ECMO技術(shù)臨床應(yīng)用

ECMO技術(shù)臨床應(yīng)用徐州醫(yī)學(xué)院隸屬醫(yī)院麻醉科劉功儉

ECMO

(ExtracorporealMembraneOxygenator)體外膜肺氧合(ExtracorporealMembraneOxygenation)簡稱ECMO，就是將靜脈血引流至體外，經(jīng)過滾輪泵或離心泵（人工心臟）推動和氧合器（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CPB1.CPB需在全麻下開胸達(dá)成，ECMO插管可在局麻下達(dá)成；2.CPB只能應(yīng)用幾小時不等，ECMO可行3－57天心肺功能支持；3.CPB代替心、肺功能而保證手術(shù)進(jìn)行，ECMO為心肺功能恢復(fù)爭取時間。ECMO使心臟和肺獲取充分歇息，渾身氧供、CO2排出和血流動力學(xué)均處穩(wěn)固狀態(tài)。MOPumpCPBvsECMO體外心肺支持技術(shù)常用名詞ECLSExtraCorporealLifeSupportECMOExtraCorporealMenbraneOxygenationECCORorECCO2RExtraCorporealCO2removalPECCO2RPortableextraCorporealCO2removalECLAExtracorporeallungassistECLHAExtracorporeallungandheartassistCPSCardiopulmonarysupportPCPSPortablecardiopulmonarysystemPCPSPercutaneouscardiopulmonarysupportCPBCardiopulmonaryBypassEPBGEExtrapulmonarybloodgasexchangeARECAssistancrespiratoryextracorporealIVOXIntravascularoxygenationECMO體外氣體交換。ECMO按使用目的不同分為兩類。平時稱ECMO是以氧合為主要目的，CO2排出為其繼發(fā)生用；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LFPPV-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)相像，但使用時間較長（57天），能以較為恒定流速將血液泵出。跟著病人狀況的改良，逐漸降低流速，使心肺擔(dān)當(dāng)更多工作。歷史和背景1953年Gibbon用氧合灌輸技術(shù)首次成功支持高興手術(shù)。1969年開始使用膜式氧合器。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％，歐美各國也發(fā)現(xiàn)ECMO治療重癥呼衰病死率在90％，其原因有三點(diǎn)：①患者肺大多為不可逆器質(zhì)性改變；②ECMO治療時期仍進(jìn)行呼吸機(jī)支持，F(xiàn)iO2為60%致肺纖維化；③ARDS為病毒和細(xì)菌感染所致，而ECMO對傷害、栓塞所致ARDS療效較好。1979年Gattinoni等把體外除去CO2和低頻正壓通氣聯(lián)合起來，使ARDS療效從10％提高到50％。從頭燃起了用ECMO治療ARDS的希望。此后這項(xiàng)技術(shù)逐漸完美并應(yīng)用到現(xiàn)在ECMO的發(fā)展經(jīng)皮插管方法可在短時間內(nèi)成立ECMO，防止開胸和傷害大血管。治療再生兒呼吸衰竭采用經(jīng)臍血管成立ECMO，增加靜脈回流。1988年Bindslev等用肝素涂抹型膜肺，減少肝素渾身用量和出血。Cottrell等應(yīng)用抑肽酶在ECMO治療中保護(hù)血小板。1993年Zwushenberrger等檢查5000例ECMO治療呼衰患兒，生計(jì)率為82%，而慣例治療死亡率為80%。1994年ECMO國際會議認(rèn)為ECMO對少兒特別是再生兒有很好療效，對成人成效不理想，對呼吸衰竭成效較佳，對感染和心衰成效較差。1996年全世界有100個醫(yī)療中心對再生兒呼衰用ECMO慣例治療。27個用ECMO慣例治療成人ARDS，約有10萬患者用ECMO，生計(jì)率為80％。有的存活率可達(dá)為90％，而成人的生計(jì)率穩(wěn)固在50％，ECMO的原理ECMO整體假想是利用體外循環(huán)取代自然循環(huán)，由離心泵供應(yīng)血流動力，經(jīng)過氧合器對靜脈血進(jìn)行氧合，成為含氧高的動脈血，注回人體達(dá)成輸氧功能。長時間進(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)供應(yīng)時間。ECMO心肺功能支持的優(yōu)勝性①有效地改良低氧血癥。能將靜脈血氧合為動脈血，每分鐘流量可達(dá)1-7L。②較長時間支持性灌輸為心肺功能恢復(fù)博得時間。治療過程血液傷害輕。③防止長時間高濃度氧吸入所致氧中毒。④防止機(jī)械通氣所致肺傷害。治療時期進(jìn)行機(jī)械通氣只為防止肺泡萎縮，不需很高的壓力；⑤有效循環(huán)支持。治療時期機(jī)器可取代心臟射血而輔助心臟功能。在沒有或較少正性肌力藥作用條件下，降低心臟前、后負(fù)荷，心肌可獲取充分歇息，能量儲備增加。⑥ECMO治療中可用人工腎對機(jī)體內(nèi)環(huán)境進(jìn)行可控性調(diào)理。AretheredifferenttypesofECMO?veno-arterialorVAECMO.veno-venousorVVECMO靜脈－動脈轉(zhuǎn)流最常用方法是經(jīng)過頸內(nèi)靜脈插管，經(jīng)右房將血液引流至氧合器，氧合血經(jīng)過頸動脈插管至主動脈弓輸入體內(nèi)。此法可將80%回心血量引至氧合器，降低肺動脈壓和心臟前負(fù)荷。可代替衰竭的心肺功能。當(dāng)流量達(dá)到120ml/kg·min時，心臟可處于歇息狀態(tài)。此法可降低肺動脈壓力，人工呼吸依靠性成分少，合用于嚴(yán)重呼吸衰竭。弊端經(jīng)股動脈低部位灌輸，可使上半身的冠狀動脈和腦組織得不到充分灌輸。肺血流突然減少致肺淤血，增加肺部炎癥和血栓形成危險(xiǎn)性。此法非搏動成分多，對保持穩(wěn)固血流動力學(xué)有必定困難。插管拔管操作復(fù)雜，結(jié)扎一側(cè)頸部血管，對腦發(fā)育有潛伏危險(xiǎn)。V-Amode靜脈－靜脈(V-Vmode)轉(zhuǎn)流常用方法是從股靜脈插管，將插管延長至下腔靜脈近心端，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。三尖瓣能有效分開右室內(nèi)氧合血和右房內(nèi)非氧合血，80%血液可氧合，由右室縮短注入肺動脈。優(yōu)點(diǎn)是保證肺血液灌輸，同時心臟搏動射血亦存在，合用于沒心功能不全呼衰患者，不需動脈結(jié)扎，操作簡單。弊端是不降低右心臟前負(fù)荷，沒心功能輔助作用，再生兒重癥呼吸衰竭時不宜使用，對PPHN無明顯治療作用，易發(fā)生心律失態(tài)。V-VmodeECMO使用目的保證機(jī)體有足夠氧供.ECMO不可以治愈心臟或肺臟疾病，但可使心肺歇息和恢復(fù)。ECMO治療時期降低呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)置，使肺臟歇息以保護(hù)節(jié)余肺功能，減少呼吸機(jī)有關(guān)肺傷害。ECMO治療時期減少或停止使用支持心臟藥物，暫時性輔助心臟功能。臨床用來爭取時間而非治愈疾病。WhyECMO?SeverepulmonaryhypertensionPneumoniaRespirationfailurefromtraumaorsevereinfectionsHeartfailureECMO臨床成效主要取決于病人心臟和肺功能可否恢復(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，而暫時代替心臟功能。

（三）心臟手術(shù)后暫時左心室功能喪失（stunnedheart），常有于prolongbypass。（四）可逆性的心肌病變，如心肌炎、冠狀動脈暫時性痙攣。

（五）先本性心臟病手術(shù)重建後，心輸出量不足造成單側(cè)或雙側(cè)心衰竭。

（六）肺栓塞或肺擁堵（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?jīng)r綜合征）

1.Qs/Qt﹪（intrapulmonaryRtoLshunt)>302.Peakairwaypressure>45cmH2O

3.TSLCs<30ml/cmH2O（TotalStaticLungCompliance）

4.ARDSTypicalX-rayand/orCTscan

5.FiO2：1.0,PaO2<50mmHg,PEEP>5cmH2O6.lunglavageinpulmonaryalveolarproteinosis7.ARDSpatientswhodonotrespondtoconventionalmechanicalventilatorstrategies.8.afterlungtransplantation成人ECMO實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)低氧性呼衰：①傳統(tǒng)的機(jī)械通氣或PC－IRV（壓力控制反比通氣）已不可以糾正缺氧及提高肺適應(yīng)性；②FiO2>0.6時，肺內(nèi)分流>30％；③肺靜態(tài)適應(yīng)性<0.5ml?cmH2O-1(或在Vd=10ml/kg時<30ml/cmH2O)；④胸片提示肺彌散阻礙；⑤對PEEP沒有回應(yīng)（PEEP5-15cmH2O）。高碳酸血癥型呼衰：①無法糾正的高碳酸血癥，pH<7.0,PIP>45cmH2O；②Ve>200ml/kg/min時仍舊PaCO2>45mmHg1.吸入性胎糞肺炎癥候群（MAS:Meconiumaspirationsyndrome）2.呼吸窘?jīng)r癥候群（Hyalinemembranedisease）3.先本性膈疝（CDH；Congenitaldiaphragmhernia）4.再生兒固執(zhí)性肺高壓（PPHN；persistentpulmonaryhypertensionofneonate）并吻合以下呼吸衰竭指標(biāo)（二）小兒及再生兒再生兒當(dāng)選標(biāo)準(zhǔn)無嚴(yán)重的凝血或出血性疾病，無顱內(nèi)出血，機(jī)械通氣<10-14天，可逆性肺傷害，無危及生命之畸形。實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)：①A-aDO2>80-83.2kPa連續(xù)4-12h；②氧合指數(shù)>25-40，連續(xù)0.5-6h；③PaO24.6-6.6kPa連續(xù)2-12h；④急性惡化狀態(tài)：PaO2<4-5.3kPa，pH<7.25連續(xù)2h，難治性低血壓。任有上述一項(xiàng)均可行ECMO。少兒當(dāng)選標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械通氣時間，<2歲時應(yīng)<10d；2-8歲時<8d；>8歲時應(yīng)<6d；呼吸衰竭，無大出血或免疫克制，及心臟停搏伴神經(jīng)傷害，近期無顱腦血管不測，生命質(zhì)量談?wù)撦^高。實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)：①PEEP>8cmH2O，F(xiàn)iO2>0.8連續(xù)12h時，PaO2/FiO2<150或A-aDO2>60kPa；②PIP>40cmH2O時pH<7.28或發(fā)生空氣滲漏綜合征。ECMO在心肺腦復(fù)蘇中的應(yīng)用1983年P(guān)hillips等用經(jīng)皮穿刺法成立動、靜脈插管與人工心肺機(jī)聯(lián)接，對五例急性心臟聚停且用傳統(tǒng)方法不可以復(fù)蘇的病人進(jìn)行急救，所有病人心肺功能都恢復(fù)較好。經(jīng)皮穿刺可在5分鐘內(nèi)達(dá)成，可經(jīng)股動、靜脈快速成立心肺旁路，不需特地外科醫(yī)師，為人體重要器官供應(yīng)暫時血液供應(yīng)。ECMO使病人恢復(fù)有效供氧供血，調(diào)理機(jī)體血流量、溫度和血液成分，改良微循環(huán)灌輸，增加淋巴回流，減少組織水腫，促進(jìn)組織間液和血液液體交換，有利于細(xì)胞代謝，減少組織代謝性酸中毒。ECMO成人禁忌癥絕對禁忌癥：①禁忌抗凝者，②沒有救治希望的終末期疾病，③潛伏重度慢性肺部疾病，④高齡多器官功能衰竭綜合征，⑤對治療無反響膿毒性休克，⑥無法控制代謝性酸中毒，⑧中樞神經(jīng)系統(tǒng)傷害，⑨重度免疫克制。相對禁忌：靜脈-靜脈:①機(jī)械通氣>7d，②變性肌力藥物治療后心肌功能仍差(CI<3.5)，③重度肺動脈高壓（MPAP>45或>75%體循環(huán)壓），④心臟停搏，⑤年齡>60歲；靜脈-動脈:①機(jī)械通氣>7d，②不可逆或慢性心功能不全，③年齡>60歲。少兒禁忌癥Lethalchromosomalanomaly<34weeksgestationalage<2000gmsCoagulopathythatisongoing/uncorrectableMechanicalventilationfor>14daysSevereneurologicinsultorasphyxiaECMO并發(fā)癥1、出血ECMO采用渾身肝素化，出血不可防止，嚴(yán)重出血將危及病人生命。2、腦傷害再生兒ECMO大多經(jīng)頸部插管成立體外循環(huán)，結(jié)束時需結(jié)扎頸部血管。一般認(rèn)為嬰幼兒對右邊頸部血管結(jié)扎有很強(qiáng)的耐受，經(jīng)過左邊頸部血管進(jìn)行代償。3、血栓ECMO中凝血功能發(fā)生很大變化，表此刻肝素應(yīng)用、血液和異物表面接觸血小板活性物質(zhì)開釋、凝血因子耗費(fèi)。4、其余ECMO除對呼吸支持外還可改良循環(huán)功能。ECMO治療過程中常有高血壓、心臟頓抑、心律失態(tài)等并發(fā)癥。ECMO的使用開機(jī)V-Vmode：

FiO2：1.0

gasflow：10L/min

V-Amode：

FiO2：1.0

gasflow：bloodflow=1：1血流量再生兒：150ml/㎏/min嬰兒：100ml/㎏/min少兒：75-10ml/㎏/min成人：50-75ml/㎏/min氧耗量嬰兒：5-8ml/㎏/min少兒：4-6ml/㎏/min成人：3-5ml/㎏/minDO2：VO2=5：1O2delivery：O2consumption開始階段開始階段應(yīng)盡量提高灌輸流量以償還氧債，糾正酸堿失衡和電解質(zhì)雜亂。依據(jù)神志、末梢循環(huán)和內(nèi)臟灌輸狀況判斷ECMO有效性。病情穩(wěn)固后依據(jù)其心肺功能調(diào)理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%，同時進(jìn)行血流動力學(xué)監(jiān)測。PaO2應(yīng)達(dá)到70-90mmHg，SvO2應(yīng)達(dá)到75%左右。ECMO支持時期適合抗凝。肝素初始劑量為100U/kg，而后以30U/(kg·h)速度連續(xù)輸入。用一般膜式氧合器和管路者，ACT應(yīng)保持在220～260秒；用肝素涂層者，ACT應(yīng)保持在180～200秒。血小板計(jì)數(shù)應(yīng)保持100×109/L左右。長時間轉(zhuǎn)流者均有血小板減少，應(yīng)及時補(bǔ)充。WhathappensonECMO?Turntheventilatorsettingsdownto"rest"settings.Turndownmanyoftheheartmedicines.Dailyroutine;chestx-rayeachmorning,weightandbath,bloodsamples(labs)andconstantmonitoringofvitalsigns.LetthepatientsrestasmuchaspossibleVentilatorsettingsNeonatesandInfants: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-upChestX-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.DailyCBC,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.MedicationsPainmedicationHeparinAntibioticsprophylaxisDopamine,Dobutamine….TPNorenteralnutritionwhenpossibleHeparinInitialdose100IUheparin/kgiv,maintainwith15-60IU/kg/hrusinginfusionpump.WerecommendACTbetween150and180seconds.IfACT<150secondsgiveimmediately50IUheparin/kgbolusIV(15-25IUforneonatesandchildren).Thenadjustinfusionrate.呼吸功能不全對呼吸功能不全的患者，在進(jìn)行ECMO同時實(shí)行“肺保護(hù)通氣策略”，防止肺傷害加重，促進(jìn)肺功能恢復(fù)。肺保護(hù)措施包含：1.保持肺循環(huán)有適合血流；2.機(jī)械通氣峰值壓≤24cmH2O；3.FiO2不高(0.21)，防止高濃度氧對肺的傷害;4.加用適合PEEP(12-15cmH2O)。在ECMO支持過程中盡量防止患者水負(fù)荷過重,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；呼衰患者撤離后需保持一段時間通氣支持。只需心肺功能傷害可逆，絕大多半患者應(yīng)用ECMO2-3周即可順利撤離。ECMO對再生兒呼吸衰竭支持成效最為滿意。與呼衰對比，ECMO對心衰支持成效略差，心臟手術(shù)后ECMO支持成效很大程度上取決于手術(shù)對畸形和病變改正能否完美及手術(shù)過程心肌缺血性傷害的嚴(yán)重程度。WEANINGFROMECMOItisrecommendedtochangethetubeandrinsetheairwaysbeforeweaningfromECMO.TheECMOflowisthenreducedby60-70%during12-24hours.Reducethesweepgastotheoxygenator.ReduceFiO2till0.21.IncreasetheventilatorsupporttosatisfactoryPaO2.TrialoffECMOTheECMOsupportisstoppedforalimitedperiodoftimetoasessthepatientsabilitytooxygenateandremoveCO2.Arterialandvenoustubingisthenclamped,theECMO-systemiskeptreadyandrecirculatedtoavoidcoagula