ECMO技術(shù)臨床應(yīng)用

ECMO技術(shù)臨床應(yīng)用,徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院麻醉科劉功儉,ECMO(ExtracorporealMembraneOxygenator),體外膜肺氧合(ExtracorporealMembraneOxygenation)簡(jiǎn)稱ECMO，就是將靜脈血引流至體外，經(jīng)過(guò)滾輪泵或離心泵（人工心臟）推動(dòng)和氧合器（人工肺臟）的氧合，再回到病人血管，取代病人心臟及肺臟之功能的裝置。,ECMO與CPB,1.CPB需在全麻下開(kāi)胸完成，ECMO插管可在局麻下完成；2.CPB只能應(yīng)用幾小時(shí)不等，ECMO可行357天心肺功能支持；3.CPB替代心、肺功能而保證手術(shù)進(jìn)行，ECMO為心肺功能恢復(fù)爭(zhēng)取時(shí)間。ECMO使心臟和肺得到充分休息，全身氧供、CO2排出和血流動(dòng)力學(xué)均處穩(wěn)定狀態(tài)。,MO,Pump,CPBvsECMO,體外心肺支持技術(shù)常用名詞,ECLSExtraCorporealLifeSupportECMOExtraCorporealMenbraneOxygenationECCORorECCO2RExtraCorporealCO2removalPECCO2RPortableextraCorporealCO2removalECLAExtracorporeallungassistECLHAExtracorporeallungandheartassistCPSCardiopulmonarysupportPCPSPortablecardiopulmonarysystemPCPSPercutaneouscardiopulmonarysupportCPBCardiopulmonaryBypassEPBGEExtrapulmonarybloodgasexchangeARECAssistancrespiratoryextracorporealIVOXIntravascularoxygenation,ECMO,體外氣體交換。ECMO按使用目的不同分為兩類。通常稱ECMO是以氧合為主要目的，CO2排出為其繼發(fā)作用；若以CO2排出為首要目的，則稱為體外膜肺CO2排出(ECCO2R)；若伴以低頻正壓通氣則稱為L(zhǎng)FPPV-ECCO2R。支持肺臟功能和/或心臟功能,與心臟手術(shù)中的體外循環(huán)技術(shù)相似，但使用時(shí)間較長(zhǎng)（57天），能以較為恒定流速將血液泵出。隨著病人情況的改善，逐漸降低流速，使心肺承擔(dān)更多工作。,歷史和背景,1953年Gibbon用氧合灌注技術(shù)首次成功支持開(kāi)心手術(shù)。1969年開(kāi)始使用膜式氧合器。1976年Gilleh等發(fā)現(xiàn)ECMO治療重癥急性呼吸衰竭的病死率高達(dá)85，歐美各國(guó)也發(fā)現(xiàn)ECMO治療重癥呼衰病死率在90，其原因有三點(diǎn)：患者肺大多為不可逆器質(zhì)性改變；ECMO治療期間仍進(jìn)行呼吸機(jī)支持，F(xiàn)iO2為60%致肺纖維化；ARDS為病毒和細(xì)菌感染所致，而ECMO對(duì)損傷、栓塞所致ARDS療效較好。1979年Gattinoni等把體外清除CO2和低頻正壓通氣結(jié)合起來(lái)，使ARDS療效從10提高到50。重新燃起了用ECMO治療ARDS的希望。以后這項(xiàng)技術(shù)逐步完善并應(yīng)用至今,ECMO的發(fā)展,經(jīng)皮插管方法可在短時(shí)間內(nèi)建立ECMO，避免開(kāi)胸和損傷大血管。治療新生兒呼吸衰竭采用經(jīng)臍血管建立ECMO，增加靜脈回流。1988年Bindslev等用肝素涂抹型膜肺，減少肝素全身用量和出血。Cottrell等應(yīng)用抑肽酶在ECMO治療中保護(hù)血小板。1993年Zwushenberrger等調(diào)查5000例ECMO治療呼衰患兒，生存率為82%，而常規(guī)治療死亡率為80%。1994年ECMO國(guó)際會(huì)議認(rèn)為ECMO對(duì)兒童特別是新生兒有很好療效，對(duì)成人效果不理想，對(duì)呼吸衰竭效果較佳，對(duì)感染和心衰效果較差。1996年全世界有100個(gè)醫(yī)療中心對(duì)新生兒呼衰用ECMO常規(guī)治療。27個(gè)用ECMO常規(guī)治療成人ARDS，約有10萬(wàn)患者用ECMO，生存率為80。有的存活率可達(dá)為90，而成人的生存率穩(wěn)定在50，,ECMO的原理,ECMO總體設(shè)想是利用體外循環(huán)代替自然循環(huán)，由離心泵提供血流動(dòng)力，通過(guò)氧合器對(duì)靜脈血進(jìn)行氧合，成為含氧高的動(dòng)脈血，注回人體完成輸氧功能。長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行體外氧合與CO2移除，支持心肺功能，減少心、肺負(fù)荷，為心臟和肺臟疾病的恢復(fù)提供時(shí)間。,ECMO心肺功能支持的優(yōu)越性,有效地改善低氧血癥。能將靜脈血氧合為動(dòng)脈血，每分鐘流量可達(dá)1-7L。較長(zhǎng)時(shí)間支持性灌注為心肺功能恢復(fù)贏得時(shí)間。治療過(guò)程血液損傷輕。避免長(zhǎng)時(shí)間高濃度氧吸入所致氧中毒。避免機(jī)械通氣所致肺損傷。治療期間進(jìn)行機(jī)械通氣只為避免肺泡萎縮，不需很高的壓力；有效循環(huán)支持。治療期間機(jī)器可代替心臟射血而輔助心臟功能。在沒(méi)有或較少正性肌力藥作用條件下，降低心臟前、后負(fù)荷，心肌可獲得充分休息，能量?jī)?chǔ)備增加。ECMO治療中可用人工腎對(duì)機(jī)體內(nèi)環(huán)境進(jìn)行可控性調(diào)節(jié)。,AretheredifferenttypesofECMO?,veno-arterialorVAECMO.veno-venousorVVECMO,靜脈動(dòng)脈轉(zhuǎn)流,最常用方法是通過(guò)頸內(nèi)靜脈插管，經(jīng)右房將血液引流至氧合器，氧合血通過(guò)頸動(dòng)脈插管至主動(dòng)脈弓輸入體內(nèi)。此法可將80%回心血量引至氧合器，降低肺動(dòng)脈壓和心臟前負(fù)荷。可替代衰竭的心肺功能。當(dāng)流量達(dá)到120ml/kgmin時(shí)，心臟可處于休息狀態(tài)。此法可降低肺動(dòng)脈壓力，人工呼吸依賴性成分少，適用于嚴(yán)重呼吸衰竭。缺點(diǎn)經(jīng)股動(dòng)脈低部位灌注，可使上半身的冠狀動(dòng)脈和腦組織得不到充分灌注。肺血流驟然減少致肺淤血，增加肺部炎癥和血栓形成危險(xiǎn)性。此法非搏動(dòng)成分多，對(duì)維持穩(wěn)定血流動(dòng)力學(xué)有一定困難。插管拔管操作復(fù)雜，結(jié)扎一側(cè)頸部血管，對(duì)腦發(fā)育有潛在危險(xiǎn)。,V-Amode,靜脈靜脈(V-Vmode)轉(zhuǎn)流,常用方法是從股靜脈插管，將插管延伸至下腔靜脈近心端，引出的血液經(jīng)氧合后經(jīng)頸內(nèi)靜脈插管輸送氧合血至右房，再經(jīng)三尖瓣口送至右室。三尖瓣能有效分隔右室內(nèi)氧合血和右房?jī)?nèi)非氧合血，80%血液可氧合，由右室收縮注入肺動(dòng)脈。優(yōu)點(diǎn)是保證肺血液灌注，同時(shí)心臟搏動(dòng)射血亦存在，適用于無(wú)心功能不全呼衰患者，不需動(dòng)脈結(jié)扎，操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是不降低右心臟前負(fù)荷，無(wú)心功能輔助作用，新生兒重癥呼吸衰竭時(shí)不宜使用，對(duì)PPHN無(wú)明顯治療作用，易發(fā)生心律失常。,V-Vmode,ECMO使用目的,保證機(jī)體有足夠氧供.ECMO不能治愈心臟或肺臟疾病，但可使心肺休息和恢復(fù)。ECMO治療期間降低呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)置，使肺臟休息以維護(hù)殘余肺功能，減少呼吸機(jī)相關(guān)肺損傷。ECMO治療期間減少或停止使用支持心臟藥物，暫時(shí)性輔助心臟功能。臨床用來(lái)爭(zhēng)取時(shí)間而非治愈疾病。,WhyECMO?,SeverepulmonaryhypertensionPneumoniaRespirationfailurefromtraumaorsevereinfectionsHeartfailure,ECMO臨床效果主要取決于病人心臟和肺功能能否恢復(fù)。,ECMO的臨床應(yīng)用,ECMO應(yīng)用范圍,一、心源性循環(huán)衰竭（一）心臟手術(shù)重建后，造成右心室衰竭合并可逆性肺高壓危像。（二）Bridge：為準(zhǔn)備心臟手術(shù)或心室輔助裝置或心臟移植，而暫時(shí)替代心臟功能。（三）心臟手術(shù)后暫時(shí)左心室功能喪失（stunnedheart），常見(jiàn)于prolongbypass。（四）可逆性的心肌病變，如心肌炎、冠狀動(dòng)脈暫時(shí)性痙攣。（五）先天性心臟病手術(shù)重建後，心輸出量不足造成單側(cè)或雙側(cè)心衰竭。（六）肺栓塞或肺梗塞（pulmonaryembolismorinfarction）。,各種心功能輔助方法的特點(diǎn),二、呼吸衰竭,（一）ARDS（急性呼吸窘迫綜合征）1.Qs/Qt（intrapulmonaryRtoLshunt)302.Peakairwaypressure45cmH2O3.TSLCs5cmH2O6.lunglavageinpulmonaryalveolarproteinosis7.ARDSpatientswhodonotrespondtoconventionalmechanicalventilatorstrategies.8.afterlungtransplantation,成人ECMO實(shí)施標(biāo)準(zhǔn),低氧性呼衰：傳統(tǒng)的機(jī)械通氣或PCIRV（壓力控制反比通氣）已不能糾正缺氧及提高肺順應(yīng)性；FiO20.6時(shí)，肺內(nèi)分流30；肺靜態(tài)順應(yīng)性45cmH2O；Ve200ml/kg/min時(shí)仍然PaCO245mmHg,1.吸入性胎糞肺炎癥候群（MAS:Meconiumaspirationsyndrome）2.呼吸窘迫癥候群（Hyalinemembranedisease）3.先天性膈疝（CDH；Congenitaldiaphragmhernia）4.新生兒頑固性肺高壓（PPHN；persistentpulmonaryhypertensionofneonate）并符合下列呼吸衰竭指標(biāo),（二）小兒及新生兒,新生兒入選標(biāo)準(zhǔn),無(wú)嚴(yán)重的凝血或出血性疾病，無(wú)顱內(nèi)出血，機(jī)械通氣80-83.2kPa持續(xù)4-12h；氧合指數(shù)25-40，持續(xù)0.5-6h；PaO24.6-6.6kPa持續(xù)2-12h；急性惡化狀態(tài)：PaO240cmH2O時(shí)pH7d，變性肌力藥物治療后心肌功能仍差(CI45或75%體循環(huán)壓），心臟停搏，年齡60歲；靜脈-動(dòng)脈:機(jī)械通氣7d，不可逆或慢性心功能不全，年齡60歲。,兒童禁忌癥,Lethalchromosomalanomaly14daysSevereneurologicinsultorasphyxia,ECMO并發(fā)癥,1、出血ECMO采用全身肝素化，出血不可避免，嚴(yán)重出血將危及病人生命。2、腦損傷新生兒ECMO大多經(jīng)頸部插管建立體外循環(huán)，結(jié)束時(shí)需結(jié)扎頸部血管。一般認(rèn)為嬰幼兒對(duì)右側(cè)頸部血管結(jié)扎有很強(qiáng)的耐受，通過(guò)左側(cè)頸部血管進(jìn)行代償。3、血栓ECMO中凝血功能發(fā)生很大變化，表現(xiàn)在肝素應(yīng)用、血液和異物表面接觸血小板活性物質(zhì)釋放、凝血因子消耗。4、其它ECMO除對(duì)呼吸支持外還可改善循環(huán)功能。ECMO治療過(guò)程中常有高血壓、心臟頓抑、心律失常等并發(fā)癥。,ECMO的使用,開(kāi)機(jī)V-Vmode：FiO2：1.0gasflow：10L/minV-Amode：FiO2：1.0gasflow：bloodflow=1：1血流量新生兒：150ml/min嬰兒：100ml/min兒童：75-10ml/min成人：50-75ml/min氧耗量嬰兒：5-8ml/min兒童：4-6ml/min成人：3-5ml/minDO2：VO2=5：1O2delivery：O2consumption,開(kāi)始階段,開(kāi)始階段應(yīng)盡量提高灌注流量以償還氧債，糾正酸堿失衡和電解質(zhì)紊亂。根據(jù)神志、末梢循環(huán)和內(nèi)臟灌注情況判斷ECMO有效性。病情穩(wěn)定后根據(jù)其心肺功能調(diào)節(jié)ECMO流量；心衰患者停用正性肌力藥物，流量需達(dá)正常心排量80%，同時(shí)進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)。PaO2應(yīng)達(dá)到70-90mmHg，SvO2應(yīng)達(dá)到75%左右。ECMO支持期間適當(dāng)抗凝。肝素初始劑量為100U/kg，然后以30U/(kgh)速度持續(xù)輸入。用普通膜式氧合器和管路者，ACT應(yīng)保持在220260秒；用肝素涂層者，ACT應(yīng)保持在180200秒。血小板計(jì)數(shù)應(yīng)保持100109/L左右。長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)流者均有血小板減少，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。,WhathappensonECMO?,Turntheventilatorsettingsdowntorestsettings.Turndownmanyoftheheartmedicines.Dailyroutine;chestx-rayeachmorning,weightandbath,bloodsamples(labs)andconstantmonitoringofvitalsigns.Letthepatientsrestasmuchaspossible,Ventilatorsettings,NeonatesandInfants:ReducegraduallytoFiO20.3(0.2-0.4)over1-2hoursifpossible.Airwaypressures20/5cmH2O.Rate:10/min.PEEP:4cmH2OPediatricsandadults:FiO20.4.-0.5.Peakairwaypressure20-30cmH2O,Rate:10-15/min.PEEP10cmH2O.,Immediatelyafterstart-up,ChestX-rayLabs:CompleteBloodCount(CBC),ABGs,Na,K,Caandionized-Ca,totalprotein,albumin,glucose,ACT.1.q4hrs:Hgb,Hct,platlets,Na,K,glucose.2.q1hrandprn,q2hrswhenstable:ACT,ABGs.,Daily,CBC,CRP,freeHgbinplasma,Na,K,Cl,Caandion.Ca,P,Mg,BUN,creatinine,totalprotein,albumen,glucose,bilirubin,SGOT,SGPT,LDH,amylase,coagulationstatusincludingATIII.Urinelytesandchem.stripCXRUltrasoundofhead(neonates)Microbiology:urine,sputum.Bloodcultures.,Medications,PainmedicationHeparinAntibioticsprophylaxisDopamine,Dobutamine.TPNorenteralnutritionwhenpossible,Heparin,Initialdose100IUheparin/kgiv,maintainwith15-60IU/kg/hrusinginfusionpump.WerecommendACTbetween150and180seconds.IfACT150secondsgiveimmediately50IUheparin/kgbolusIV(15-25IUforneonatesandchildren).Thenadjustinfusionrate.,呼吸功能不全,對(duì)呼吸功能不全的患者，在進(jìn)行ECMO同時(shí)實(shí)施“肺保護(hù)通氣策略”，避免肺損傷加重，促進(jìn)肺功能恢復(fù)。肺保護(hù)措施包括：1.保持肺循環(huán)有適當(dāng)血流；2.機(jī)械通氣峰值壓24cmH2O；3.FiO2不高(0.21)，避免高濃度氧對(duì)肺的損害;4.加用適當(dāng)PEEP(12-15cmH2O)。在ECMO支持過(guò)程中盡量避免患者水負(fù)荷過(guò)重,可用利尿劑，也可在ECMO回路中加用超濾裝置以控制水分排出。,ECMO撤離,患者心肺功能逐漸恢復(fù)后可逐漸降低ECMO流量，增加心肺負(fù)荷。當(dāng)ECMO流量降至心排量20%以下，即可準(zhǔn)備ECMO撤離。心衰患者撤離前應(yīng)予正性肌力藥物支持；呼衰患者撤離后需維持一段時(shí)間通氣支持。只要心肺功能損害可逆，絕大多數(shù)患者應(yīng)用ECMO2-3周即可順利撤離。ECMO對(duì)新生兒呼吸衰竭支持效果最為滿意。與呼衰相比，ECMO對(duì)心衰支持效果略差，心臟手術(shù)后ECMO支持效果很大程度上取決于手術(shù)對(duì)畸形和病變矯正是否完善及手術(shù)過(guò)程心肌缺血性損傷的嚴(yán)重程度。,WEANINGFROMECMO,ItisrecommendedtochangethetubeandrinsetheairwaysbeforeweaningfromECMO.TheECMOflowisthenreducedby60-70%during12-24hours.Reducethesweepgastotheoxygenator.ReduceFiO2till0.21.IncreasetheventilatorsupporttosatisfactoryPaO2.,TrialoffECMO,TheECMOsupportisstoppedforalimitedperiodoftimetoasessthepatientsabilitytooxygenateandremoveCO2.Arterialandvenoustubingisthenclamped,theECMO-systemiskeptreadyandrecirculatedtoavoidcoagulationofthesystemifitisneededtoreestablishsupport.,呼吸系統(tǒng)評(píng)估與護(hù)理,每日胸部X-ray檢查，并每4小時(shí)聽(tīng)診呼吸心臟