体外膜肺氧合
一、历史
早在60年代末期就有人用体外膜肺氧合（ECMO），不幸的是这些患者颅内出血发生率高。1972年Hill首先报道了一例成人患者多脏器损伤合并衰竭用长时间体外循环支持的成功经验。紧接着一些医院用同样的方法抢救成人心功能不全和呼吸功能不全。1975年美国国立卫生研究院对此进行调查，结果是急性急性呼吸窘迫综合症（ARDS）用常规方法生存率为8%，而用ECMO的生存率也仅为10%，两种疗法效果无明显差异。有三个因素导致ECMO的疗效较低：① 这些患者的肺大多为不可逆器质性改变；② 在ECMO时还继续应用60%氧浓度（FiO2）进行呼吸机支持，导致肺组织纤维化；③ 病因学上这些患者的ARDS为病毒和细菌感染所致，而ECMO对损伤、栓塞所致ARDS疗效较佳。Bartlett等报告用ECMO羊水误吸综合征的成功经验。1982年他们总结45例新生儿ECMO病例，其生存率为55%。1988年Gomell等发表一篇临床报告，12例患儿用ECMO有11高斯加速器
例存活，而用常规呼吸支持疗法的患儿无一例存活。 ECMO逐渐为人们认识，相应的方法和器械亦在不断完善。经皮插管方法可使ECMO在短时
间内建立，同时避免开胸和损伤大血管。在新生儿的中，一些医院采用经脐带血管建立ECMO，增加静脉回流。ECMO最常见的并发症为出血，其中以颅内出血最为严重，长期应用肝素和凝血因子消耗是主要原因。1988年Bindslev等报告用肝素涂抹新型膜肺建立ECMO，可减少肝素用量和出血。Cottrell等在ECMO中应用抑肽酶保护血小板。一些医疗中心已组织专门ECMO医疗队伍。FaulRner报告在直升飞机运输的过程中进行ECMO的经验。1993年Zwushenberrger等对5000例ECMO的患儿调查表明，其生存率为82%。而常规死亡率为80%。目前认为ECMO对儿童特别是新生儿有很好的疗效，对成人的效果不理想，对的效果较佳，对感染和心衰的效果较差。Vats分析表明ECMO中平均时间为9天，在ICU时间为19.5天，整个住院时间为23.5天，其费用为20万美元。美国加洲落杉矶医学院ECMO100天成功，费用达100万美元。
二、ECMO的原理和方法
ECMO期间，心脏和肺得到充分的休息，而全身氧供和血流动力学处在相对稳定的状态。此时膜肺可进行有效的二氧化碳排除和氧的摄取，体外循环机使血液周而复始地在机体内流动。这种呼吸和心脏的支持优越性表现在：① 有效地进行气体交换。② 长期支持性
灌注为心肺功能恢复赢得时间。③ 避免长期高氧吸入所致的氧中毒。④ 避免了机械通气所致的气道损伤。⑤ 有效的循环支持。⑥ ECMO中可用人工肾对机体内环境如电解质进行可控性调节。
防护耳罩
1．周围静脉－动脉转流
将静脉插管从股静脉置入，插管向上延伸至右房，引出的静脉血在氧合器中氧合，经泵从股动脉注入体内。此法可将80%回心血流引至氧合器，降低肺动脉压和心脏前负荷。缺点是股动脉低部位灌注使上半身的冠状动脉和脑组织得不到充分的灌注。有人将动脉插管延伸至主动脉根部以缓解这一难题，但这增加了血栓形成的危险，并有可能造成动脉机械性损伤。另外肺循环血流骤然减少，使肺的血液淤滞，增加了肺部炎症和血栓形成的危险性。此方法非搏动成分多，对维持稳定的血流动力学有一定困难。目前认为在ECMO中维持一定肺血流和肺动脉压力，有利于肺功能和结构的恢复。
2．中心静脉－动脉转流
这是目前最常用的方法。由于右颈部血管对插管有很强的耐受，一般通过颈内静脉插管，
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。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，适用于严重的的患儿。不足之处在于：① 非搏动灌注成分多，血流动力学不易稳定；② 插管拔管操作复杂，特别是结扎一侧颈部血管，对今后的脑发育有潜在危险。McGough等采用锁骨下动脉插管方法，能够保证双侧颈动脉的血液灌注，其要点为：插管外径应为无名动脉内径的75%，这样可保证在灌注时右侧血管有充分的血流；ECMO结束时进行动脉修复。由于婴儿小、插管细、颈内静脉引流往往不能满足灌注需要。水麻叶Ford等利用髂血管引流取得了良好效果。还有学者利用新生儿的脐血管增加静脉引流量，因为胎儿期的脐血管血流量可达130ml/kg.min，但也可带来一些并发症如肝内膜下出血、门脉高压、坏死性小肠结肠炎等。
3．周围静脉－右室转流
最早的方法是从股静脉插管，将插管延伸至下腔静脉的近心端或右房，引出的血液经氧合后从颈内静脉输入。此法不能提供充分的氧合血，心脏的前负荷不能有效地降低，需要较高的FiO2和高流量的机械呼吸才能维持机体的氧供。Wetterberg等设法将输送氧合血的静
脉插管延伸至右房，再经三尖瓣口最后送至右室，由于三尖瓣能有效地分隔右室内的氧合血和右房内的非氧合血，80%血液可氧合，右室收缩氧合血注入肺动脉。这样保证了肺部的血液灌注，同时心脏搏动射血亦存在。本法适用于无心功能不全的患者，不需动脉结扎，操作简单。主要缺点是对心功能无辅助作用，新生儿重症时不宜使用。这种方法对PPHN无明显的作用。由于导管在心腔内，易发生心律失常，此时可酌情用些镇静剂和β受体阻滞剂。也可用特制的双腔管经颈静脉插入，静脉血通过14F外管腔从腔静脉引流至体外，经氧合后从8F内管腔注入右心。此管有不锈钢丝加强，管壁仅有0.25mm厚。此法临床实践有限，报道的存活率为95%，而常规方法为87%.使用双腔管的患儿ECMO的时间短，神经并发症少，可保留颈动脉。但引流不充分是其不足。
三、ECMO的适应症
ECMO效果主要取决于心脏和肺功能结构是否能恢复。Weber等在55例ECMO的临床分析认为，此方法对多脏器衰竭的婴幼儿的支持效果不佳。
可逆性患者均可考虑用ECMO，如急性休克、误吸、严重损伤、感染等造成的呼吸功能不全。新生儿先天性膈疝由于肺部没足够的空间扩张，呼吸交换困难，在第1个24
小时的死亡率为50%，及时应用ECMO易于成功。由于长期的呼吸支持疗法不能缓解ARDS发展，一旦氧中毒或其它脏器损害，将直接影响ECMO的效果。
ECMO指征为：① 肺氧合功能障碍，PaO2<50mmHg或DA-aO2>620mmHg；② 急性肺损伤后PaO2<40mmHg，pH小于7.3达2小时；③ 人工呼吸3小时后，PaO2<55mmHg，④ 人工呼吸出现气道压伤。一旦指征明确尽快进行ECMO。
ECMO的循环支持的应用没有呼吸支持普遍。Rogers等应用ECMO对严重的心衰患者进行循环支持取得良好效果，生存率达70%。急性心衰ECMO的关键是心脏功能可恢复。心脏手术后ECMO循环支持疗法关键是排除其他心脏畸形的存在和保证原有畸形正确的矫正。在ECMO前超声波进行仔细检查非常必要。还有一部分患者ECMO循环支持是为了等待合适的心脏供体以便心脏移植。总之ECMO的循环支持应非常慎重。
ECMO的适应症并不是绝对的。Kinell用吸入一氧化氮对新生儿严重肺动脉高压进行了成功的。这些患儿原为ECMO的适应证。他们在呼吸气体内加NO，浓度为20ppm。4小时后浓度为4ppm，维持20小时。所有患者的肺气体交换功能有明显改善。9例患者中仅有1例改用ECMO。另外，在西方发达国家脏器移植非常普遍，ECMO可作为等待合适供体的
过渡手段。
四、ECMO的禁忌症
Bartlett的回顾性研究发现，体重小于2kg，或胎龄不足32周的新生儿在ECMO肝素化后有80%发生颅内出血。当掌握这一禁忌症后颅内出血下降到10%。有颅内出血或出血体征的患儿，因为ECMO时需肝素化，加上凝血因子消耗，可能加重出血。一旦颅内出血发生，严重地威胁生命，死亡率达94%。
单纯机械呼吸长达7天为相对禁忌症，长达帷幕灌浆10磁卡电表天为绝对禁忌症。因为长时间的人工呼吸可导致肺组织纤维化和严重的气压伤等不可逆改变。虽然ECMO可对患儿的心肺进行有效的支持，但不能治愈肺的不可逆损伤。
严重的先天性肺发育不全、严重的膈肌发育不全的患儿用ECMO也难以纠正其先天性发育不全。大量资料表明，合并心肺以外其它重要脏器严重损伤或畸形和ECMO的死亡有密切关系。有学者在ECMO后的尸检中发现很多死亡的患儿有其它的先天性畸形，如主动脉弓中断、心脏间隔缺损、一侧肾缺如、马蹄肾等。
五、并发症
ECMO早期并发症以出血最多见，以脑出血最为严重。晚期并发症以脑缺血最常见。
1．出血
ECMO一般采用全身肝素化，出血不可避免，严重出血将危及病人生命。有统计表明：新生儿ECMO脑内出血的发生率为29%，但这种出血极易发生在非足月胎龄的患儿（<34周）。足月胎龄患儿在ECMO发生颅内出血和出生时颅脑损伤有关。ECMO过程中有很多插管，全身肝素化后易发生出血，严重时应终止ECMO。Weiss报告一例在ECMO中发生纵膈出血，认为是人工呼吸气压伤加上全身肝素化所致。Hirtler等发现新生儿在ECMO中出现血小板数骤减，ACT值延长，停用肝素后ACT仍不缩短，均为颅内出血的征兆。Khan在休斯顿地区998例ECMO的婴幼儿的调查表明17%在ECMO头5天可出现脑出血，脑超声图可对其进行及时诊断，其复合率为93%。Wilson对一些脑出血高危患儿在ECMO中应用氨基乙酸（30mg/kg.h），取得良好效果。其他常见出血的部位有胃肠道、腹膜后。如果ACT小于300s，血小板高于10 × 109/L，不易发生出血。出血严重时，如果能在呼吸支持下维持生命体征，可考虑终止ECMO。一般说来ECMO停止1 ~ 2小时后，A
定型布
CT可恢复正常。终止ECMO一段时间后仍出血不止，危及生命，可进行手术止血。
2．脑损伤
新生儿ECMO大多经颈部插管建立体外循环，ECMO结束时需要结扎颈部血管。一般认为婴幼儿对右侧颈部血管结扎有很强的耐受，通过左侧颈部血管进行代偿。术后修复颈动脉易于发生气栓。Pacccoritti将ECMO患儿和非ECMO患儿对比，没有发现两组患儿在听觉诱发电位的明显异常。Strelety等发现ECMO中有癫痫脑电波的患者一年后死亡率高达64%。Glass对ECMO一年后婴幼儿进行了随访调查，他们根据Bayley精神运动系数发现有10%患儿发育和神经运动异常，认为这些异常和颅内出血、慢性肺部疾患有密切关系，而和结扎颈部血管的关系不密切。Robertson的研究表现60%ECMO婴儿在2~5岁后表现出程度的听力异常。Hahn的脑电图分析得出的结果却不尽相同，他们发现ECMO患儿右侧脑癫痫波发生较多，脑影象学检查发现有22%患儿右脑有缺血性损伤。比单纯人工呼吸支持的患儿发生率高。Adolph等对ECMO后患儿进行发育和智力方面的检查，其中有15%患儿生长指数低于正常，表现在身高、体重和头围发育不良，智力发展指数基本接近正常。Burberg对31例ECMO患儿进行脑CT检查发现，有21例脑蛛网膜下腔增大，其中有6例为
非对称性，均为右侧。他们认为颈内静脉结扎，使矢状窦压力增加，减少蛛网膜绒毛对液体重吸收，进而使蛛网膜下腔增大。Mendaza对180例ECMO患儿进行分析，发现出血性脑损害多出现在结扎血管的对侧，而缺血性脑损害出现在结扎血管的同侧，认为这是因为结扎颈血管引起脑血流变化。有关ECMO长期愈后更为人们所关注。Lottt对10名ECMO 4 ~ 9年后的儿童观察发现：①临床症状、脑半球不对称的改变和脑电图的变化不一致；②右侧颈血管血流明显降低对脑组织有一定的损伤，并有后遗症。Dawis对ECMO婴幼儿长期随访中发现若有10% ~ 35%ECMO婴儿在学龄前期表现出一定智力和功能障碍，入学前需进行一些特殊的教育。
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