ECMO——體外膜肺氧合
當前，新冠肺炎疫情出現向好態勢，但形勢仍較嚴峻，廣大醫務工作者晝夜奮戰，衝鋒在前。全國的醫療力量往武漢、湖北集結。面對疫情，醫護人員和科研工作者始終工作在一線，在實踐中總結，不斷探索出新的療法和技術，診療方案也更新至第六版，這些對於危重症患者的救治，對降低病死率至關重要。ECMO，即體外膜肺氧合，簡稱膜肺，鑑於其對重症呼吸衰竭的獨特療效，也被稱為“魔肺”，是搶救垂危生命的頂尖技術。復旦大學附屬華山醫院副院長馬昕表示，呼吸機和ECMO在新冠肺炎治療中意義重大。武漢大學中南醫院也用ECMO成功救治了一名重症患者。接下來，本期我們就來簡單介紹一下ECMO。
01
概述
ECMO是一種有創的心肺支持技術，最初由Hill 於1972 年發明並用於治療呼吸衰竭患者，1976年，Bartlett為一名嬰兒成功進行床邊心肺支持治療，拉開了ECMO技術在臨床上應用的序幕。之後歐美國家廣泛應用於新生兒胎糞吸入性肺炎、先天性膈疝、兒童ARDS 和暴發性心肌炎等可逆性嚴重心肺功能不全，能有效地對危重症患者心肺功能進行支持，提高生存率。它是代表一個醫院、一個地區，甚至一個國家的危重症急救水平的一門技術。
02
ECMO原理
ECMO 是以體外循環系統為基本設備，採用體外循環技術進行操作和管理的一種輔助治療手段，是體外循環技術範圍的擴大和延伸。ECMO 是將靜脈血從體內引流到體外，經膜式氧合器氧合後再用血泵將血液灌入體內。臨床主要用於呼吸功能不全和心臟功能不全的支持，使心臟和肺臟得到充分休息，有效地改善低氧血癥，避免長期高氧吸入所致氧中毒，以及機械通氣所致氣道損傷；心臟功能得到有效支持，增加心排血量，改善全身循環灌注，為心肺功能的恢復贏得時間。同時也為呼吸機和心臟起搏器等其他輔助治療不能改善的心肺功能衰竭提供有效的治療手段。ECMO 主要用於循環支持、呼吸支持、替代體外循環三方面。
03
ECMO 是治療方法還是單純的支持方法，專家們的意見各不相同。從臨床實踐來看，ECMO 在一定程度上起到治療的作用。
（1） 保障組織灌注
ECMO 支持時，血液經過膜肺進行氣體交換，體外循環氧合的血液可改善肺功能。ECMO 可通過機械進行血液灌注，明顯減少正性肌力和血管活性藥物的用量，改善微循環，從而保障組織灌注。
（2） 為心肺功能恢復贏得時間
重症呼吸衰竭患者，如ARDS、新生兒呼吸衰竭等，在ECMO 支持過程中肺組織可以得到充分休息，呼吸機參數可調至較低範圍，肺組織結構或病理狀態得以改善，最終得以恢復。重症心力衰竭患者，ECMO 支持可有效降低心臟前、後負荷，減少正性肌力藥物或血管活性藥物的應用，使心肌氧耗減少，氧供增加，因此對心肌功能的恢復有重要的作用。另外，心肌的這種休息狀態對於缺血再灌注損傷心肌功能的恢復也起著至關重要的作用。
（3） 等待心肺移植
重症肺功能和心力衰竭的患者，ECMO 支持幫助可維持充分的組織灌注和內環境穩定，為等待移植贏得寶貴的時間，並且在心肺移植術後可使其功能儘快恢復。
（4） 供體捐獻
對於腦死亡患者，進行器官捐獻需要履行一系列法律手續，進行一系列臨床檢驗。ECMO 支持可保障組織灌注和內環境穩定，阻斷病理生理過程，提高移植供體的質量。
04
ECMO 治療期間，膜式氧合器進行有效排除二氧化碳和攝取氧氣，體外循環機使血液週而復始在機體內流動，心臟和肺得到充分休息，全身氧供和血流處於相對穩定的狀態。呼吸和心臟支持的優點在於：
（1）有效改善低氧血癥
氧合器能將靜脈血（氧分壓40mmHg）氧合為動脈血（氧分壓100mmHg 及以上），滿足機體組織細胞對氧的攝取，並排出二氧化碳。
（2）有效的循環支持
ECMO 可進行右心、左心及全心輔助，心臟射血由體外循環機代替，同時可調節靜脈迴流，減輕心臟負荷。心臟前、後負荷減輕，心肌充分休息，能量儲備增加。
（3）避免長期高濃度氧吸入造成氧中毒
膜式氧合器在給空氣時就可以達到正常肺氧合效果。
（4）避免機械通氣造成氣道傷害
ECMO 支持可保證氧合，機械通氣只是避免肺泡萎陷，不需要很高的壓力。
（5）為心肺功能恢復贏得時間
ECMO 為仿生肺呼吸模式，對血液的損傷輕，材料生物相容性明顯改進，目前ECMO可進行相當長時間的支持灌注，為心肺功能恢復贏得時間。
ECMO 治療期間不同階段機體氧代謝的特點是患者進行ECMO 治療前往往處於非常危重的狀態，臟器和器官灌注不足，必須藉助氧代謝的動態觀察對患者進行評估和制訂治療策略。
i. 氧債償還期：ECMO 建立前各種原因導致組織缺氧，維持正常組織氧合需要充足的全身供氧。在ECMO 建立初期的一個重要特點就是償還氧債。超正常供氧是指以糾正氧債為準，增加氧運輸值達到超正常水平，以償還氧債。但目前這一觀念存在爭議，大量研究表明，復甦至超正常氧運輸水平對危重患者並不能降低病死率。
ii. 氧代謝平衡期：機體依賴ECMO 輔助，氧供需平衡，組織氧代謝改善，機體各項氧代謝指標正常，等待心肺功能恢復，預防併發症。
iii. 儲備恢復期：患者對ECMO 的依賴逐漸減少，心肺功能逐漸恢復，氧代謝進入正常儲備期，可考慮ECMO 的撤離。
ECMO連接示意圖
05
ECMO建立需要注意的問題
（1） 抗凝
ECMO 期間必須保持全身肝素化，達到充分抗凝與過度抗凝之間的平衡分別是預防ECMO 迴路血栓形成和出血併發症的關鍵。
（2） 全血細胞分析
每天1 次，如有變化隨時急查。凝血功能及血生化全項包括肝功能、腎功能、心肌酶、電解質等，每天1次。
（3） 血管活性藥物的調整
ECMO 開始運轉後正性肌力藥物逐漸減量至停用，目的是使心臟得到充分的休息，以便發揮人工心肺的輔助作用。注意觀察動脈血壓和中心靜脈壓，必要時給予小劑量多巴胺和多巴酚丁胺，維持較為滿意的血流動力學指標。如外周阻力較高，可適當給予擴血管藥物。
（4） 營養
營養支持對ECMO 患者是很重要的，除了傳統的靜脈營養外，儘早開始腸道內營養是安全有益的。
給予適當鎮靜、鎮痛，具體藥物及用量根據患者精神狀態調節，但總原則是儘量減少阿片類和苯二氮䓬類藥物的應用。
本文摘自：陳大鵬、母得志主編《兒童呼吸治療學》，科學出版社，ISBN：978-7-03-058894-4。
科學出版社賽醫學（sci_med）
科學出版社醫藥衛生分社訂閱號
閱讀更多 賽醫學 的文章
