ECMO治疗成人重症ARDS与传统机械通气的比较及研究新进展

黄琳娜(综述)，詹庆元(审校)

(1.首都医科大学附属北京朝阳医院重症医学科 北京呼吸疾病研究所，北京 100020； 2.中日友好医院重症医学科，北京 100029)



ECMO治疗成人重症ARDS与传统机械通气的比较及研究新进展

黄琳娜1△(综述)，詹庆元2※(审校)

(1.首都医科大学附属北京朝阳医院重症医学科 北京呼吸疾病研究所，北京 100020； 2.中日友好医院重症医学科，北京 100029)

摘要：通过对国内外近年来治疗成人重症急性呼吸窘迫综合征(ARDS)相关文献的查阅、归纳及分析，可以基本证实与体外氧合膜肺(ECMO)相比，传统机械通气被医务工作者熟知，且应用较为广泛，但有其局限性。而ECMO已在治疗新生儿ARDS中作为标准方法，同时也在成人重症ARDS的治疗中展现出特有的优势。由于ECMO本身的特点，其疗效及预后并不确切，且治疗的风险与费用较高，在临床应用中仍存争议。但EMCO应用技术的进步有可能提高其疗效及安全性，值得进一步探索。

关键词：急性呼吸窘迫综合征；体外氧合膜肺；机械通气

ventilation

急性呼吸窘迫综合征(acute repiratory distress syndrome,ARDS)是指各种直接或间接因素导致的急性肺损伤发展到严重阶段而出现的严重低氧血症和呼吸窘迫。2012年，提出了ARDS柏林标准，根据不同的氧合情况将ARDS分为轻、中、重度；新的ARDS分层诊断为临床治疗策略的选择提供了参考[1]。同时，根据病情严重程度进行预后判断，研究发现，轻度ARDS患者病死率为10%、中度为32%，而重度ARDS病死率高达62%[2]。因此，成人重症ARDS必须受到高度重视，并早期采取相应措施，以挽回患者生命。体外氧合膜肺(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)是一种较为新颖的治疗ARDS的手段，主要通气策略是为了让患者的肺充分休息并维持肺开放，以争取肺病变治愈及功能恢复的机会[3]。现就ECMO治疗成人重症ARDS的研究进展予以综述。

1传统机械通气治疗成人重症ARDS的适应证、禁忌证及并发症

成人ARDS是由多种原因造成的(包括感染、误吸、输液过多等)，在临床工作中并不罕见，一般均需要呼吸支持技术，而传统机械通气则是治疗ARDS的一种最基本的支持手段，其主要目的在于改善通气和氧合、维持组织供氧、降低呼吸功耗[4]。

1.1适应证、禁忌证传统机械通气的适应证包括肺部疾病所致的呼吸衰竭，胸部外伤、心脏手术等治疗时的呼吸支持；对于成人重症ARDS[氧合指数<100 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)]来说，在长时间高浓度(60%)吸氧治疗后，氧分压仍<60 mmHg或氧分压>60 mmHg，但合并呼吸性酸中毒，症状未见明显好转时即需及时行机械通气[5]。压力控制型通气策略在严重的ARDS患者中使用较为广泛。在应用机械通气时应尽量减少其强制性，从而促进机械通气与自主呼吸的协调性，在防止肺泡萎陷的同时避免过度增加肺泡压[5]。严重ARDS患者应采取肺保护性通气策略，避免传统通气通过增加潮气量改善氧和，应在气道平台压不超过30~35 cmH2O (1 cmH2O=0.098 kPa)的同时逐步减少潮气量，以改善治疗效果[6]。Terragni等[7]将部分重症ARDS患者的潮气量根据平台压降低至4 mL/kg时，肺部炎症反应有所减轻，肺损伤也明显减轻。由此可见，重症ARDS患者应结合平台压调整潮气量，小潮气量通气可以有效减少肺损伤。机械通气治疗成人重症ARDS没有绝对禁忌证，只有相对禁忌证(如气胸、肺大泡和肺气肿、低血压休克、大咯血等)；但在出现致命性通气和氧合障碍时，为了防止严重二氧化碳潴留和持续低氧造成肺损伤，也应在恰当的时机及时予以机械通气[8]。

1.2并发症机械通气是生命支持的重要手段之一，但不适合的通气模式常会引起多种并发症，有些甚至是致命的(包括与人工气道相关、与正压通气相关及与镇静剂相关的并发症等)；严重ARDS患者乏氧、呼吸频数、呼吸窘迫，实施机械通气的开始可能出现插管困难而造成气道损伤、导管易位等，即使是气管切开不经过上呼吸道也有可能出现出血、感染、气胸等并发症[9]。传统的机械通气常常为了尽快达到氧合指标而增加呼气末正压，易导致气压伤，通过释放的炎性介质进而造成远隔脏器的损伤[5]。采用机械通气的患者有可能会因镇静过度而抑制咳嗽反射，并可能出现腹胀及肠黏膜功能障碍等问题[10]。

2ECMO呼吸支持治疗成人ARDS的适应证、禁忌证及并发症

ECMO是体外辅助技术的一种，将静脉血引流到体外，经膜肺氧合后由驱动泵泵回体内，起到心肺辅助的作用[11]。ECMO分为呼吸支持和心肺支持，呼吸支持模式操作简单，基本无需进行外科插管；心肺支持模式适合心肺功能都损伤的患者，而在无心脏损害的重症ARDS患者，呼吸支持模式则是最佳选择[3]。ECMO可纠正进行性低氧血症、清除二氧化碳，从而救治严重ARDS[12]。

2.1适应证、禁忌证在治疗成人重症ARDS中，ECMO只是支持手段，并不是治疗原发病的主要手段，通常面对的是最难以处理的呼吸衰竭，尤其是重症ARDS患者严重的低氧血症；因此，患者的评估和选择就变得尤为重要，治疗时机的选择也是ECMO能否成功及影响预后效果的主要因素[13]。2009年，英国的常规机械通气与ECMO治疗成人重型呼吸衰竭研究结果显示，病因可逆的早期重症ARDS患者可以通过ECMO提高治愈率[14]。目前，大部分ECMO中心治疗严重ARDS采用以下标准：①在吸纯氧条件下，氧合指数(PaO2/FiO2)<100，超过4 h，或肺泡动脉氧分压差>600 mmHg；Murray肺损伤评分≥3.0；②pH<7.2达3 h；③年龄<65岁；④传统机械通气出现呼吸机相关肺损伤；⑤无抗凝禁忌；⑥对继续的积极治疗有禁忌[15]。由此可见，严重的ARDS经传统机械通气治疗不能取得良好效果时，应尽早改用ECMO治疗，使肺得到充分休息，不仅赢得了肺组织恢复时间，也为进一步治疗原发病提供了可能[16]。但在出现如下情况时应作为绝对禁忌证：①终末期疾病；②已发生多器官功能衰竭；③存在中枢神经系统损害；而传统机械通气时间>7 d；年龄>60岁等，可作为相对禁忌证[17]。在应用过程中应全面衡量该治疗对预后的影响及可能出现的风险，合理应用该手段，以期取得较高的成功率[18]。

2.2并发症多项临床随机试验研究表明，应用ECMO治疗成人重症ARDS有较好的临床效果，但由于ECMO是一项较新的技术，对人力、物力、技术等要求较高，因此并未作为常规治疗措施而代替传统机械通气[17]。且治疗过程中可能出现一些并发症[19]。由于应用ECMO中常需要肝素化，因此出血是最常见的并发症，严重而迅速的出血可能会危及患者生命；溶血、栓塞及血流相关感染作为常见并发症也应引起注意[20]。因此，在应用ECMO时除仔细、谨慎选择病例外，还需注意ECMO的操作规范，严格的操作可以减少局部并发症的发生[21]。

3ECMO相较传统机械通气治疗成人重症ARDS的优势

3.1传统机械通气治疗的劣势传统机械通气治疗重症ARDS存在的问题有：①难以改善难治性低氧，传统的机械通气治疗严重ARDS时常常为了尽快达到氧合目标而一味地增加呼气末正压，而由于ARDS患者肺部病变的不均一性(同时存在完全实变区、吸气相开放区/呼气相萎陷区、相对正常区)，这种高水平的呼气末正压通过增加气压伤发生率，实际反而可能诱发更加严重的肺损伤，加之严重ARDS患者肺表面活性物质减少，也更容易出现并发症；② 难以从根本上解决呼吸机相关肺损伤的问题；③人工气道及大量镇静剂应用：气管插管或切开在机械通气早期有助于进行气道分泌物的清除及气管镜的操作，但若人工气道滞留时间过长带来的将是呼吸机相关性肺损伤发生风险的增加；另外，采用机械通气的患者可因难以耐受或人机对抗等问题而应用镇静剂，尤其是呼吸机参数设置较高时，镇静剂的使用量可能会进一步增加，这可能会造成镇静过度而抑制咳嗽反射，使分泌物难以排出加重肺不张和肺感染，也可能抑制胃肠道功能，造成腹胀及胃肠黏膜屏障受损、黏膜萎缩，进而引起肠道菌群失调及易位等相关并发症；④增加其他脏器功能不全的发生率[22]。因机械通气不可避免的气压伤会引起肺组织炎性介质的释放，炎性因子释放入血，从而介导全身炎症反应，可能造成多器官功能衰竭[23]。

3.2ECMO呼吸支持的优势ECMO呼吸支持相对于传统机械通气的优势在于：①ECMO可辅助维持氧合和清除二氧化碳，为下调呼吸机参数提供了巨大空间，且ECMO支持下的通气策略可调整为平台压不超过30 cmH2O、呼气末正压限制于5~15 cmH2O、潮气量限制于4~6 mL/kg，这些指标都有效避免了传统机械通气造成的呼吸机相关性损伤并可同时维持肺开放；②ECMO可辅助早期拔除气管插管，以避免人工气道的相关感染，同时低水平的呼吸机参数设置可减少镇静药物的应用，有利于患者的自主咳嗽反射及胃肠道功能的恢复；③ECMO治疗过程中通过对呼吸机参数的严格设定，减少气压伤的出现，减少细胞因子及炎性介质释放，进而尽量避免全身炎症反应所导致的其他脏器功能损害[24]。ECMO支持技术中的氧和器起关键作用，其功能是将非氧合血氧合成氧合血，将静脉血在流经肺之前进行部分气体交换，弥补了肺功能不足，代替肺的氧合功能，增加肺充分恢复的时间[25]。从ECMO的通气策略中也可看出更多的是强调维持肺泡开放，让肺休息[26]。ECMO是真正意义的“人工肺”，可使肺处于休息状态，避免严重低氧血症时高机械通气条件造成的呼吸机相关肺损伤，具有机械通气所无法比拟的优势[27-28]。Noah等[29]收录193家医院共1756例由于甲型H1N1导致的重度ARDS患者，最终纳入研究275例(ECMO组80例，非ECMO组195例)，分析研究发现，ECMO组住院病死率为23.7%，非ECMO组为52.5%，差异有统计学意义(P=0.006)；浙江的一所医院应用ECMO治疗13例H7N9禽流感患者，总存活率61.5%[28]。多项研究及临床实际经验均证实，ECMO呼吸支持在病毒感染造成的严重ARDS患者中已取得较好的疗效。

4小结

ECMO的构想从1953年Gibbon第1例体外循环就开始产生，但却为难以持续较长时间所限制；而成功治疗第1例外伤所致ARDS并维持3 d体外循环的案例则在1972年[28]，但后来的多个案例则成功率较低。而近年来随着研究的不断进展和技术的不断改进，也不断有成功的案例。但由于ECMO需要较高的技术水平及财力等，且仍有与ECMO相关的出凝血并发症出现，因此在应用时应充分掌握其应用条件，同时做好并发症的防治工作[30]。

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Research Progress on Extracorporeal Membrane Oxygenation vs Conventional Mechanical Ventilation in Treating Severe ARDSHUANGLin-na1,ZHANQing-yuan2.(1.ICU,BeijingChaoyangHospitalAffiliatedtoCapitalMedicalUniversity,BeijingInstituteofRespiratoryDiseases,Beijing100020，China；2.ICU,China-JapanFriendshipHospital,Beijing100029，China)

Abstract:By consulting and analyzing recent literatures about the treatment for acute respiratory distress syndrome(ARDS) worldwide,it can be confirmed that traditional mechanical ventilation is more well-known and widely used treatment method in clinic but with limitations compared with extracorporeal membrane oxygenation(ECMO). Moreover,ECMO has been used as a standard treatment method for neonate ARDS,and it also has lots of advantages in treating severe ARDS in adults.Because of the characteristics of ECMO itself,its risk and cost is higher than traditional mechanical ventilation,and the curative effect and prognosis are not exact,which makes it remain controversial in clinic.But it is worth for further exploration as its curative effect and safety could be enhanced as its application technique advances.

Key words：Acute repiratory distress syndrome; Extracorporeal membrane oxygenation; Mechanical

收稿日期：2014-05-23修回日期：2014-09-03编辑：郑雪

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.040

中图分类号:R605.973

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)09-1644-04