确立重度肺爆震伤救治中体外膜肺氧合的地位

易云峰

近年来，尤其是“9·11”之后，军事爆炸、恐怖爆炸在世界范围内从未消弭，而且有愈演愈烈的趋势[1-2]；同时随着社会经济及工业技术快速发展，各类生产作业爆炸、化学品储罐爆炸、高压气体炉罐爆炸、交通工具内爆炸等非军事爆炸频发不断[3]，对人民生命安全构成极大的威胁。肺是爆炸波冲击最主要的靶器官，肺损伤也是造成死亡的主要原因，因而提升重度肺爆震伤的治疗水平，是降低病死率的重要措施。为此，笔者在既往重度肺爆震伤治疗策略基础上，结合体外膜氧合的特点以及实际临床应用情况，探讨其在治疗过程中的地位作用，为重度肺爆震伤治疗提供新的思路。

1 重度肺爆震伤的特点

肺爆震伤是指爆炸时产生的高压冲击波直接作用于胸部后因释放高能量而造成的肺部损伤。多发生于炮弹、各类炸弹、水雷甚至核弹等爆炸以及化学品储罐、高压气体炉罐、锅炉、煤气罐及油箱等爆炸。其主要病理改变是肺出血、肺水肿、肺破裂、肺萎陷和肺气肿。重度肺爆震伤可各种病理改变不同程度地混合存在，因而导致其临床表现复杂。可表现为剧烈的胸痛、咳嗽、咳血痰或咯血，甚至血压低、心跳缓慢、呼吸骤停、严重的呼吸困难、发绀、窒息、抽搐、躁动不安、口鼻大量流血或血性泡沫样液体等[4]。查体叩诊可及浊音，听诊时发现呼吸音明显减弱，并可闻及满布的湿性啰音。如合并有血胸、血气胸、多发肋骨骨折、心包积血等，则出现相应的症状和体征。

肺爆震伤的辅助检查主要是以胸部X线片、CT为主的影像学检查和以动脉血气分析为主的实验室检查[5]。重度患者胸部X线片主要表现为特征性肺门蝴蝶形片状阴影和弥漫性浸润阴影，合并明显的血胸、气胸及肋骨骨折也可一并显示。但其CT检查表现则复杂多样。常可见肺部毛玻璃样阴影、肺实变影、肺大片状阴影、弥漫性肺实变影、皮下积气、胸腔或肺内液气平面、心包积液、纵隔结构紊乱、肋骨等骨性结构骨折等多种影像征象并存出现。重度爆震伤患者的动脉血气常可见SaO2下降，PaO2明显降低，PaCO2逐步下降或升高(伴有胸壁损伤)。对于重度患者，除镇静止痛、保护心肺功能、液体复苏等治疗外，机械辅助通气是最重要的治疗手段。

2 ECMO在重度肺爆震伤中的应用

重度肺爆震伤导致肺毛细血管损伤、肺间质及肺泡内血液渗出和间质水肿，进而产生肺内氧气及二氧化碳交换和弥散功能障碍，最终出现低氧血症和呼吸功能衰竭。但这种低氧血症和呼吸功能衰竭，与自然情况下非外伤因素如COPD等导致的ARDS的表现有着不同之处。自然情况下非外伤因素所致的ARDS因不合并存在肺出血、肺破裂甚至气管断裂等外伤因素所致的高发肺部创伤，大多数可通过如小潮气量通气、允许性高碳酸血症和高频振荡通气等肺保护机械通气策略处理[6]。而对于重度肺爆震伤患者，往往发生的低氧血症及呼吸衰竭是顽固性的，极难通过机械通气纠正，特别是合并有气管断裂。因此，笔者认为对于此类患者，需要及时审慎对待，采用更有效的治疗策略，以挽救患者生命。

2.1ECMO的起源 ECMO是以体外循环系统为基础的一种有效的体外心肺功能支持系统，其原理是将静脉血引流至体外，经由膜肺氧合后再回输体内，从而达到替代心肺功能的辅助作用，起源于1953 年 Gibbon首次应用于心脏直视手术中的体外循环技术。1971年Hill等[7]成功使用 ECMO 治疗成人呼吸窘迫综合征；1972年Bartlett成功将ECMO用于心脏手术后小儿的心肺支持；此后ECMO应用于临床的例数逐步增长，特别是2008年ECMO被应用于A 型流感患者成功后，ECMO 数量呈现出快速增长的趋势，有越来越多的危重症患者从中获益[8-9]。目前世界范围内ECMO主要被应用于心源性休克、心脏外科手术、急性呼吸衰竭、肺栓塞、肺移植、弥漫性血管内凝血、感染性休克、脓毒症、中毒等心肺功能衰竭，尤其应用于心跳骤停患者抢救的辅助性治疗[10]，均取得良好的治疗效果。

2.2ECMO在肺爆震伤患者中的应用 目前国内外将ECMO应用于肺爆震伤患者鲜有报道。笔者近年采用ECMO救治重度肺爆震伤患者16例，男性11例，女性5例；年龄19～48岁;其中化工厂爆震伤3例、炮弹爆震伤7例、锅炉爆震伤2例、氧气罐爆震伤1例、燃气罐爆震伤1例、高压锅爆震伤1例、水下炸鱼雷管爆震伤1例。全组患者气管插管后均行机械通气，并分别于入院3h内经右侧颈内静脉股静脉插管建立ECMO,采用静脉-静脉体外氧合(VV-ECMO)模式15例，静脉-动脉体外氧合(VA-ECMO)模式1例。应用美敦力公司涂敷套装管路，管路预充生理盐水500mL，预充液中加入20mg肝素。间断小剂量应用肝素，维持ACT在120～200s，流量维持在2～3L/min，温度维持在36.5～37.5℃。辅助治疗期间，监测血红蛋白、血小板、凝血功能及动脉血气，根据结果调整流量及肝素用量；并继续呼吸机保护性通气治疗。16例患者均能顺利停机撤管。本组1例于停机后4d死于消化道大出血，1例7d后死于多器官功能衰竭，14例痊愈出院。

目前国内外有多种方法对肺损伤严重程度进行评估，但这些方法往往具有滞后性、参考因素较少、易造成漏诊、误诊以及潜在的错失治疗时机等问题。笔者认为对于此类患者应积极争取主动，尽早全面、综合而精准的诊断并及时采取治疗措施。笔者结合本组患者，认为出现以下情况即可确诊为重度：(1)突然出现剧烈胸痛、严重的呼吸困难、紫绀、咳大量粉红色泡沫痰、口鼻喷出血性液体；(2)24h内迅速发展为急性呼吸窘迫综合征；(3)出现“呼吸暂停、心动过缓、低血压”等三联征；(4)双肺听诊可及大片明显湿性啰音；(5)出现大面积皮下气肿；胸部CT可见大片斑片状阴影，或大量气胸及皮下气肿，或大量血胸；(6)可明确存在气道明显漏气者；(7)给氧甚至机械通气情况下，血气分析仍存在中重度Ⅱ型呼吸衰竭。

对于重度肺爆震伤患者，若经积极、全面、合理的治疗手段后仍未有良好效果时，笔者认为应尽快尽早采用ECMO手段[11]；然而，目前对于该方面并无统一标准[12-13]。总结本组应用经验，笔者认为重度肺爆震伤应用ECMO可采用以下标准[14-17]：(1)在吸纯氧条件下，氧合指数(PaO2/FiO2)<100，超过4h，或肺泡动脉氧分压差>600mmHg;Murray 肺损伤评分≥3.0;(2)FiO2100%时,PEEP>5cmH2O,PaO2<50mmHg且持续2h以上；(3)使用机械通气后，PEEP>10cmH2O, 氧合指数(PaO2/FiO2)<60；(4)pH<7.2达3h;(5)年龄<65岁;(6)传统机械通气出现呼吸机相关肺损伤;(7)出现严重的气管漏气者；(8)患者出现心源性休克(cardiogenic shock,CS)且需要大剂量血管活性或正性肌力药物或主动脉内球囊反搏(intra-aortic balloon pump,IABP)辅助；(9)经积极机械通气治疗后，仍存在严重的顽固性低氧血症患者。而对于机械通气时间>7d;年龄>65岁等，仅可作为相对禁忌证。

从原理上来说，VV-ECMO模式不仅可以改善肺氧合功能及二氧化碳清除效率，而且可以降低机械通气的参数，从而减轻右心负荷，改善右心功能[18]。比较而言，VV-ECMO模式还具有一些显著的优势[19-21]：(1)不会对脑血流造成较大影响；(2)不会增加左心室负荷；(3)随着氧合功能的改善，静脉血中氧含量增加，冠状动脉的氧合得到改善，进一步心功能也得到了改善；(4)因回流血需先经肺血管床滤过，血管栓塞的发生率较低。基于上述优点，笔者认为ECMO在重度肺爆震伤的治疗策略中，首选的模式是VV-ECMO；但临床使用ECMO技术，需结合患者病情和临床经验等，采取合适的模式，若合并心脏功能严重受损，可采用VA模式，如本组即有1例采用了VA模式。

通过ECMO支持治疗好转后，尽可能早的撤除辅助支持，对患者快速恢复和减少并发症有着积极意义。然而目前对于撤机的时机和指征国内外并没有共识，也没有统一的标准[22]。国际体外生命支持组织(extracorporeal life support organization,ELSO)2013年发布的指南[23-24]认为，降低流速至1L/min、保持氧合器100%供氧或逐步降低流速至2L/min并降低氧浓度，维持SaO2>95%，稳定后可开始撤机试验，即调整呼吸机参数(FiO2，pPlat，PEEP，RR)，维持血流速度和抗凝剂。若可持续1h以上SaO2>95%且PaCO2<50mmHg，即可撤机；若PaCO2>50mmHg，则改为CO2清除模式。笔者建议：(1)完善肺部影像学检查，结合血气分析结果，若情况明显好转则可逐步减流量直至1L/min,并保持动脉氧分压维持在80mmHg则可试停机；(2)暂停支持治疗，若呼吸机参数可保持为：PaO2/FIO2>150mmHg、PEEP<12cmH2O、平台压力>30cmH2O、潮气量为5～7mL/kg,可考虑撤机；(3)当机械通气参数可平稳的维持在吸入氧气浓度<0.4、PIP<25cmH2O、呼吸频率低于30次/min，可考虑脱机。

2.3ECMO在早期心肺复苏方面的优势 鉴于ECMO具有强大的辅助心肺功能的作用，将其应用于重度肺爆震伤的早期救治，可具有十分有效的治疗效果。笔者已完成使用TNT炸药爆炸模拟实际战场情况，通过采用ECMO前移对建立的肺部爆震伤羊模型进行早期救治的动物实验。实验结果表明ECMO可有效的对重度肺爆震伤实验羊进行早期救治，这与国内王辉山等的香猪模型动物实验结果一致[25]。ECMO前移至战场或灾区等治疗重度肺爆震伤，可避免心肺严重损伤者过早死亡。同时不仅能使严重损伤的肺组织得以充分的养息[25]，而且为肺组织的修复赢得了宝贵的时间，以期获得较高的救治成功率[26-27]。

2.4ECMO的常见并发症及处理 尽管ECMO救治方面积累了一定经验，技术方面也有了较大的提高，但ECMO的并发症发生率仍然较高[28]。尤其是对于重度肺爆震伤患者，往往合并有严重的创伤打击，因此对相关并发症必须高度关注。

(1)出血：ECMO辅助支持治疗期间，必须采用全身肝素避免血液凝固[29]，导致出血风险难以避免。出血是早期常见的并发症，以切口或插管穿刺点部位常见，也可出现消化道出血、内脏器官出血、颅内出血等，其中颅内出血较为严重，甚至可造成患者死亡。笔者认为减少出血并发症最有效的措施是积极预防，避免出现诱发因素。①支持治疗期间积极监测凝血指标，维持适当的ACT，笔者的经验是维持在120～200s即可[30]。但临床实际中，ACT数值变化较大，需结合凝血功能、患者病情等综合判断肝素等抗凝剂的使用强度，尽可能在出血风险和血栓事件之间维持适当的平衡。②控制血小板计数>50×109/L,血红蛋白>7g/dL， 必要时及时输血给予补充[31-32]。③氨基乙酸、凝血酶、抗纤溶药物等止血药物的使用对减少出血有一定效果[33]。④重组Ⅶα因子可用于某些其他止血方案效果不理想的出血[34]。

(2)血栓栓塞：ECMO过程中，血栓栓塞与出血相对应；治疗期间血液处于持续高凝状态，高达20%的患者可出现血栓栓塞[8]。笔者认为可采取以下措施：①必须使用肝素涂层的ECMO管道，持续泵入肝素，根据抗凝监测指标调整肝素剂量[30]；②积极监测跨膜压力差，避免ECMO 装置内出现血栓[30]；③当ECMO流量较低或拟撤机期间，又或患者心功能较差，可适当增加肝素剂量，预防心房内血栓形成；④注意神经系统症状和体征的变化，及时发现脑梗死。

(3)感染：ECMO治疗患者中感染的发生率为9%～65%[35]。对于重度肺爆震伤患者，最常见的感染部位为肺部，尿路、血液也是常见的部位；致病菌较多，以凝固酶阴性葡萄球菌、念球菌、肠杆菌、铜绿假单孢菌较常见[36]。感染不仅使病情恶化，而且会增加患者的病死率。笔者认为治疗期间必须：①密切观察患者血象、体温及降钙素原等炎性指标的变化情况，及时、定时完善痰培养、血培养检查；②严格无菌操作；③合理预防性使用抗生素；④若出现感染表现，应尽早使用广谱抗生素，并及时根据药敏结果调整[37]。(4)多器官功能障碍综合征：ECMO治疗可出现心脏、肾脏、肝脏等多器官功能障碍，其中肾功能衰竭最常见。对于重度肺爆震伤患者，因呼吸功能衰竭且伴有严重的低氧血症，ECMO期间肾功能衰竭的发生率较其他患者高，可能与创伤所致的全身炎性反应、低容量、低血压等因素有关，发生原因目前仍不明了。对于此类患者，可采取联合使用连续肾替代治疗或腹膜透析治疗[38]。

3 展望

重度肺爆震伤是一种严重的胸部创伤，伤情复杂、临床救治难度较大、并发症多。能否及时、有效地维持呼吸、循环功能稳定，是提高救治率、降低病死率的关键。笔者采用ECMO救治重度肺爆震伤患者取得了良好的效果。尽管ECMO技术已有长足的发展，但对于诸如撤机时机选择、并发症处理等问题，仍缺乏共识。但随着科技的进步，ECMO在肺爆震伤救治中的地位将越来越重要。