ECMO技术临床应用

ECMO技术临床应用徐州医学院附属医院麻醉科刘功俭ECMO(ExtracorporealMembraneOxygenator)体外膜肺氧合(ExtracorporealMembraneOxygenation)简称ECMO，就是将静脉血引流至体外，经过滚轮泵或离心泵（人工心脏）推动和氧合器（人工肺脏）的氧合，再回到病人血管，取代病人心脏及肺脏之功能的装置。ECMO与CPB1.CPB需在全麻下开胸完成，ECMO插管可在局麻下完成；2.CPB只能应用几小时不等，ECMO可行3－57天心肺功能支持；3.CPB替代心、肺功能而保证手术进行，ECMO为心肺功能恢复争取时间。ECMO使心脏和肺得到充分休息，全身氧供、CO2排出和血流动力学均处稳定状态。MOPumpCPBvsECMOCPBECMOsiteORICUVenousreservoirYesNoHaparin(ACT)600120~180AutotransfusionYesNoHypothermiaYesNoHemolysisYesNoHemodilutionYesNo体外心肺支持技术常用名词ECLSExtraCorporealLifeSupportECMOExtraCorporealMenbraneOxygenationECCORorECCO2RExtraCorporealCO2removalPECCO2RPortableextraCorporealCO2removalECLAExtracorporeallungassistECLHAExtracorporeallungandheartassistCPSCardiopulmonarysupportPCPSPortablecardiopulmonarysystemPCPSPercutaneouscardiopulmonarysupportCPBCardiopulmonaryBypassEPBGEExtrapulmonarybloodgasexchangeARECAssistancrespiratoryextracorporealIVOXIntravascularoxygenationECMO•体外气体交换。ECMO按使用目的不同分为两类。通常称ECMO是以氧合为主要目的，CO2排出为其继发作用；若以CO2排出为首要目的，则称为体外膜肺CO2排出(ECCO2R)；若伴以低频正压通气则称为LFPPV-ECCO2R。•支持肺脏功能和/或心脏功能,与心脏手术中的体外循环技术相似，但使用时间较长（57天），能以较为恒定流速将血液泵出。随着病人情况的改善，逐渐降低流速，使心肺承担更多工作。历史和背景1953年Gibbon用氧合灌注技术首次成功支持开心手术。1969年开始使用膜式氧合器。1976年Gilleh等发现ECMO治疗重症急性呼吸衰竭的病死率高达85％，欧美各国也发现ECMO治疗重症呼衰病死率在90％，其原因有三点：①患者肺大多为不可逆器质性改变；②ECMO治疗期间仍进行呼吸机支持，FiO2为60%致肺纤维化；③ARDS为病毒和细菌感染所致，而ECMO对损伤、栓塞所致ARDS疗效较好。1979年Gattinoni等把体外清除CO2和低频正压通气结合起来，使ARDS疗效从10％提高到50％。重新燃起了用ECMO治疗ARDS的希望。以后这项技术逐步完善并应用至今ECMO的发展经皮插管方法可在短时间内建立ECMO，避免开胸和损伤大血管。治疗新生儿呼吸衰竭采用经脐血管建立ECMO，增加静脉回流。1988年Bindslev等用肝素涂抹型膜肺，减少肝素全身用量和出血。Cottrell等应用抑肽酶在ECMO治疗中保护血小板。1993年Zwushenberrger等调查5000例ECMO治疗呼衰患儿，生存率为82%，而常规治疗死亡率为80%。1994年ECMO国际会议认为ECMO对儿童特别是新生儿有很好疗效，对成人效果不理想，对呼吸衰竭效果较佳，对感染和心衰效果较差。1996年全世界有100个医疗中心对新生儿呼衰用ECMO常规治疗。27个用ECMO常规治疗成人ARDS，约有10万患者用ECMO，生存率为80％。有的存活率可达为90％，而成人的生存率稳定在50％，ECMO的原理ECMO总体设想是利用体外循环代替自然循环，由离心泵提供血流动力，通过氧合器对静脉血进行氧合，成为含氧高的动脉血，注回人体完成输氧功能。长时间进行体外氧合与CO2移除，支持心肺功能，减少心、肺负荷，为心脏和肺脏疾病的恢复提供时间。ECMO心肺功能支持的优越性①有效地改善低氧血症。能将静脉血氧合为动脉血，每分钟流量可达1-7L。②较长时间支持性灌注为心肺功能恢复赢得时间。治疗过程血液损伤轻。③避免长时间高浓度氧吸入所致氧中毒。④避免机械通气所致肺损伤。治疗期间进行机械通气只为避免肺泡萎缩，不需很高的压力；⑤有效循环支持。治疗期间机器可代替心脏射血而辅助心脏功能。在没有或较少正性肌力药作用条件下，降低心脏前、后负荷，心肌可获得充分休息，能量储备增加。⑥ECMO治疗中可用人工肾对机体内环境进行可控性调节。AretheredifferenttypesofECMO?•veno-arterialorVAECMO.•veno-venousorVVECMO静脉－动脉转流•最常用方法是通过颈内静脉插管，经右房将血液引流至氧合器，氧合血通过颈动脉插管至主动脉弓输入体内。此法可将80%回心血量引至氧合器，降低肺动脉压和心脏前负荷。可替代衰竭的心肺功能。当流量达到120ml/kg·min时，心脏可处于休息状态。此法可降低肺动脉压力，人工呼吸依赖性成分少，适用于严重呼吸衰竭。•缺点–经股动脉低部位灌注，可使上半身的冠状动脉和脑组织得不到充分灌注。–肺血流骤然减少致肺淤血，增加肺部炎症和血栓形成危险性。–此法非搏动成分多，对维持稳定血流动力学有一定困难。–插管拔管操作复杂，结扎一侧颈部血管，对脑发育有潜在危险。V-Amode静脉－静脉(V-Vmode)转流•常用方法是从股静脉插管，将插管延伸至下腔静脉近心端，引出的血液经氧合后经颈内静脉插管输送氧合血至右房，再经三尖瓣口送至右室。三尖瓣能有效分隔右室内氧合血和右房内非氧合血，80%血液可氧合，由右室收缩注入肺动脉。•优点是保证肺血液灌注，同时心脏搏动射血亦存在，适用于无心功能不全呼衰患者，不需动脉结扎，操作简单。•缺点是不降低右心脏前负荷，无心功能辅助作用，新生儿重症呼吸衰竭时不宜使用，对PPHN无明显治疗作用，易发生心律失常。V-VmodeECMO使用目的•保证机体有足够氧供.•ECMO不能治愈心脏或肺脏疾病，但可使心肺休息和恢复。•ECMO治疗期间降低呼吸机参数设置，使肺脏休息以维护残余肺功能，减少呼吸机相关肺损伤。•ECMO治疗期间减少或停止使用支持心脏药物，暂时性辅助心脏功能。•临床用来争取时间而非治愈疾病。WhyECMO?•Severepulmonaryhypertension•Pneumonia•Respirationfailurefromtraumaorsevereinfections•HeartfailureECMO临床效果主要取决于病人心脏和肺功能能否恢复。ECMO的临床应用ECMO应用范围一、心源性循环衰竭（一）心脏手术重建后，造成右心室衰竭合并可逆性肺高压危像。（二）Bridge：为准备心脏手术或心室辅助装置或心脏移植，而暂时替代心脏功能。（三）心脏手术后暂时左心室功能丧失（stunnedheart），常见于prolongbypass。（四）可逆性的心肌病变，如心肌炎、冠状动脉暂时性痉挛。（五）先天性心脏病手术重建後，心输出量不足造成单侧或双侧心衰竭。（六）肺栓塞或肺梗塞（pulmonaryembolismorinfarction）。各种心功能辅助方法的特点IABPVASECMO时间较长长较长用途左心辅助左右心辅助心肺辅助管理简单复杂复杂花费少多较多并发症少较多多二、呼吸衰竭（一）ARDS（急性呼吸窘迫综合征）1.Qs/Qt﹪（intrapulmonaryRtoLshunt)302.Peakairwaypressure45cmH2O3.TSLCs30ml/cmH2O（TotalStaticLungCompliance）4.ARDSTypicalX-rayand/orCTscan5.FiO2：1.0,PaO250mmHg,PEEP5cmH2O6.lunglavageinpulmonaryalveolarproteinosis7.ARDSpatientswhodonotrespondtoconventionalmechanicalventilatorstrategies.8.afterlungtransplantation成人ECMO实施标准低氧性呼衰：①传统的机械通气或PC－IRV（压力控制反比通气）已不能纠正缺氧及提高肺顺应性；②FiO20.6时，肺内分流30％；③肺静态顺应性0.5ml•cmH2O-1(或在Vd=10ml/kg时30ml/cmH2O)；④胸片提示肺弥散障碍；⑤对PEEP没有回应（PEEP5-15cmH2O）。高碳酸血症型呼衰：①无法纠正的高碳酸血症，pH7.0,PIP45cmH2O；②Ve200ml/kg/min时仍然PaCO245mmHg1.吸入性胎粪肺炎症候群（MAS:Meconiumaspirationsyndrome）2.呼吸窘迫症候群（Hyalinemembranedisease）3.先天性膈疝（CDH；Congenitaldiaphragmhernia）4.新生儿顽固性肺高压（PPHN；persistentpulmonaryhypertensionofneonate）并符合下列呼吸衰竭指标（二）小儿及新生儿新生儿入选标准无严重的凝血或出血性疾病，无颅内出血，机械通气10-14天，可逆性肺损伤，无危及生命之畸形。实施标准：①A-aDO280-83.2kPa持续4-12h；②氧合指数25-40，持续0.5-6h；③PaO24.6-6.6kPa持续2-12h；④急性恶化状态：PaO24-5.3kPa，pH7.25持续2h，难治性低血压。任有上述一项均可行ECMO。儿童入选标准机械通气时间，2岁时应10d；2-8岁时8d；8岁时应6d；呼吸衰竭，无大出血或免疫抑制，及心脏停搏伴神经损害，近期无颅脑血管意外，生命质量评价较高。实施标准：①PEEP8cmH2O，FiO20.8持续12h时，PaO2/FiO2150或A-aDO260kPa；②PIP40cmH2O时pH7.28或发生空气渗漏综合征。ECMO在心肺脑复苏中的应用1983年Phillips等用经皮穿刺法建立动、静脉插管与人工心肺机联接，对五例急性心脏聚停且用传统方法不能复苏的病人进行抢救，所有病人心肺功能都恢复较好。经皮穿刺可在5分钟内完成，可经股动、静脉迅速建立心肺旁路，不需专门外科医师，为人体重要器官提供暂时血液供应。ECMO使病人恢复有效供氧供血，调节机体血流量、温度和血液成分，改善微循环灌注，增加淋巴回流，减轻组织水肿，促进组织间液和血液液体交换，有利于细胞代谢，减轻组织代谢性酸中毒。ECMO成人禁忌症绝对禁忌症：①禁忌抗凝者，②没有救治希望的终末期疾病，③潜在重度慢性肺部疾病，④高龄多器官功能衰竭综合征，⑤对治疗无反应脓毒性休克，⑥无法控制代谢性酸中毒，⑧中枢神经系统损伤，⑨重度免疫抑制。相对禁忌：静脉-静脉:①机械通气7d，②变性肌力药物治疗后心肌功能仍差(CI3.5)，③重度肺动脉高压（MPAP45或75%体循环压），④心脏停搏，⑤年龄60岁；静脉-动脉:①机械通气7d，②不可逆或慢性心功能不全，③年龄60岁。儿童禁忌症•Lethalchromosomalanomaly•34weeksgestationalage•2000gms•Coagulopathythatisongoing/uncorrectable•Mechanicalventilationfor