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体外膜肺氧合(ECMO)的工作原理及临床应用

转自医贯

ECMO工作原理是将静脉血从体内引流到体外,经膜式氧合器氧合和二氧化碳排除后再用离心泵将血液注入体内,承担气体交换和血液循环功能。按照血液回输的途径不同,通常ECMO有两种类型:从静脉系统引出动脉回输为VA-ECMO;从静脉引出又注入静脉为VV-ECMO。前者同时具有循环和呼吸辅助功能;后者仅具有呼吸辅助功能。插管方式分经皮穿刺和手术切开两种插管技术。需结合病情和ECMO技术经验进行操作;如果条件允许,建议插管前采用超声评估血管,引导插管,减少插管并发症。
 
ECMO的临床应用
1.心脏外科术后患者
心脏外科术后ECMO循环支持的目的在于保障全身有效的血液灌注,作为对病变心脏的有效辅助方法,为心脏的进一步诊治恢复赢得宝贵时间。
心脏外科术后ECMO支持治疗适应证:(1)心脏外科术后心原性休克的治疗;(2)心脏移植后严重供体器官功能衰竭的治疗;(3)心力衰竭终末期安装心室辅助装置或心脏移植的过渡治疗;(4)左心室辅助装置后右心衰竭的预防治疗。
心脏外科术后ECMO支持治疗的禁忌证绝对禁忌证:(1)恶性肿瘤;(2)不可复性脑损伤以及严重的不可逆性多脏器损害。相对禁忌证:(1)心脏术后依然合并不能矫治的先天和后天疾病者;(2)心肺复苏时间超过30min者。
心脏外科术后ECMO的撤机:脱机前应行多学科会诊确定脱机时机。脱机标准:(1)ECMO循环支持流量为患者正常心输出量的20%;(2)在停用或小量血管活性药物的条件下,血流动力学、心脏超声监测及血气分析指标明显好转:血流动力学稳定,评价动脉压>60mmHg,脉压>20mmHg,中心静脉压<10mmHg,左心室压<12mmHg,LVEF>40%,混合静脉血氧饱和度>60%,乳酸<2mmol/L;(3)无恶性心律失常。脱机时逐步调整正性肌力和血管活性药物的剂量,缓慢减少ECMO的流量,当流量减少至仅为患者血流量的10%时,可考虑停机。终止指标ECMO治疗期间若出现下述情况应考虑终止:(1)不可逆的严重脑损伤;(2)其它重要器官功能严重衰竭;(3)顽固性出血;(4)心脏功能无任何恢复迹象且无更佳的治疗方案;(5)不可控感染。
2.成人心肺复苏的ECMO
治疗体外心肺复苏是指在病因可逆的前提下,对已使用传统心肺复苏不能恢复自主心律或反复心脏骤停而不能维持自主心律的患者,快速实施ECMO支持治疗,提供循环及氧合支持的方法。2015年美国心脏病协会心肺复苏指南建议:能够快速实施体外心肺复苏的医疗机构可以为可逆病因的心脏骤停患者实施体外心肺复苏。国内体外心肺复苏已用于临床,但是不同中心患者出院存活率差异较大,其原因主要与以下因素有关:患者的选择、有效的传统心肺复苏、高效而安全的体外心肺复苏以及心脏骤停出现到开始有效ECMO辅助的间隔时间等,应不断提升该技术水平。
体外心肺复苏的适应证:目前认同度较高的体外心肺复苏的适应证:(1)年龄18~75周岁;(2)心脏骤停发生时有目击者,并有旁观者进行传统心肺复苏,从患者心脏骤停到开始持续不间断高质量传统心肺复苏开始的时间间隔不超过15min;(3)导致心脏骤停的病因为心原性、肺栓塞、严重低温、药物中毒、外伤、ARDS等可逆病因;(4)传统心肺复苏进行20min无自主循环恢复、血流动力学不稳定或出现自主循环恢复但自主心律不能维持;(5)心脏骤停患者作为器官捐献的供体或即将接受器官移植的受体。
体外心肺复苏的禁忌证:绝对禁忌证:(1)心脏骤停前意识状态严重受损;(2)多脏器功能障碍;(3)创伤性出血无法控制,消化道大出血,活动性颅内出血;(4)左心室血栓;(5)严重的主动脉瓣关闭不全。相对禁忌证:(1)主动脉夹层伴心包积液;(2)严重的周围动脉疾病;(3)心脏骤停时间已超过60min。
3.暴发性心肌炎的ECMO治疗
暴发性心肌炎是一个以心肌受累为主要表现的全身性疾病,其表现形式特殊,突出特点为起病急骤,病情进展迅速,可突发严重心力衰竭、恶性心律失常、心原性休克甚至猝死。根据暴发性心肌炎的特点,治疗应按照“以生命支持为依托的综合救治方案”进行,对心脏泵功能和循环的机械支持是此类患者转归的决定因素。暴发性心肌炎在ECMO支持治疗下,存活率明显提高,而且大部分患者经5~9dECMO支持治疗即可撤离,逐渐痊愈,长期随访心功能持续改善,所以对于血流动力学不稳定的暴发性心肌炎患者推荐尽早使用ECMO治疗。
暴发性心肌炎ECMO治疗的适应证:(1)心脏指数<2L/(m2·min);LVEF<40%~45%,左心室短轴缩短率<26%;(2)动脉血气分析指标:pH<7.15、碱剩余<-5mmol/L、乳酸>4.0mmol/L且进行性加重,尿量<0.5ml/(kg·h),毛细血管再充盈时间>3s,中心静脉氧饱和度<50%;(3)使用两种或两种以上正性肌力药/血管活性药物,且大剂量维持下仍存在低血压,如果以上情况持续达3h以上,需紧急启动ECMO。(4)出现或反复出现心室颤动、心搏停止或无脉电活动、短阵室性心动过速、三度房室阻滞等严重心律失常,经抗心律失常药物、正性肌力药物或临时心脏起搏器等处理,仍不能维持有效循环者;(5)心脏骤停经传统心肺复苏15min后仍不能维持自主循环者。
暴发性心肌炎ECMO治疗的禁忌证:(1)严重脑功能障碍或已明确脑死亡者。(2)长时间严重代谢性酸中毒,如乳酸>10mmol/L持续10h以上。(3)长时间严重多器官功能障碍综合征。以上对“禁忌证”的规定,除严重脑功能障碍或明确脑死亡者外,其余均非绝对,如多脏器功能不能恢复,病死率极高,且存活者后遗症多,临床医生需时刻警惕多器官功能障碍综合征的发生与发展,及时建立ECMO。
4.急性心肌梗死合并心原性休克的ECMO治疗
急性心肌梗死是指急性心肌的缺血性坏死,多在心脏冠状动脉病变基础上发生,此时冠状动脉血供急剧减少或中断,导致其供血的心肌出现严重而持久的缺血甚至坏死。急性心肌梗死所导致的心功能不全是心原性休克最常见原因,占心原性休克病因的80%左右。经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的早期干预能够大大降低急性心肌梗死患者的死亡风险、延长患者生存时间,是急性心肌梗死最有效的治疗方式。但是对于急性心肌梗死合并心原性休克的持续严重低灌注的患者,短期的循环辅助支持则是维持生命的必要手段。在众多的循环辅助支持设备中,VA-ECMO的应用在近几年得到快速发展。
急性心肌梗死合并心原性休克ECMO治疗的适应证:急性心肌梗死合并难治性心原性休克患者,属于ECMO的适应证:急性心肌梗死合并难治性心原性休克患者,属于ECMO的适应证:(1)收缩压小于90mmHg,心脏指数<2.0L/(m2·min);(2)同时伴随终末器官低灌注的表现,例如四肢湿冷,意识状态不稳定,补液复苏后收缩压仍小于90mmHg,血清乳酸>2.0mmol/L且进行加重,尿量<30ml/h;(3)依赖两种以上的血管活性药或血管加压素,主动脉内球囊反搏支持不足以维持稳定的血流动力学。这些患者只用药物治疗常常难以恢复,应考虑行VA-ECMO治疗。
急性心肌梗死ECMO治疗的禁忌证绝对禁忌证:严重不可逆的除心脏外的器官衰竭,影响存活(如严重缺氧性脑损害或转移性肿瘤);不考虑移植或植入长期心室辅助装置的不可逆心脏衰竭;主动脉夹层等。相对禁忌证:严重凝血障碍或存在抗凝禁忌证,如严重肝损伤;血管条件差(如严重外周动脉疾病、过度肥胖、截肢)等。
5.ARDS患者的ECMO治疗
ARDS是指各种肺内/外致病因素导致的弥漫性肺损伤,进而出现以顽固性低氧血症为特点的临床综合征,起病急、病死率高。ECMO可改善气体交换,快速纠正患者的低氧血症及高碳酸血症,为患者的原发病治疗提供时间窗。ECMO在改善氧合的同时,可明显改善缺氧等所致呼吸窘迫症状,从而减少由强烈自主呼吸所引起的巨大跨肺压变化,以及与其相关的肺损伤;与此同时,在ECMO支持下也允许降低机械通气支持力度,从而减少呼吸机相关肺损伤,实现“肺休息”和肺保护的目的。
ARDS患者ECMO治疗适应证:

(1)使用机械通气时间<7d;(2)氧合指数<50mmHg 超过3 h;氧合指数<80 mmHg 超过6 h;(3)或呼吸频率上升至35次/min,保持平台压≤32 cmH2O条件下调整机械通气设置,动脉血pH 值仍<7.25且伴有动脉血二氧化碳分压>60mmHg 超过6h。若患者原发性疾病为类似新型冠状病毒肺炎等急性肺部改变所致ARDS,重症及危重症ECMO 指征及时机应该前移。

 
ARDS患者ECMO治疗模式:ARDS患者多选择VV-ECMO。重度ARDS合并右心功能衰竭者,在进行利尿、强心及俯卧位通气等措施无效后,可考虑转为VA-ECMO或增加动脉管路转为选择静脉-动脉静脉通路(VAV-ECMO)提供血流动力学支持。
6.肺移植患者的ECMO管理
在过去几十年里,肺移植在基础科学和临床研究方面都有了许多进展,肺移植手术技术及围手术期管理水平的不断提高,受者术后长期存活率有明显改善。其中,ECMO的成熟及发展使很多曾经的肺移植手术绝对禁忌证变为相对禁忌证,ECMO起到重要的桥接和支持作用。ECMO在肺移植围术期,除了作为术中重要的心肺辅助工具,还可作为移植前桥梁用于受者等待肺移植期间过渡,另外也用于治疗术后移植肺功能丧失、呼吸或循环衰竭,以及用于供体的器官功能维持。
肺移植患者ECMO的适应证:经过积极的治疗后,仍存在难以改善的低氧血症、高碳酸血症、右心衰竭的肺移植潜在受者。
肺移植患者ECMO的禁忌证:绝对禁忌证:(1)根据现行标准认为不适合行肺移植手术;(2)不可逆的多器官衰竭;(3)败血症或菌血症;(4)无法实施全身抗凝;(5)未得到控制的转移性恶性肿瘤;(6)伴有其他肺移植无法治疗的终末期疾病;(7)急性脑出血或脑卒中。相对禁忌证:(1)年龄>65岁;(2)体重指数>30kg/m2;(3)一般状况差;(4)长期呼吸机支持,如气管插管>7d;(5)ECMO置管困难;(6)等候者处于致敏状态,预计需要较长时间才能等候到合适的供肺。
摘自:闵苏,敖虎山.不同情况下成人体外膜肺氧合临床应用专家共识(2020版)[J].中国循环杂志,2020,35(11):1052-1063.
 
 
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2023年5月10日 20:36
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