长时间心肺支持技术被称为体外膜肺氧合(extracorporealmembraneoxygenation,ECMO)、体外生命支持或体外肺辅助。ECMO有2种模式,即静-动脉(venoarterial,VA)和静-静脉(venovenous,VV)模式。这两种模式均可提供呼吸支持,但只有VAECMO能够提供血流动力学支持。
急性呼吸衰竭-2项大型随机试验和1项倾向评分匹配分析显示,严重急性呼吸窘迫综合征(acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS)患者早期转入ECMO中心有益。总的来说,ECMO有利于常规治疗无效的患者(例如,PaO2/FiO2持续低于70mmHg),并且ECMO应该在病程早期使用而不是作为补救治疗;因此,严重急性呼吸衰竭成人患者应在病程早期转至ECMO中心考虑采用ECMO治疗(例如,在发病最初7日内)。
●EOLIA–年的EOLIA(ECMOtorescuelunginjuryinsevereARDS)试验纳入了例严重ARDS患者(PaO2:FiOmmHg,持续3小时;或PaO2:FiOmmHg,持续6小时),并将其随机分至2组:一组为早期接受(机械通气的最初7日内)VVECMO,一组接受常规低潮气量低压通气(可能包括晚期将ECMO作为补救治疗。ECMO组氧合改善、无肾衰竭的天数更多(46%vs21%),并且缺血性脑卒中发生率率更低(0vs5%)。中期分析显示ECMO治疗更加有利,因而安全监查委员会提前终止了研究。
●配对分析–一项纳入了75对配对的H1N1流感相关严重ARDS患者的研究发现,转诊至ECMO中心接受治疗能够降低院内病死率(23.7%vs52.5%)。转诊至ECMO中心的患者中有85%接受了ECMO治疗,而其他患者在接受常规通气后病情得到了改善。
●一项关于急性心肺功能衰竭患者的研究显示,1个月时的总病死率为60%,1年时的总病死率为76%;如果需要接受3日以上的ECMO治疗,那么生存率会降低。与因呼吸衰竭而接受ECMO治疗不同,从未就针对心功能衰竭患者行ECMO治疗进行过对照试验,因为将此类患者分配至对照组是不合理的。
●一项体外生命支持组织注册登记研究显示,例接受ECMO治疗的成人中有41%存活至出院,先天性心脏病患者的生存率最低(37%)。
●一项有关成人难治性院外心搏骤停的系统评价显示,在复苏期间接受ECMO治疗的例患者中有22%存活,其中半数患者的神经系统功能恢复良好。此外,在死亡患者中确定了17例器官供者。注册研究数据显示,心肺复苏(cardiopulmonaryresuscitation,CPR)期间采用ECMO支持治疗的例成人有相似的生存率,为29%。
适应证-开始ECMO治疗的标准包括病情可能逆转且常规治疗无效的急性严重心功能衰竭或肺功能衰竭。ARDS的柏林共识文件建议对严重呼吸衰竭(PaO2/FiO)患者行ECMO治疗。高碳酸血症性呼吸衰竭且动脉血pH值小于7.20。作为过渡到肺移植的通气功能支持。心脏/循环衰竭/难治性心源性休克。大面积肺栓塞。心搏骤停。心脏手术后体外循环脱机失败。作为心脏移植或放置心室辅助装置的过渡治疗。
在ECMO治疗期间,血液由患者自身的血管系统引至体外,在机械泵的驱动下在体外循环,然后回输至患者体内。血液在体外流经氧合器和加热装置。在氧合器中,血红蛋白充分氧合,而二氧化碳(carbondioxide,CO2)则被清除。氧合由血液流速决定,而通过调节流经氧合器的反向气流可以控制二氧化碳的清除。
ECMO可分为VV模式和VA模式:进行VVECMO时,血液被从腔静脉或右心房引出,然后回输至右心房。VVECMO能够提供呼吸功能支持,但患者需依赖自身的循环功能。进行VAECMO时,血液被从右心房引出,然后回输到动脉系统,从而绕过心脏和肺。VAECMO可提供呼吸功能支持和血流动力学支持。血流动力学支持在使患者获益的同时也伴随额外风险。进行VVECMO治疗时,静脉套管通常置于右侧或左侧股总静脉(用于引出血液),以及右侧颈内静脉(用于回输血液)。股静脉套管的尖端应位于下腔静脉与右心房交界处附近,而颈内静脉套管的尖端则应位于上腔静脉与右心房交界处附近。也可使用足以保证(4-5)L/min血流量的双腔套管。这种套管有多种管径可供选择,套管的最大管径为31F,最适合成年男性患者。对于VAECMO,静脉套管被放置于下腔静脉或右心房内用于引流血液,而动脉套管被置于右侧股动脉用于回输。股动脉置管相对容易,因此是VAECMO的首选。股动脉置管的主要缺点是同侧下肢缺血。通过以下方法可减少这一并发症:在股动脉套管远端另外置入1根动脉套管,并使部分回输血液经这根套管对下肢进行“再灌注”。也可在胫后动脉中置入一根套管,以便对下肢进行逆行灌注。心切开术后进行ECMO时,可以将体外循环所使用的套管从心肺机转接至ECMO回路,此时从右心房引出血液并回输入升主动脉。
调整参数-完成置管后,将患者与ECMO回路连接,逐渐增加血流量,直至呼吸和血流动力学指标满意。合理的治疗目标包括:动脉血氧饱和度在使用VAECMO时大于90%,在使用VVECMO时大于75%,静脉管路中测量的静脉血氧饱和度比动脉血氧饱和度低20%-25%,根据动脉血压、静脉血氧饱和度和血乳酸水平判断组织灌注充分。
维持-当静脉血氧饱和度低于目标值时,可以采取以下一种或多种干预措施:提高血流量、增加血管内容量,或提高血红蛋白浓度。通过降温来减少全身氧摄取量也可能有帮助。
在ECMO治疗期间,可持续输注普通肝素或直接凝血酶抑制剂维持活化凝血时间(activatedclottingtime,ACT)达到-秒以达到持续抗凝效果。也可使用血浆部分凝血活酶时间(partialthromboplastintime,PTT),后者需达到正常值的1.5倍。在ECMO治疗期间患者通常需要轻度镇静,倾向于使患者保持清醒、拔除气管插管,保留自主呼吸。特殊注意事项—VVECMO通常用于呼吸衰竭的治疗,而VAECMO用于治疗心功能衰竭。每种ECMO模式都有其独有的注意事项,并可能影响治疗。
●血流量–在VVECMO治疗期间,通常需要将血流量维持在最大值,以最优化氧输送。相比之下,VAECMO易达到。
●利尿–开始ECMO时,多数患者处于液体负荷过多状态,因此一旦患者在ECMO治疗期间病情平稳,则需要积极利尿。如果患者不能产生足够的尿量,在ECMO回路增加超滤。
●左心室功能监测–在VAECMO治疗期间左心室输出量可能恶化,故必须进行严格监测。导致左心室输出量降低的原因通常是多因素的,包括基础疾病导致左心室功能不全,扩张的左心室排空不充分(原因是来自支气管循环和右心室的血液持续流入左心室)。可改善左心室输出量的措施包括:给予正性肌力药(如,多巴酚丁胺、米力农)来增加心肌收缩力,以及采用主动脉内球囊反搏来降低后负荷和改善左心室射血。
ECMO撤离-对于呼吸衰竭患者,影像学表现、肺顺应性和动脉血氧饱和度的改善提示患者可能具备撤离ECMO的条件。对于心功能衰竭患者,主动脉搏动增强与左心室输出量改善相关,提示患者可能具备撤离ECMO的条件。在完全停止ECMO治疗前,应对患者进行1次或多次ECMO撤机试验。进行VVECMO撤机试验时,可中断通过氧合器的所有逆向氧供气流(sweepgas)。体外血流量维持不变,但不会发生气体交换。观察患者数小时,以确定撤离ECMO后维持充分氧合及通气所必需的呼吸机参数设置。进行VAECMO的撤机试验时,需要将引出及回输血液的导管暂时夹闭,同时使ECMO回路通过动脉和静脉管路之间的桥路进行自身循环。这样可防止血液淤滞导致ECMO回路内形成血栓。此外,应使用肝素盐水持续冲洗动静脉管路,或使用管路中的肝素化血液进行间断冲洗。由于血栓形成风险更高,VAECMO撤机试验所需的时间通常短于VVECMO撤机试验。根据ELSO登记数据,接受ECMO治疗的呼吸衰竭成人患者神经系统损伤发生率为10%。在心肺复苏过程中接受了ECMO的心功能衰竭患者中,神经系统损伤的发生率为50%。在ECMO置管期间可出现多种并发症,包括血管穿孔伴出血、动脉夹层、远端缺血和置管位置不当。接受ECMO治疗的患者可出现肝素诱导的血小板减少症(heparin-inducedthrombocytopenia,HIT)。一旦证实为HIT,应使用非肝素类抗凝药物代替肝素输注。主张使用阿加曲班,因为其半衰期短,并且在达到相似的ACT目标范围时也有效。VAECMO特异性并发症,肺出血,心脏内血栓形成,冠状动脉或脑缺氧,神经系统损伤,神经系统损伤的类型包括:不明原因昏迷(11例)、脑病(11例)、缺氧性脑损伤(9例)、脑卒中(7例)、脑死亡(3例)和肌阵挛(1例)。需要注意的是,上述表现可能是促使医生采用ECMO治疗的疾病所导致的后果,而非ECMO并发症。
小结
●对于有逆转可能的严重急性呼吸衰竭或心功能衰竭患者,如果常规治疗无效,且医疗中心具有ECMO治疗的设备,建议评估患者是否可以接受ECMO(Grade2B)。对于不能进行ECMO医院,一旦明确常规治疗无效,则应尽快考医院以接受评估是否需要进行ECMO治疗。
●ECMO有2种模式,静-静脉(VV)和静-动脉(VA)模式。VVECMO用于呼吸衰竭患者的治疗,而VAECMO用于心功能衰竭患者的治疗。
●一旦决定要开始ECMO治疗,则应对患者进行抗凝。然后置入套管,并将患者与ECMO回路相连接。逐步增加血流量,直到呼吸参数和血液动力学参数达到要求。一旦达到初始的呼吸和血流动力学目标,则可维持当前血流量,将呼吸机支持条件降至最低,并尽可能降低血管活性药物的剂量。通常需要频繁评估和参数调整。
●应当经常评估患者是否具备撤离ECMO的条件。在完全停用ECMO治疗前,应对患者进行1次或多次撤机试验。这可使临床医生有机会确定常规支持治疗对于患者是否已足够。
●出血是ECMO治疗最常见的并发症(30%-40%)。血栓栓塞和套管并发症较罕见(5%)。
TheLancetRespiratoryMedicine,Vol.2,Issue2,p–
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