ECMO国内应用现状

赖冰洁,纪茗馨,吕 慧,李 铭,马 鹤*

(1.吉林大学第一医院 急诊与重症医学科，吉林 长春130021;2.吉林大学第二医院 麻醉科，吉林 长春130041)

体外膜肺氧合技术(Extracorporeal Membrane Oxygenation,ECMO)，作为一种呼吸和心脏功能的支持技术，出现于1970s[1]。由传统的心肺转流(cardiopulmonary bypass，CPB) 技术发展而来。ECMO是体外生命支持系统的其中一种表现形式，它的基础是体外循环，却和体外循环相比具有很多优势，它的功能不止局限于循环支持，还可以支持呼吸衰竭患者的呼吸功能，使心肺功能衰竭患者的循环衰竭状态和低氧血症得到快速改善。ECMO可以依据管路的回流分为两种模式，即静脉-动脉V-A ECMO和静脉-静脉V-V ECMO[2]。V-V ECMO 是将血液从中心静脉引出氧合后，再由中心静脉输入，仅有气体交换的功能；V-A EMCO 是将血液从中心静脉引出氧合后，从动脉泵入，同时提供了呼吸和循环支持[1]。在心脏外科领域，ECMO 作为循环支持技术已经广泛应用。体外循环技术正在不断进展，同时医学治疗技术的跨学科发展，ECMO技术更是在于各种包括非心脏外科手术急危重症患者抢救治疗中产生了非常重要的作用。ECMO和传统的治疗心肺支持方式相比具有显著的优势，这种治疗方式如今被逐步的施行[3]。本文将关于近年内ECMO的国内临床应用情况作一综述。

1 国内临床应用

ECMO从20世纪90年代开始国内临床应用，北京阜外医院龙村和胡宝琏在1993 年开始报道应用 ECMO 对急性肺损伤的患者治疗成功。如今ECMO 已经被广泛应用在难治性心力衰竭、呼吸衰竭的成年人、儿童、新生儿和心肺复苏之后的器官功能维护上[6]。近年来我国ECMO治疗例数猛增，2016年全国ECMO例数达到1234例[4]。 而仅2017-2018年全国ECMO例数就达到了3923例[5]。

1.1 循环系统

1.1.1心源性休克 心源性休克的定义心脏功能的极度减退，心输出血量明显减少引起的综合征，它的主要病因是急性心肌梗死，心源性休克其他的病因还包括心肌病、心包填塞、心肌炎、严重心律失常。同时心源性休克的死亡率非常高，所以提升患者生存质量的关键在于及时有效的抢救和综合性治疗。V-A ECMO 能够成为治疗难治性心源性休克以及循环衰竭的有效方法在于不仅可以实施有效的呼吸还能同时实现循环支持。ECMO可以使室壁的张力下降，减少细胞因子的活化，使肌细胞的收缩功能得到改善[17]。目前我国循环衰竭接受ECMO辅助患者中，大多数为心源性休克患者(难治性)[4]。根据袁伟[7]等研究结果，使用ECMO治疗患者和主动脉内球囊反搏治疗相比，ECMO患者平均动脉压、心率、血氧饱和度、中心静脉压等观察指标均明显提高，但是同时使用ECMO的患者并发症发生率也明显增高。该实验证明采用ECMO治疗难治性心源性休克的临床效果显著，能够对患者心功能产生有利改善，对于患者的生命体征也能加以稳定，但治疗患者的并发症多，因此需要掌握使用ECMO的时机，加强管理，以使其治疗更加安全。

1.1.2心脏骤停 心脏骤停的定义是心脏突然停止射血功能，重要器官(如脑)严重缺血、缺氧，脑对于缺血和缺氧最为敏感，一般来说脑部供血中断约10 s就能产生意识丧失，如果脑供血中断大于5 min就能使大脑产生不可逆性的严重损伤或者死亡。是心脏性猝死的直接原因，也是临床上的危急重症，对于心脏骤停，最重要的就是及时抢救[2]。有研究结果证明ECMO能提升院内心脏骤停患者出院存活率[4]。在张松[15]等的分析中，AMI 伴心脏骤停患者 27 例结果显示，所有患者在ECMO 辅助下介入治疗均取得成功，成功率为100% ，表明在 AMI 合并心脏骤停，应用 ECMO 辅助下的急诊 PCI 是可行的。

1.1.3心脏外科手术 从心脏外科领域的角度，ECMO 在心脏外科领域的应用主要的4个方面：第一，心脏外科术后心原性休克的治疗。心脏术后心源性休克是心脏术后最危险的并发症，以 ECMO 为主的短期循环辅助，在国内一定时期内仍是救治心脏术后心源性休克的重要手段。即使如此，患者死亡率仍高达 50%-74%[14]。第二，心脏移植后严重供体器官功能衰竭(PGF)的治疗。PGF 是心脏移植后常见的并发症，死亡率很高，ECMO 可作为临时的循环支持。ECMO 是一种比较有用循环呼吸衰竭的辅助支持治疗方法，可以明显降低终末期心脏病患者心脏移植术后早期的病死率[18]。然而ECMO在此方面的应用在国内鲜有报道。第三，心力衰竭终末期安装心室辅助装置(VAD)或心脏移植的过渡治疗；第四，左心室辅助装置(LVAD)后右心衰竭的预防治疗[1]。

1.2 呼吸系统

1.2.1呼吸衰竭 呼吸衰竭是各种原因引起的肺通气和(或)换气功能严重障碍，以致不能进行有效的气体交换，导致缺氧伴(或不伴)二氧化碳潴留，从而引起一系列生理功能和代谢紊乱的临床综合征。其特点是起病突然快速，严重的临床症状。最近几年，作为急性呼吸衰竭的一种类型，呼吸窘迫综合征越来越多，顽固性低氧血症以及进行性呼吸窘迫是它的临床特点。大部分急性呼吸衰竭的预后很差，死亡率大于60%。V-V ECMO的作用是保证气体交换，将有创机械正压通气实施在呼吸衰竭患者身上，以避免进一步加重肺损伤[2]。使用ECMO之后，能不用肺部供氧，使低氧血症得到快速的好转，继续使身体氧的代谢好转尽可能使多器官功能障碍减少发生。同时影响呼吸衰竭预后的其中一种重要因素是ECMO的使用时长[19]。常规机械通气不能维持需求的重度呼吸衰竭患者多适用ECMO[8]。

V-V ECMO 早期较多用于儿科呼吸衰竭。在王金铃等[9]的研究中，两组呼吸衰竭患儿经过治疗，相对于治疗前来说，均有显著好转，应用ECMO治疗之后，死亡率有明显下降，比较差异有统计学意义(P<0.05)。近年来ECMO越来越多地用于成人急性肺损伤、ARDS 以及急性呼吸衰竭。在王有峰[8]的回顾性分析中，ECMO 治疗由于急性呼吸衰竭的患者32例，其中成功组 25 例，失败组7例。结果证明患者经过 ECMO 治疗后呼吸频率、氧合指数、心率等均比治疗前有好转。得出结论证明ECMO是重症急性呼吸衰竭的有效治疗手段。

1.2.2肺脏手术和肺移植 胸外科肺脏外科手术由于通气功能及邻近大血管，存在术野暴露及安全问题，从而受到一定的限制，有的时候因为解剖学的缘故，无法实现在术中进行单肺通气。然而对于ECMO在肺脏手术中的应用案例国内目前鲜有报道。在李双磊[5]等的研究中，在 19 例患者中，ECMO 辅助胸外科手术患者 6 例，V-A ECMO 辅助 4 例，V-V ECMO 辅助 2例;包括 1 例左肺切除术，1 例纵膈肿物及右肺切除术，1 例纵膈肿物切除及 3 例先天性膈疝患者;除2例先天性膈疝患者死亡外，其余4例全部存活( 66.7%)。其中左肺切除患者合并急性呼吸窘迫综合征，ECMO 辅助 262 h;先天性膈疝患者存活 1例，辅助 96 h;单纯纵膈肿物切除患者，因气道压迫，ECMO 辅助 5 h;纵膈肿物及右肺切除术患者，因确保手术安全性，ECMO 辅助 22 h。ECMO在呼吸系统的临时辅助对于一些急危重患者来说意义重大。

近几年ECMO在肺移植中充当桥梁的作用渐渐被肯定。研究表示，ECMO能够在一定程度上使移植等待期死亡率下降，增加终末期肺病患者的生存几率[16]。在李兆桢[11]等的研究中，21 例肺移植患者进行肺移植。其中ECMO组患者和对照组相比具有年龄大、心肺功能差、基础疾病更重的特点。其中有5例在围手术期中死亡，死亡率 41．67%。ECMO组中患者在手术中的平均肺动脉压，术后血乳酸的含量有不同程度降低、氧和指数及氧分压增加。结论证明 在肺移植围手术期中ECMO具有积极作用，尤其是对于基础疾病更重，不伴心功能障碍或伴有肺动脉压原发或继发性增高的老年患者，使手术的成功率得到升高。

1.3 其他疾病

由于我国 ECMO 技术起步较晚，一些学科对 ECMO 的认识尚有不足，与国外相比，我国ECMO 在非心脏手术患者中的应用较少。在李双磊[5]等的研究中，ECMO 辅助气道手术 9 例，V-A ECMO 辅助 2例，V-V ECMO 辅助 7 例;包括 1 例颈部肿物切除术，1 例气道异物取出术，3 例主支气管重建术，4例气管切开术;9 例患者全部存活(100%) 。其中颈部肿物切除患者，ECMO 作为术中呼吸支持，ECMO 辅助 4 h;气道异物患者，作为术中支持，ECMO 辅助 20 h;主支气管重建手术患者，作为术中支持及术后过渡，辅助时间分别为 110 h、190 h、312 h。气管切开术患者中，1 例患者因和合并急性呼吸窘迫综合征行ECMO 辅助时间较长( 110 h) ，其余 3 例患者作为术中支持及术后过渡，辅助时间分别为2 h、14 h、57 h。ECMO 辅助严重创伤后手术患者 3 例，均为 V- V ECMO 辅助;包括 2 例开胸探查止血、胸腔闭式引流术，1 例胸廓固定术;1例开胸探查止血患者死亡(死于多器官功能衰竭) ，其余 2 例患者存活(66．7%) 。3例患者均合并急性呼吸窘迫综合征，辅助时间较长，分别为 256 h，259 h，471 h(死亡) 。ECMO 辅助妇产科手术患者1例，为剖宫产手术，患者存活出院(100%) 。该患者合并重症肺炎、急性呼吸窘迫综合征，V-V ECMO 辅助 182 h。由以上可以知道，我国目前ECMO技术在除循环和呼吸系统之外的应用中，辅助气道手术进行案例较多，成功率也较高，具有良好的治疗效果。

2 适应症

依据病种，ECMO适用于①ECMO 的目的主要在建立有效循环，使缺血再灌注损伤的心肌得以恢复，例如冠心病，严重的缺血或坏死导致心肌收缩和舒张功能不全;② 心源性休克， 应该立即使用ECMO做ECPR;③心脏手术术后出现严重的心脏排出量降低，行常规治疗没有作用，在证明不是心脏结构改变时，可使用ECMO④应用在爆发性心肌炎中，ECMO作用于药物治疗没有效果的继发性重症心衰和严重心律失常;⑤适用于心肌病，ECMO只能应用在重症难治性心衰的治疗上，尤其是扩张型心肌病以及特异型心肌病;⑥应用于只使用药物无法治愈的肺动脉高压;⑦适用于肺栓塞的治疗;⑧适用于部分心脏移植患者[10]。

3 并发症

通常情况下把ECMO并发症有患者机体并发症和ECMO机械系统并发症两类[12]。

ECMO 术后最常见的并发症是出血，其原因主要是术中大量应用肝素等抗凝药物，以及血液体外循环过程中血小板损伤消耗。因此，术前备血，术中严密监测ACT，适时调整肝素等抗凝药物用量，以及术后输注抗纤溶药物、活化凝血因子以及直接补充新鲜冰冻 血浆等，可以有效应对出血情况。由于 ECMO 插管位置压力较高，尤其是股、动静脉插管，位置表浅， 容易渗出体液及分泌物，长时间 ECMO 容易造成感染。尤其是心肺移植患者，感染可以成为其致命因素。因此，严格保持创面清洁，缩短 ECMO 时间，预防性应用抗生素可有效应对感染。心功能不全患者，尿量监测是重要指标。体内毒素需要通过尿 液排出体外，报道显示约有 13%-43% 的 ECMO 患者并发肾衰竭，必要时采用利尿剂可以有效维持循环稳定，减少肾衰竭的发生。此外，VA-ECMO 模式的患者，由于流经心肺的血流减少，血液瘀滞，随着 VA-ECMO 时间的延长，出现血栓的可能性逐渐增大。并且，采用股静脉→ECMO→股动脉模式的患者，由于经过氧合的血液直接进入股动脉，造成股动脉水平以下氧合供血良好，而股动脉以上水平 氧合供血较差。这样就造成脑、肺、心等重要脏器缺血缺氧可能，因此临床上应慎重选择股静脉→ECMO→股动脉模式。其他如人为因素(插管造成的损伤等) 造成的并发症，都可以通过技术培训实操克服[13]。

4 近年来应用变化情况

我国ECMO应用较为局限，大部分为循环支持，且多为成人心脏病术后支持，在儿科的应用也主要为先心病术后支持，很少用于呼吸支持[9]。随着 ECMO 技术的普及发展，ECMO 的应用指征在不断扩大，在非心脏手术中的应用也越来越多，应用 ECMO 对非心脏手术患者进行辅助的应用前景巨大，尤其在胸外科手术及气道手术中具有良好的应用效果及前景[5]。

总之，我国目前ECMO的使用并不普及，绝大部分还是应用在心脏外科术后并发症以及呼吸衰竭等急危重症，虽然ECMO的应用发展也越来越迅速，但由于应用时间短，技术水平较低，导致ECMO 成功率较低，重症患者的死亡率并没有显著下降，面对其较高的并发症发生率也是应用推广面临的挑战。ECMO 的呼吸辅助功能为机体提供了良好的内环境，具有广阔的应用前景[20]。随着ECMO技术的发展，我国适应症患者也越来越多，其应用前景也会越来越广阔。