，而后患者PaO2升高至80～100 mm Hg，內環境穩定，且處于鎮靜狀態，但呼之可應，另輔以輸血、抗感染、連續腎臟替代療法（CRRT）、鎮靜鎮痛、營養支持等治療，動態監測其生命體征。患者于入院第35天順利撤機并持續給予常規治療，于入院第52天治愈出院。

1.3 病例3 患者，男，58歲，既往有冠心病病史，因“咳嗽10 余天”而于2020-02-02就診于安陽市第五人民醫院，行咽拭子RT-PCR檢測顯示COVID-19核酸陽性，診斷為COVID-19，并給予常規治療。2月17日，患者因“胸悶、氣喘持續性加重”而轉入河南省人民醫院治療，入院診斷為COVID-19（危重型）合并Ⅰ型呼吸衰竭，立即給予面罩吸氧，氧流量為9 L/min，而后患者SpO2升高至80%，PaO2為45 mm Hg。入院第6天，患者SpO2降低，高流量吸氧已無法維持正常的SpO2，故行氣管插管聯合呼吸機輔助通氣，呼吸機模式設置為 P-A/C 模式：PC 為 8 cm H2O，PEEP 為 12 cm H2O，FiO2為 100%，而后患者 SpO2升高至80%～90%，OI為70 mm Hg，且持續治療7 h后患者血壓下降，經血管活性藥物（包括多巴胺、去甲腎上腺素）治療效果欠佳，達到了V-A-V ECMO上機標準［5］。根據患者需求，將兩臺ECMO進行改裝：兩臺ECMO共用右股靜脈，右股靜脈-右頸內靜脈V-V ECMO 使用成年人膜肺：血流量 3.0～3.7 L/min，轉速 3 565～3 780 r/min，氣流量 7.5 L/min，供氧濃度 100%；右股靜脈 -右股動脈V-A ECMO使用兒童膜肺：血流量0.9～1.2 L/min，轉速 2 500～2 565 r/min，氣流量 2 L/min，供氧濃度 100%。ECMO輔助治療后，患者SpO2升高至100%；逐漸下調呼吸機模式、減少血管活性藥物用量后患者血壓、OI仍可維持在參考范圍內，內環境穩定，且肺實變逐漸好轉。

ECMO輔助治療第25天，結合患者超聲及微截流一氧化碳（CO）、V-A ECMO流量、血壓等結果決定撤除V-A ECMO，僅行V-V ECMO維持氧供，另予以常規治療。復查血培養提示屎腸球菌感染，且白細胞計數、C反應蛋白等較高，淋巴細胞分數等免疫細胞較低，后因感染性休克于入院第34天搶救無效死亡。

2 討論

自COVID-19暴發以來，因其具有較強的傳染性及下呼吸道致病力而迅速在我國及全世界蔓延開來。多數COVID-19患者為輕癥，臨床以對癥支持治療和必要時氧療為主；少數患者病情進展快，在對癥治療的基礎上還需積極防治并發癥、治療基礎疾病、預防繼發感染，部分患者病情惡化需使用ECMO輔助治療［6］。河南省人民醫院作為河南省首批COVID-19定點救治醫院，曾為3例危重型COVID-19患者實施ECMO體外生命支持，現將該患者ECMO救治流程總結如下，以規避可能的風險。

2.1 ECMO介入時機 ARDS導致的低氧狀態常難以改善，且易引起多器官功能衰竭。鑒于既往有甲型H1N1流感及中東呼吸綜合征引起的肺炎患者均合并心肌炎的報道［7］，因此臨床不能完全排除COVID-19患者并發心肌炎、循環功能障礙的可能，有研究表明，COVID-19患者多合并心肌損傷，并伴有以肌鈣蛋白為主的心肌酶譜升高［8］。故應在患者出現不可逆臟器損傷前啟動ECMO。

本院收治的3例危重型COVID-19患者入院時均明確診斷，根據中國醫師協會體外生命支持專業委員會起草的《危重型新型冠狀病毒肺炎患者體外生命支持應用時機及模式選擇的專家建議》［5］建議，在滿足最優通氣（FiO2≥0.8，潮氣量 6 ml/kg，PEEP ≥ 10 cm H2O）的條件下達到以下標準，如無禁忌證即可啟動ECMO輔助治療：（1）OI＜50 mm Hg超過 3 h；（2）OI為 50～80 mm Hg超過 6 h；（3）FiO2為 1.0%，OI＜100 mm Hg；（4）pH 值 ＜7.2 且 PaCO2＞60 mm Hg超過 6 h，且呼吸頻率＞35次/min；（5）呼吸頻率＞35次/min時，pH值＜7.2且平臺壓＞30 cm H2O；（6）伴嚴重漏氣綜合征；（7）合并心源性休克或心臟驟停。

2.2 ECMO輔助模式及選擇 ECMO輔助模式需根據患者所需輔助的器官靈活選擇。本院共使用V-V ECMO、V-A ECMO和V-A-V ECMO 3種模式。對單純低氧血癥但心功能正常的患者首選的呼吸支持是V-V ECMO模式。V-V ECMO模式僅提供氣體交換，機體灌注仍靠心臟的泵功能。部分單純低氧血癥但心功能正常患者合并心肌損傷［9］。本組病例2有冠心病病史，入院診斷為COVID-19（危重型）合并Ⅰ型呼吸衰竭，因此在行V-V ECMO輔助治療期間需密切監測其心功能。

對于合并循環障礙的COVID-19患者，則選擇V-A ECMO模式。本組病例1 OI差，需血管活性藥物維持循環穩定，考慮其為呼吸衰竭合并循環障礙；另外，心臟超聲檢查示右心大、右房室瓣重度反流伴中重度肺動脈高壓，考慮有急性肺栓塞，需降低肺動脈壓，故選擇V-A ECMO模式。8 d后心功能、肺栓塞明顯改善，但肺換氣功能仍差，需ECMO輔助改善肺氧合情況；且患者輔助過程中有出血事件發生，分析原因為患者V-A ECMO過程中抗凝劑使用量大，增加出血風險。綜上原因專家討論決定改為V-V ECMO模式，進一步降低心臟后負荷。

V-A-V ECMO作為一種特殊的三插管形式，當ECMO運行期間出現上下身氧合不等即“南北綜合征”時，該模式可將血液從下腔靜脈抽出，氧合后分別泵入上腔靜脈和動脈，相當于聯合了V-A和V-V于同一個環路中，同時提供呼吸循環支持。本組病例3患者行V-A-V ECMO輔助，考慮到V-A-V ECMO模式中動靜脈分流量隨容量和血壓的變化需及時調整，且醫護人員短缺，故應用雙泵雙膜肺分別支持心功能和肺功能，可更精確地控制心、肺輔助流量。

2.3 并發癥及其處理

2.3.1 機械并發癥及處理 機械故障有離心泵故障、離心泵前破裂、離心泵后破裂、靜脈端管路破裂或脫出、治療期間中心靜脈穿刺或插管與大氣相通、插管脫出等，嚴重威脅患者的生命；慢性機械故障有跨膜壓差＞40 mm Hg、出口側血栓、D-二聚體水平升高且纖維蛋白原（FIB）＜2 g/L、出口端PaO2＜150 mm Hg、PaCO2＞50 mm Hg 等，若處理不及時則可導致不良事件發生，故應考慮更換系統。

2.3.2 患者并發癥及處理 （1）患者ECMO輔助治療期間出現下肢缺血：表現為皮溫差異、關節僵硬、末梢SpO2下降、腿圍增粗、自感腿部麻木脹痛、彩色超聲示下肢血流緩慢，需6 F股動脈鞘管緊急開通血流。（2）患者ECMO輔助治療期間出現心臟驟停，無需進行心肺復蘇，需及時處理異常心律，加大ECMO血流量，待其心率恢復后調整流量和呼吸機模式。（3）ECMO輔助治療期間偶爾發生溶血、腎衰竭，則需及時檢測患者游離血紅蛋白，同時尋找并處理原發因素，及時行CRRT。（4）V-A ECMO治療期間患者出現上、下肢SaO2差異明顯，可加大血流量或改為V-A-V ECMO模式。（5）V-V ECMO治療期間患者出現藥物治療已難以維持血流動力學穩定的情況，亦可改為V-A-V ECMO模式。（6）患者無脈壓差，可行超聲檢查排除心外壓迫，或降低ECMO流量、加強抗凝、強化血管活性藥以開放主動脈瓣。（7）在ECMO輔助治療期間患者出現左心持續膨脹，可行病因解除處理〔經皮冠狀動脈介入治療（PCI）〕，或增加PEEP以降低左心室前負荷、降低平均動脈壓（MAP）以降低左心室后負荷，同時增加ECMO流量。（8）患者SaO2降低，可增加氧供，如增加血流量、補充血色素、提高氧濃度、減少耗氧量等。

2.4 容量管理 COVID-19患者肺泡腔內可見漿液、纖維蛋白性滲出物及透明膜形成，肺泡隔血管充血、水腫，部分肺泡腔滲出物機化和肺間質纖維化；肺內支氣管黏膜部分上皮脫落，腔內可見黏液及黏液栓形成；肺水增多，胸部CT及X線檢查均可見雙肺彌漫高密度影。此時，需通過膠體降低滲透壓差，使肺泡及肺組織間的水分回到血管內，同時加強利尿，減少血容量，把肺“拉干”。這種情況可導致下腔靜脈塌陷、變異度增加，使得ECMO引流管貼附于下腔靜脈血管管壁，導致ECMO流量減少，臨床可通過調整下腔靜脈引流管的位置或增加1根引流插管來解決，必要時加用去甲腎上腺素等血管活性藥物來進一步維持血壓與血容量，以最大程度減少肺水的同時增加ECMO輔助治療力度。

2.5 ECMO輔助治療體會 COVID-19是以肺部病變為主要表現的新型傳染病，重型或危重型患者病死率遠高于普通病毒性肺炎者，且死亡病例中以60歲以上居多，存在基礎疾病者病死率更高［5］。COVID-19患者死亡的主要原因為肺泡發生結構性改變、肺換氣功能障礙（表現為ARDS或呼吸衰竭），此外，老年、序貫器官衰竭估計評分（SOFA評分）、入院時D-二聚體水平＞1 μg/L、病毒載量等均與COVID-19患者死亡相關［10］。

ECMO作為治療重癥患者的一種生命支持手段，在治療和管理上也存在困難［11］：（1）醫務人員需采用三級防護，而護目鏡、防護服影響實際操作的精確度；（2）ECMO設備體積大、管路復雜，對治療醫師和護理人員有一定的技術考驗；（3）耗材供給不足，增加了上機、置管及管理的難度；（4）ECMO作為有創操作，治療期間的并發癥可能會直接影響治療效果；（5）ECMO設備使用消殺時間較長，一定程度上導致ECMO設備供給不足。

ECMO作為短期、有效的替代心肺功能的機械輔助裝置，在治療ARDS患者中具有確切療效，同時其在呼吸系統傳染病（如腺病毒肺炎、H7N9禽流感等）中也取得了一定效果，并被寫入《人感染H7N9禽流感防治指南》中［12］。在COVID-19疫情中，已陸續有文獻報道了應用ECMO輔助治療成功的案例［13］，本院2例患者痊愈出院，故認為ECMO可作為危重型COVID-19患者的挽救性治療手段。故排除禁忌證后盡早啟動ECMO，并了解不同ECMO模式所能提供的支持和氧的差異性分布、充分評估患者心肺功能、合理選擇輔助模式、精細化管理容量、輔以抗感染等綜合治療、嚴謹評估后撤機才能提高危重型COVID-19患者的存活率。

3 小結

ECMO為治療危重型COVID-19患者爭取了更多的時間，并且介入時機、模式選擇、并發癥的預防及處理至關重要，COVID-19患者一旦啟動ECMO則是一場持久的攻堅戰，不僅要有合理的個體化治療方案和醫護人員應對病情千變萬化的能力，也要有堅定不移的信念和永不言敗的精神，更需要多學科全力協作，只有這樣才能夠降低危重型COVID-19患者病死率，促進重癥醫學學科發展。

作者貢獻：李建朝進行文章的構思與設計，文章的可行性分析，撰寫論文；李建朝、高潔進行文獻/資料收集、整理，進行英文的修訂；錢曉亮、程兆云、黑飛龍進行論文的修訂；李建朝、高潔、錢曉亮、程兆云、黑飛龍負責文章的質量控制及審校，并對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。