中国体外膜肺氧合技术开展的现状及思考

章晓华，庄 建

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中国体外膜肺氧合技术开展的现状及思考

章晓华，庄 建

体外膜肺氧合；体外生命支持；技术

体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)衍生于1953年Gibbon首先应用于心脏直视手术的体外循环技术。1971年Hill使用ECMO成功治疗了成人呼吸窘迫综合征[1]。Bartlett于1972年成功使用ECMO技术为一例心脏手术后小儿提供了心肺支持[2]，并于1975年将ECMO用于新生儿呼吸窘迫综合征，经72 h的呼吸支持，患儿脱离辅助，并长期生存[3-4]。1983年美国在Virginia医学院、Michigan大学和Pittsburgh大学分别建立了ECMO中心。1986年全美已有90个中心开展新生儿呼吸支持[5]。1989年体外生命支持组织(Extracorporeal Life Support Organization，ELSO)正式在美国成立，并成为目前国际上对ECMO相关数据进行汇总、分析，评价患者预后及进行学术交流主要学术平台。随着ECMO技术水平的提高和心肺辅助装置的改进，自2008年开始，特别是ECMO在A型流感患者成功的呼吸支持被广泛认识之后[6]，全球ECMO数量呈现出快速增长的趋势。至2015年，在ELSO注册的ECMO中心310个，登记各种ECMO病例总数量74 170例(图1)。

随着ECMO技术的不断成熟和社会对医疗服务质量的要求上升，特别是可较长时间使用的聚甲基戊烯抗渗漏中空纤维膜式氧合器的临床使用，近五年来我国ECMO技术的应用呈迅速发展的趋势，ECMO技术也开始用于体外心肺复苏(extracorporeal CPR, ECPR)[7-8]、肺移植手术等[9]，并取得良好效果。至2015年，我国开展ECMO单位达104个，年度ECMO数量974例(图2)[10]。广东省人民医院自2002年首次使用Medtronic ECMO套包对1例冠状动脉旁路移植术后患者进行循环呼吸支持，至今实施各种类型ECMO辅助169例。

根据中国生物医学工程学会体外循环学分会对我国ECMO状况调查的统计资料，结合本院ECMO技术开展过程中存在的问题，及目前国外在ECMO运作及患者管理方面的进展，对ECMO技术在我国开展的现状和将来的发展思考如下。

1 ECMO技术的安全性

在ECMO预后方面，表1显示我国2014年公布的数据与ELSO公布的最新全球数据相比仍存在较大的差距[11]。

ECMO是一项学习曲线长并涉及多学科的高风险心肺支持技术。作为人工循环呼吸辅助装置，其大量的非生物表面和其非生理性血流状态，在抗凝治疗、血液成份破坏、全身炎症反应、组织灌注及相关侵入性操作等方面存在大量风险因素，加上部分患者极其危重的基础状态，使ECMO过程中患者必然处于全方位风险之中。

并发症是对ECMO技术的极大挑战[12]。我国大多数医院和大多数医护人员仍处于ECMO知识学习和临床经验积累阶段，加上因各种原因ECMO开展的数量有限，导致对患者的管理难以规范，特别是难以预见性地对相关并发症进行观察、预防和处理，导致患者及ECMO系统的并发症居高不下，特别是心脏手术后患者[13-14]。本院对80例心脏术后ECMO进行总结的资料显示：此组病例ECMO术中及术后相关并发症发生率为100%，其中出血发生率70.0%(56/80)、急性肾功能不全62.5%(50/80)、感染35.0%(28/80)、严重中枢神经损伤8.8%(7/80)。高并发症导致了患者生存率低下(图3)。

导致ECMO患者预后不良的另一个突出因素是对ECMO适应证的掌握。目前我国相关社会健康保障体系、医疗环境和医疗条件与欧美发达国家存在一定差异。一方面，“社会”因素影响使ECMO适应证和禁忌证常常受到挑战，部分患者心肺功能难以在ECMO安全时限内恢复；部分患者因长时间心肺复苏，中枢神经系统损伤程度难以及时进行准确评估，况且对中枢神经的评估本身就是一种挑战[15]。

图1 ELSO登记ECMO中心数量及ECMO数量

项目病例数撤机(n)(%)出院或转科(n)(%)新生儿 呼吸支持3(29153)0(24488)-(84)0(21545)-(74) 心脏支持6(6475)5(4028)83(62)3(2695)50(42) ECPR0(1336)0(859)-(64)0(547)-(41)小儿 呼吸支持19(7552)6(5036)32(67)5(4371)26(58) 心脏支持122(8374)69(5594)57(67)55(4265)45(51) ECPR6(2996)5(1,645)83(55)3(1232)50(41)成人 呼吸支持117(10601)61(6997)52(66)51(6121)44(58) 心脏支持470(9025)276(5082)59(56)228(3721)49(41) ECPR35(2885)14(1137)40(39)11(848)31(29)总数778(78397)436(54866)56(70)356(45345)46(58)

注：括号中为ELSO数据。

图2 我国开展ECMO的医院数量及ECMO例数

图3 广东省人民医院ECMO患者预后

另一方面，医疗条件和经济因素的影响使部分ECMO患者错失最佳辅助时机，导致ECMO过程中的额外困难；部分患者因没有充分的经济支撑而得不到相应的治疗而难善其终。

2 ECMO运作机制

2015年，我国有104家医院开展了ECMO工作，但在ELSO注册的单位仅有5家。图4显示近5年我国各医院开展ECMO数量的比例。至2015年，年ECMO开展数量不超过5例的医院仍占52.88%；仅11.54%的医院年ECMO数量超过20例。ECMO在我国大陆地区的开展也非常不平衡，年ECMO数量超过20例的省市仅13个(图5)。ECMO是一较长时间的心肺辅助过程，而且此过程中出现各种并发症的几率极高，ECMO技术存在明显的量效关系。根据欧美发达国家及我国台湾地区开展ECMO技术的经验，ECMO患者集中管理是提高ECMO技术及患者安全性的重要保证。成立区域性ECMO中心还可保证ECMO技术的合理利用、避免医疗资源的浪费及完善区域性的危重患者抢救体系。

图4 不同年份完成ECMO数量医院比例(%)

ECMO患者的来源包括：心外科、心内科、心儿科、新生儿科、胸外科、呼吸内科、急诊科及重症监护室等部门。ECMO技术的作用是为可逆性原因导致的急性循环、呼吸功能衰竭患者提供其他治疗措施难以胜任的支持以渡过其危重状态，为原发病或后续治疗创造机会。ECMO患者的治疗策略应该是以心肺支持为主、原发病治疗为辅。特别是针对简单可逆性“意外”导致心、肺功能不全患者，要做的唯一的事是安全的辅助以等待心、肺功能恢复，而此过程中保证ECMO辅助效果、不失时机地调整辅助策略，并发症预防和及时处理是临床工作之重心，ECMO患者的集中管理是此过程患者安全的重要保障。ECMO需要多学科的合作，但不同专业和不同医生对ECMO的认知水平的差异，可能导致ECMO管理上的意见分歧，而这种分歧在非集中管理的ECMO患者治疗上将产生不确定性和责任模糊，结果是难以有效地总结经验，明显延长了ECMO技术学习曲线，相关临床和基础研究工作也难以开展和落实。另一方面，根据ECMO患者的管理特点，特别是其明

显的量效比关系，按国际惯例，ECMO安全需要在年开展数量超过20例时方可得到一定的保障。因此，即使是医疗资源丰富的欧美发达国家，也仅仅是在极少数医院开展ECMO业务，而其他医院相关患者救治依赖于区域性的ECMO中心。我国目前尚处于开展ECMO技术的初期，ECMO中心的建立不仅可以将更多的患者从学习曲线中解脱出来，而且将有益于接收外院患者，将ECMO技术的利用和效益最大化，并形成ECMO技术区域性的覆盖，避免我国ECMO技术的开展处于无序状态。

ECMO技术源自心脏外科体外循环。目前我国ECMO服务对像仍主要为心脏外科的循环呼吸支持。2014年资料显示，我国ECMO用于心脏支持占76.9%(598/778)。但ELSO历年报道的资料显示，对ECMO的需求更多来源于呼吸支持和ECPR。至2016年上半年，ELSO登记的呼吸支持占ECMO总数60.3%(47 306/78 397)，且预后明显优于心脏支持[11]；ECPR的使用在近年也呈显著上升的趋势。为最大限度地利用ECMO这一医疗资源，ECMO技术在我国需要走出心外科。ECMO中心的建立可以为ECMO技术服务于不同专业的患者提供一个新的工作平台，完善我国的危重患者救治体系。

3 ECMO登记、学术交流及培训

ELSO有一套由专业人员维护的ECMO数据录入系统，对各会员单位上报的相关数据进行统计分析并共享数据。虽然体外循环学会尝试对我国ECMO数据进行统计，2014年也公布了相关数据，但由于各单位上报的数据多欠严谨和规范，且不够完整，最后数据的可用性受到一定限制。为了ECMO技术可持续性发展和与国际接轨，我国应以ELSO数据录入表格为基础，形成符合我国患者特点的“ChELSO登记表格”，并由专人进行统计处理。

图5 我国大陆地区各省市开展ECMO数量

近年来ECMO技术的学术交流开始出现在心脏外科、体外循环、重症医学等多个领域的学术平台，但我国仍缺乏如ELSO那种专业的学术机构和由之主导的学术平台。在建立符合我国国情的ECMO相关指南、系统的ECMO培训计划、相关专业资格认证等方面也极待完善。安贞心血管病医院主持了多届“中国体外生命支持论坛”；2015年在阜外心血管病医院主持下成立了中国胸心血管麻醉学会体外生命支持分会，为我国今后在生命支持领域建立一个与国际接轨的学术平台奠定了基础。

4 面临困难

ECMO支持是目前其他医学技术难以替代的辅助治疗措施，在一定程度上代表医院对危重患者的抢救水平，且并不需要医院大量资金或人力投入。这是我国近年来众多单位开展此项技术的主要原因之一。我国开展ECMO单位数量相当于目前ELSO登记单位总数的约1/4，但完成ECMO数量仅占1.24%。此现象或许是我国目前或者今后一段时期ECMO患者预后与国外存在差距的重要原因之一。

ECMO技术需要心血管外科、体外循环、重症监护等多学科的技术支撑及密切合作。因目前我国ECMO患者管理多数处于分散状态，ECMO相关医疗常规和沟通机制的缺失或不完善，责任欠明确，可能导致患者管理上存在“灰色地带”；另一方面，虽然在2014年我国推出了“体外膜肺氧合循环支持专家共识”[16]及“中国开展成人体外膜肺氧合项目建议书”[17]，但ECMO技术学科归属不明确，不可避免地影响到相关指南的建立、完善和执行，ECMO相关临床和基础研究也存在特有的困难。

作为发展中国家，医疗费用支出一直是我国突出的问题之一而备受社会关注。广东省人民医院心脏术后ECMO患者平均费用245 082.14元(50 537.96～1 209 024.35元)；生存组患者平均费用高达317 694.11元(96 932.02 ～1 209 024.35元)。ECMO患者欠费和医疗纠纷的比例也远高于普通患者。ECMO技术作为一种高消耗的技术，控制成本是医院和医务工作者共同的社会责任。因此合理的发展战略，特别是建立区域性ECMO中心和ECMO技术协作机制，可以让更多的有治疗价值的患者受益于ECMO技术，并降低患者治疗的整体费用。

5 未来的挑战

来自国家心血管病中心2015年的报道[18]：心血管疾病导致的死亡率在我国仍居首位，其中心脏病死亡率高达143.72/10万；人口的老龄化更使心血管疾病死亡的绝对数字快速上升，自1990年至2013年，死亡数量增加了46%。在比我国更早进入老龄化时代的欧美发达国家，有症状心衰、无症状心衰和心衰风险的患者构成了一个巨大的社会群体。根据美国心脏学会报道[19]：到2020年，全美年龄>65岁的人口将达5 000万人，心衰患者将达约400万人，其中50%的患者将在4年内死亡[20]。在当前因供体不足心脏移植而举步艰难的时代，发展人工循环支持技术是目前为数不多的可行性治疗措施之一。ECMO患者也显现出老龄化表现[21]。美国心脏学会、美国心脏病学会和美国心衰学会均已将机械循环支持列为心衰患者治疗方法指南内容[22]。作为初级的人工循环呼吸支持技术，ECMO已成为救治心源性休克的有效手段。作为一种适合我国国情的心肺支持方法，建立一个合理和安全的ECMO循环呼吸支持体系，建立ECMO专业团队和ECMO患者的院际转运系统，建立符合我国国情的ECMO技术指南，不仅可改善我国心血管病患者预后，也为我国今后机械循环支持技术的发展奠定基础；同时，还可以让更多的需要呼吸支持的患者获得生存机会。

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510100 广州，广东省心血管病研究所 广东省人民医院心外科 广东省医学科学院

庄建，Email：zhuangjian5413@tom.com

2017-02-03)

2017-03-06)