ECMO的臨床應用

1、ECMO的臨床應用的臨床應用歷史和背景w 1953年5月，Gibbon應用動脈氧合和灌注技術第一次成功的支持了開心臟手術。 w 1955年在美國的梅歐醫(yī)院Kirklin也應用了改進裝置并成功的進行了房間隔缺損修補術。w 20 世紀60 年代末,有人嘗試用體外心肺支持技術治療呼吸功能衰竭,并提出ECMO 的概念。w Hill 等于1972 年采用ECMO 技術成功治愈了一位24 歲合并呼吸衰竭的復合傷患者。w 但是，20世紀70年代中期，歐美各國用ECMO與機械通氣進行多中心對照研究，兩種方法治療ARDS的病死率都在90%左右。這些結果使ECMO的研究沉寂多年。w 20 世紀70 年代, Bar

2、tlett 等報道使用經動靜脈插管進行體外循環(huán)為患有嚴重呼吸功能不全的新生兒行氧合支持。w 1979 年Gattinoni 首次報道應用靜脈- 靜脈ECMO 治療成人嚴重呼吸功能不全的案例。w 五十多年來，隨著醫(yī)學科學日新月異的發(fā)展，儀器設備的更新?lián)Q代，雖然體外循環(huán)的原理沒有改變，但概念卻在不斷更新，其含義已遠遠超出了心臟手術這一固定的內涵，體外循環(huán)已不再是心臟手術的專有名詞，凡是需要心肺支持、心肺支持、血液暫時的旁路循環(huán)血液暫時的旁路循環(huán)，都可使用體外循環(huán)技術。 概念w 體外膜肺氧合體外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation ,ECMO)是一種非心臟

3、手術的體外循環(huán)技術。其原理是將體內的靜脈血引出體外，經過預肝素處理的管道經膜肺氧合后通過離心泵和管道再注入病人動脈或靜脈系統(tǒng)，起到部分心肺替代作用，維持人體臟器組織氧合血供。 基本原理w ECMO 基本回路跟CPB 類似,一路導管將體內血液引流至儲血罐,然后由機械泵將血泵入氧合器,經膜肺將血液氧合、排出CO2 并加溫后再通過另一路管道回輸體內。w 引流體外和泵入體內的管道之間有一備用的短路,其作用是一旦回路或機械故障時可迅速將機體與ECMO 系統(tǒng)脫離,從而確保臨床使用安全。ECMO的基本結構w 動靜脈插管w 連接管w 離心泵（人工心臟）w 膜肺（人工肺）w 供氣管道（氧氣、空氣）w 以及監(jiān)測系

4、統(tǒng)膜肺w 膜肺膜肺的功能是將非氧合血氧合成氧合血，又叫人工肺。ECMO氧合的膜肺分為有硅膠膜型與中空纖維型兩種。w 硅膠膜型膜肺：硅膠膜型膜肺：相容性好，少有血漿滲漏，血液成分破壞小，適合長時間輔助。例如支持心肺功能等待移植、感染所致呼吸功能衰竭。但其價格較高。w 中空纖維型膜肺：中空纖維型膜肺：易排氣，但臨床使用超過48小時后易出現(xiàn)血漿滲漏，對血液成分的破壞相對較大，但由于安裝簡便仍為急救首選。如需要，穩(wěn)定病情后可于一至兩日內更換合適的氧合器。動力泵（人工心臟）w 離心泵離心泵（人工心臟）：動力泵一般選用離心泵，因其安裝移動方便，管理簡便，血液破壞??；在合理的負壓范圍內有抽吸作用且不易產生氣

5、栓，可解決某些原因造成的低流量問題；新一代的離心泵對小兒低流量也易操控。肝素預處理肝素預處理w 肝素預處理肝素預處理（肝素涂抹表面HCS）技術：在管路內壁結合肝素，肝素保留抗凝活性，這就是肝素涂抹表面（HCS）技術。目前常用的有Carmeda涂抹。w HCS技術的成功對ECMO技術有強大的促進作用。w HCS技術可減少肝素用量、減少炎癥反應、保護血小板及凝血因子。因此HCS可減少ECMO并發(fā)癥，延長支持時間。ECMO與傳統(tǒng)的體外循環(huán)的不同點w 1 1、ECMO是密閉性管路，無體外循環(huán)過程中的儲血瓶裝置，體外循環(huán)則有儲血瓶作為排氣裝置，是開放式管路；w 2 2、ECMO由于是由肝素涂層材質，并且

6、是密閉系統(tǒng)管路無相對靜止的血液。激活全血凝固時間（ACT）120180s，體外循環(huán)則要求ACT480s；w 3 3、ECMO維持時間1-2周，有超過100天的報導，體外循環(huán)一般不超過8小時； 4 4、體外循環(huán)需要開胸手術，需要時間長，要求條件高，很難實施。ECMO多數(shù)無需開胸手術，相對操作簡便快速。 體外膜肺氧合（體外膜肺氧合（ECMOECMO）的方式）的方式w ECMOECMO主要分為兩種方式主要分為兩種方式：w 靜脈靜脈（V-V）轉流w 靜脈動脈（V-A）轉流w 靜脈靜脈（V-V）轉流： 經靜脈將靜脈血引出，經氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入另一靜脈。通常選擇右側股靜脈引出，右頸內靜脈泵入，

7、管道連接：右股靜脈離心泵膜肺右頸內靜脈，也可根據(jù)病人情況選擇雙側股靜脈。近年來有一種雙腔導管應用于臨床，從頸內靜脈置入后，其一個腔的開口位于右心房內，另一腔的開口位于上腔靜脈處，管道連接為右頸內靜脈離心泵膜肺右心房。V-VV-V轉流的原理轉流的原理是將靜脈血在流經肺之前已部分氣體交換，彌補肺功能的不足。V-V轉流適合單純肺功能受損，無心臟停跳危險?？稍谥С窒陆档秃粑鼨C參數(shù)至氧濃度60%、氣道壓 40cmH2O，從而阻斷為維持氧合而進行的傷害性治療。w 需要強調V-V轉流只可部分代替肺功能部分代替肺功能，因為只有一部分血液被提前氧合，并且管道存在重復循環(huán)現(xiàn)象。重復循環(huán)現(xiàn)象是指部分血液經過ECMO

8、管路泵入靜脈后又被吸入ECMO管路，重復氧合。w 靜脈動脈（V-A）轉流：經靜脈將靜脈血引出經氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入動脈。成人通常選擇股動靜脈；新生兒及幼兒由于股動靜脈偏細選擇頸動靜脈；也可開胸手術動靜脈置管。w V-A轉流是可同時支持心肺功能的連接方式。V-A轉流適合心功能衰竭、肺功能嚴重衰竭并有心臟停跳可能的病例。w 由于V-A轉流ECMO管路是與心肺并聯(lián)的管路，運轉過程會增加心臟后負荷，同時流經肺的血量減少。長時間運行可出現(xiàn)肺水腫甚至粉紅泡沫痰。這也許就是ECMO技術早期對心臟支持效果不如肺支持效果的原因。w 當心臟完全停止跳動，V-A模式下心肺血液滯留，容易產生血栓而導致不可逆

9、損害。如心臟完全停止跳動3小時則應立即開胸手術置管轉換成A-A-A模式。兩條插管分別從左、右心房引出經氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入動脈。這樣可防止心肺內血栓形成并防止肺水腫發(fā)生。w行體外膜肺氧合（行體外膜肺氧合（ECMOECMO）時動靜脈）時動靜脈置管方式可分為置管方式可分為：w直接切開法直接切開法w經皮穿刺置管法經皮穿刺置管法w有一定條件的醫(yī)院可行經皮穿刺置管法，其優(yōu)點為置管時間短，對病人損傷小。ECMO方式的選擇w ECMO方式的選擇是要參照病因、病情，靈活選擇?？傮w來說:w V-VV-V轉流方法為肺替代轉流方法為肺替代的方式，w V-AV-A轉流方法為心肺聯(lián)合替代轉流方法為心肺聯(lián)合替代

10、的方式。w 心臟功能衰竭及心肺衰竭病例選V-A；w 肺功能衰竭選用V-V轉流方法；w 長時間心跳停止選A-A-A模式。w 而在病情的變化過程中還需要不斷更改轉流方式。例如:w 在心肺功能衰竭急救過程中選擇了V-A轉流方法，經過治療心功能恢復而肺還需要時間恢復。為了肺功能的快速恢復，轉為V-V模式。w 不合理的模式選擇則可能促進原發(fā)病的進展，降低成功率；正確的模式選擇可對原發(fā)病起積極作用，提高成功率。ECMOECMO適應癥適應癥w （1）新生兒肺疾病適應ECMO 治療的新生兒肺疾病包括胎糞吸入綜合征、先天性隔疝、肺部感染等,因這些疾病最終都導致肺損傷、低氧血癥甚至持續(xù)性肺動脈高壓。w （2）急性

11、呼吸衰竭、ARDS 和急性肺損傷用于急性呼吸功能衰竭的替代治療是研制ECMO 的初衷。一般認為,誤吸、創(chuàng)傷、嚴重肺部感染、膿毒血癥等直接或間接造成肺損傷,繼而引起的呼吸衰竭和ARDS 是ECMO 的適應癥,特別適用于小兒或成人的急性肺損傷。w （3）心臟手術由于VA ECMO 的血流灌注可達心輸出量的75 % ,因此有人將ECMO 嘗試用于CPB 脫機困難的心臟手術病人。由于血液充分氧合后有利于心肌供氧和降低肺血管阻力,有助于心功能的恢復,故近年來有人研究用VV 方式來提供心臟支持。w （4）肺栓塞或氣道梗阻對急性肺栓塞和氣道梗阻的患者,快速建立ECMO 是一種有效的搶救措施。w （5）心肺移

12、植手術ECMO 不僅可為晚期心肺功能衰竭等待移植手術的患者爭取足夠的時間,也可改善全身狀況，對預后有利。ECMO 還為順利度過手術和術后恢復期保駕護航。w （6）心跳呼吸驟停 這是近幾年研究的熱點其他： ECMO 在臨床難于處理的代謝性酸中毒、心肌炎、頑固性休克、無心跳供體的臟器保護等方面也能發(fā)揮其特殊的治療價值。禁忌癥w 絕對禁忌癥：絕對禁忌癥：w 禁忌抗凝者w 沒有救治希望的終末期疾病w 潛在的中重度慢性肺部疾病w 高齡多器官功能衰竭綜合征w 對治療無反應的膿毒性休克w 無法控制的代謝性酸中毒w 中樞神經系統(tǒng)損傷w 重度免疫抑制w 相對禁忌癥：w 靜脈靜脈轉流的靜脈靜脈轉流的相對禁忌癥：w

13、 機械通氣7dw 正性肌力藥物治療后心肌功能仍然差的(CI45或75%體循環(huán)壓）w 心臟停搏w 年齡60歲；w 靜脈動脈轉流的相對禁忌癥靜脈動脈轉流的相對禁忌癥：w 機械通氣7dw 不可逆的慢性的心功能不全w 年齡60 歲并發(fā)癥w ECMO 并發(fā)癥主要包括兩部分, 即患者機體并發(fā)癥和ECMO 系統(tǒng)的異常。w 患者機體常見并發(fā)癥有手術創(chuàng)面及插管部位的出血、栓塞、神經系統(tǒng)功能異常、心肌頓抑、腎功能不全、溶血、感染以及末端肢體缺血等。w ECMO 系統(tǒng)異常包括氧合器氧合不良、血漿滲漏及泵失靈等。w （1)出血w 出血是ECMO 最為常見的并發(fā)癥, 包括手術區(qū)域的出血和其他重要臟器的出血, 例如導管留

14、置處的出血, 心臟創(chuàng)面出血導致的心包壓塞等, 而重要臟器則以腦出血最為嚴重。w 出血原因：: 手術技術的缺陷, 管道固定的不可靠, 患者清醒時帶管的活動均可能造成手術區(qū)域的出血。 ECMO 治療中必須采用全身肝素化以避免血液的凝固和血栓形成, 長期的肝素化使出血的風險增加。ECMO 使用時血小板消耗嚴重。血細胞損傷所致的血小板功能下降, 凝血激活物的匱乏以及纖溶亢進。w (2)栓塞w 其中包括腦血管栓塞、左心大量血栓、肢體血管栓塞。w 分析其原因可能為長時間ECMO 支持導致大量血液成份破壞, 全身炎癥反應, 以及抗凝不充分等因素均可導致血栓形成, 造成栓塞。而ECMO 流量過大, 造成左心血

15、流不足, 流速緩慢則可能導致左心內血栓。w （3）神經精神系統(tǒng)并發(fā)癥w 神經精神系統(tǒng)并發(fā)癥主要表現(xiàn)為腦出血及腦栓塞所引起的中樞神經系統(tǒng)異常, 以及撤離ECMO 后的抑郁躁狂狀態(tài)。w 引起神經系統(tǒng)并發(fā)癥的原因包括低氧血癥、栓塞及出血。w (4)心肌頓抑w 臨床上可見ECMO 輔助早期患者自身的收縮壓下降, 脈壓差縮小, 心臟的輸出量極大程度依賴ECMO 的流量。超聲心動檢查顯示心肌收縮無力, 左心室擴張。w ECMO 導致心肌頓抑的可能原因有: 心肌缺血再灌注損傷。ECMO 將提高左心室的后負荷, 從而增加左室壁張力, 增加心肌的氧耗ECMO 系統(tǒng)對左心室的引流不充分將導致左室前負荷增加冠狀動脈

16、灌注血氧分壓低, 造成的心肌缺氧。w （5）腎功能不全w 腎功能不全也是ECMO 常見的并發(fā)癥之一。發(fā)生率占ECMO 支持者的16.7%27.2%。ECMO 輔助期間, 腎功能不全的發(fā)生原因尚不明了?？赡芘c溶血、血栓栓塞、全身炎性反應等因素有關。腎功能不全的主要病變是急性腎小管壞死, 常為可逆性改變, 通過積極的治療多數(shù)患者腎功能可恢復正常。w （6）溶血w 患者表現(xiàn)為血色素下降, 血紅蛋白尿, 血漿游離血紅蛋白水平升高, 嚴重者造成急性腎功能衰竭。引起溶血常見原因有: 靜脈端引流不良, 造成泵前負壓過大, 引起紅細胞機械性破壞; 離心泵軸心處產生血栓, 造成泵的轉動不平衡或血栓在泵內的轉動,

17、直接破壞紅細胞; 泵的轉動及管道的內表面的直接破壞。w （7）感染w ECMO 期間感染發(fā)生率較高主要與手術時間過長, 手術創(chuàng)傷過大有關, ECMO 過程增加了感染的機會。w （8）末端肢體缺血w 末端肢體缺血的發(fā)生率為3%5.6%。其中以股動脈置管行ECMO 輔助時下肢末端缺血最為常見。血栓、栓塞, 留置的導管口徑太大所致的血流阻塞, 均可造成肢體的缺血。在危重癥患者中的應用w 主要介紹在ARDS和心跳呼吸驟停治療中的應用。在心跳呼吸驟停中的應用 有ECMO條件的醫(yī)院，心跳呼吸驟停的搶救首選傳統(tǒng)急救同時實施V-A ECMO。此方案的優(yōu)點：w 在最短的時間內建立呼吸循環(huán)支持系統(tǒng)，保護重要臟器；

18、w 防止反復出現(xiàn)心跳呼吸驟停；w 在有效的呼吸循環(huán)支持狀態(tài)下尋找并治療原發(fā)病。w 搶救過程中如各科配合默契,并采用經皮穿刺置管，則可以將ECMO的啟動時間控制在10分鐘左右。w 在有效的心肺復蘇支持下，搶救小組密切合作盡快啟動循環(huán)，是可以保護重要臟器不發(fā)生不可逆損害。在實施ECMO后一般心跳會很快恢復，若長時間未恢復則可轉A-A-A模式。 w 實施ECMO支持下尋找原發(fā)病并積極治療。無原發(fā)病的患者可在去處刺激因素后迅速脫離ECMO系統(tǒng)，如電擊、高血鉀等導致的心跳呼吸驟停。某些原發(fā)癥經過支持可以逐漸恢復，待恢復后可脫離ECMO系統(tǒng)，例如重癥暴發(fā)性心肌炎。w 若有嚴重的原發(fā)病且非自限性，如不治療心

19、功能難以恢復，應迅速進一步治療如急性心肌梗塞。在ECMO支持下多科協(xié)作治療，盡快實施冠狀動脈脈搭橋手術或冠狀動脈脈支架植入術是可迅速恢復心功能的。w 此類疾病治療路徑的關鍵是此類疾病治療路徑的關鍵是：w 確認排除腦損傷引起的心跳呼吸驟停；w 迅速有效的心肺復蘇，迅速的ECMO啟動，保護重要臟器功能；w 及時的后續(xù)治療。由于腦功能的喪失使一切治療失去意義，在這一臨床路徑中腦功能的確定喪失，是終止ECMO的重要指征之一。在ARDS中的應用w ARDS 最重要治療手段為機械通氣, 但是機械通氣引起肺部氣壓傷、容量傷、生物傷及長時間的高氧暴露可能導致治療失敗。w 新的治療策略(如吸入一氧化氮、高頻振蕩

20、通氣和俯臥治療等) 提高了ARDS 的生存率,但在國內,由于條件所限,一些新的治療方法運用水平較低,ARDS 病死率仍較高。w 新的呼吸支持療法應用提高了病人的生存率。然而，嚴重ARDS患者病死率仍居高不下(55%82% )。這種高病死率可能由于這些治療措施所帶來的損傷作用超過了肺抵御能力、因此，ECMO支持所體現(xiàn)的使心、肺休息是最合理的治療理念，而各種通氣模式均難以達到這一點。w ECMO 能提供有效氧合和氣體交換, 并下調呼吸機參數(shù), 進行低頻、低壓、低濃度氧通氣, 從而最低限度干預肺, 使肺得到休息, 完成功能上的改善和病理上的修復。w 治療原則是盡快建立穩(wěn)定的生命支持，縮短器官缺氧時間。w 一般選擇V-V轉流，氧合器首選硅